含碳物質燃燒產物的探究實驗設計

蔣韻　華蕾　徐洪俊

摘要：針對滬教版初中化學教材中對含碳物質不完全燃燒僅通過文字表述，而缺少實驗驗證的不足，設計了一套便于觀察含碳物質從完全燃燒到不完全燃燒整個過程的實驗裝置，并通過實驗現象和數字化儀器，直觀感知二氧化碳、一氧化碳的生成。

關鍵詞：含碳物質；燃燒產物；學生探究；實驗設計

文章編號：1008-0546（2017）08-0097-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.08.036

一、問題的提出

滬教版第四章第一節“常見的化學反應—燃燒”教材中，介紹了有關含碳物質的完全燃燒和不完全燃燒以及產物特點[1]。學生對含碳物質完全燃燒及產物驗證通過前面知識的學習已有所認識，但對于含碳物質不完全燃燒，學生沒有直觀的感知。所以，設計本實驗就是要彌補教材的這一不足，讓學生通過對含碳物質在密閉容器中燃燒過程的實驗觀察，對比完全燃燒和不完全燃燒的現象以及燃燒產物，加深對課本知識的理解。

二、實驗設計思路

本實驗選擇蠟燭在四頸瓶中燃燒，觀察蠟燭從燃燒到漸漸熄滅的整個過程，利用氧氣傳感器記錄氧氣濃度的變化；利用瓶中事先加入的澄清的石灰水檢驗二氧化碳的生成；利用靈敏度較高的一氧化碳探測器（可設置報警），監測一氧化碳的產生。通過觀察實驗現象和氣體濃度的數據變化，在前后對比的基礎上，讓學生對含碳物質的完全燃燒和不完全燃燒有一個比較直觀的感性認識。

三、實驗用品

藥品：短蠟燭、澄清石灰水

儀器及用品：鐵架臺、四頸瓶、燃燒匙、氧氣傳感器（采集器）、一氧化碳探測器

四、實驗裝置

五、實驗操作和實驗現象

1.檢查裝置氣密性。

2.先往四頸瓶中倒入少量澄清石灰水，將氧氣傳感器和一氧化碳探測器連接好，并將氧氣傳感器校準到21%。

3.點擊開始實驗，然后將燃燒匙中的蠟燭點燃并迅速伸入四頸瓶中，塞緊瓶塞，觀察蠟燭剛開始充分燃燒，澄清石灰水變渾濁，隨著氧氣濃度的下降，蠟燭發生不完全燃燒，一氧化碳探測器數值發生變化，當氧氣濃度低于一定數值時（約16%左右）[2]，蠟燭熄滅，此時一氧化碳濃度超過預先設置的報警值（25ppm），一氧化碳探測器報警。氧氣實驗數據采集曲線如下。

六、實驗注意點

1.由于四頸瓶容積不大，為延緩實驗觀察的時間，蠟燭選擇要短，通過調整燈芯，使火焰不要太大。

2.石灰水需要新制。

3.氧氣傳感器連接需要添加密封圈。

參考文獻

[1] 王祖浩.義務教育教科書（化學）上冊[M].上海：上海教育出版社，2016：94

[2] 周梅華，李德前，對燃碳法“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗的質疑與探究[J].化學教學，2015（2）：50-53