铁在氧气中燃烧实验的改进

铁在氧气中燃烧实验的改进 【关键词】铁丝;氧气;燃烧;实验改进 铁丝在氧气中燃烧是检验氧气性质的一个非常重要的实验。因为铁在空气中不燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，铁的这一特性，没有其他材料可替代。通过铁在氧气中燃烧这个实验，能观察到明显的实验现象，这个实验既是学好本节内容的关键，又是培养学生观察能力、提高学生学习兴趣和环保意识的重要一环。因此这个是个非做不可的一个实验。本文作者做以下进行分析改进。 一、 原教材中实验操作及步骤 原《义务教育课程实验教科》中实验操作及步骤为:在螺旋状的细铁丝末端系上火柴梗，用坩埚钳夹住铁丝点燃火柴梗，至其快燃尽时，伸入到充满氧气且瓶底有少量水的集气瓶中。我们若按此操作，由于各种因素的影响，难以成功，就算成功，实验现象也不明显。 学生对此实验非常感兴趣，很想快点看到实验现象，为了满足学生们的急于求成的欲望，我们当然是竭尽所能去做好这个实验。但这个实验对于没有经验的人来说是很容易失败的。如果没有做成功，铁丝在氧气里不燃烧，那我们想用这个实验的现象来吸引学生学习化学的兴趣，就会因为实验失败而功亏一篑。 二、失败原因 这个实验较易失败的原因，很多参考资料文献资料分析如下: 火柴梗燃烧的程度难以把握。当把点燃的系有火柴梗的铁丝伸入 充满氧气的集气瓶中时，?如果火柴梗过长，只能看到火柴梗在氧气中燃烧的现象，会看不到铁丝在氧气中燃烧的现象;?如果火柴梗过短，由于红热的铁丝冷却很快，也会看不到铁丝在氧气中燃烧的现象。 那是不是掌握好火柴梗燃烧的程度，就能做成功呢,不一定。 铁不燃烧本质原因: 燃烧需要三要素:可燃物，氧气(或空气)，温度达到着火点。铁不是一般的可燃物，纯铁的着火点应该是1134?左右，我们做实验用的铁丝(铁合金)其燃点应该在600?左右，用一根小火柴梗燃烧所放出的热量，达到铁的着火点来引燃铁的话，当然是力不从心啦。 三、改进思路 (1)本实验中铁难燃烧其根本原因是:温度过低没有达到铁的着火点。铁燃烧其实就是铁的氧化反应，氧化反应在发生反应时需要一个启动能量，能量越高越容易反应，而且反应越剧烈，剧烈到一定程度就是燃烧。所以要想让铁燃烧，就要尽量提高铁的温度，在较高温度下更容易引燃难以燃烧的铁。 (2)材料上的改进:减小可燃物颗粒大小，可燃物颗粒越小，着火点越低。对难燃烧的铁丝，可采取以下措施进行处理。例如铁丝面的锈要用纱布磨去，铁丝选用越细的越好，实验证明，直径在0.2,0.5mm的铁丝较合适，最好用小刀给铁丝表面切一些小口。市场上卖的钢丝球，钢丝较薄较细，做实验用效果很好。 用带有少量油漆的细铁丝代替光亮的细铁丝做实验也容易成功，因为铁丝表面上的油漆会减少热量的散失，使烧红的细铁丝离开酒精灯火焰后，还能保持红热一段时间，所以容易发生反应。 四、改进方法 怎样才能提高铁丝的温度，而且是燃烧时的温度呢,当我们把铁丝放在酒精灯上加热，能提高铁的温度，但是这个方法通过实验验证后是不可行的，因为铁丝散热很快，还没等到伸入集气瓶中时，温度已经降到较低温度，而且加热时，部分铁已经氧化，所以铁是不会燃烧的。 我在做木炭在氧气中燃烧的实验时，我用坩埚钳夹住木炭在氧气中燃烧时，发现了一个惊喜的现象:出了看见木炭剧烈燃烧发出白光外，还看到了火星四射，显然这里肯定有铁参与了反应。木炭居然能够引燃较粗的坩埚钳，那用它来引燃较细的铁丝的话，肯定是轻而易举的。实验证明了我的假设是对的。用木炭代替铁丝，发现现象远比用火柴梗要明显。 五、改进后实验方法及实验步骤 (1)取一块木炭敲碎，选用一块长条形(大约1厘米左右，任意形状都可)的木炭。 (2)把细铁丝绕成螺旋状，在末端系上所选用的木炭。为了提高成功率，也可选用两根铁丝同时操作。如果选用钢丝球的话，选用火柴梗引燃也能达到很好的效果。 (3)把酒精灯和充满氧气且瓶底有少量水的集气瓶放在较近的位 置，并点燃酒精灯。 (4)用坩埚钳夹住细铁丝的一端并在酒精灯上加热，等木炭燃烧并有红色火星出现时，迅速将铁丝伸入到充满氧气且瓶底有少量水的集气瓶中。可以看到铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体物质。 六、改进后的优点 (1)此方法操作简单，教师学生都很容易掌握，再也不会再为火柴梗燃烧的程度而担忧。 (2)成功率极高，我在这最近的几年教学中都是用的这个法，机会成功率是百分之百，其原因是解决了燃烧所需要的温度条件。 (3)实验现象很明显，比教材中效果好，因为铁反应时的温度比较高，反应当然要剧烈。如果有条件采用焦炭来引燃，效果会更好。 (4)本实验教材是安排做演示实验，但是学生有兴趣的话，也可开设学生实验，让学生体会到实验成功的喜悦。 (5)本实验所用材料生活容易获取，而且实验中无污染，极高成功率高意味着节约资源。