自制粉尘爆炸演示装置

河北省宁晋县唐邱中学 王 沛

一、选题背景

2014年8月在江苏昆山曾发生一起粉尘爆炸事故，事故造成一百多人死亡。对此我们感觉很不可思议：粉尘怎么会爆炸呢？粉尘爆炸怎么会产生这么大的危害呢？我们急于解开其中的奥秘，于是就向化学老师请教爆炸的原因。老师对我们的求知欲感到十分欣慰，并告诉我们：“在化学课本的132页、133页有相关知识的解释，你们自己去寻找答案吧。”

我们听了，迫不及待地打开课本，自学了课本上的内容，并仿照课本上模拟了粉尘爆炸的实验。课本上的粉尘爆炸实验图示见图1。

可是课本上的实验外罩用的是金属罐，不透明，不便于我们观察内部情况，看不到里面燃烧的火苗，因此我们对粉尘的爆炸还是不太理解。怎么办呢？我们决定对书上的实验进行改造，亲自制作一套便于观察粉尘爆炸现象的实验装置。于是我们决定再次向老师请教。

二、基本思路

1.确定思路。

我们把打算制作一套便于观察粉尘爆炸现象的实验装置这一想法告诉了老师。老师听后，对此给予了肯定，并希望我们能研究出这样的一个演示仪。同时，老师给我们指出了研制的大概思路和方向：设计方案、绘出图纸、准备材料、制作完成、进行验证探究及使用。确定项目后，我们就各自分工准备。

2.设计方案。

经过大家一起讨论、分析，我们设计出粉尘爆炸演示装置的方案，其要点包括：

（1）将金属罐换成透明塑料桶；

（2）把盛面粉的小塑料瓶换成漏斗；

（3）把橡皮削成球状，球的直径与漏斗管口直径相当，放入漏斗中，防止面粉从漏斗中下滑；

（4）将底座换成倒扣的托盘；

（5）把铁棍烧红，用它在托盘底、侧璧各烫一个圆孔，然后将托盘倒扣在桌面上；

（6）将漏斗插在倒扣着的托盘底部的圆孔上，在漏斗管口套上胶皮导管，并将导管从托盘侧壁的圆孔中引出，然后将打气筒与导管连接。

3.我们制作的粉尘爆炸演示装置的结构示意图见图2。

三、制作所需材料

制作该实验装置需要准备的材料包括：透明的五升装油桶的圆柱体部分、塑料托盘、漏斗、胶皮导气管、打气筒、橡皮小球、面粉、沙子等。

四、制作方法

1.找来一个白色的塑料托盘，用烧红的铁棍在盘底、侧璧各烫一个圆孔，倒扣在桌面上，将漏斗插在倒扣的托盘底部的圆孔上，在漏斗管口套上胶皮导管，并从托盘侧壁的圆孔中引出，再将打气筒连接导管。

2.把橡皮用小刀削成一个圆球，直径略大于漏斗管口的直径，然后将小球放到漏斗中。

3.废弃的油壶，剪去上部，留下圆柱体的一段，倒扣在漏斗和蜡烛的上方。

4.将沙子在油桶四周围一圈，使油桶可以放在沙子上，以保证装置的密闭性。

五、注意事项

在设计实验时，主要需考虑以下因素：

1.装置的密闭性：要保证装置的密闭性，所以我们用沙子围在油桶周围起密封作用。

图1

图2

图3

2.面粉干湿：要保证是干燥的面粉，潮湿的面粉会影响实验效果，甚至导致实验失败。

3.导管通畅：与漏斗连接的导管需与桌面保持一定距离，以防止导管弯折导致气体无法通过。

4.防止漏斗中的面粉漏入导管内，我们制作了橡皮小球放在漏斗口防止面粉下漏。

六、作品结构实物图

制作完成的粉尘爆炸演示装置实物见图3。

七、创新点

1.利用该装置进行模拟粉尘爆炸实验现象明显，安全可行，能直观体现粉尘的燃烧及爆炸。

2.制作该装置所需材料简单，制作成本低。

八、应用情况

1.该装置可应用于九年级化学第七单元的粉尘爆炸演示实验。

2.使用情况及效果：我们制作的粉尘爆炸演示装置在学校科技展览时，获得了师生的好评，大家都跃跃欲试，极大地调动了同学们动手动脑的积极性。这有利于培养我们勤思考、多动手的习惯，并且促使我们在学习中发现问题，并通过探究、创新、合作、交流，很好地解决问题，提升我们的能力。

我们的粉尘爆炸演示装置操作方便，使用简单，充分体现了其科学性、示范性和实用性的特点，是我们成长路上的一个见证、一个收获。