二氧化碳熄滅蠟燭火焰實驗的新設計

盧洪福

摘要：許多改進二氧化碳熄滅蠟燭火焰的實驗一般都采用將“傾倒的空間”與“燃燒蠟燭的空間”之間用某物質隔開，再順利完成二氧化碳“傾倒”的思路設計。為使該演示實驗更易掌控、進一步提高成功率和實驗效果，采用新的思路，設計了兩種新的實驗方案，包括實驗裝置及實驗方法。

關鍵詞：二氧化碳；蠟燭火焰；實驗改進

文章編號：1005–6629（2015）3–0048–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

CO2具有三條性質：本身不能燃燒，通常也不能支持燃燒，且密度比空氣大。在初中化學教學中，教師通常采用如圖1所示的演示實驗，通過實驗現象的觀察和分析來進行教學。此實驗方案具體如下：在梯形架上放兩支蠟燭，點燃后放入燒杯內，往燒杯中倒入CO2時，可以看到梯形架上的蠟燭由下至上先后熄滅。但此實驗往往因為燃燒的蠟燭致燒杯內氣體受熱而向上升，阻礙了二氧化碳氣體的下沉，甚至沖散了二氧化碳氣體。常常會導致該實驗的失敗，無法讓學生觀察到實驗預期的現象。

為了能較順利地完成該實驗，許多同仁進行了有益的探索和改進，得到一些很好的實驗設計（如圖2所示實驗裝置[1～3]）。這些實驗設計有效地解決了原來實驗中存在的問題，提高課堂實驗效率，讓教學過程更順暢，學生更好地理解CO2相關性質。但這些實驗設計方案中共同的亮點均是采用將“傾倒的空間”與“燃燒蠟燭的空間”之間用某物質隔開后再“傾倒”的思維模式。筆者從另一角度設計如下實驗方案，使實驗更可行，效果更佳供同行參考。

1 新方案一

1.1 實驗裝置

如圖3所示。

1.2 實驗步驟及現象

（1）取一個空的4L食用油桶剪去2/3上部分，盛1/2左右干燥的細沙。細沙用來固定蠟燭，也能調控蠟燭的高低（蠟燭插入細沙的深淺）。

（2）在靠近干燥礦泉水或可樂塑料瓶底部的瓶壁上開一個鉛筆大小的小孔（如圖4所示，把玻璃棒一端放在酒精燈外焰上加熱一會兒，將此端穿插打孔位置即可）。用棉花或透明膠堵住小孔，再往瓶中收集滿二氧化碳后旋緊瓶蓋。

（3）取高低不同的兩支蠟燭在細沙上插好，點燃蠟燭。注意蠟燭的燭芯不宜太長，要確保高位蠟燭燃燒時火焰低于桶邊緣1.5cm以上。

（4）將收滿二氧化碳的瓶子放到細沙上的另一側，小孔朝向蠟燭。

（5）用鑷子把棉花或透明膠取走，再旋開瓶蓋，二氧化碳就從小孔“流”出來，一會兒可觀察到低的一支蠟燭火焰開始慢慢地變小直到熄滅，之后稍高的蠟燭火焰也慢慢地變小直到熄滅。

此方案設計，完全改變“傾倒”思路，變成“流出”的與眾不同的新思維。實驗操作容易、也可把控，100%成功。用透明膠粘貼小孔塑料瓶收集滿二氧化碳后旋緊瓶蓋，放置一天后再做實驗仍能成功。

2 新方案二

2.1 實驗裝置

如圖5所示。

2.2 實驗步驟及現象

（1）將梯形架上兩支點燃的蠟燭伸入到空的250mL燒杯中（如圖5-a所示），觀察到蠟燭火焰依然燃燒。

（2）取出梯形架后，將收滿125mL集氣瓶的二氧化碳傾倒入空的燒杯中（如圖5-b所示）。

（3）再將梯形架上兩支點燃的蠟燭緩慢地從上到下伸入250mL燒杯中（如圖5-c所示）。觀察到伸入到一定的位置，低的蠟燭火焰先熄滅，再繼續伸入會看到高的蠟燭火焰也熄滅。

改變蠟燭與傾倒二氧化碳的順序，先把二氧化碳傾倒入燒杯中，再把燃著的蠟燭伸入，這樣可避免燃燒的蠟燭使燒杯內氣體受熱向上升，阻礙二氧化碳氣體的下沉。

此方案設計，運用逆向思維，把復雜的問題變得簡單化，使原來實驗存在的問題迎刃而解。

經反復實驗發現，二氧化碳熄滅蠟燭火焰實驗若要成功，除各種實驗方案設計合理可行外，該實驗受周圍環境風的影響很大。為了避免風的干預，實驗中可通過察看蠟燭火焰情況，把控實驗的最佳狀態，當火焰垂直不飄動穩定地燃燒時，再進行二氧化碳的“傾倒”或“流出”，效果最佳，實驗極易成功。

參考文獻：

[1]周云標，陳迪妹.對傾倒二氧化碳實驗的創新設計[J].中學化學教學參考，2012，（8）：99.

[2]張道飛.對傾倒二氧化碳熄滅蠟燭火焰實驗的改進[J].教學儀器與實驗，2011，（9）：18～19.

[3]張明華.也談CO2傾倒實驗的改進[J].實驗教學與儀器，2011，（11）：31.