鐵絲在氧氣中燃燒實驗的改進

劉永明

【摘要】初中化學實驗教學中采用化繁為簡、多步組合、改進裝置、補充強化、增設必需等方法創新化學實驗，提高了實驗效率，培養了學生的創新精神和實踐能力。

【關鍵詞】鐵絲 氧氣 燃燒 實驗改進

【基金項目】“甘肅省教育科學規劃課題研究成果，編號PL2016—684”。

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0256-01

教材中第34頁[實驗2-4]，鐵絲在氧氣中燃燒的實驗操作如下：把兩根光亮的細鐵絲分別盤成螺旋狀，取一根在酒精燈上燒至紅熱，觀察現象。另取一根，在下端系一根火柴，點燃火柴，待火柴快燃盡時，插入充滿氧氣的集氣瓶中（瓶內預先放少量的水如圖2-13）觀察現象。

但由于學生經驗不足，實際操作過程中，對其火柴梗燃燒的程度和伸入時間難以把握。當把點燃的系有火柴梗的鐵絲伸入充滿氧氣的集氣瓶中時，如果火柴梗過長，會看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現象；只能看到火柴梗在氧氣中燃燒的現象。如果火柴梗過短，由于紅熱的鐵絲冷卻很快，也會看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現象。常常會伸入過早或過晚而導致實驗失敗。除操作不當外，有時還可能導致失敗的原因是：A.選用的鐵絲太粗或含有雜質較多，鐵絲表面有銹跡，影響了反應的進行。B.點燃火柴后立即將它伸入瓶內，火柴燃燒消耗了氧氣，待鐵絲燃燒時氧氣已經消耗完了，不利于鐵絲的燃燒。C.火柴燃燒時有大量的熱量放出，將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部，因熱脹冷縮之故。瓶內氧氣會膨脹逸出，使鐵絲無法燃燒。

我在多次的實驗嘗試中，為了避免上述情況發生，影響實驗效果，減少誤差，將引燃鐵絲的實驗方法進行了如下的改進：

實驗儀器：

大號集氣瓶，電話線或紗窗上細鐵絲，棉花，酒精燈，玻璃棒

實驗藥品：5%的過氧化氫溶液，二氧化錳，石蠟。

實驗原理：3Fe+2O2 Fe3O4

實驗步驟：

1.取一根準備好的細鐵絲，先用細沙紙抹擦去表面的氧化膜。

2.把細鐵絲的一端，裹繞在玻璃棒上并且在繞成螺旋狀的細鐵絲最下端滴兩滴熔化的蠟燭（或在熔化的蠟燭中浸一下，粘些蠟燭）。

3.先將5%的過氧化氫溶液100ml加入集氣瓶，然后加入二氧化錳。

4.將點燃鐵絲下端的石蠟，伸入集氣瓶內距液面2-4cm即可將鐵絲引燃 。

5.繞成螺旋狀的鐵絲最下端兩環距離略遠過氧化氫溶液，且懸空垂直在集氣瓶中間。

6.可以看到細鐵絲劇烈燃燒，火星四射。

改進后的優點：

（1）用石蠟代替火柴，可避免火柴燃燒后產生的黑色木梗條掉進瓶里，跟生成的黑色四氧化三鐵固體接近，容易誤導學生。

（2）過氧化氫分解生成的水可以防止溫度過高生成物炸裂集氣瓶。

（3）可以觀察到集氣瓶底紅色融化物，幫助理解課本中實驗集氣瓶底放水或細沙的作用。

（4）克服伸入過早或過晚而導致實驗失敗。

（5）激發學生尋找生活中的代用品設計實驗思路靈感，可在家中完成實驗。

（6）簡單方便、快捷，效果明顯。

（7）無污染，并節約了資源。

參考文獻：

[1]義務教育教科書《教師教學用書》（上冊）P53和P63

[2]《中學化學》2008年第12期