自制粉塵爆炸演示裝置

河北省寧晉縣唐邱中學 王 沛

一、選題背景

2014年8月在江蘇昆山曾發生一起粉塵爆炸事故，事故造成一百多人死亡。對此我們感覺很不可思議：粉塵怎么會爆炸呢？粉塵爆炸怎么會產生這么大的危害呢？我們急于解開其中的奧秘，于是就向化學老師請教爆炸的原因。老師對我們的求知欲感到十分欣慰，并告訴我們：“在化學課本的132頁、133頁有相關知識的解釋，你們自己去尋找答案吧。”

我們聽了，迫不及待地打開課本，自學了課本上的內容，并仿照課本上模擬了粉塵爆炸的實驗。課本上的粉塵爆炸實驗圖示見圖1。

可是課本上的實驗外罩用的是金屬罐，不透明，不便于我們觀察內部情況，看不到里面燃燒的火苗，因此我們對粉塵的爆炸還是不太理解。怎么辦呢？我們決定對書上的實驗進行改造，親自制作一套便于觀察粉塵爆炸現象的實驗裝置。于是我們決定再次向老師請教。

二、基本思路

1.確定思路。

我們把打算制作一套便于觀察粉塵爆炸現象的實驗裝置這一想法告訴了老師。老師聽后，對此給予了肯定，并希望我們能研究出這樣的一個演示儀。同時，老師給我們指出了研制的大概思路和方向：設計方案、繪出圖紙、準備材料、制作完成、進行驗證探究及使用。確定項目后，我們就各自分工準備。

2.設計方案。

經過大家一起討論、分析，我們設計出粉塵爆炸演示裝置的方案，其要點包括：

（1）將金屬罐換成透明塑料桶；

（2）把盛面粉的小塑料瓶換成漏斗；

（3）把橡皮削成球狀，球的直徑與漏斗管口直徑相當，放入漏斗中，防止面粉從漏斗中下滑；

（4）將底座換成倒扣的托盤；

（5）把鐵棍燒紅，用它在托盤底、側璧各燙一個圓孔，然后將托盤倒扣在桌面上；

（6）將漏斗插在倒扣著的托盤底部的圓孔上，在漏斗管口套上膠皮導管，并將導管從托盤側壁的圓孔中引出，然后將打氣筒與導管連接。

3.我們制作的粉塵爆炸演示裝置的結構示意圖見圖2。

三、制作所需材料

制作該實驗裝置需要準備的材料包括：透明的五升裝油桶的圓柱體部分、塑料托盤、漏斗、膠皮導氣管、打氣筒、橡皮小球、面粉、沙子等。

四、制作方法

1.找來一個白色的塑料托盤，用燒紅的鐵棍在盤底、側璧各燙一個圓孔，倒扣在桌面上，將漏斗插在倒扣的托盤底部的圓孔上，在漏斗管口套上膠皮導管，并從托盤側壁的圓孔中引出，再將打氣筒連接導管。

2.把橡皮用小刀削成一個圓球，直徑略大于漏斗管口的直徑，然后將小球放到漏斗中。

3.廢棄的油壺，剪去上部，留下圓柱體的一段，倒扣在漏斗和蠟燭的上方。

4.將沙子在油桶四周圍一圈，使油桶可以放在沙子上，以保證裝置的密閉性。

五、注意事項

在設計實驗時，主要需考慮以下因素：

1.裝置的密閉性：要保證裝置的密閉性，所以我們用沙子圍在油桶周圍起密封作用。

圖1

圖2

圖3

2.面粉干濕：要保證是干燥的面粉，潮濕的面粉會影響實驗效果，甚至導致實驗失敗。

3.導管通暢：與漏斗連接的導管需與桌面保持一定距離，以防止導管彎折導致氣體無法通過。

4.防止漏斗中的面粉漏入導管內，我們制作了橡皮小球放在漏斗口防止面粉下漏。

六、作品結構實物圖

制作完成的粉塵爆炸演示裝置實物見圖3。

七、創新點

1.利用該裝置進行模擬粉塵爆炸實驗現象明顯，安全可行，能直觀體現粉塵的燃燒及爆炸。

2.制作該裝置所需材料簡單，制作成本低。

八、應用情況

1.該裝置可應用于九年級化學第七單元的粉塵爆炸演示實驗。

2.使用情況及效果：我們制作的粉塵爆炸演示裝置在學校科技展覽時，獲得了師生的好評，大家都躍躍欲試，極大地調動了同學們動手動腦的積極性。這有利于培養我們勤思考、多動手的習慣，并且促使我們在學習中發現問題，并通過探究、創新、合作、交流，很好地解決問題，提升我們的能力。

我們的粉塵爆炸演示裝置操作方便，使用簡單，充分體現了其科學性、示范性和實用性的特點，是我們成長路上的一個見證、一個收獲。