关于乒乓球燃烧实验的研究

摘要：初中化学燃烧条件实验选取乒乓球作实验材料，但由于乒乓球材质改变导致燃烧效果不好，应对的做法是在市场上寻找符合实验要求的乒乓球，或者用自制硝化棉替代乒乓球来做实验。

关键词：初中化学；实验；燃烧的条件

文章编号：1008-0546（2017）03-0092-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.033

人教版本初中化学教材第七单元“燃料及其利用”中设计了实验活动：燃烧的条件。该实验属于定性实验，操作中主要采用了对比的方法，让学生观察和比较两种材料可燃性的区别。其中的燃料有酒精、棉花、乒乓球、滤纸、蜡烛，我们在做乒乓球与滤纸对比时出现了实验失败现象。本来是期待乒乓球先着火，但它被熔化了、烤糊了也不着火。这是什么原因？有教师说，这个实验设计不合理。乒乓球与滤纸对比性不强。也有教师说乒乓球质量有问题，但到体育组找来新买的乒乓球做实验也不行。那么是不是乒乓球的材质出现问题了呢？

一、乒乓球的材质

在2011年以前，做乒乓球的主要材料是赛璐珞，即硝化纤维塑料，是塑料的一种，由胶棉（低氮含量的硝化纤维）和增塑剂（主要是樟脑）、剂、染料等加工制成。它的特点是点火就着，时间长了还会自燃。2008年北京奥运会以后，国际乒联委托上海某公司研制新材料乒乓球，解决易燃问题。2011年，某公司研制成功了一种绿色环保的醋酸纤维乒乓球，并在2013年获得了国际乒联的审批。此后，赛璐珞材质乒乓球将逐渐推出历史舞台。醋酸纤维素与赛璐珞比起来最大的优势就是不会自燃。

对于初中化学燃烧条件实验选取乒乓球做实验材料正是利用了它的可燃性好。物质的可燃性，即燃烧危险性取决于其闪点、自燃点、爆炸（燃烧）极限及燃烧热四个因素。但乒乓球材质改了，怎么办？

二、实验活动的改进

我们采用了两种方法，一是查得用赛璐珞做乒乓球是国家标准：GB/T20045-2005，在市场上寻找符合教材要求的乒乓球。二是用硝化棉替代乒乓球，但是硝化棉在市场上不允许随便买卖，国务院公布的调查报告指出，引发天津港2015年8・12特别重大爆炸事故的直接原因，是瑞海公司危险品仓库运抵区南侧集装箱内硝化棉积热自燃，并在随后相继引燃引爆周围的危险化学品――比如硝酸铵等。我们就寻找自制硝化棉的方法。其实硝化棉根据硝化程度和氮含量的多少分为火棉和胶棉。我们化学实验用的是胶棉。我们找来物理实验用的自制的硝化棉替代乒乓球做实验，不但效果很好，而且更加环保。燃烧乒乓球会释放出刺激性气味，学生分组实验时，几十个组一起做，实验室的空气就会遭到一定程度的污染。取硝化棉也要和滤纸一样切勿取大块，实验时要从侧面观察，防止燃烧的火焰烧到身体部位。

三、自制硝化棉的方法

器材准备：玻璃水槽、玻璃棒、长颈玻璃漏斗、塑料水槽、塑料篮、浓硝酸、焦硫酸、脱脂棉。

配制酸液：将500mL浓硝酸倒入玻璃水槽，将500mL焦硫酸通过长颈玻璃漏斗注入盛有浓硝酸的玻璃水槽，玻璃棒轻搅。如果只是制作少量硝化棉，配制总量100mL酸液即可，对应的脱脂棉在50g左右，可在250mL的烧杯中进行。酸液不可多，要以脱脂棉吸尽为好，否则反应剧烈，难以控制。

硝化：撕一片脱脂棉放入酸液中，用玻璃棒搅动并捞起，如果感觉脱脂棉有“融化”的迹象，说明酸液配制得不错，继续加入脱脂棉，捞起放入塑料水槽，如果看到塑料水槽中的硝化棉有粘稠的浆液也可加入小片脱脂棉吸收。搅动硝化棉，5min左右即可用自来水冲洗，此时硝化反应即中止。

配制好的酸液比较安定，但硝化过程中会有刺激性气体放出，也有热量放出，如果脱脂棉不能及时捞出，积聚在一起，会发生剧烈反应，甚至整个室内出现乌烟瘴气的现象。

硝化棉根据教学需求自制，但要控制数量，若实验有少量剩余一定要严格按照储存条件来储存。焦硫酸主要用于氧化剂、磺化剂及硝化反应中的脱水剂。硫酸是一种最活泼的二元无机强酸。高浓度的硫酸有强烈吸水性，具有强烈的腐蚀性和氧化性，故需谨慎使用。在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。硝酸是一种强氧化性、腐蚀性的强酸。硝酸易溶于水，常温下其溶液无色透明。在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。

四、 教学反思

在实验教学中，出现了失败要进行反思，分析失败的原因，寻找解决问}的方法。在这个实验中，我们追根溯源，找到了实验失败的原因――新乒乓球不含硝化棉了！解决的方法有两个，一是寻找含硝化棉的乒乓球，二是自制硝化棉替代乒乓球。本实验经过改进后，又经其他教师试用，教学效果不错，大家对该实验的改进持肯定态度。

参考文献

[1] 王晶，郑长龙.九年级化学上册[M].北京：人民教育出版社，2012