火焰位置可转换的气体燃烧演示器的制作和使用——介绍纯净氢气在氧气或氯气燃烧反应中的有趣实验

火焰位置可转换的气体燃烧演示器的制作和使用——介绍纯净氢气在氧气或氯气燃烧反应中的有趣实验 火焰位置可转换的气体燃烧演示器的制作和使用——介绍纯净氢气在氧气或氯气燃 烧反应中的有趣实验 2006年第7期化学教育?55? 火焰位置可转换的气体燃烧演示器的制作和使用 —— 介绍纯净氢气在氧气或氯气燃烧反应中的有趣实验 陈涌生陈碧瑜 (福建寿宁第一中学355500) 通常人们一提起气体的燃烧就自然会想到纯净的氢气, 一 氧化碳,甲烷,乙烯,乙炔等在空气或氧气中的燃烧.笔者 为此设计了一套简易装置,则可用于演示”助燃性”气体在 “可燃性”气体中燃烧的实验,它拓展了学生视野,培养了学 习兴趣,对帮助学生正确认识”燃烧”起到了较好的作用. 1”气体燃烧演示器”的制作与装配 取1根30mm×250mm的大试管,选配一个大小合适的 橡皮塞,用不同口径的打孔器在橡皮塞上开出一大一小的圆 孔. 往橡皮塞上小的圆孔里插入1根大小合适,长度适宜的 尖嘴玻管,将伸入试管底部的尖嘴一端弯成开口朝下(如图1 中a所示)的导气管,导气管的另一端与氢气发生装置连接; 往橡皮塞上大的圆孔里插入一小段的粗玻管(长约40mm,直 另取一根长约260mm的尖嘴玻管,将尖嘴…’l 一 端弯成与导管贴近,开口朝下(如图1中b所…l 篙主磊昱皇穿梭;将该导气管的另一端与氧气或氯气的发生…『If 以上配件组装成图所示的”气体 遵/燃烧演示器” . 一ll 遇氧 毒』 2实验过程与现象 (1)先往a导气管连续通入纯净的氢气,将大试管内的 空气排净(试管内空气是否排净,一定要用一段导管与试管 口橡皮塞上的排气管连接,并用排水法集气验纯,以确保实 验安全),然后在排气管的管口处点燃纯净的氢气,产生淡蓝 色火焰. (2)将b导气管尖嘴导管移进排气管口处,连续通入氧 气(或氯气),管口处火焰变大,火焰颜色没有明显变化(通氯 气时,火焰变为苍白色,管口处冒出大量具有强烈刺激性气 味的白雾),将该尖嘴导管沿着排气管缓缓移人大试管内的 中下部,排气管管口处的火焰熄灭,在尖嘴导管开El处连续 排出的氧气则持续地在纯净的氢气中安静地燃烧,火焰几乎 无色,但尖嘴弯导管口在高温下被烧红发出红色光(氯气也 能在纯净的氢气中安静地燃烧发出明亮的苍白色火焰,从排 气管口排出大量的具有刺激性气味的氯化氢并在空气中形 成白雾). (3)在大试管内将燃有氧气或氯气火焰的b导管管口缓 缓伸向a导管口的氢气流,然后置于试管底部,此时b导管口 火焰熄灭,在a导管口则产生氢气燃烧的火焰;将b导管管口 缓缓外移(经过氢气火焰),移至靠近试管中下部时,a导管口 火焰熄灭,在b导管管口则产生氧气或氯气燃烧的火焰. (4)将b导管的管口缓缓移出排气管口,排气管口又重 新出现淡蓝色的氢气火焰,而b导管的氧气火焰则熄灭,完 成了一个实验循环,火焰位置发生了4次变化. 综上可见,在气体已经发生燃烧的”气体燃烧演示器” 中,当a导管和b导管分别连续通入纯净的”可燃气体”与”助 燃气体”时,只须改变b导管管口在试管内的位置,即可实现 火焰位置的转化.该演示可以反复交替进行,现象直观,有 趣. 3实验结果的启示与思考 (1)实验结果表明,纯净的氢气可以在氧气或氯气的氛 围中安静地燃烧,而纯净的氧气或氯气也可以在氢气的氛围 中安静地燃烧.由此可见,现行教材在气体的燃烧反应中, 介绍哪些气体具有”可燃性”,哪些气体具有”助燃性”的表述 是不确切的.参加燃烧反应的物质所表现出的性质中,只有 氧化性和还原性才是确定的. (2)从概念上看,具有发光,放热外观特征的剧烈的氧化 还原反应叫做燃烧.温度达到着火点,参与反应物质(氧化 剂和还原剂)的相互接触,这是燃烧的2个必要条件,但并非 燃烧的充要条件.例如氢气要在氧气(或氧气要在氢气)中 燃烧,氢气与氧气必须相互接触,同时温度要达到着火点,两 者缺一不可.但若同时满足这2个燃烧的必要条件,未必就 能发生燃烧.如氢气与氧气相互混合,两者已相互接触,一 经点燃温度则达到着火点,而此时发生的反应现象却是爆炸 而不是燃烧. 4实验注意事项 (1)甲烷,乙烯,乙炔与氢气一样,也可用于与氧气之间 燃烧反应的演示. (2)观察气体燃烧现象时,a导管和b导管的导管口不要 靠得太近,才能看清是什么气体在什么气体中燃烧. (3)点燃大试管橡皮塞上排气管管口的任何可燃气体之 前一定要检纯,以确保实验安全. (4)将a导管和b导管在试管内的导管口做成尖嘴朝下 的形状,有利于反应产物及时排出,以确保燃烧反应能够持 续进行.