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探究实验设计之粉尘爆炸实验(2014.5.7朱晓辉无生课教学设计)发布日期:2014-06-20 访问人数:7641 新闻来源:www.699.netwww.699.net教科研

探究实验设计之粉尘爆炸实验

1. 化学反应原理

干燥的粉尘遇明火会燃烧,粉尘和空气充分接触时在有限的空间内剧烈燃烧会发生爆炸。

2. 实验仪器:金属罐、小塑料瓶、导管、气囊、胶卷盒(或小塑料瓶)、2 L大塑料饮料瓶、橡皮塞、坩埚钳、铁丝等

     实验药品:面粉、蜡烛、脱脂棉、酒精等

3. 探究方案

方案:剪去空金属罐和小塑料瓶的上部,并在金属罐和小塑料瓶的底侧各打一个比橡皮管外径略小的小孔。连接好装置,在小塑料瓶中放入面粉,点燃蜡烛,用塑料盖盖住罐(如图20-1所示)。从橡皮管一端鼓入大量的空气(人距离该装置远一些),使面粉充满金属罐,面粉在有限的空间里剧烈燃烧而发生爆炸。

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方案:在饮料瓶的底部打一个孔,孔的大小能插入一根导管,导管的另一端和气囊相连;在瓶壁上打一个较大的孔,孔的大小与橡胶塞一致。在橡皮塞的正中打一个小孔,将一根细铁丝对折绞合在一起后,穿过橡胶塞,在铁丝的前端绞入脱脂棉。将胶卷盒去盖后倒扣在瓶口上,实验器就制作完成了。实验时取适量干燥的面粉于大塑料饮料瓶中,并将胶卷盒倒扣在饮料瓶瓶口上;将带气囊的橡皮管出气口对准瓶中的面粉,并插进粉尘中;拨出橡胶塞,将棉球浸上酒精,点燃酒精棉球并迅速塞进饮料瓶中(如图20-2所示),同时快速按压气囊从橡皮管一端鼓入空气,使饮料瓶中的面粉扬起充满饮料瓶,面粉在饮料瓶中剧烈燃烧而引起爆炸,胶卷盒被高高掀起。

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4. 探究评价

方案的成功率不高,鼓入空气的速度很难控制。鼓入空气的速度太快有可能将烛火吹灭,扬起的粉尘也太多,可能将烛火扑灭;鼓入空气的速度太慢扬起的粉尘不够,无法剧烈燃烧而爆炸。

方案实验装置简单,容易制作,材料随手可得,具有实用性、普及性;透明度大、直观性强,实验现象更为明显,不仅能观察到爆炸现象,更能让我们清楚地观察到粉尘的燃烧现象;实验成功率高。

5. 创新思维

由于方案中采用鼓气扬尘实验的成功率低,将鼓气扬尘变成敲击落尘,操作简单,易于掌握。为了防止蜡烛在罐体振动时翻倒,用中心挖洞的泡沫塑料板固定蜡烛,取一只带盖且密封性良好的金属罐(如奶粉罐),将一个纱布袋绑在罐盖下方,要求留一个口便于添加面粉。把34药匙的面粉装入纱布袋中,用坩埚钳夹住燃烧的火柴点燃蜡烛,待烛火燃得较旺时盖上塑料盖,然后用木棒敲击罐盖。如图20-3

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改进后的实验不仅成功率很高,而且除了听到的爆破声,看到罐盖被高高掀起,还可以看到火光冲出罐体,直接感受面粉粉尘的燃烧。

 在上述实验方案中,也可采用先将面粉吸进导管内(捏瘪洗耳球,将导管的另一端放入盛有淀粉的袋中,松开捏洗耳球的手指,把面粉吸入导管内),然后再吹散的做法,改进后使面粉能最大限度的被吹散,燃烧剧烈、火焰长,利于观察,并且提高了爆炸的成功率高,同时面粉用量少,减少了爆炸后到处飞扬的粉尘。