粉尘爆炸实验装置的优化，本文主要内容关键词为：粉尘论文,装置论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
人教版化学九年级上册第三节“燃烧和灭火”包含易燃物和易爆物的安全等知识点，它以粉尘爆炸实验为例向学生讲述了可燃物会在有限空间内急剧燃烧，并在短时间内聚积大量的热，遂使气体的体积迅速膨胀而引发爆炸的现象。笔者所在学校实验室没有配发现成的装置，教师在上课时只能根据教材提供的装置制作方法自己做。为此，笔者在总结前人改进该装置经验的基础上，重新设计了一款装置，取得了较好的教学效果。 一、对前人改进方法的综述 教材实验装置制作方法的不足之处这里不予赘述，笔者重点研究并总结前人的改进方法。其主要的改进方式如下所述。 1.粉尘扬起方式 改小塑料瓶为蓬莲头；使用自行车打气筒吹气，采用漏斗[1]；直接将面粉装于洗耳球中[2]；把面粉装于上方的盖子上，敲击而使面粉洒落；在塑料瓶上加金属筛等。 2.引燃方式 传统的蜡烛点火占大部分，直接将点燃的棉花置于装置内[3]，采用电火花点火[4]，采用电热点火器等。 3.观看方式 改金属罐为透明大饮料瓶，采用茶叶罐、塑料杯等。 二、优化实验装置的设计与制作 该装置（图1）的总体设计思路为：用电火花打点计时器点燃蘸有适量酒精的棉花并作为点火源，用脚踩充气筒鼓气，把漏斗中的面粉喷出与空气混合，随即面粉爆炸。 该实验装置的优化点主要有以下几个方面： （1）改金属瓶为透明塑料瓶。其优点是材料易得，且可观察到容器的内部情况。
（2）改蜡烛点火为电火花点燃酒精棉球。其优点是由控制开关点火，可以控制实验随时进行；盖上盖子以后，瓶内并没有明火，不消耗氧气，从而对点火动作的迅速程度要求不高。 （3）装面粉的容器由小桶改为漏斗，且固定漏斗于倒立塑料瓶嘴处。其优点是既保证面粉均匀喷出，漏斗不易倾倒，又使面粉可重复使用。 （4）降低了面粉着火区域。其目的是，不仅使现象更加明显，还有效地降低了面粉喷出装置的可能性，自然简化了后期整理工作。 （5）成功率高且可重复使用。因使用各项保护措施，故使装置可多次使用、操作极其简单。经验证，该装置的成功率很高。 （6）安全。因改变点火、鼓气方式，故延长了控制装置和爆炸装置之间的距离，使得操作者能够远距离且从容地操作面粉爆炸实验，确保了实验的安全。 三、实验材料 （1）仪器：铁架台（含铁夹）、透明塑料瓶、锡纸、电火花打点计时器（含220V交流电源）、脚踩充气筒、漏斗、玻璃导管（两小截）、酒精灯帽、镊子、坩埚钳、导电线（带接头短电线、长电线）、橡胶导管、绝缘胶布。 （2）药品：面粉、酒精、棉花（图2）。
四、制作步骤和实验步骤 （1）在距离塑料瓶底部1/4处裁剪出爆炸瓶身和盖子，并在瓶盖中央和瓶身靠近瓶盖处各挖一个小孔（图3）。 （2）依图4所示，把塑料瓶和漏斗、橡胶导管、脚踩充气筒、铁架台连接组装好。
（3）用螺丝刀把电火花打点计时器轻轻拆开，将两极的铜丝连接到长电线上，再用绝缘胶布包住，盖上后盖；然后，将两根带接头的短电线分别穿过两小截玻璃导管，并用绝缘胶布固定住（图5）。 （4）依图6所示，将短电线和长电线穿过瓶身小孔相连，就制成了一款完整的面粉爆炸实验演示器。
（5）测试点火装置（图7）。方法为：接通电源，打开开关，则电火花打点计时器会点燃蘸有适量酒精的棉花；关闭开关，用坩埚钳夹住酒精灯帽盖灭火源。
（6）将面粉装入瓶身漏斗中，小心盖上用锡纸包装好的盖子；打开开关，点燃棉花（图8）。
（7）当观察到棉花着火后，用脚踩踏充气筒，则气体使面粉飞扬，迅速充满整个瓶身，与空气充分混合。 （8）面粉剧烈燃烧而爆炸（图1）。 五、教学实践效果 在实验时，可以看到面粉飞扬，瓶内外一片火光，盖子飞出，并听到爆炸声，现象明显，效果直观。该实验验证了可燃性粉尘在一定条件下是可以发生爆炸的。 该装置可用于教师演示实验；可供多个班级重复使用；具有安全的特点。 六、注意事项 （1）实验前要测试点火装置，确保点火成功率。 （2）盖盖子时要松紧适中，方可达到既满足爆炸声音需求又避免闷火失败的效果。 （3）面粉未受潮，可不进行烘干。在装面粉时，应尽量没过漏斗最上端，以确保面粉喷出的量。 该粉尘爆炸实验优化装置引用了物理学科的电火花打点计时器，在提高实验成功率和安全性的同时，符合新课标培养学生综合能力的要求。同时，其制作材料大部分来源于现实生活和实验室，具有来源广泛、使用方便、安全可靠的优点。此外，可视性强，易于观察反应现象和爆炸过程，非常适合于教师演示实验和学生分组实验。
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