鐵在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

精品文檔-下載后可編輯鐵在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)【摘要】鐵絲在氧氣中燃燒是檢驗(yàn)氧氣性質(zhì)的一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)鐵在氧氣中燃燒這個(gè)實(shí)驗(yàn)，既是學(xué)好本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵，又是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和環(huán)保意識(shí)的重要一環(huán)。然而在教學(xué)中要使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，成功。從以下進(jìn)行分析改進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】鐵絲；氧氣；燃燒；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

鐵絲在氧氣中燃燒是檢驗(yàn)氧氣性質(zhì)的一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)殍F在空氣中不燃燒，而在氧氣中能劇烈燃燒，鐵的這一特性，沒有其他材料可替代。通過(guò)鐵在氧氣中燃燒這個(gè)實(shí)驗(yàn)，能觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)既是學(xué)好本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵，又是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和環(huán)保意識(shí)的重要一環(huán)。因此這個(gè)是個(gè)非做不可的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。本文做以下進(jìn)行分析改進(jìn)。

一、原教材中實(shí)驗(yàn)操作及步驟

原《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書》中實(shí)驗(yàn)操作及步驟為：在螺旋狀的細(xì)鐵絲末端系上火柴梗，用坩堝鉗夾住鐵絲點(diǎn)燃火柴梗，至其快燃盡時(shí)，伸入到充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中。我們?nèi)舭创瞬僮?，由于各種因素的影響，難以成功，就算成功，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不明顯。

學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)非常感興趣，很想快點(diǎn)看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為了滿足學(xué)生們的急于求成的欲望，我們當(dāng)然是竭盡所能去做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)。但這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于沒有經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)是很容易失敗的。如果沒有做成功，鐵絲在氧氣里不燃燒，那我們想用這個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象來(lái)吸引學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，就會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)失敗而功虧一簣。

二、失敗原因

這個(gè)實(shí)驗(yàn)較易失敗的原因，很多參考資料文獻(xiàn)資料分析如下：

火柴梗燃燒的程度難以把握。當(dāng)把點(diǎn)燃的系有火柴梗的鐵絲伸入充滿氧氣的集氣瓶中時(shí)，①如果火柴梗過(guò)長(zhǎng)，只能看到火柴梗在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，會(huì)看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象；②如果火柴梗過(guò)短，由于紅熱的鐵絲冷卻很快，也會(huì)看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。

那是不是掌握好火柴梗燃燒的程度，就能做成功呢？不一定。

鐵不燃燒本質(zhì)原因：

燃燒需要三要素：可燃物，氧氣（或空氣），溫度達(dá)到著火點(diǎn)。鐵不是一般的可燃物，純鐵的著火點(diǎn)應(yīng)該是1134℃左右，我們做實(shí)驗(yàn)用的鐵絲（鐵合金）其燃點(diǎn)應(yīng)該在600℃左右，用一根小火柴梗燃燒所放出的熱量，達(dá)到鐵的著火點(diǎn)來(lái)引燃鐵的話，當(dāng)然是力不從心啦。

三、改進(jìn)思路

（1）本實(shí)驗(yàn)中鐵難燃燒其根本原因是：溫度過(guò)低沒有達(dá)到鐵的著火點(diǎn)。鐵燃燒其實(shí)就是鐵的氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)在發(fā)生反應(yīng)時(shí)需要一個(gè)啟動(dòng)能量，能量越高越容易反應(yīng)，而且反應(yīng)越劇烈，劇烈到一定程度就是燃燒。所以要想讓鐵燃燒，就要盡量提高鐵的溫度，在較高溫度下更容易引燃難以燃燒的鐵。

（2）材料上的改進(jìn)：減小可燃物顆粒大小，可燃物顆粒越小，著火點(diǎn)越低。對(duì)難燃燒的鐵絲，可采取以下措施進(jìn)行處理。例如鐵絲表面的銹要用紗布磨去，鐵絲選用越細(xì)的越好，實(shí)驗(yàn)證明，直徑在0.2～0.5mm的鐵絲較合適，最好用小刀給鐵絲表面切一些小口。市場(chǎng)上賣的鋼絲球，鋼絲較薄較細(xì)，做實(shí)驗(yàn)用效果很好。

用帶有少量油漆的細(xì)鐵絲代替光亮的細(xì)鐵絲做實(shí)驗(yàn)也容易成功，因?yàn)殍F絲表面上的油漆會(huì)減少熱量的散失，使燒紅的細(xì)鐵絲離開酒精燈火焰后，還能保持紅熱一段時(shí)間，所以容易發(fā)生反應(yīng)。

四、改進(jìn)方法

怎樣才能提高鐵絲的溫度，而且是燃燒時(shí)的溫度呢？當(dāng)我們把鐵絲放在酒精燈上加熱，能提高鐵的溫度，但是這個(gè)方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后是不可行的，因?yàn)殍F絲散熱很快，還沒等到伸入集氣瓶中時(shí)，溫度已經(jīng)降到較低溫度，而且加熱時(shí)，部分鐵已經(jīng)氧化，所以鐵是不會(huì)燃燒的。

我在做木炭在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我用坩堝鉗夾住木炭在氧氣中燃燒時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚喜的現(xiàn)象：出了看見木炭劇烈燃燒發(fā)出白光外，還看到了火星四射，顯然這里肯定有鐵參與了反應(yīng)。木炭居然能夠引燃較粗的坩堝鉗，那用它來(lái)引燃較細(xì)的鐵絲的話，肯定是輕而易舉的。實(shí)驗(yàn)證明了我的假設(shè)是對(duì)的。用木炭代替鐵絲，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象遠(yuǎn)比用火柴梗要明顯。

五、改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)步驟

（1）取一塊木炭敲碎，選用一塊長(zhǎng)條形（大約1厘米左右，任意形狀都可）的木炭。

（2）把細(xì)鐵絲繞成螺旋狀，在末端系上所選用的木炭。為了提高成功率，也可選用兩根鐵絲同時(shí)操作。如果選用鋼絲球的話，選用火柴梗引燃也能達(dá)到很好的效果。

（3）把酒精燈和充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶放在較近的位置，并點(diǎn)燃酒精燈。

（4）用坩堝鉗夾住細(xì)鐵絲的一端并在酒精燈上加熱，等木炭燃燒并有紅色火星出現(xiàn)時(shí)，迅速將鐵絲伸入到充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中?？梢钥吹借F絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體物質(zhì)。

六、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

（1）此方法操作簡(jiǎn)單，教師學(xué)生都很容易掌握，再也不會(huì)再為火柴梗燃燒的程度而擔(dān)憂。

（2）成功率極高，我在這最近的幾年教學(xué)中都是用的這個(gè)法，機(jī)會(huì)成功率是百分之百，其原因是解決了燃燒所需要的溫度條件。

（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明顯，比教材中效果好，因?yàn)殍F反應(yīng)時(shí)的溫度比較高，反應(yīng)當(dāng)然要?jiǎng)×?。如果有條件采用焦炭來(lái)引