初中化學(xué)《粉塵爆炸》實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

王美雄

中圖分類號(hào)：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2014）02-204-01

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)不可缺少的重要途徑，化學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，所以在初中教材中安排了許多實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)了解更深刻。但其中有少數(shù)實(shí)驗(yàn)不太好操作，或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不太明顯，有改進(jìn)空間，所以近年來省內(nèi)舉辦了幾次化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽，有許多老師對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)提出了很好的改進(jìn)意見，創(chuàng)出了很多更優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)。本人也對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)作了一些改進(jìn)。下面，我將本人對(duì)《粉塵爆炸》這個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案提供給大家參考，與大家共同探討。

一、該實(shí)驗(yàn)在教育教學(xué)中所處的地位與作用

“面粉爆炸實(shí)驗(yàn)”是九年級(jí)化學(xué)第七單元課題1《燃燒和滅火》中的實(shí)驗(yàn)[7-2]，這是一個(gè)與我們生活息息相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。“爆炸”關(guān)系到人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)此實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)與了解能使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)面粉等粉塵爆炸的危險(xiǎn)，增強(qiáng)學(xué)生的安全防范意識(shí)。

二、初中化學(xué)粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)，教材中介紹的方法如下。

1、剪去空金屬罐和小塑料瓶的上部，并在金屬罐和小塑料瓶的底側(cè)各打一個(gè)比橡皮管外徑略小的小孔（如圖Ⅰ ）。

2、連接好裝置，在小塑料瓶中放入面粉，點(diǎn)燃蠟燭，用塑料蓋蓋住罐（如圖Ⅱ）。從橡皮管一端鼓入大量的空氣（人距離該裝置遠(yuǎn)一些），使面粉充滿罐，遇到燭火瞬間燃燒而爆炸，把塑料蓋炸起。

三、教材實(shí)驗(yàn)不足之處：

據(jù)我所知，很多教師按照教材上的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不僅成功率很低而且效果不佳，有的老師還說沒有成功過。主要不足總結(jié)如下：

（1）在密閉罐內(nèi)鼓入大量空氣，鼓入的空氣會(huì)使罐內(nèi)氣壓增大，達(dá)到一定氣壓時(shí)也有可能使罐蓋掀起。（2）鼓入的空氣和揚(yáng)起的粉塵太多，可能會(huì)將燭火撲滅；而揚(yáng)起的粉塵不夠，又無法集聚爆發(fā)力。總之，鼓入空氣的速度很難控制。（3）本實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)，要剪去空金屬罐上部和打孔，不利于制作，且破壞了罐體的完整性，不利于容器的密閉。（4）爆炸前，蠟燭燃燒要一段時(shí)間，這段時(shí)間要消耗氧氣。罐內(nèi)氧氣有限，可能還沒揚(yáng)起粉塵，燭火就熄滅了。

四、創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路

本實(shí)驗(yàn)我也看到過其他老師的改進(jìn)，有的改得很成功，爆炸威力很大。但在制作裝置都還不夠簡單，要剪，要連管子。也是先放入明火，要消耗部份氧氣。和教材實(shí)驗(yàn)差不多，甚至更復(fù)雜。本人主要是從下面兩個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新：

1、保持罐體完好，使實(shí)驗(yàn)更簡單。

2、通過外界引燃來使罐內(nèi)爆炸，防氧氣過早被消耗。

為了解決這兩個(gè)問題我是這樣設(shè)計(jì)的：“放燃燒的蠟燭”改為在罐內(nèi)放火柴，在外面利用熱傳遞引燃火柴，進(jìn)而引燃面粉而爆炸。“面粉鼓氣揚(yáng)塵”改為敲擊落塵。即在罐口放一塊紗布蓋住罐口，并用橡皮筋將紗布固定在罐上。再在紗布上放少量面粉，再蓋好塑料蓋，用木棒敲打塑料蓋，讓面粉慢慢飄下。（如下圖）。

通過這種設(shè)計(jì)，就不需要打孔，保存了罐體的完好。先飄面粉后點(diǎn)燃，更符合生活實(shí)際，火燃即爆炸，可防止氧氣過早被消耗。

五、實(shí)驗(yàn)器材：

所需器材有：空牛奶罐、面粉、木棒、紗布、橡皮筋、火柴、打火機(jī)、三角架、酒精燈。

六、實(shí)驗(yàn)原理及裝置說明：

可燃物（面粉）在有限的空間（牛奶罐）內(nèi)急劇地燃燒，就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)聚積大量的熱，使氣體的體積迅速膨脹而引起爆炸。

本裝置只放火柴，經(jīng)過多次試驗(yàn)不會(huì)爆炸。只有放入面粉，有粉塵后才爆炸。放好面粉后，最好在面粉上再加一塊紗布，可阻擋面粉在爆炸時(shí)飛起，也可增加罐蓋的緊密性。

七、實(shí)驗(yàn)步驟：

步驟一、 在牛奶罐中放入一、二根火柴，在罐口放一塊紗布蓋住罐口，并用橡皮筋將紗布固定在罐上。

步驟二、 在紗布上放少量面粉，再加一塊紗布，再蓋好塑料蓋。

步驟三、 再將奶粉罐放在三角架上用酒精燈加熱，邊加熱邊用木棒敲打塑料蓋，讓面粉慢慢飄下（金屬罐加熱5秒左右火柴就會(huì)燃燒起來，同時(shí)引燃罐內(nèi)飄揚(yáng)的面粉而爆炸）。

八、創(chuàng)新之處

通過上面改進(jìn)和操作中的實(shí)踐，現(xiàn)將創(chuàng)新優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：

1、不需剪金屬罐和打孔，保持了罐體完好，簡化了制作。

2、改變了揚(yáng)塵方式：將鼓氣揚(yáng)塵變成敲擊落塵；

3、改用火柴引燃，避免了鼓氣時(shí)蠟燭被冷空氣吹滅的可能；

4、改用火柴引燃，不會(huì)在面粉飄出前就消耗氧氣；

5、安全環(huán)保，爆炸完成之后粉塵不會(huì)四處飄揚(yáng)；

6、效果明顯，成功率高，更具科學(xué)性。

7、實(shí)驗(yàn)材料唾手可得，操作簡單，適合學(xué)生家庭制作。

總之，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，效果明顯，簡單易行，我認(rèn)為比教材實(shí)驗(yàn)更簡單，學(xué)生在家完全可操作，成功率百分之百。這既增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可激發(fā)學(xué)生多開動(dòng)腦筋，發(fā)明創(chuàng)造，找尋一些新的好方法，實(shí)在是一舉多得。沒有做不到，只有想不到。希望我的這一些想法及改進(jìn)能給大家一點(diǎn)啟示。