基础实验3 燃烧条件的探究（教学设计）化学新教材沪教版九年级上册

基础实验3　燃烧条件的探究 通过实验探究认识燃烧的三个条件 年级 九年级 学科 化学 课型 实验课 教材 新教材沪教版九年级上册第4章基础实验3 教学目标 1.认识燃烧的条件，通过实验探究，知道燃烧需要同时满足哪三个条件。 2.学会对比实验的方法，控制变量，通过两组实验的对照，推理出某一条件是否必要。 3.安全、规范地完成实验操作，正确使用酒精灯，观察并如实记录实验现象。 教学重点 通过实验探究，知道燃烧需要同时满足哪三个条件。 教学难点 通过两组实验的对照，推理出某一条件是否必要。 教材分析 本课是沪教版九年级上册第4章「认识化学反应」中的基础实验3。学生在本章第一节已经知道「燃烧需要可燃物、氧气和达到着火点三个条件」，但那是从实例分析中归纳出来的结论，还停留在「知道」的层面。本课把结论交还给实验：用三个控制变量的对比实验，让学生亲手把三个条件一个一个地「证」出来。这既是前面元素化合物知识和控制变量方法的综合运用，也是形成「提出假设—设计对照—观察现象—得出结论」这一科学探究链条的重要载体，同时为后面学习灭火原理、消防安全知识打下实证基础。 教材的编写严格遵循控制变量法。三个实验各解决一个问题：玻璃棒蘸取酒精与蒸馏水的对比，变量是「物质本身是否可燃」；两支蜡烛一支罩杯一支敞口的对比，变量是「是否接触氧气」；木条与煤块同时置于火焰上灼烧的对比，变量是「着火点的高低」。三个实验连起来，正好得到三条结论。之后的问题讨论部分把结论向前推一步——既然三个条件缺一不可，那么破坏其中任意一个就能灭火，由此归纳出清除可燃物、隔绝氧气、降温到着火点以下三条灭火原理，实现了从「燃烧」到「灭火」的正反迁移。教材还专门安排了安全操作规范，把「用灯帽盖灭酒精灯」「不可用嘴吹」等要求写进实验步骤，是培养实验安全意识的良好契机。教学中要把「变量是什么」这个问题贯穿始终，让学生每做一个实验都能说出对比的两个对象之间只差哪一个条件。 学情分析 1.已有基础：学生在第4章第1节已经用过铜片上白磷与红磷对比、水下白磷通氧气的实验探究燃烧条件，对控制变量法有初步的感性认识；在第二章、第四章的多次实验中已经能正确使用酒精灯、坩埚钳、镊子等仪器，也能准确描述「产生大量白烟」「发出耀眼白光」这类现象。本课的三个实验操作简单、现象明显，学生完全有能力独立完成。 2.可能遇到的困难与对策：本课是学生第一次完整地走完「探究」全程，容易在三处出问题。一是把「现象」当成「结论」：看到酒精烧起来、蒸馏水不烧，就直接写「酒精能燃烧」，而不去追问「这说明燃烧需要什么条件」。教学中要求每次记录现象之后必须回答一句「对比这两个对象，不同的是哪一个条件」，把现象和结论之间的那一步补齐。二是分不清三个实验各自控制的变量：三个实验都涉及「可燃物」和「氧气」两个要素，学生容易张冠李戴，例如把木条与煤块的对比说成「氧气浓度不同」。要提醒学生先找出两个被比对象之间唯一的不同，再下结论。三是对着火点的错误前概念：不少学生认为「点火就是提高了可燃物的着火点」，要借本课第 3 个实验和课后练习把这个概念纠正过来——着火点是物质的固有属性，点火只是把温度升到着火点。此外，实验安全容易被忽略，尤其是「用一盏酒精灯去引燃另一盏」和「用嘴吹灭酒精灯」这两个错误操作，必须在动手前明确禁止并说明理由。 教学过程 教学内容 设计意图 课堂导入 【情境引入】燃烧，是人类最早利用的化学反应。从远古先民钻木取火，到今天燃气灶上的蓝色火焰；从炼钢炉的熊熊烈焰，到火箭发动机的惊天怒吼，火始终伴随着人类文明的每一步跨越。 【提问】可是你有没有想过——木块一点就着，石头却怎么也点不着？蜡烛罩上杯子就熄灭，敞着口却越烧越旺？纸片一碰火焰就燃，煤块却要烧很久才红？ 【学生猜想】木块能烧是因为它是「能烧的东西」，石头不能烧；蜡烛熄灭是因为杯子把空气挡住了；煤块烧得慢是因为它「不容易点着」。 【过渡】三个现象，三个问号，指向的是同一个问题——燃烧究竟需要哪些条件？今天我们就走进实验室，用三个对比实验把这个问题一个一个地解决。注意：这不是听老师讲结论，而是你们自己动手把结论「证」出来。 1.用一连串生活追问开场：三个设问分别指向可燃物、氧气、着火点三个条件，与后面三个实验一一对应，学生在动手之前就带着三个待解的问题进实验室，目的性明确。 2.把「验证」与「探究」区分开：学生上一节已经知道结论，本课重在「用实验证明结论」，所以导入处特意点明「自己动手证出来」，避免学生把实验当成走过场。 3.交代实验课的特殊要求：本节是实验课而不是讲授课，导入最后一句既是动员，也是对实验纪律的预告，为后面安全规范的强调做铺垫。 环节一　实验探究燃烧条件 活动一　认识燃烧 【讲解】燃烧通常是指可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。这句话里有三个关键词： 可燃物与氧气——燃烧一定是可燃物与氧气（或其他助燃物）之间的反应，没有反应物就谈不上燃烧； 发光、发热——燃烧一定会发光放热，但发光放热的不一定是燃烧，例如灯泡通电发光就是物理变化； 剧烈的氧化反应——燃烧属于氧化反应，而且反应比较剧烈；缓慢氧化（如铁生锈）既不发光也不剧烈。 【提问】灯泡通电也会发光发热，它属于燃烧吗？ 【学生回答】不属于。灯泡发光发热的过程中没有新物质生成，是物理变化，不是燃烧。 1.三个实验各控一个变量：酒精与水的对比解决「可燃性」，罩杯与敞口的对比解决「氧气」，木条与煤块的对比解决「着火点」，三个实验连起来正好是三个条件，逻辑上不留缺口。 2.每个实验都追问「不同在哪里」：实验做完不算完，必须回答「对比的两个对象之间唯一的不同是什么」，把控制变量法从一句方法口号变成每次都要做的动作。 3.把安全要求嵌进实验设计：「玻璃杯口不留空隙」既是一个操作要求，也是一条推理线索——学生想通了「为什么不能留缝隙」，也就理解了「氧气被消耗完」这个机理。 活动二　认识实验用品 【讲解】本次探究要用的仪器和药品如下： 实验仪器：加热工具是酒精灯、火柴；夹持工具是坩埚钳；容器是 250 mL 烧杯；其他还有剪刀、镊子、玻璃片。 实验药品与材料：易燃物有 95% 酒精溶液、小蜡烛；不可燃物有蒸馏水、玻璃棒（或石子）；着火点不同的材料有小木条、小煤块；小蜡烛两支。 【方法提示】把药品分成「易燃物」「不可燃物」「着火点不同的材料」三类，本身就是对实验设计的提示：要用到「是否可燃」的对比，就要有易燃物和不可燃物；要用到「着火点高低」的对比，就要有两种着火点不同的材料。 活动三　实验1：比较酒精与蒸馏水能否燃烧 【实验探究】用玻璃棒分别蘸取 95% 酒精溶液、蒸馏水，置于酒精灯火焰上，观察两种物质是否可以燃烧。 【实验现象】95% 酒精可以燃烧，蒸馏水不可以燃烧。 【实验结论】物质燃烧的条件之一是物质具有可燃性。 【证据分析】蘸了酒精的玻璃棒和蘸了蒸馏水的玻璃棒，用的是同一盏酒精灯、同样的加热方式，唯一不同的是上面蘸的物质。所以现象上的差别只能由「物质本身是否可燃」来解释。 【易错提醒】不能把结论写成「酒精能燃烧」——那只是对现象的复述。要答到「燃烧需要可燃物」这一层，才算完成了从现象到结论的推理。 活动四　实验2：比较罩杯与敞口的两支蜡烛 【实验探究】分别点燃两支蜡烛，竖直放在平整的桌面上，用透明的玻璃杯罩住其中一支蜡烛（尽量使玻璃杯口与桌面间不留空隙），观察现象。 【实验现象】一段时间后被玻璃杯罩住的蜡烛熄灭，另一支蜡烛还在燃烧。 【实验结论】物质燃烧的条件之二是可燃物与氧气接触。 【证据分析】两支蜡烛是同一种蜡、同样大小，都在燃烧，唯一不同的是其中一支被玻璃杯罩住。玻璃杯里的空气是有限的，蜡烛燃烧消耗掉杯内的氧气后，杯内不再有氧气补充，蜡烛就熄灭了；敞口的那支随时能从空气中得到氧气，所以继续燃烧。 【追问】为什么要求「玻璃杯口与桌面间尽量不留空隙」？ 【学生回答】如果留了空隙，外面的空气会不断补充进来，杯内的氧气消耗不完，蜡烛就不会熄灭，这个对比实验就做不成了。 活动五　实验3：比较木条与煤块被点燃的快慢 【实验探究】用坩埚钳分别夹取木条、小煤块，置于酒精灯火焰上灼烧，观察、比较两者燃烧所需要的时间。 【实验现象】小木条很快被点燃，小煤块加热较长的时间才被点燃。 【实验结论】物质燃烧的条件之三是可燃物达到燃烧所需要的最低温度（着火点）。 【证据分析】木条和煤块都是可燃物，都在同一盏酒精灯的火焰上加热，都接触空气，唯一不同的是它们被点燃所需要的温度。木条很快被点燃，说明它的着火点较低；煤块要加热较长时间才被点燃，说明它的着火点较高。 【易错提醒】「加热时间长」不是「煤块不容易燃烧」，而是「煤块的着火点高，需要更长时间才能升到那个温度」。着火点是物质本身的性质，加热只是在提高可燃物的温度。 活动七　例题精讲 【例1】小羽设计如图装置进行「可燃物燃烧条件」的验证实验。将等质量的白磷置于①②③处，观察到①处白磷燃烧，②③处白磷不燃烧。下列说法不正确的是（　　） A．对比①③处现象，说明可燃物燃烧需要温度达到着火点 B．对比①②处现象，说明可燃物燃烧需要空气（氧气） C．②③处白磷均不燃烧的原因相同 D．装置中气球可以起到防止污染空气的作用 【答案】C 【解析】①处白磷与氧气接触、温度达到了着火点，所以燃烧；②处的白磷没有与氧气接触，③处的白磷温度没有达到着火点，两处都不燃烧。对比①③两处，都是白磷、都与氧气接触，不同的是温度是否达到着火点，说明燃烧需要温度达到着火点，A 正确。对比①②两处，都是白磷、温度都达到了着火点，不同的是是否与氧气接触，说明燃烧需要与空气（氧气）接触，B 正确。②处不燃烧是因为没有与氧气接触，③处不燃烧是因为温度没有达到着火点，两者原因不同，C 错误。白磷燃烧生成的五氧化二磷有毒，会污染空气，气球可以收集尾气、防止污染空气，D 正确。 【变式1】如图所示为一种多灯头便携式热源，罐内装有环保矿物油，使用时点燃灯头。下列说法错误的是（　　） A．矿物油具有可燃性 B．点燃灯头过程中提高了矿物油的着火点 C．点燃不同数量的灯头可调控火力大小 D．将火焰盖灭应用的灭火原理是隔绝空气 【答案】B 【解析】矿物油能被点燃，说明它具有可燃性，A 正确。着火点是可燃物燃烧所需要的最低温度，是物质本身固有的属性，既不能升高也不能降低；点燃灯头的过程只是把矿物油的温度升高到它的着火点，而不是提高了着火点，B 错误。点燃的灯头越多，单位时间内放出的热量越多，火力越大，所以点燃不同数量的灯头可以调控火力大小，C 正确。用盖灭的方法灭火，是让燃着的可燃物与空气隔绝，D 正确。 环节二　问题讨论总结 活动一　燃烧的条件：火三角 【师生总结】把三个实验的结论合起来看：燃烧需要三个条件——有可燃物、可燃物与氧气（空气）接触、温度达到可燃物的着火点。三个条件必须同时满足，缺一不可。缺少任意一个，燃烧都不能发生；已经发生的燃烧，破坏任意一个条件，火就会熄灭。 【方法提示】把这三个条件画成一个三角形，就是常说的「火三角」。三角形的三条边缺一条就围不成图形，燃烧的三个条件缺一个也烧不起来。这个「缺一不可」正是后面灭火原理的全部依据。 1.从「燃烧」正向推到「灭火」：灭火原理不是新知识，而是燃烧三个条件的逆向应用——三个条件缺一不可，所以破坏任意一个就能灭火。让学生在具体实例中自己去对应，原理就活了。 2.用生活实例承载原理：隔离带、关阀门、盖锅盖、高压水枪四个实例分别对应三条原理，学生在生活经验与化学原理之间来回对照，记忆点比单背三条原理牢得多。 3.安全规范单独成活动：把「用灯帽盖灭」「不可用嘴吹」连同理由一起讲，学生知道「为什么」才会真正遵守，而不是机械照做。 活动二　列举日常生活中的灭火方法 【讨论】列举日常生活中常用的灭火方法，并试着说明其灭火原理。 【实例分析1】开设防火隔离带——把可燃物撤离燃烧区，与火源隔离。 【实例分析2】液化气失火关闭阀门——切断可燃物的来源，把可燃物与火源隔离。 【实例分析3】油锅起火用锅盖盖灭——把燃着的可燃物与空气隔离。 【实例分析4】高压水枪灭火——水蒸发时要吸收大量的热，让燃烧物的温度降到着火点以下。 活动三　灭火原理 【师生总结】燃烧需要三个条件同时满足，那么灭火只要破坏其中任意一个即可。 原理一：清除可燃物——把燃烧的物质移走，或设置隔离带。实例：森林灭火时开辟隔离带。 原理二：隔绝氧气——让可燃物与空气隔绝。实例：油锅起火时盖锅盖；用二氧化碳灭火器灭火。 原理三：降温到着火点以下——把温度降到可燃物的着火点以下。实例：用水灭火，水蒸发时吸热，使温度降低。 【易错提醒】「用水灭火是降低可燃物的着火点」这个说法是错的。着火点是物质的固有属性，不能升高也不能降低；水的作用是吸热，把可燃物的温度降到着火点以下。 活动四　设计其他探究燃烧条件的实验方案 【讨论】已知白磷的着火点为 40 ℃，红磷的着火点为 240 ℃，可以按如图所示的实验装置探究燃烧的条件。 【实验现象】铜片上的白磷燃烧；铜片上的红磷不燃烧；水中的白磷不燃烧。 【实验结论】燃烧需要与空气（氧气）接触；燃烧需要温度达到着火点。 【证据分析】铜片上的白磷与铜片上的红磷都与空气接触、温度相同（都在热水中被加热到约 60 ℃），不同的是着火点不同：白磷的着火点 40 ℃ 已经达到，所以燃烧；红磷的着火点 240 ℃ 远未达到，所以不燃烧——这说明燃烧需要温度达到着火点。铜片上的白磷与水中的白磷都是白磷、温度都达到了着火点，不同的是水中的白磷没有与空气接触，所以不燃烧——这说明燃烧需要与空气（氧气）接触。 活动五　实验安全规范 【注意事项】安全第一，以下操作规范必须遵守： 酒精灯的使用——用火柴点燃，绝对禁止用一盏酒精灯去引燃另一盏；熄灭时用灯帽盖灭，不可用嘴吹。 实验操作——小木条、小煤块不要取太大；加热时试管口、坩埚钳不要对着人；注意通风；实验完毕，热的坩埚钳放在陶土网上冷却，不要直接放在桌面上。 应急处理——万一酒精洒出并燃烧，不要慌张，立即用湿抹布盖灭，同时报告老师。 【追问】为什么不能用嘴吹灭酒精灯？ 【学生回答】用嘴吹时，火焰可能被压入灯内，引燃灯内的酒精蒸气，造成危险。 活动六　例题精讲 【例2】学习小组在劳动实践中用木材生火做饭，下列说法错误的是（　　） A．引燃木材——升高木材着火点 B．冒出黑烟——木材燃烧不充分 C．架空木材——增大与空气接触面积 D．沙土盖灭——使木材与空气隔绝 【答案】A 【解析】引燃木材是把木材的温度升高到它的着火点，而不是升高着火点本身。着火点是物质固有的属性，不能升高也不能降低，A 错误。木材燃烧不充分时会生成炭黑等物质，表现为冒出黑烟，B 正确。把木材架空，木材之间留出空隙，空气可以从中流过，增大了木材与空气的接触面积，燃烧更旺，C 正确。用沙土盖在燃着的木材上，可以把木材与空气隔绝，使燃烧无法继续，属于隔绝氧气的灭火方法，D 正确。 【变式2】图甲为古代「暖宝宝」——手炉，其外层为漆有彩图的木胎，暖手时手捂木胎。图乙为手炉剖面结构示意图。下列说法错误的是（　　） A．木胎仅起装饰作用 B．中空层有传热和防烫作用 C．木炭燃烧提供暖手的热量 D．镂空铜网有利于通风换气 【答案】A 【解析】手炉的木胎除了漆有彩图起装饰作用之外，还起到隔热、防止烫手的作用，所以说「仅起装饰作用」是不准确的，A 错误。中空层夹在木炭与木胎之间，既能把手炉内层的热量传导出来，又能减缓热量向木胎的传递、起到防烫作用，B 正确。手炉取暖靠的是木炭燃烧放出的热量，C 正确。木炭燃烧需要氧气，镂空铜网可以让空气进入炉内、废气排出炉外，有利于通风换气，使木炭持续燃烧，D 正确。 课堂小结 板书设计 第4章　认识化学反应 基础实验3　燃烧条件的探究 一、实验探究燃烧条件 1.实验1　酒精与蒸馏水对比 现象：酒精燃烧，蒸馏水不燃烧 结论：燃烧需要可燃物 2.实验2　蜡烛罩杯与敞口对比 现象：罩杯的熄灭，敞口的继续燃烧 结论：燃烧需要与氧气接触 3.实验3　木条与煤块对比 现象：木条很快点燃，煤块需较长时间 结论：燃烧需要温度达到着火点 二、问题讨论总结 1.燃烧的三个条件（火三角，缺一不可） ①有可燃物　②与氧气（空气）接触　③温度达到着火点 2.灭火原理（破坏任意一个条件即可） ①清除可燃物　②隔绝氧气　③降温到着火点以下 3.安全规范 酒精灯：火柴点燃，灯帽盖灭，不可用嘴吹 随堂练习 1．下列有关燃烧与灭火的说法正确的是（　　） A．可燃物与氧气接触就能燃烧 B．木柴架空可增大与氧气的接触面积 C．吹灭蜡烛原理是清除可燃物 D．水灭火原理是降低可燃物的着火点 【答案】B 【解析】可燃物燃烧需要同时满足三个条件：有可燃物、与氧气（空气）接触、温度达到着火点。只与氧气接触而温度达不到着火点，同样不能燃烧，A 错误。把木柴架空，木柴之间留出空隙，空气可以从中流过，增大了木柴与氧气的接触面积，燃烧更充分，B 正确。吹灭蜡烛时，气流带走了热量，使蜡烛的温度降到着火点以下，属于降温灭火，而不是清除可燃物，C 错误。着火点是物质的固有属性，不能升高也不能降低；用水灭火的原理是水蒸发时吸收大量的热，使可燃物的温度降到着火点以下，D 错误。 3．加油站要张贴消防安全标志，下列图标中不属于消防安全标志的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】加油站属于易燃易爆场所，需要张贴的消防安全标志包括禁止吸烟、禁止烟火、禁止携带火种、禁止使用手机等。A、B、C 三项都是与消防安全有关的禁止类标志，而 D 项是其他类别的标志，与消防安全无关。故选 D。 4．节日的夜晚，绽放的焰火将天幕装扮得绚丽多彩，所用火药的成分是KNO3、S和C。火药的作用是把焰火送上空中。焰火的发光剂中含有铝粉、镁粉及各种金属盐，高温时能发出不同的光。下列说法正确的是（　　） A．常温下金属盐可以发光 B．高温可提高镁的着火点 C．燃放焰火有发光放热现象 D．火药中只含有一种可燃物 【答案】C 【解析】金属盐要在高温下才能发出不同颜色的光，常温下不能发光，A 错误。着火点是物质的固有属性，高温只能使可燃物的温度升高到着火点，不能提高着火点，B 错误。焰火燃烧是化学变化，燃烧一定伴随着发光、放热现象，C 正确。火药中含有硫和碳两种可燃物，不止一种，D 错误。 5.下列关于燃烧和灭火现象的解释或分析不正确的是（　　） A．图a中左边火柴很快熄灭，右边火柴持续燃烧，因为右边提高了火柴梗温度，使其更容易达到着火点 B．图b中铁粉能在空气中燃烧，是因为降低了铁粉的着火点 C．图c中用木块引燃蜂窝煤，是因为木块的着火点较低，较容易被点燃 D．图d中用灯帽盖灭酒精灯，是隔绝氧气 【答案】B 【解析】图 a 中右边火柴的火柴梗被火焰加热，温度容易升高到着火点，所以能持续燃烧，A 分析正确。图 b 中铁粉能在空气中燃烧，是因为铁粉的表面积大大增加、与氧气的接触更充分，而不是降低了铁粉的着火点——着火点是物质的固有属性，不能改变，B 分析不正确。图 c 中木块的着火点比蜂窝煤低，更容易被点燃，用它来引燃蜂窝煤是合理的，C 分析正确。图 d 中用灯帽盖灭酒精灯，是把燃着的酒精与空气隔绝，属于隔绝氧气的灭火方法，D 分析正确。 教学反思 本节课学生动手积极性很高，三个对比实验的现象都很明显，完成度不错，但有三处问题需要在后续实验中加以改进。一是「现象」与「结论」之间那一步缺失：在填写实验记录时，不少学生把「实验结论」一栏写成了「95% 酒精可以燃烧」「小木条很快被点燃」这样对现象的复述，没有上升到条件。说明他们还没有建立起「对比—找不同—下结论」这条推理链条，只是把眼睛看到的照抄一遍。下次上课时应该把实验记录的表格改成三栏——「对比的对象」「唯一的不同」「说明了什么」，逼着学生把中间那一步写出来。二是三个实验各自控制的变量混淆：在讨论环节，有学生把「木条与煤块」的对比说成「氧气浓度不同」，把「酒精与蒸馏水」的对比说成「温度不同」。根源在于他们对「什么变了、什么没变」没有逐项核对。改进的办法是在实验前先让学生把「要对比的两个对象、控制的相同条件、唯一变化的因素」写在实验单上，做完之后再回头核对一遍，用纸面上的约束防止想当然。三是着火点的错误前概念依然顽固：作业中仍有不少学生认为「引燃就是提高着火点」「用嘴吹灭酒精灯和用灯帽盖灭原理相同」。这与日常语言的模糊有关——「点着」听起来像是给物质增添了某种性质。后续要增加一组辨析练习，把「改变的是温度还是着火点」这一对概念用多个实例反复对比，并强调着火点像熔点、密度一样，是物质本身的性质，不会因为我们怎么操作而改变。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $