检验蜡烛燃烧产物实验的改进

摘要：教材检验蜡烛燃烧产物实验存在现象不明显，方法不严谨的缺陷，从探究的角度让学生参与到改进实验装置和操作的活动中，既达到改进实验的目的，也增强了实验的趣味性。

关键词：蜡烛燃烧；实验缺陷；改进意图；改进思路

文章编号：1008-0546（2016）01-0096-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.037

一、教材实验装置和操作的缺陷

在人教版现行教材中，实验检验蜡烛燃烧产物之一水，用的是干燥的烧杯（如下图），检验蜡烛燃烧的另外一种产物二氧化碳，用的是澄清石灰水润湿内壁的烧杯（如下图）。看起来检验方法很简单，现象也应该很明显。但实际上并不是这样，该内容的教学是在九月份，天气炎热，气温很高，加之蜡烛燃烧放热使烧杯壁温度迅速升高甚至烫手，燃烧生成的水蒸气根本无法在烧杯内壁冷却液化成小水珠，学生根本就不可能观察到烧杯内壁的水雾现象。由于夏天氢氧化钙的溶解度较小，沾在烧杯内壁的澄清石灰水又极少，检验二氧化碳存在的白色浑浊现象也很不明显，甚至由于燃烧产生的黑烟沾在烧杯内壁上，学生看到的反而是烧杯内壁产生了黑色浑浊，有些知识面较广的同学还会当场质疑，认为澄清石灰水浑浊也可能是空气中的二氧化碳与之反应造成的，这种检验方法不严谨，没有说服力。只要按教材方法进行演示实验的老师肯定都有过完全失败的郁闷，也会让学生失去对老师的信任和学习化学的兴趣。

二、改进意图和探究思路

为了让本实验现象明显，更严谨更有说服力，笔者和化学兴趣小组的学生共同探究，思路如下：

1. 蜡烛在空气中燃烧是和氧气反应生成水和二氧化碳，但空气中本来就有少量的水蒸气和二氧化碳，这些物质会影响实验结果的精确性。只有在燃烧前将空气中的二氧化碳和水蒸气除去，蜡烛燃烧后的相关的现象和结论才有说服力。

2. 根据“先除杂后干燥”的原则，应该先除去空气中二氧化碳，后干燥剩余空气。

3. 布置四个子课题让四组学生寻找可行的实验室操作方法：如何除去空气中二氧化碳？如何证明空气中二氧化碳已经除尽？如何除去空气中水蒸气？如何证明空气中水蒸气已经除尽？

4. 四组学生通过多种途径得知：除去空气中的二氧化碳可以用浓的氢氧化钠溶液，因为浓的氢氧化钠溶液可以充分的与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠溶液和水；检验二氧化碳是否除干净可以用澄清石灰水，因为二氧化碳气体与澄清石灰水反应可以生成白色的碳酸钙沉淀；干燥剩余空气可以用浓硫酸溶液，因为浓硫酸具有很强的吸水性；检验水蒸气是否除干净可以用白色的硫酸铜粉末，因为白色的硫酸铜粉末遇到水蒸气会变成蓝色晶体。这种用小的子课题让学生课后探究的方法，不但培养了学生探究问题的能力，也培养了语言表达能力和团队合作精神。

5. 如何让蜡烛在净化干燥后的空气中燃烧？学生无法设计，笔者提供三个办法供学生选择：

A. 利用用凸透镜的聚光作用，使焦点处烛芯石蜡燃烧；

B. 在蜡烛芯周围放少许高锰酸钾，需要点燃时用胶头滴管从上面滴下少许浓硫酸，利用反应放出的大量热使烛芯上的石蜡达到着火点；

C. 在烛芯周围放少许白磷，利用白磷缓慢氧化自燃放出大量热使烛芯达到着火点。

这三种点燃蜡烛的方法避免了外界二氧化碳和水蒸气的进入，使实验结果更严谨，也增强了实验的趣味性，这三种奇特的点燃方式对学生很有吸引力。

6. 蜡烛燃烧后的生成物有水和二氧化碳气体，先检验什么？后检验什么？用什么检验？学生比较后得出，先用硫酸铜粉末检验水蒸气，再用澄清石灰水检验二氧化碳，否则澄清石灰水中的水蒸气会影响蜡烛燃烧是否有水生成的探究。

三、改进后的装置（按字母顺序连接）以及各部分用途

A. 氢氧化钠溶液：除去空气中的二氧化碳气体，防止空气中的二氧化碳对检验蜡烛燃烧产物二氧化碳产生干扰；

B. 澄清石灰水：检验空气中的二氧化碳是否除尽；

C. 浓硫酸：除去空气中的水蒸气，防止空气中的水蒸气对检验蜡烛燃烧产物水蒸气产生干扰；

D. 白色硫酸铜粉末：检验空气中的水蒸气是否除尽；

E. 盛有蜡烛的广口瓶：长导管将除去了二氧化碳的干燥空气通入瓶底，短导管将燃烧后的尾气排入后面检验装置（广口瓶中的蜡烛点燃方式见前面思路5）；

F. 白色硫酸铜粉末：检验蜡烛燃烧是否有水生成，（在左边晶体上方放一棉球，实验后可观察到蜡烛不完全燃烧产生的炭黑）；

G. 澄清石灰水：检验蜡烛燃烧是否有二氧化碳生成；

H. 注射器：用胶皮管、弹簧夹和G相连，反复拉动，使前面所有装置中的气体向后流动，便于除杂、干燥和检验产物。

四、实验步骤

1. 检查整套装置的气密性：在A、G装置中加水至浸没长导管口（其他装置空置），如上图顺序连接好装置，打开弹簧夹，慢慢拉动注射器活塞，A、G中有气泡产生，慢慢推动注射器活塞，A、G中有水柱产生，说明整套装置气密性良好；

2. 装入对应物品和药品；

3. 慢慢拉动注射器活塞，使气体从左向右流动，除去二氧化碳，干燥空气，并排去E中的二氧化碳和水蒸气；

4. 点燃E中的蜡烛，继续慢慢拉动注射器活塞，使气体从左向右流动，让生成的气体流入检验装置。

五、实验现象和实验结论

B中不浑浊而G中浑浊，说明蜡烛燃烧生成了二氧化碳，D中不变蓝色而F中变蓝色，说明蜡烛燃烧生成了水蒸气。

这套改进装置看似复杂，但只要课前做好相关准备，课堂只要对各装置用处稍作介绍，实验时拉动活塞即可，现象非常直观明显，不但有效避免了教师课堂演示实验完全失败的尴尬，而且更加严谨更有说服力。

参考文献

[1] 王晶，郑长龙. 义务教育教科书化学九年级上册[M]. 北京：人民教育出版社，2012