一、实验目的
粉尘爆炸实验,是初中化学新老教材中必选的经典实验,但是,由于粉尘爆炸实验成功系数较低,一般只能达到燃烧或爆燃,所以,有些老师就放弃了这个实验。因此,我们重新设计制作了粉尘爆炸实验装置,就是为了提高实验的成功率和安全系数。
二、实验仪器及试剂
硬质塑料桶或塑料瓶约500mL1个、电热点火器一个、低压电源1台、塑料膜1块、硝化棉少量、松香粉(或淀粉、面粉)约1.5g。
三、实验仪器装置图及仪器的组装说明
1.仪器装置图
2.仪器组装说明
实验仪器由三部分组成:反应容器、塑料膜、点火器。
①将约为500mL的塑料桶或塑料瓶去掉底部,粘上一个有螺口的大塑料瓶口,并配有塑料圈(螺口盖去掉盖即可),用来固定塑料膜。
②塑料膜:剪取11×11cm的塑料食品包装袋(聚乙烯塑料袋,超市常用塑料袋)1块即可。
③点火器可以用电热点火,也可以用打火机、蜡烛、或木条点火。本教具使用电热点火。
电热点火器的制作:用1个双孔橡皮塞固定2条单根塑料铜导线,取300W的电炉丝3~4个自然圈,固定在2条铜导线的一端,另一端连接开关、电源线和电源(10~12V交、直流)
实验药品:粉尘。可以选用松香粉、淀粉或面粉。本实验选用松香粉,其爆炸火焰效果最佳。而且不易潮湿。
四、实验操作部分
1.将少量硝化棉缠绕在电炉丝上,密封固定在瓶口;在去底塑料瓶中加入少量松香粉(约1.5g),再用塑料薄膜盖在瓶底,用塑料圈将塑料薄膜旋紧。
2.塞紧瓶口的双孔胶塞,闭合点火器开关,接通电源。
3.用力振荡塑料瓶,让粉尘充满瓶内空间。
4.打开点火器开关。电炉丝发热引燃硝化棉产生明火,引燃粉尘剧烈燃烧,在瓶内产生的大量的热使粉尘发生爆炸,瓶底塑料膜被炸破。
五、装置改进的意义
1.实验装置上设计安装了一个安全爆炸口。即在塑料桶(瓶)上端开口处固定一块可更换的塑料膜,由于塑料桶可承受的压力与塑料膜可承受的压力不同,有较大的压差,当粉尘在密闭的有限空间内遇到明火迅速燃烧,瞬间产生的巨大压力使粉尘发生爆炸,塑料膜被爆破,既保证爆炸的应有现象,又保证实验的绝对安全。下次使用,只要更换一块塑料膜即可。
2.改进实验提高了粉尘爆炸实验的成功率和安全系数,使学生能够直观、清楚地观察和深刻地感受“粉尘在与氧气充分接触时,遇到明火,就有发生爆炸的危险”的过程。而且操作简便,可重复使用。
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