白磷燃烧实验中着火点与氧气的提供方式

化学新课标

当代化工研究

Chenmical Intermediate

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白磷燃烧实验中着火点与氧气的提供方式

＊付立远

（织金县中等职业学校 贵州 552100）

摘要：在白磷燃烧实验中，燃烧的三个条件可燃物为白磷，另外两个条件“着火点、氧气”是需要研究的对象，利用一定量过氧化钠与

一定量蒸馏水反应放出氧气和热量来给白磷提供燃烧的两个条件“着火点、氧气”。关键词：白磷；实验；燃烧条件

中图分类号：O 文献标识码：A

The Fire Point and Oxygen Supply Method in the White Phosphorus

Combustion Experiment

Fu Liyuan

(Secondary Vocational School in Zhijin County, Guizhou, 552100)

Abstract：In the white phosphorus combustion experiment, the three conditions of combustion are white phosphorus as combustible, and the

other two conditions \"fire point and oxygen\" are the objects to be studied. Using a certain amount of sodium peroxide and distilled water to react to release oxygen and heat, providing the two burning conditions \"fire point and oxygen\" for white phosphorus.

Key words：white phosphorous；experiment；burning condition

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生成乙酸钠与二氧化碳。在高温蒸煮的过程中，反应速度加快，二氧化碳的生成速度也会提高，由于热胀冷缩的原理，面团内部会变得松软，出现许多的小气泡。遍布气泡的面点往往食用口感更加美味。

(5)去除水垢

(7)金属合金

尽管经过了各种严格工序的进化以及过滤，我们的自来水中仍然存在大量的金属离子，如钙离子，镁离子。使用金属水壶烧水的过程中，我们会发现使用一段时间后，水壶的底部以及瓶壁上会出现白色的硬物，不仅影响了水壶的美观，也会让人怀疑水是否干净，是否达到了食用标准。水壶底部的水垢是碳酸钙，碳酸镁等金属化合物的沉淀，呈碱性存在。利用高中化学知识，我们知道可以使用酸性物质与碱性金属化合物进行中和反应，生成可溶性盐从而达到清除水垢的目标。食醋的主要成分是乙酸，能够与碳酸金属化合物反应生成可溶性盐与水，将醋倒入水壶中，会发现水垢有所减少，通过重复几次用醋清洗水壶，能够将沉淀的水垢彻底清除干净。

(6)农药化肥

从矿石中能够提炼出大量的金属材料，而通过各种化学手段，我们能够得到更多的合金产品。与金属相比，合金的性质更加稳定，实用性也更强。如铜合金，我国从商代开始就采用铜合金制作大型器皿，如著名的司母戊鼎就是采用青铜合金制作而成的，青铜合金包含84%的铜，11%的锡以及少量的铅，与纯铜器皿相比，青铜工艺品的耐腐蚀程度更高，在制作时也具备更好的强度与韧性，利于加工制作。钢材是目前使用量最大，用途最广的合金。普通的钢材又称为碳素钢，包括低碳钢（含碳量低于0.6%）和高碳钢（含碳量高于0.6%），碳含量越低的钢材，硬度越大，而碳含量越高的钢材，硬度越小。低碳钢常常用来制作钢管以及精密的仪器产品，而高碳钢则用来制作刀具。除此之外，铝合金具有耐腐蚀，高硬度的特性，在潮湿的空气中也能够形成一层防止生锈的氧化膜，往往用于制作防盗窗；钛合金不仅耐腐蚀，密度也较小，常用于火箭，导弹等尖端科技的制作中。

2.结论

化学知识在生活中得到了广泛的应用，为各行各业的发展提供了强大的基础保障。作为一名高中生，我们要认真研读化学课本，理解化学反应原理。只有在充分掌握教材知识的基础上才能够在生活中灵活运用化学知识解决实际问题，为科学的进步与社会的发展做出有力的贡献。

•【参考文献】

[1]张爽.基于高中化学在生活中的应用研究[J].新教育时代电子杂志:学生版, 2017(5).

[2]朱佳雯.高中化学在生活中的应用[J].科技展望,2017, 27(7).

[3]汪汝晏.浅谈高中化学在生活中的应用[J].南北桥,2015(8).

在农业方面，化学知识也到了普及与运用。农作物的生长过程离不开农药与大量的化肥，传统的肥料以人畜的粪便排泄物为主。而化肥的主要成分则是化学合成材料，如常见的尿素以及复合含磷含钾肥料。土壤中的氮磷钾等元素含量往往不能够满足大量农作物的生长需求，因此施加含有营养元素的肥料能够为农作物提供必需的元素，提高产量与质量。另一方面，农药的主要成分包括卤代烃以及含磷、硫、钾的有机物，能够通过强烈的毒性帮助农民杀死害虫，防止作物损失，大部分的农药都对人体以及牲畜的健康有危害，使用农药的同时需要避免吸入空气中的化学物质，做好充足的防护措施。随着化学技术的发展，越来越多的新型农药出现，如生物农药，能够显著降低化学农药对生物的危害，同时起到抗菌杀虫的效果。

•【作者简介】

秦晟（2000-），男，盐城市高级实验中学；研究方向：高中化学。

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当代化工研究

Chenmical Intermediate

化学新课标

2017·08

1.研究背景

在《燃烧与灭火》这一课题中，物质燃烧的条件有3个：分别是可燃物、着火点、氧气。如果从给氧方式这个角度来研究白磷燃烧实验的话，在教材实验I（如图I）中采用的给氧方式是利用大自然空气中21%的氧气。这种给氧方式给实验带来的不足是白磷燃烧会生产白烟即有毒物质五氧化二磷，教室没有通风橱或者抽风设备，不仅对师生的健康不利还对环境造成了严重污染，该实验没有做到实验设计的“绿色化”。

在教材实验II（如图II）中采取的给氧方式是利用备用氧气通过导管输入氧气。这种给氧方式给实验带来的不足是(1)在农村学校条件有限，没有瓶装的备用氧气，所以该实验的开展在农村学校难以进行，非要进行的话只会给农村学校增加经济负担。(2)要固定水中的白磷很困难，加入水时白磷会游动。(3)要使水中的白磷燃烧，通入氧气时的操作比较困难，因为白磷会游动，需要用输送氧气导管口紧追白磷，非常麻烦。此外每节课做该实验都得准备热水，且热水加热需要一定的时间，影响教学进度。

为了克服上述缺点，现从给氧方式和提供着火点的角度对白磷燃烧实验进行了创新设计。

2.研究思路

在白磷燃烧实验中，燃烧的三个条件可燃物为白磷，另外两个条件“着火点、氧气”是需要研究的对象，利用一定量过氧化钠与一定量蒸馏水反应放出氧气和热量来给白磷提供燃烧的两个条件“着火点、氧气”。

3.白磷燃烧实验装置的设计（如图1）4.实验过程

温度计

(1)仪器及药品

过氧化钠

白磷

三颈烧瓶1个、燃烧匙2把、橡胶塞3水

个、白磷、过氧化钠、水等。

(2)实验步骤

图1

①在三颈烧瓶内加入适量的水后将其固定在铁架台上。②在三颈烧瓶左边颈口处用燃烧匙（固定在橡胶塞上）装上一定量的过氧化钠颗粒后并固定；在中间颈口处用燃烧匙（固定在橡胶塞上）装上一定量的白磷颗粒后并固定；将1根温度计装在三颈烧瓶右边颈口处并固定。

③扭动左边颈口处的燃烧匙，让过氧化钠颗粒掉进三颈烧瓶内的水中（同时要塞紧橡胶塞）。

(3)实验现象

温度计刻度迅速上升；白磷燃烧起来。

(4)实验现象解释

过氧化钠掉进三颈烧瓶内的水中后反应生成氧气并且放出大量的热。放出的热一般能使棉花燃烧(棉花着火点150℃)， 所以温度计刻度迅速上升（温度至少在25℃至150℃的范围内）；白磷的燃烧条件是有氧气存在并达到着火点（40℃）， 而在三颈烧瓶内当温度大于40℃时白磷就会燃烧起来。5.创新点或改进点

(1)教材实验I的给氧方式是利用空气中氧气作为氧源，是一个敞开的环境，而本项目所创设的白磷燃烧实验装置是一个封闭环境，白磷燃烧生产毒物质五氧化二磷不会污染环境、不会影响教室内师生的健康。(2)在教材实验II中采取的给氧方式是利用备用氧气通过导管输入氧气，而这种特定白磷燃烧实验是利用过氧化钠和水的反应产物氧气作为给氧方式，是一种非常好的办法，此办法的使用可以把教材实验中的缺点(①在农村学校条件有限，没有瓶装的备用氧气，所以该实验的开展在农村学校难以进行，非要进行的话只会给农村学校增加经济负担。②要固定水中的白磷很困难，加入水时白磷会游动。③要使水中的白磷燃烧，通入氧气时的操作比较困难，因为白磷会游动，需要用输送氧气导管口紧追白磷，非常麻烦。全部克服掉。)(3)与教材实验比较起来，这种特制的白磷燃烧实验中着火点的热源不需要用热水，而是直接利用过氧化钠和水反应放出的热量作为热源，这样会给教学演示节约时间。

6.该实验的利弊分析

该实验虽然有优点，但是在使用过程中有时候会因为所谓的“一定量的过氧化钠”和“一定量蒸馏水”的这两个量不确定而导致反应过程中水不够、反应放出的氧气不足或反应放出的热量不能让封闭环境内的温度达到白磷着火点，这都是需要改进和完善的地方，下一步将着重研究烧瓶空间大小、水的量、白磷的量之间的关系，使得该实验在使用过程中不出现意外。

7.下一步的研究思路

整个实验过程涉及的变量有过氧化钠的量、蒸馏水的量、封闭环境的空间大小（即三口烧瓶容积大小），在这些量里面，先以2000ml的三口烧瓶作为实验研究设备，那么就要研究2000ml容积能承受多少氧气容量而不会导致三口烧瓶会爆裂，根据研究所得出的氧气容量来推算需要多少量的过氧化钠和蒸馏水，假设推算出过氧化钠和蒸馏水的物质的量分别为xmol和ymol,这样新的问题又出现了，就是xmol过氧化钠和ymol蒸馏水反应后放出的热量为多少？此热量能不能让白磷达到着火点，如果不能，那么要调整过氧化钠和蒸馏水量的大小，调整多少，需要实验去验证，所以要做一个实验方案设计，可根据表1进行实验研究。

实验过氧化钠蒸馏水反应放热是否达到 （mol）（mol）（J）白磷着变量火点1X1Y1Z1探索2X2Y2Z2探索3X3Y3Z3探索

平均值

(X1+x2+x3)/3

(y1+y2+y3)/3

(z1+z2+z3)/3

表1

•【参考文献】

[1]付立远.渗析实验装置创新研究[J].化工中间体,2015,12.[2]付立远.丁达尔现象实验的改进[J].俪人(教师),2016,13.[3]付立远,刘香,何丽,刘江红.过滤实验装置研究[J].当代化工研究,2017,07.

•【作者简介】付立远(1983-)，男，织金县中等职业学校；研究方向：医用化学。