關于磷燃燒實驗的改進之我見

江黎荔

摘 要：改進實驗教學，能激發學生學習化學的興趣，幫助學生形成化學概念，獲得化學知識和實驗技能，提高實驗能力和觀察能力，還有助于培養學生實事求是、嚴謹認真的科學態度和學習方法。

關鍵詞：改進；實驗；嚴謹；探究；設計

化學實驗的設計應該與教學內容、學生的發展相匹配，達到實驗原理科學嚴謹，使用常見的儀器和藥品，且藥品的用量較少、無毒、無害，操作過程安全可行，實驗現象明顯清晰等基本要求。在達成教學目標的前提下，有效地保護環境，保護師生的身心健康。但在現行化學教材中有不夠科學嚴謹的實驗原理、不易于進行的操作、危害師生健康的藥品和實驗，教師必須進行適當改進，避免不夠科學嚴謹的實驗原理、不易于進行的操作、危害師生健康的藥品的使用對學生學習的困擾。

在現行人教版初中化學教材中有三個實驗用到磷，它們分別是：第二單元課題1《空氣》中的[實驗2-1]“測定空氣中氧氣的含量”；第五單元課題1《質量守恒定律》中的[探究]“紅磷燃燒前后質量的測定”；第七單元課題1《燃燒和滅火》中的[實驗7-1]“燃燒條件的實驗”。我發現這三個實驗的設計中存在不足之處：白磷屬有毒物質，燃燒的生成物中有P4O6，有毒的P4O6在空氣中會發生轉化，生成有劇毒的PH3等物質，同時生成的P2O5（白煙）也讓人相當難受。磷燃燒時在開放體系或半開放體系中進行，生成的白煙彌漫講臺，進而使整個教室的空氣受到嚴重污染，結果會出現老師為完成實驗教學任務而堅持“吸毒”（現在很多義務教育階段的學校演示實驗在教室進行，沒有通風櫥這樣的昂貴設備），學生難以忍受而離席“避毒”的局面。課堂教學秩序受到嚴重影響，師生身體健康受到很大傷害。

鑒于此，在目前沒有找到一種合適的無毒物質代替磷的情況下，可以從實驗方案的設計上做一些改進，讓磷在密閉體系中燃燒，不讓生成物排入空氣，這樣可以有效地保護師生的身體健康。

以下是我設計并反復實踐、效果比較好的改進方案。

1.“測定空氣中氧氣的含量”實驗的改進

原方案要點：用酒精燈點燃紅磷后迅速伸入集氣瓶中。

不足之處：（1）紅磷用量較多，會產生較多影響環境的污染物；（2）操作無論多么快，都有生成物P2O5擴散在空氣中，嚴重危害教師和學生的健康；（3）空氣受熱會逸出集氣瓶，誤差較大，這從原理上看是不嚴謹的。

改進方案：

操作要點：（1）向一支大試管（25 mm×200 mm）內加入2粒綠豆大小的白磷后按圖裝好，夾好止水夾；（2）用手指稍用力按緊橡皮塞，用電吹風熱風吹試管底部，使白磷燃燒；（3）燃燒結束后，用電吹風冷風吹試管，待試管冷卻至室溫后，打開止水夾，觀察實驗現象。

優點：（1）實驗原理嚴謹，空氣恒量，誤差較小；（2）磷未在空氣中燃燒，不傷害師生；（3）節約藥品（試管容積小于集氣瓶），未燃燒完的白磷可以回收（白磷冷卻后呈塊狀）；（4）增加了加熱方法，拓寬了學生的知識結構。

2.“白磷燃燒前后質量的測定”實驗的改進

原方案要點：用酒精燈加熱玻璃棒，再用灼熱的玻璃棒接觸紅磷，使紅磷燃燒。

不足之處：（1）空氣受熱時膨脹，少部分空氣逸出錐形瓶，從原理上看是不嚴謹的；（2）用玻璃棒接觸紅磷，不便于操作。

改進方案：

（1）向一支大試管（25 mm×200 mm）中加入2粒綠豆大小的白磷，用橡皮塞塞緊并用托盤天平稱出其質量；（2）用拇指壓住橡皮塞，用電吹風熱風吹試管底部，使白磷燃燒；（3）試管冷卻后稱其質量。

優點：（1）空氣未逸出試管；（2）便于加熱；（3）拓寬了學生對加熱工具的認識。

3.“燃燒的條件”實驗的改進

原方案要點：（1）將紅磷、白磷置于銅片上，用沸水加熱；（2）用玻璃管向水中的白磷表面吹氧氣，使其在水中燃燒。

不足：（1）生成物大量彌漫在教室中，讓人無法忍受；（2）白磷、紅磷間距控制不好，燃著的白磷會引燃紅磷；（3）用玻璃管向水中的白磷表面吹氧氣時，白磷會“游動”，不能持續燃燒。改進方案：

操作要點：（1）向兩支大試管（25 mm×200 mm）中各加入綠豆大小的白磷和少許紅磷，都塞緊橡皮塞；（2）向一只大燒杯（500 ml）中注入約80℃熱水350～400 mL，投入一粒綠豆大的白磷于水中；（3）兩手各握一支大試管，將試管底部浸入熱水中加熱，觀察現象；（4）把一支集滿氧氣的大試管（25 mm×200 mm）倒扣在水中的白磷上，觀察現象。

優點：（1）操作簡單，用時短；（2）不會對教室空氣造成污染；（3）水中白磷燃燒現象相當明顯。

以上改進只是我個人在教學中的嘗試，其中不足還請同仁指正。