关于磷燃烧实验的改进之我见

江黎荔

摘 要：改进实验教学，能激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，获得化学知识和实验技能，提高实验能力和观察能力，还有助于培养学生实事求是、严谨认真的科学态度和学习方法。

关键词：改进；实验；严谨；探究；设计

化学实验的设计应该与教学内容、学生的发展相匹配，达到实验原理科学严谨，使用常见的仪器和药品，且药品的用量较少、无毒、无害，操作过程安全可行，实验现象明显清晰等基本要求。在达成教学目标的前提下，有效地保护环境，保护师生的身心健康。但在现行化学教材中有不够科学严谨的实验原理、不易于进行的操作、危害师生健康的药品和实验，教师必须进行适当改进，避免不够科学严谨的实验原理、不易于进行的操作、危害师生健康的药品的使用对学生学习的困扰。

在现行人教版初中化学教材中有三个实验用到磷，它们分别是：第二单元课题1《空气》中的[实验2-1]“测定空气中氧气的含量”；第五单元课题1《质量守恒定律》中的[探究]“红磷燃烧前后质量的测定”；第七单元课题1《燃烧和灭火》中的[实验7-1]“燃烧条件的实验”。我发现这三个实验的设计中存在不足之处：白磷属有毒物质，燃烧的生成物中有P4O6，有毒的P4O6在空气中会发生转化，生成有剧毒的PH3等物质，同时生成的P2O5（白烟）也让人相当难受。磷燃烧时在开放体系或半开放体系中进行，生成的白烟弥漫讲台，进而使整个教室的空气受到严重污染，结果会出现老师为完成实验教学任务而坚持“吸毒”（现在很多义务教育阶段的学校演示实验在教室进行，没有通风橱这样的昂贵设备），学生难以忍受而离席“避毒”的局面。课堂教学秩序受到严重影响，师生身体健康受到很大伤害。

鉴于此，在目前没有找到一种合适的无毒物质代替磷的情况下，可以从实验方案的设计上做一些改进，让磷在密闭体系中燃烧，不让生成物排入空气，这样可以有效地保护师生的身体健康。

以下是我设计并反复实践、效果比较好的改进方案。

1.“测定空气中氧气的含量”实验的改进

原方案要点：用酒精灯点燃红磷后迅速伸入集气瓶中。

不足之处：（1）红磷用量较多，会产生较多影响环境的污染物；（2）操作无论多么快，都有生成物P2O5扩散在空气中，严重危害教师和学生的健康；（3）空气受热会逸出集气瓶，误差较大，这从原理上看是不严谨的。

改进方案：

操作要点：（1）向一支大试管（25 mm×200 mm）内加入2粒绿豆大小的白磷后按图装好，夹好止水夹；（2）用手指稍用力按紧橡皮塞，用电吹风热风吹试管底部，使白磷燃烧；（3）燃烧结束后，用电吹风冷風吹试管，待试管冷却至室温后，打开止水夹，观察实验现象。

优点：（1）实验原理严谨，空气恒量，误差较小；（2）磷未在空气中燃烧，不伤害师生；（3）节约药品（试管容积小于集气瓶），未燃烧完的白磷可以回收（白磷冷却后呈块状）；（4）增加了加热方法，拓宽了学生的知识结构。

2.“白磷燃烧前后质量的测定”实验的改进

原方案要点：用酒精灯加热玻璃棒，再用灼热的玻璃棒接触红磷，使红磷燃烧。

不足之处：（1）空气受热时膨胀，少部分空气逸出锥形瓶，从原理上看是不严谨的；（2）用玻璃棒接触红磷，不便于操作。

改进方案：

（1）向一支大试管（25 mm×200 mm）中加入2粒绿豆大小的白磷，用橡皮塞塞紧并用托盘天平称出其质量；（2）用拇指压住橡皮塞，用电吹风热风吹试管底部，使白磷燃烧；（3）试管冷却后称其质量。

优点：（1）空气未逸出试管；（2）便于加热；（3）拓宽了学生对加热工具的认识。

3.“燃烧的条件”实验的改进

原方案要点：（1）将红磷、白磷置于铜片上，用沸水加热；（2）用玻璃管向水中的白磷表面吹氧气，使其在水中燃烧。

不足：（1）生成物大量弥漫在教室中，让人无法忍受；（2）白磷、红磷间距控制不好，燃着的白磷会引燃红磷；（3）用玻璃管向水中的白磷表面吹氧气时，白磷会“游动”，不能持续燃烧。改进方案：

操作要点：（1）向两支大试管（25 mm×200 mm）中各加入绿豆大小的白磷和少许红磷，都塞紧橡皮塞；（2）向一只大烧杯（500 ml）中注入约80℃热水350～400 mL，投入一粒绿豆大的白磷于水中；（3）两手各握一支大试管，将试管底部浸入热水中加热，观察现象；（4）把一支集满氧气的大试管（25 mm×200 mm）倒扣在水中的白磷上，观察现象。

优点：（1）操作简单，用时短；（2）不会对教室空气造成污染；（3）水中白磷燃烧现象相当明显。

以上改进只是我个人在教学中的尝试，其中不足还请同仁指正。