含碳物质燃烧产物的探究实验设计

蒋韵　华蕾　徐洪俊

摘要：针对沪教版初中化学教材中对含碳物质不完全燃烧仅通过文字表述，而缺少实验验证的不足，设计了一套便于观察含碳物质从完全燃烧到不完全燃烧整个过程的实验装置，并通过实验现象和数字化仪器，直观感知二氧化碳、一氧化碳的生成。

关键词：含碳物质；燃烧产物；学生探究；实验设计

文章编号：1008-0546（2017）08-0097-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.08.036

一、問题的提出

沪教版第四章第一节“常见的化学反应—燃烧”教材中，介绍了有关含碳物质的完全燃烧和不完全燃烧以及产物特点[1]。学生对含碳物质完全燃烧及产物验证通过前面知识的学习已有所认识，但对于含碳物质不完全燃烧，学生没有直观的感知。所以，设计本实验就是要弥补教材的这一不足，让学生通过对含碳物质在密闭容器中燃烧过程的实验观察，对比完全燃烧和不完全燃烧的现象以及燃烧产物，加深对课本知识的理解。

二、实验设计思路

本实验选择蜡烛在四颈瓶中燃烧，观察蜡烛从燃烧到渐渐熄灭的整个过程，利用氧气传感器记录氧气浓度的变化；利用瓶中事先加入的澄清的石灰水检验二氧化碳的生成；利用灵敏度较高的一氧化碳探测器（可设置报警），监测一氧化碳的产生。通过观察实验现象和气体浓度的数据变化，在前后对比的基础上，让学生对含碳物质的完全燃烧和不完全燃烧有一个比较直观的感性认识。

三、实验用品

药品：短蜡烛、澄清石灰水

仪器及用品：铁架台、四颈瓶、燃烧匙、氧气传感器（采集器）、一氧化碳探测器

四、实验装置

五、实验操作和实验现象

1.检查装置气密性。

2.先往四颈瓶中倒入少量澄清石灰水，将氧气传感器和一氧化碳探测器连接好，并将氧气传感器校准到21%。

3.点击开始实验，然后将燃烧匙中的蜡烛点燃并迅速伸入四颈瓶中，塞紧瓶塞，观察蜡烛刚开始充分燃烧，澄清石灰水变浑浊，随着氧气浓度的下降，蜡烛发生不完全燃烧，一氧化碳探测器数值发生变化，当氧气浓度低于一定数值时（约16%左右）[2]，蜡烛熄灭，此时一氧化碳浓度超过预先设置的报警值（25ppm），一氧化碳探测器报警。氧气实验数据采集曲线如下。

六、实验注意点

1.由于四颈瓶容积不大，为延缓实验观察的时间，蜡烛选择要短，通过调整灯芯，使火焰不要太大。

2.石灰水需要新制。

3.氧气传感器连接需要添加密封圈。

参考文献

[1] 王祖浩.义务教育教科书（化学）上册[M].上海：上海教育出版社，2016：94

[2] 周梅华，李德前，对燃碳法“测定空气中氧气的体积分数”实验的质疑与探究[J].化学教学，2015（2）：50-53