氧气演示实验的改进
氧气演示实验的改进
演示好木炭、硫、磷、铁、蜡烛等物质在氧气里的燃烧试验，对培养初中学生学习化学兴趣，掌握氧气化学性质，认识燃烧实质，了解可燃物发生爆炸的原因，理解“化合”、“氧化”等化学基本概念有着十分重要的意义；也为后面进一步学习抽象的物质结构初步知识打下一个良好的实验基础。但按现行教科书上的方法来进行，至少存在以下两个缺点：
（1）预先制备实验所用的氧气，不仅麻烦，而且常因保管不善，造成收集好的氧气外逸（外逸后又无法观察或检查出），而导致课堂演示时现象不明显或彻底失败。
（2）在难以密封的集气瓶中进行硫、磷等物质的燃烧试验，易造成教室空气的污染。
为了克服上述之缺点，陕西省商洛师专化学系任有良老师设计了一种简单的实验装置，取得了良好的实验效果，现介绍给大家。
1实验装置（如图2）
图2 氧气演示实验装置图
①酒精灯 ②试管A（15×150mm） ③KClO3＋MnO2 ④粗玻管 ⑤小号燃烧匙 ⑥塑料袋（内壁涂抹凡士林） ⑦乳胶管 ⑧尖嘴导管 ⑨塑料软管（端头烧封，另在圆周壁上用烧红的针尖烙2—3个小孔） ⑩试管B（18×180mm） 
验证液 
铁架台 
细铜丝团 
水
2实验内容与步骤
木炭、硫、磷、蜡烛等可燃物及铁丝在氧气里的燃烧试验均可在上述装置中进行，并可依次完成。现以木炭燃烧为例并作为第一项试验内容介绍该装置的用法：
（1）按图示安装好仪器，并分别检查带塞的试管A和粗玻管的气密性。
（2）向试管A中装入6克KClO3和MnO2的混合物（配比3∶1，可供5～6个项目燃烧试验之用），并借助玻棒使其从管底向管口均匀地铺平成一条长带（约试管的4/5长）。然后向粗玻璃管中注入约3ml的水，试管B中注入验证液——饱和澄清的石灰水（约占试管容积的1/2）。
（3）挤净塑料袋内空气。拔下粗玻管上口塞，将黄豆粒大的一小块木炭置于燃烧匙（内衬草木灰）中。先将木炭烧红，然后从试管的最低端开始加热试管（注意预热）。估计有氧气放出时，再把载有红热木炭的燃烧匙伸入粗玻管中，并速用所带的胶塞塞紧管口。
我们可清楚地看到炭块一接触到氧气立即燃烧起来，并发出耀眼的白光。
（4）慢慢向前移动酒精灯，控制KClO3完全分解，氧气能平稳，均匀的发生。在木炭即将燃尽时，把灯迅速向后（管底方向）撤离至距原加热点约1cm处（以备做下一项试验内容时继续向前加热制气之用），停止供气。
（5）木炭燃尽后，轻挤塑料袋，让袋内气体从石灰水中缓慢冒出。我们看到澄清的石灰水变浑浊了。这说明炭和氧气起反应生成了CO2。
挤净塑料袋内气体后，拔下粗玻管上口带有燃烧匙的胶塞，换塞上无孔胶塞，即可从上法步骤（3）开始进行下一项如硫的燃烧的试验内容。依次类做，直把磷、蜡烛、铁丝等所有的项目进行完为止。需要补充的是：
做硫、磷的燃烧试验时，验证液应分别为0．01%的品红溶液和蒸馏水（生成的SO2气体可使品红溶液褪色；生成的P2O5白烟可溶于蒸馏水中，滴入石蕊试液显红色）。
做蜡烛的燃烧试验时，宜用幼儿生日小蜡烛。若无，可将普通蜡烛刮细使用。验证液选用饱和澄清的石灰水。
考虑到粗玻管的承受能力和燃烧效果，宜用纱窗细铁丝做试验。试验时，先借助玻棒将双股细铁丝绕成螺旋状，然后将其系在燃烧匙柄上，下端系牢一小块木炭。铁丝燃烧时现象十分好看：从下向上剧烈燃烧，形成的由小到大的小火珠作快速螺旋运动，并四射小火花。
3实验讨论
（1）本实验的特点是制气、燃烧实验同步进行。因此，需要把握好可燃物放进粗玻管的时机。太早，还没有氧气产生，急急放入易使点燃的可燃物熄灭；太迟，又易放掉大量的氧气。笔者的经验是把点燃的可燃物先伸入粗玻管内距上管口1～2cm处，以等待氧气的到来。但等待的时间也不能过长，因为可燃物的用量较少以及生成的有毒物对室内空气所造成的污染。这就归结到更重要的是要把握好可燃物点燃的时间。点燃可燃物要因物而异。例如，木炭难以烧红，特别是放在燃烧匙里的木炭，烧红后在空气中燃烧得很缓慢，可以在加热试管前烧红；硫、磷很容易点燃，在空气中燃烧时间过长，特别是磷，易造成严重的污染，要在加热试管后即将有氧气放出时点燃；蜡烛极易点燃，点燃后几乎不会造成不良影响，最好提前点燃。
（2）本实验装置不用塑料袋也行，可把生成的气体直接导入验证液中，但效果不及用了塑料袋的状况好。塑料袋具有不可低估的作用：①提供了一个接近常压的封闭体系，使燃烧现象更加明显；②缓冲作用。先把生成物暂时收集起来，后用手轻挤袋使其缓慢、均匀地导入验证液中。这不仅增强了验证效果，防止了毒物外逸污染，而且阻止了倒吸现象的发生。
（3）在本实验中，涉及很多实验技巧。如在捆扎塑料袋时内衬乳胶管（套在T形管端头上）；塑料袋的内壁涂抹凡士林；导气的塑料软管端头熔封却在侧面圆周壁上烫烙2～3等距等高小孔（不妨称为改良导管）等。这些技巧，决不局限于本实验，有着更大的应用范围。例如，改良导管还可用于洗气装置，气体与溶液反应的所有性质试验中，它的利用，明显地增大了气体与液体接触的面积，从而增强了对气体的洗涤效果或利用效果。
4几点说明
（1）粗玻管是用破底的大试管（25mm×200mm）割制的，其长度应不小于150mm。
（2）小号燃烧匙需用粗铁丝自制（需经锤扁、锉圆滑、折弯、冲窝等工序），最好制成椭圆形，合适的尺寸为7mm×10mm。
（3）气密性不强的塑料袋不能用，但很容易用市售的廉价胶带纸粘补。其容量应不小于300ml。
（4）供气导管口端所塞入的一团细铜丝（来自导线内的细铜丝束）起防止铁丝燃烧时，溅落的熔化物掉入管中而烧裂玻管的作用。
（5）塑料软管（来自打吊针用的废输液器）要足够长，在移动燃烧匙过程中它始终要插在验证液中。
（6）在燃烧匙内衬草木灰、烧红的木炭不易熄灭。
（7）固定蜡烛时，要设法使其不与铁质的燃烧匙直接接触。