蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)的探究與改進(jìn)

摘要：對(duì)人教版教材“蠟燭燃燒”相關(guān)實(shí)驗(yàn)從教師演示和小組探究?jī)蓚€(gè)角度進(jìn)行了探討與改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單有趣、復(fù)現(xiàn)性好、成功率高。

關(guān)鍵詞：蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)探究與改進(jìn)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

文章編號(hào)：1005–6629（2013）12–0043–03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 改進(jìn)背景

“蠟燭的燃燒”實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)教學(xué)中重要的探究實(shí)驗(yàn)，無(wú)論是九年級(jí)化學(xué)滬教版教材還是人教版教材均把該實(shí)驗(yàn)安排為第一章第一個(gè)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，其重要性不言而喻，因此該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和組織的成敗直接影響到學(xué)生對(duì)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的興趣，以及對(duì)初中化學(xué)學(xué)科的第一印象。然而筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)人教版九年級(jí)化學(xué)教材上的裝置圖[1]（如圖1所示）存在以下不足：

（1）按照教材圖1-19所示：“把罩在燭焰上的燒杯，迅速倒過來(lái)，注入少量澄清石灰水，振蕩”，石灰水較難變渾濁。

（2）按照教材圖1-20所示：離燈芯這么遠(yuǎn)，點(diǎn)燃蠟燭剛熄滅產(chǎn)生的白煙，則較難成功。

2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

2.1 “探究石蠟的燃燒產(chǎn)物”實(shí)驗(yàn)

（1）原實(shí)驗(yàn)概況：學(xué)生按照教材圖1-19的要求（用小燒杯罩在火焰上方，迅速倒轉(zhuǎn)并倒入澄清的石灰水）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)振蕩后石灰水不能變渾濁。經(jīng)討論分析認(rèn)為：在火焰的上方收集到的氣體是溫度較高的，在倒轉(zhuǎn)及振蕩的過程中，不斷從燒杯口逸出，最后所剩無(wú)幾，因此沒有足夠的二氧化碳能使石灰水變渾濁。

（2）改進(jìn)方案：在倒轉(zhuǎn)前用玻璃片蓋住燒杯口，繼而移開部分玻璃片并倒入石灰水，蓋好玻璃片振蕩，大部分小組的石灰水能變渾濁，但仍有部分小組不能變渾濁。經(jīng)分析認(rèn)為：燒杯的尖嘴漏氣是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的主要原因，進(jìn)而做了以下改進(jìn)：把小燒杯改成小集氣瓶再蓋住玻璃片（如圖2所示），就不用擔(dān)心氣體的外逸和振蕩時(shí)液體的外溢了。

（3）注意事項(xiàng)：看到瓶壁出現(xiàn)水霧即可用玻璃片封閉瓶口，否則時(shí)間過長(zhǎng)（等水霧消失后）則溫度過高，二氧化碳也已外逸，實(shí)驗(yàn)效果差且浪費(fèi)時(shí)間。

2.2 “點(diǎn)燃蠟燭剛熄滅時(shí)的白煙”實(shí)驗(yàn)

（1）原實(shí)驗(yàn)概況：按照教材圖1-20點(diǎn)燃蠟燭剛熄滅產(chǎn)生的白煙，離燈芯遠(yuǎn)則點(diǎn)不著，離燈芯近又會(huì)被誤認(rèn)為點(diǎn)燃了燈芯。且現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝，學(xué)生觀察有困難，不利于學(xué)生對(duì)白煙具有可燃性的直觀認(rèn)識(shí)。

（2）改進(jìn)方案：用廢舊石棉網(wǎng)上的鐵絲網(wǎng)部分從火焰的下部平切入正在劇烈燃燒的蠟燭火焰，可以看到鐵絲網(wǎng)上方的火焰熄滅了并在上方形成一段懸空的白煙（如圖3左）。用打火機(jī)去點(diǎn)燃白煙，可以看到白煙被點(diǎn)燃形成一段懸空的火焰（如圖3右）。通過調(diào)節(jié)鐵絲網(wǎng)與燈芯的距離或角度，可以使懸空的火焰忽上忽上，或左右搖擺。此方案技能要求高，適合教師演示。

（3）注意事項(xiàng)：①實(shí)驗(yàn)前可將燒香用的大蠟燭插到錐形瓶里起到固定作用（蠟燭的選擇主要選燈芯粗、火焰大的，這樣演示效果更好）。②本實(shí)驗(yàn)需要在蠟燭火焰燃燒較旺時(shí)進(jìn)行，點(diǎn)燃時(shí)需把蠟燭倒過來(lái)片刻，以形成一束燃燒劇烈的火焰。

2.3 “石蠟蒸氣的取出及點(diǎn)燃”[2]實(shí)驗(yàn)

（1）原實(shí)驗(yàn)概況：按照教材圖1-20所示，教師演示很難成功，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)更難以進(jìn)行。

（2）改進(jìn)方案：①實(shí)驗(yàn)前用一只止水夾夾住一小段玻璃管，做成一支有手柄的導(dǎo)管；將上述導(dǎo)管的一頭對(duì)準(zhǔn)火焰的焰心，調(diào)整導(dǎo)管傾斜度，至引出一縷濃的白煙（如圖4左）；用打火機(jī)點(diǎn)燃引出的濃濃的白煙，可以看到導(dǎo)管口白煙被點(diǎn)燃，形成持續(xù)燃燒的小火焰（如圖4右）。

②先擠出膠頭滴管中的空氣，然后把滴管的下端伸入小蠟燭火焰的焰心部分，松開膠頭，可以看到有白煙被吸入膠頭滴管（如圖5左）；移出滴管，將滴管的下端靠近蠟燭火焰并擠出滴管中的白煙，可以看到白煙被點(diǎn)燃形成火苗（如圖5右）。

③用玻璃注射器抽取白煙（如圖6左），然后慢慢推出白煙并點(diǎn)燃，可以看到產(chǎn)生持續(xù)的較大火焰（如圖6右）。

④在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生還出現(xiàn)了用尖嘴玻璃管（去掉膠頭的滴管）“吹氣生焰”的精彩生成（如圖7所示）。

（3）注意事項(xiàng)：①以上4種方案均可使用過生日的小蠟燭等微型材料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。②每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束，使用燈帽（過生日的小蠟燭可用燈托即插在蛋糕上的塑料底座）熄滅蠟燭，以防止污染空氣。③玻璃注射器容積一般都較大，不適合小蠟燭，可以用一次性塑料小注射器端口處套接一段玻璃管代替。

2.4 “白煙的密度和水溶性”實(shí)驗(yàn)

（1）原實(shí)驗(yàn)概況：教材圖1-20所示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意圖是探究白煙的可燃性，故不能嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈C明白煙是否具備石蠟常見的其他兩條性質(zhì)：密度比水小且難溶于水。

（2）改進(jìn)方案：點(diǎn)燃一支過生日用的小蠟燭，下端通過燈托插在橡皮塞上以固定，利用如圖8所示的兒童喝藥水的塑料小杯等生活材料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。可通過玻璃彎管引出裊裊白煙，似行云流水，飄渺仙境，片刻后可見在水面形成一層白膜。以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象既能證明白煙具有密度比水小且難溶于水的性質(zhì)又增加了實(shí)驗(yàn)的觀賞性，給人以化學(xué)實(shí)驗(yàn)原來(lái)也可以很“美”的視覺感受。經(jīng)改進(jìn)為微型的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，用時(shí)短。

（3）注意事項(xiàng)：小蠟燭的火焰有點(diǎn)小，玻璃管的引煙端要注意放在焰心處，否則會(huì)引出黑煙。

3 改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

（1）使用集氣瓶代替燒杯收集蠟燭燃燒產(chǎn)生的氣體，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更規(guī)范，實(shí)驗(yàn)成功率得以大幅度提高。

（2）使用燈帽熄滅蠟燭而不是吹滅更能滲透新課程的環(huán)保理念。

（3）教師演示實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)凸顯實(shí)驗(yàn)的趣味性和觀賞性。

（4）小組實(shí)驗(yàn)使用小蠟燭等體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的微型化、生活化。

（5）通過實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化，激發(fā)學(xué)生的興趣，激活學(xué)生思維。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡美玲主編.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)[M].北京：人民教育出版社，2001：8.

[2]魏銳，楊晶晶.簡(jiǎn)談進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的思維策略[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2012，（3）：25～27.