對“粉塵爆炸實驗”的探究

【關鍵詞】粉塵爆炸 實驗探究

初中化學

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）08A-

0089-02

九年級化學教材中安排了大量的演示實驗，其中一些演示實驗由于所處的環境不同，實驗效果并不理想，甚至有部分實驗極易失敗。化學教師應做到勤思考，結合自身的實際，敢于創新，改進演示實驗，確保在有限的條件下能顯現出明顯的實驗現象，得出正確的實驗結論。下面以第七單元《燃燒和滅火》中的“粉塵爆炸實驗”為例進行說明，其裝置如下圖所示：

該實驗作為演示實驗必須要具有可視性，即能讓學生清楚地看到在整個實驗過程中所發生的現象。教材中所用器材為金屬罐（此儀器不透明），如按此裝置進行實驗，學生無法觀察到粉塵燃燒及發生爆炸的過程，且實驗成功率不高。基于上述情況筆者對此實驗進行了探究創新。

一、實驗裝置創新的設計思路

就地取材使裝置易制作、易操作，現象明顯，易于觀察。

二、裝置制作過程

1.取材

一只透明的空飲料瓶（500ml）、一只小漏斗、橡皮管、鐵皮、蠟燭、鼓氣球、502膠水、火柴、剛經過暴曬的面粉、飲料吸管等。

2.儀器的組裝

（1）將大塑料瓶從距離瓶底大約處剪去，分成上下兩部分。

（2）在大塑料瓶塞上打孔，將小漏斗插入瓶塞，用膠水將小漏斗末端與瓶蓋粘密，保持氣密性良好。用飲料吸管將氣囊與小漏斗連接，便于向裝置中鼓氣。

（3）將鐵皮折成階梯狀，蠟燭放在階梯上，再將整個裝置懸掛在被剪去的塑料瓶的上半部分中。

（4）將塑料瓶剪去的底部套在塑料瓶的上半部分上。為了兩部分能緊密地連接在一起，可以進行如下處理：將塑料瓶剪去的底部放在溫度稍高的熱水中短暫燙一下（其目的使塑料瓶的底部比塑料瓶的上半部分的直徑略大，這樣兩部分塑料瓶能緊密地套在一起），然后套在另一部分上。

改進后的實驗裝置如右圖所示：

3.實驗探究過程

（1）對所用實驗用品進行探究。

實驗：將剛經過太陽暴曬過的干燥面粉和未暴曬的面粉分別加入小漏斗中，點燃蠟燭，鼓氣。

現象：觀察到剛暴曬過的干燥面粉在裝置中燃燒，大塑料瓶的底部被高高的掀起，而未暴曬的面粉在裝置中未燃燒。

結論：用剛暴曬過的干燥面粉做實驗現象較明顯。

（2）對火源量的多少進行探究。

實驗：將剛暴曬過的干燥面粉加入小漏斗中，在鐵皮階梯上分別放一支蠟燭、兩支蠟燭、三支蠟燭分別點燃，鼓氣。

現象：都能觀察到面粉在裝置中燃燒，大塑料瓶的底部被高高的掀起。

結論：火源量不在于多。

（3）對燃著的蠟燭在裝置中放置時間的長短進行探究。

實驗：將蠟燭點燃放置在裝置中一段時間后鼓氣和將蠟燭點燃放置在裝置中立即鼓氣。

現象：立即鼓氣的發生爆炸，放置一段時間后再鼓氣的面粉燃燒但不發生爆炸。

結論：點燃的蠟燭在裝置中不宜長時間放置，要保證裝置內有足夠的氧氣。

（4）對鼓入空氣量的多少進行探究。

實驗：將暴曬過的干燥面粉加入小漏斗中，點燃蠟燭，分別向裝置中鼓入少量的空氣和長時間鼓入大量的空氣，或向裝置中鼓入氧氣進行實驗。

現象：鼓少量空氣的發生爆炸，而鼓入大量空氣的蠟燭火焰熄滅。鼓入氧氣時發生爆炸。

結論：鼓入空氣的量不宜過多，只要能將粉塵揚起就行。

（5）對蠟燭火焰的高度進行探究。

實驗：調節蠟燭在裝置中所處的位置，分別進行實驗

現象：蠟燭火焰大約離瓶口處現象最明顯。

結論：蠟燭在裝置中的高度不宜過高也不宜過低，過低火焰易熄滅，過高易燒毀裝置且現象不明顯。

三、該創新實驗的優點

1.操作方便、安全、可操作性強，再膽小的學生都可以進行實驗。

2.充分利用了日常生活中常見的物品進行創新實驗，既廉價又環保。

3.通過此裝置學生可以清晰地觀察到粉塵爆炸的全過程，讓學生對爆炸發生的條件有深刻的理解。

四、實驗反思

該實驗要求很高，在設計實驗時要緊扣爆炸發生的條件：①要有可燃物；②裝置要密閉；③要有火源；④要有充足的空氣或氧氣。對于所用的可燃物顆粒必須很小且干燥，實驗中所用的面粉的量不一定要多，關鍵是面粉放置的位置要確保在實驗中能揚起，從而增大與空氣的接觸面積；實驗中所用蠟燭的數量不一定要多，關鍵是放的位置要適當，確保實驗中不易被揚起的面粉蓋滅；蠟燭在裝置中點燃后不能長時間放置，時間過長，則會消耗密閉裝置中的氧氣，使實驗失敗；實驗中不必將空氣換成氧氣，換成氧氣雖然發生爆炸，但改變了實驗的原始條件，不能給學生留下深刻的印象——在生活中可燃物使用不當易發生爆炸，因為生活中很少碰到可燃物在純氧中燃燒。

總之，化學的重大發現和研究成果都是通過實驗得到的，實驗是科學探究的一種手段。因此，只有在實際教學中認真思考，并將實驗改革創新，多從學生的角度去進行思考，設計出的實驗才更適合于學生，才更有利于調動學生學習化學的積極性，真正發揮實驗在化學教學中的重要作用。

（責編 林 劍）