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红磷燃烧实验

红磷燃烧实验

红磷燃烧实验范文第1篇

关键词:氧气含量的测定;空气;实验改进

“测定空气里氧气含量”这个实验是人教版《义务教育课程标准实验教科书・化学》九年级上册中的一个重要实验。针对这个实验所存在的问题,笔者在前人研究的基础上,对该实验的方法、装置及药品进行了改进。

一、教材中的实验

《义务教育课程标准实验教科书・化学》九年级上册中的实验2-1(如图1),利用红磷燃烧消耗集气瓶里的氧气,使集气瓶内的压强变小,从而使烧杯中的水沿着导管进入集气瓶,而进入集气瓶中水的体积约占集气瓶中原来空气容积的1/5。

教材中该实验存在如下问题:第一,红磷在空气中点燃后才连同燃烧匙一起放入集气瓶中,在该过程中红磷燃烧时生成的白烟(P2O5)扩散到空气中,一方面污染了环境,不符合绿色化学的理念;另一方面,对教师与学生的身体造成损害。第二,由于燃烧匙(燃烧匙中有正燃烧的红磷)在伸入集气瓶的过程中,部分空气受热会逸出从而导致实验误差太大。第三,白磷或红磷在集气瓶中燃烧时会使集气瓶内的压强突然增大而使得橡皮塞被弹出来,从而导致实验失败。针对教材中这个实验存在的如上问题,在教学中,我们对这个实验的方法和实验装置进行了改进。

二、改进后的实验

仪器和药品:酒精灯、铜丝、燃烧匙、集气瓶、三孔橡皮塞、导管、乳胶管、弹簧夹、气球、激光笔(红光)、白炽灯及灯罩、白磷、红磷、氢氧化钠溶液。

第一,装置的改进。针对红磷或白磷在集气瓶中燃烧时瓶内气压突然增大橡皮塞容易弹出的问题,笔者在橡皮塞上套一个气球,以便缓冲气压。实验装置如图2所示。

第二,点燃方法的改进。由于在空气中点燃红磷容易导致在空气中产生有害物质五氧化二磷,因此笔者认为可以通过以下方法在密闭体系中点燃红磷。

方法一:用激光点燃红磷。实验药品采用红磷,点燃方式选择用激光(红光)点燃。实验过程只要注意激光不要照射到学生即可。而实验结束后所剩余的红磷也可以采用激光点燃把红磷处理掉,这样能避免实验结束后采用燃烧方法处理红磷对环境的污染。

方法二:用白炽灯点燃红磷或白磷。对于在密闭体系中点燃白磷,不少文献谈到采用凸透镜聚焦太阳光的方法。然而在实验室中无法确保能聚焦到太阳光,若是下雨天实验也会受到限制。因此笔者采用白炽灯和灯罩做成热源来照射白磷。本实验为了保证完全消耗瓶中的氧气,可燃物白磷必须过量,而由于白磷有剧毒,存在处理的问题。因此本实验的药品使用白磷和红磷的混合物,利用白炽灯发光放热来引燃白磷,再利用白磷燃烧过程所提供得热量使温度达到红磷的着火点而引燃红磷。

第三,药品的改进。教材的实验利用集气瓶中的水来吸收实验所产生的白烟五氧化二磷。笔者认为可以把集气瓶底部的水和烧杯中的水换成氢氧化钠溶液可以更好地吸收燃烧的产物五氧化二磷。发生的反应如下:

P2O5+2NaOH+H2O=2NaH2PO4

P2O5+4NaOH=2Na2HPO4+H2O

P2O5+6NaOH=2Na3PO4+3H2O

第四,关于如何把实验的集气瓶的体积正确地平均分成几等分。关于如何把该实验的集气瓶体积(除了瓶底预先装入的氢氧化钠溶液外)平均分成五等分,尚没有人提出较好的方法。对此笔者认为可以用量筒量取集气瓶中的水,测量其体积,再把体积平分几等分即可。具体操作如下:考虑把预先装入的氢氧化钠溶液作为一等分,因此集气瓶体积可以平均分成六等份。操作方法:把集气瓶装满水,塞上橡皮塞,然后,打开橡皮塞,把水倒入量筒中量取水的总体积,再把体积平均除以六即可。此方法简单可行,可操作性极高。

三、实验改进后的优点

第一,白磷和红磷被点燃和燃烧均在集气瓶被密闭后进行,这样既能避免实验过程所产生的五氧化二磷污染空气,也能避免实验过程中空气逸出而导致的实验误差。第二,实验过程中气球能避免白磷或红磷燃烧过程气压的骤然增大而导致的冲塞现象。第三,能较准确地把集气瓶的体积平均分成几等分,实验误差较小。

参考文献:

[1]尚广斗.空气中氧气含量的测定[J].化学教学,2009(11):13-14.

[2]李德前.“测量空气里氧气体积分数”实验再改进[J].化学教育,2010(6):72-73.

红磷燃烧实验范文第2篇

关键词:初中化学燃烧条件白磷燃烧

初中化学人教版教材中第七单元实验7-1,旨在通过实验证明可燃物燃烧所需要的条件。本实验应在通风橱中进行,可很多学校由于条件所限,没有通风橱或换气设施。若按照教材上的实验操作往往会导致燃烧后生成的白烟扩散到空气中,刺激人的呼吸道,影响健康、污染环境。而且所需时间较长,甚至有时由于白磷的燃烧发出的一些火星引发红磷也燃烧,造成实验失败,另外,往水中通入空气或氧气时,熔化后的白磷往往随气流四处飞散,很难观察到白磷在水中燃烧,达不到预期的效果。对此,进行了一些简单的探索和改进。

如何操作才能既防止、减少五氧化二磷对人体的危害,又能使实验现象明显而且便于操作呢?

根据五氧化二磷的化学性质,设想可以用水吸收或者某些碱性液体吸收,但是考虑到演示实验应该具备实用性、直观性、简洁性,力求用简单的实验得出科学的结论,而不是化简为繁,同时结合第五单元探究质量守恒定律的装置,于是便有了以下几种改进。

一、实验目的:通过简单实用的实验,探究可燃物燃烧的条件

二、实验仪器及试剂

改进1:大烧杯(500ml)、大试管两支、橡皮塞两个、

镊子、坩埚钳、酒精灯、药匙、滤纸、火柴、

红磷、白磷、一试管氧气(或空气)、热水

改进2:同上两个气球(白色和红色)

改进3:烧杯(500ml)、铜片(平整)、两个小集气瓶、

镊子、酒精灯、坩埚钳、药匙、滤纸、火柴

红磷、白磷、一试管氧气(或空气)、热水

三、实验仪器装置图及组装说明

(1)装置图

(2)仪器的组装说明:(注意事项)

①大试管要干燥,白磷表面的水分要擦干。

②白磷的量不要太大,尤其是放在热水中的白磷,小绿豆大小即可。

③大烧杯里的热水占四分之三。

④往铜片上先放红磷,再放白磷,以免白磷先燃烧。

⑤燃烧后试管中或铜片上的白磷可能没燃完,小心处理。

四、实验操作

改进1:(见图1)

(1)在大烧杯中加入四分之三大约80℃左右的热水,用镊子取两小块白磷,一块放入热水中,一块用滤纸擦干表面的水后放入干燥的大试管中塞上橡皮塞,在另一个干燥的烧杯中加入少量红磷,将两个试管同时放入盛热水的大烧杯中,观察现象。

(2)将收集有空气(或氧气)的大试管倒扣在热水中,用坩埚钳(或镊子)在水面下取下橡皮塞,垂直扣住水中的白磷,观察现象。

改进2:(白磷量多时使用)(见图2)

同上。

改进3:(见图3)

(1)在大烧杯中加入四分之三大约80℃左右的热水,向其中加入一小块白磷,在大烧杯上放一块平整的铜片,左边放一小块表面用滤纸吸干水分的白磷,右边放少量红磷,观察现象。

(2)同上。

五、装置改进的意义

红磷燃烧实验范文第3篇

关键词:燃烧;实验

作者简介:曹明华(1979-),男,江苏海安人,本科,中学一级,方向为主要研究初中化学教学研究.空气中氧气含量测定是人教版九年级化学上册的一个实验,教材实验装置中选择的可燃物是红磷.实验原理是:红磷燃烧消耗空气中的氧气且生成了五氧化二磷的白色固体,使密闭容器内压强减小,外界大气压将水沿导管压入集气瓶内,进入瓶中水的体积即为减少的气体体积.实验现象:(1)红磷燃烧产生大量的白烟,放出热量;(2)打开弹簧夹,烧杯内的水沿导管进入集气瓶,约占集气瓶容积的1/5.反应化学方程式:4P+5O2点燃2P2O5.实验结论:(1)氧气约占空气总体积的1/5;(2)空气中还有4/5体积的气体,不可燃也不助燃且不溶于水.

实验误差分析:(1)实验后若结果偏小,可能的原因有:红磷量不足、装置漏气、没有冷却到室温就打开弹簧夹;(2)实验后若结果偏大,可能的原因有:弹簧夹没有夹紧、燃烧匙伸入集气瓶内过慢.

实验成功的关键:红磷足量;装置的气密性良好;操作时要注意待集气瓶冷s到室温后再打开弹簧夹等.可燃物红磷的替代品应满足的条件是:(1)可燃物能够在空气中燃烧;(2)可燃物在空气中燃烧时只消耗氧气,不与空气中的其他成分反应;(3)可燃物燃烧时只生成固体(若生成物是气体,可将水换成易吸收该气体的溶液).

实验优缺点分析:实验化教材中的实验操作简单,现象明显直观,但实验开始时在空气中点燃燃烧匙内红磷会对空气造成污染.针对课本实验装置进行改进,改进方案的基本思路包括两个方面:

方案一:着火点方式的改进

如将红磷换成白磷,通过光、热使其在密闭的环境中燃烧,既减少对空气的污染又保证实验的成功,如图1.

方案二:反应物的改进

如反应物可以用铜代替,因为铜在密闭装置中,加热的条件下与氧气发生反应生成氧化物,气体体积的减少量即为空气中氧气的含量,如图2.

近两年有关这部分的中考命题内容及考查角度则是以空气中氧气含量的测定实验为基础,考查药品的选择、实验现象与结论、误差分析等知识.

二、相关中考题型链接

例1(1)用图3甲装置测定空气中氧气的含量,证明氧气约占空气总体积的1/5,图中a、b两种物质可分别选用(选序号).

A.铁丝、水B.红磷、水

C.木炭、NaOH溶液D.硫粉、水

(2)图乙是对图甲测定空气中氧气含量的实验的改进(图甲中a所对应的药品均用酒精灯点燃),你认为改进后的优点是(选序号).

A.节约能源B.不会对空气造成污染

C.测定结果更加准确D.操作简便、安全

解析(1)空气中氧气含量测定实验的原理是:通过可燃物燃烧消耗集气瓶内的氧气,使瓶内压强减小,烧杯中的水倒流进入瓶内,通过进入的水的体积间接测量空气中氧气的体积,所以实验过程中集气瓶内的氧气是否完全耗尽是实验成败的关键.铁丝不能在空气中燃烧,故选项A错误;红磷燃烧生成五氧化二磷固体,故选项B正确;木炭燃烧生成二氧化碳气体,二氧化碳气体能被氢氧化钠溶液吸收,故选项C正确;硫燃烧生成二氧化硫气体,二氧化硫气体不能被水完全吸收,故选项D错误;(2)图甲必须将药品点燃后才能伸入集气瓶内,而图乙中的白磷着火点较低,用激光笔就可以点燃,从而节约了能源,且装置始终保持密封,操作简便,没有污染,测定结果更加准确.

【答案】(1)B C(2)A B C D

例2实验回顾:图4甲是实验室测定空气中氧气含量的装置.

(1)写出集气瓶内红磷燃烧的化学方程式.

(2)实验原理:通过红磷燃烧耗尽氧气,使集气瓶内外产生压强差,在此压强差的作用下,水被压入集气瓶.进入集气瓶中水的体积即为的体积.

【提出问题】兴趣小组用上述方法测定的氧气含量常常小于1/5,查阅资料发现:空气中的氧气含量低于7%时,红磷就不能继续燃烧,提出用怎样的实验方法可以使测定结果与理论值误差相对较小?

【实验探究】Ⅰ.根据铁生锈的原理,探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量.实验装置如图4乙,浸有饱和食盐水的纸袋内装有活性炭粉(会加快铁的生锈)和足量的铁粉.Ⅱ.测得实验数据如表1

表1测量项目实验前实验后烧杯中水

的体积烧杯中剩余

水的体积集气瓶(扣除内容

物)和导管的容积体积/mL80.054.5126.0【交流表达】(1)根据表格中提供的数据计算,实验改进后测得空气中氧气的体积分数是.

(2)对照两套实验装置,你认为通过改进后测定结果更准确的原因是(选序号).

A.装置密闭性更好B.不会对空气造成污染

C.铁的缓慢氧化使集气瓶内氧气充分耗尽

D.测量时考虑到导管容积和扣除内容物

解析【实验回顾】(1)红磷燃烧的化学方程式为:4P+5O2点燃2P2O5.(2)通过红磷燃烧耗尽氧气,使集气瓶内外产生压强差,在此压强差的作用下,水被压入集气瓶,进入其中水的体积约等于瓶中氧气的体积,可以粗略测定空气中氧气的体积分数.

【交流表达】(1)由表1数据可知,消耗的氧气的体积是: 80mL54.5mL=25.5mL, 故空气中氧气的体积分数为:25mL126mL×100%≈1202%.(2)对照两套实验装置,通过改进后测定结果更准确的原因是:装置密闭性更好、铁的缓慢氧化使集气瓶内氧气充分耗尽、测量时考虑到导管容积和扣除内容物,使实验结果更准确.

答案【实验回顾】4P+5O2点燃2P2O5

【交流表达】(1)20.2%(2)A C D

参考文献:

红磷燃烧实验范文第4篇

1.实验用品

烧杯(100ml)3个、试管两支、带导管橡皮塞(双孔)两个、橡皮管3段、弹簧夹两个、盛氧气贮气装置1个、开水(90℃以上)、自制燃烧平台两个、铁架台(带两个铁夹)、酒精灯、火柴、白磷块、红磷等。2燃烧平台的制作

取一块很薄的铝箔,剪下一个试管外径大小的圆,再在圆上剪下圆心角10。的扇形,最后将大圆缺口的两边缘叠在一起形成凹形,慢慢送人试管的底部,作为白磷的燃烧平台。

3.操作步骤

3.1如图3所示连接装置,检查装置气密性。

3.2拔开两个橡皮塞,分别把少量红磷、白磷块送到冷试管内的燃烧平台上,然后迅速塞紧橡皮塞并夹紧弹簧夹1和弹簧夹2,试管a、b均无明显现象,说明可燃物没有达到着火点就不能燃烧。

3.3取两个烧杯向其中迅速倒入热水,立即使试管a、b同时没人热水中,12s后看到试管b冒白烟,试管a无明显现象,说明白磷的着火点比红磷低。

红磷燃烧实验范文第5篇

“燃烧与灭火”是沪教版九年级化学教材第4章第一节的内容,这一节中有一个教学内容“燃烧的条件”,它与人教版老教材有明显的不同之处:用3个对比性很强的探究实验代替了白磷燃烧的演示实验。搭建了学生科学探究的平台,让学生能亲身体验探究过程。但因“变量”过多,学生不易构建新知。

现在按教材顺序把“燃烧的条件和完全燃烧、不完全燃烧”作为第一课时,“爆炸和灭火”作为第二课时。这里主要谈谈第一课时的教学设计。

1教学设计思路

1.1由具体到抽象得燃烧的概念

通过回忆一些燃烧的事例及其现象,分析归纳燃烧的特征,得燃烧的概念。

1.2 改进分组实验、补充视频实验,探究燃烧条件

课本第89页的交流与讨论,采用分组实验来探究燃烧的条件,并作了1处修改,1处增补。

分组实验之后,再补充综合性、对比性强的红磷、白磷燃烧的视频实验(可避免污染),通过适时“暂停”画面并设问,引导学生积极思考。

对于燃烧三条件的缺一不可性。在上述实验基础上,运用“火三角”的形成动画和直观教具“大三角板”来类比说明。

1.3 由生活实例“起煤炉”引出“着火点”及其影响因素

由“封煤炉”引出不完全燃烧、一氧化碳中毒及其预防;

由演示实验:蜡烛在空气中、在氧气中燃烧,使学生了解完全燃烧的条件及意义。

2教学过程

3 点评

本节课学生热情高涨,丝毫没有因为燃烧是生活中熟悉的现象而降低。相反在对有关问题的探究中,学生们完成了由似懂非懂到豁然明了再到应用于实践的全过程。在这一过程中,“教师不但是课程的执行者,而且是课程的建设者和开发者”等新课程理念。具体表现如下:

①能创造性地运用教材

a.修改完善分组实验:

改用小石子、纸片代替分别醮有酒精、水的小棉球放在酒精灯火焰上加热来探究燃烧的条件之一(需可燃物)。排除了棉球的干扰,简单、直观。

尤其是新增“分别点燃裹有铁棒的纸棒与纸棒,比较点燃的难易”,不仅有利于探究燃烧所需要的条件之一(温度需达到可燃物的着火点),而且体现了学科间的知识融合。

b.补充白磷、红磷燃烧的视频实验:

白磷、红磷燃烧的视频实验是对上面四个探究性分组实验的综合呈现,它减少了“多变量”的干扰,恰当地突出了燃烧所需的三条件及缺一不可性。

c.合理组合:

四个探究性的分组实验和一个视频实验的依次进行,学生由熟悉的煤、纸、木条到陌生的白磷、红磷,探究实验也由简单到复杂、由分散到集中不断深入。

②不拘泥课本,大胆从生活中取材。

如通过“起煤炉”、“封煤炉”等生活实例创设了贴近生活的问题情景,让学生感到化学就在我们身边,使学生倍感亲切自然。完成了由科学世界往返生活世界的飞跃。

③充分运用教学媒体,使教学内容呈现方式更加新颖实用。

如教学过程中,运用了分组实验、视频实验、演示实验、Flas、实物教具等多种教学媒体,并且简洁、漂亮的PPT画面贯穿始终,有利于学生认知结构的构建。其中“火三角”的形成动画生动直观,有效地突出了重点、突破了难点。

另外,以音乐为信号对分组实验的时间控制,营造了一个轻松愉快有序的氛围。

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