1、7.1 燃烧和灭火(共两课时)从容说课燃烧是生活中的常见现象。教材采用从实验观察现象,通过分析得出结论的方法,来探讨燃烧的条件,灭火的原理,易燃、易爆物的安全知识。为了突破重点和难点,避免单一的授课方式,教师采用了以下方法进行教学。1质疑。通过“欧罗巴”号事件引入新课,设下疑问,激起学生的学习兴趣。2引导探究。在“燃烧的条件”教学过程中,教师引导学生按“提出假设;设计方案;实验验证;得出结论”的步骤进行学习,防止学生学习的依赖性。3游戏。对于灭火器的原理及适用范围,教师采用了学生活动的方法,加强学生对知识的理解,加深记忆。教学目标1知识与技能(1)认识燃烧的条件和灭火的原理。(2)了解易燃物和
2、易爆物的安全知识。2过程与方法(1)学习运用比较、观察、实验等方法获取信息。(2)学习运用主动探究的方法,设计实验。(3)学习运用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。3情感态度与价值观(1)利用化学知识解释生活问题,使学生对化学保持强烈的好奇心和探究欲。(2)增强日常生活中的防范灾害的意识,并注意采取安全措施。教学重点1认识燃烧的条件。2认识灭火的原理。3了解易燃物和易爆物的安全知识。教学难点1培养学生提出问题,分析问题和解决问题的能力。2培养学生进行知识迁移的能力。教学方法创设情境实验探究得出结论解决实际问题提高兴趣。教具准备教师用具:(1)投影仪,500 mL 烧杯,100 mL 烧杯,
3、薄铜片,硬纸片;(2)热水、白磷、红磷、酒精(70)、面粉、酒精灯、镊子、大烧杯、火柴、棉手帕、蜡烛,烧杯、灭火器道具、金属罐、塑料盖、导管。课时安排2 课时第一课时:燃料。第二课时:灭火的原理和方法;易燃物和易爆物的安全知识。教学过程第一课时以故事为载体,创设情境介绍1854 年 5 月 30 日,英国战舰“欧罗巴”号按照作战命令开始了远涉重洋的航行,它的船舱里结结实实地装满了供战马吃的草料。两个多月后,船舱突然冒出熊熊大火,大火迅速吞没了整艘战舰,片刻之间战舰便葬身海底,全舰官兵、战马无一生还。学生提出问题战舰上为什么失火了呢?设问问得好。事后化学家们根据英国军事保安部门提供的材料,准确地
4、找到了“纵火犯”草料。通过这个故事,你想到了什么呢?学生发表感想)如:1想到一艘宏伟的战舰在大火的作用下付之东流。2能够想象出全舰官兵、战马当时的求生欲望有多强。3想知道草料为什么就成了“纵火犯”呢?4想到大火是多么的无情。新课引入通过刚才的故事,大家感觉火是无情的,但什么事情都没有绝对化。在日常生活中,火也为人们带来了幸福。我们第七单元就给大家介绍“燃料及其利用”。板书第七单元 燃料及其利用课题 1 燃烧和灭火设问根据大家的生活经验,我们在哪些方面用到了火?火为人类作出了哪些贡献呢?学生回答,交流小结火是某些物质燃烧的一种现象。燃烧可以被用来加工食物、冶炼金属、取暖、烘干衣物等。讲解燃烧是人
5、类最早利用的化学反应之一,人类已有几十万年的利用燃烧反应的历史。燃烧与我们的生活以及社会的发展有着密切的联系。设问为什么草料成了“纵火犯”?学生猜想1有人故意把草料点着了。2有人不小心将烟头扔进草料里了。过渡无论是什么原因引起草料燃烧,但草料的燃烧导致了一艘战舰的毁灭却是事实。草料具备了哪些条件就可以燃烧呢?下面,我们就来对燃烧的条件进行探究。板书一、燃烧活动与探究请学生先检查实验台上的仪器,两个人一小组进行探究。(投影打出实验名称,实验器材,实验方案)活动与探究: 燃烧的条件1. 器材:500 mL 烧杯一个,100 mL 烧杯一个,一片薄铜片,硬纸圈,热水,白磷、红磷。2方案:在 500
6、mL 的烧杯中注入 400 mL 热水,并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷。在烧杯上盖一小片薄铜片,铜片上放一小堆干燥的红磷,另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷,观察现象。如课本 P124图。学生活动,教师巡视总结,思考,讨论设问在实验过程中,大家观察到了哪些现象呢?学生汇报交流结论实验进行不久,铜片上的白磷就产生白烟开始燃烧,而水中的白磷和铜片上的红磷并没有燃烧。思考:1铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧的现象,说明燃烧需要什么条件?2铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧,说明燃烧还需要什么条件?答案:1白磷的着火点很低,只有 40,因此,铜片上的白磷能被烧杯中的热水加热到着火点温度;而红磷的着
7、火点在 200以上,仅靠热水加热是很难达到的。这二者的对比,说明燃烧需要达到着火点的温度。2热水可以使白磷达到着火点温度,但水中的白磷并不燃烧,这是因为水隔绝了空气,说明燃烧还需要有氧气的存在。评价非常好,希望大家以后能继续保持这种积极思考的热情。引导通过刚才的学习,我们大家动动脑子想想,怎样能使烧杯底部的白磷也燃烧呢?学生讨论结论用导管对准热水中的白磷,通入少量氧气。演示实验教师按照最后得出的方案进行演示实验,学生观察现象。实验现象本来在热水中不燃烧的白磷,在通入氧气后燃烧。教师追问热水中的白磷在通入氧气和不通入氧气的条件下,现象是不同的,这样的事实再次说明了什么问题呢?回答说明燃烧确实需要
8、氧气。评价非常好,那么到底什么是燃烧?燃烧需要哪些条件呢?学生回答,教师板书板书1可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应,叫做燃烧。(1)可燃物2条件 (2)氧气(或空气)(3)达到着火点教师补充可燃物燃烧时,都需要一个最低温度,也就是着火点。不同物质的着火点是不同的,大家看一下投影。投影在通常状况下一些常见物质的着火点物质 白磷 红磷 木材 木炭 乙醇(酒精) 无烟煤着火点/ 40 240 250330 320370 558700750只有在同时具备了氧气、可燃物、温度达到着火点这三个条件时,才可能有燃烧发生,这三者缺一不可。设问通过对燃烧条件的学习,哪位同学给大家解释一下,在“欧
9、罗巴”号上,草料为什么成了“纵火犯”呢?回答由于“欧罗巴”号船舱里堆放的是草料,第一个条件就具备了。草料太多太实,空气不能流通,使得温度逐渐升高,达到了草料的着火点,所以草料不经点燃,便自行燃烧起来。过渡基本上正确。我们一起来看看化学家是如何解释这件事的呢?投影草料会和空气中的氧发生氧化反应,这种氧化反应进行得很缓慢,不像燃烧那样剧烈地发光发热,叫缓慢氧化。例如铁生锈也是一种缓慢氧化。物质在缓慢氧化的过程里也产生热,不过放热速度很慢,平时觉察不出来。由于“欧巴罗”号船舱里堆放的草料太多太实,空气不流通,缓慢氧化产生的热量不易散发,越积越多,温度逐渐升高,达到了草料的着火点(着火点是指物质着火燃
10、烧所需要的最低温度)。而可燃物燃烧,只需要具备两个条件,一是跟氧气接触,二是温度达到着火点,因为这两个条件都具备,所以草料不经点燃,便自行燃烧起来(这种由于缓慢氧化而引起的燃烧,叫自燃),成了“欧巴罗”号的“纵火犯”。学生质疑我想提出两个问题:第一,在实验器材中,除了 500 mL 的大烧杯外,还有一个 100 mL 的小烧杯,在整个实验中没有用到,它是用来做什么的呢?第二,白磷的着火点很低,只有 40。到了夏天,天气非常热,白磷如果保存不好,就极易燃烧,那么,白磷如何来保存呢?评价这两个问题问得都非常好,说明这位同学积极地思考,发现了某些问题。那么,谁能回答出他所提出的问题呢?回答答案二;由
11、于白磷的着火点很低,只有 40,所以一般保存白磷时,为了将白磷与空气隔绝开,就把白磷置于水下。答案一:100 mL 的小烧杯是用来代替薄铜片的,把白磷和红磷放在烧杯底部,然后将烧杯浸入水中。答案一,学生想起来可能有些困难,教师进行补充。)过渡同学们能够多想,这是非常值得表扬的。大家平时学习中可以拓宽思路,采取积极的态度对某些实验进行改进。比如说本节课的这个实验,下面大家可以参考一下投影上的有关此实验的改进方案,然后自己再想想看还有什么方案。投影如果按教材上的方法操作,用 90以上的开水,铜片上的白磷可在 35 分钟内燃烧。该实验虽然效果明显,但时间不易把握,且水温和水量不易控制,不利于提高课堂
12、教学效率。笔者在教学实践中进行了如下改进后,大大节约了时间,且容易控制,有利于提高课堂教学效率。用 250 mL 的烧杯代替 500 mL 的烧杯,用 50260的热水代替开水,并注入其中;用 100 mL 的烧杯代替铜片,并在烧杯底部一侧放一小堆干燥的红磷,另一侧放一粒比绿豆略小且已用滤纸吸去表面水的白磷,然后将此烧杯浸入250 mL 烧杯中(如下图所示)。这样,小烧杯内的白磷在 1 分钟左右即可燃烧,且烧杯不会损坏,效果也更加明显,且容易控制实验时间。试一试同学们按照投影上的内容试一试。看看是否真如其听说。学生活动小结通过本节课的学习,我们知道可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反
13、应叫做燃烧。可燃物燃烧需要具备两个条件才能燃烧,一是有氧气,二是温度达到可燃物的着火点。布置作业课后习题第 1 题。通过刚才的学习,同学们下去仔细思考一下,怎样来灭火?板书设计第七单元 燃料及其利用课题 1 燃烧和灭火一、燃烧1可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应,叫做燃烧。(1)可燃物2条件 (2)氧气(或空气)(3)达到着火点第二课时以“趣味实验”为例,通过新旧知识间的联系,创设情境过渡上节课我们学习了“燃烧的条件”,大家注意看老师给大家带来的一个魔术烧不坏的手帕。演示实验实验用品:酒精灯、镊子、大烧杯、火柴、棉手帕、酒精(体积分数为 70)实验步骤:用一块棉手帕(不要用合成纤
14、维的),在盛有乙醇的体积分数为 70酒精的烧杯中浸泡,待均匀湿透后取出。将浸透的手帕舒展开,用镊子夹住两角,在火焰上点燃,当火焰熄灭后,观察现象。设问同学们看到了什么现象?回答火焰熄灭后,手帕完好无损。追问那么,大家想想为什么会出现这样的现象呢?回答因为手帕上沾有酒精,我们所看到的是酒精的燃烧。在整个燃烧的过程中,对于手帕来说,并没有达到它的着火点,所以手帕并没有燃烧。教师补充非常好,酒精在燃烧时有一种生成物水,水降低了温度,达不到手帕的着火点,所以手帕还是完好无损。引入新课燃烧的条件有三个,分别是(学生接着叙述)可燃物、氧气(或空气)、达到着火点。那么同学们设想一下,这三个条件中如果去掉任何
15、一个条件,会发生什么样的现象呢?同学们面前都有已经准备好的蜡烛和烧杯等一些用品,请你们用蜡烛和烧杯自己设汁一个实验方案,来探讨一下“灭火的原理”。板书二、灭火的原理和方法学生活动,老师巡视汇报交流第一小组,我们组只用了蜡烛进行实验。我们点燃了两只蜡烛,然后用嘴对着其中一只蜡烛用力吹气,结果这只蜡烛熄灭了。老师追问你们选用了哪种方法“灭火”呢?第一小组:降低温度。第三小组:我们组利用的是隔绝空气的方法。我们在点燃的蜡烛上扣了一个烧杯,由于蜡烛燃烧不断地消耗氧气,使有限的空间内充满了 CO2气体,最终蜡烛由于不能及时得到氧而熄灭。第四小组:我们和第三小组的原理相似,但我们选用的是碳酸钠和盐酸,由于
16、碳酸钠和盐酸反应能产生 CO2,所以蜡烛也熄灭了。第五小组:我们组选取了两只等长的蜡烛点燃,然后慢慢地在其中一只蜡烛的下面截取了一大段,结果被截取的这只蜡烛首先熄灭了。教师追问那你们组“灭火”的原理是什么呢?第五小组:我们主要是从可燃物的角度来考虑的。评价能够充分地发挥自己的主观能动性,是大家的一个优点,希望以后学习过程中,能够继续保持。讲解在燃烧的三个条件中,如果破坏了某一个条件,都可以使燃烧反应停止,也就是说都可以达到灭火的目的,所以说灭火的原理都是从燃烧的条件出发。板书清除可燃物1原理 隔绝氧气降温至着火点以下设问那么,在生活实际中我们经常会遇到一些灭火的实例,它们灭火的原理是什么呢?投
17、影下面是一些灭火的实例,试分析其灭火的原理:1炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭;2堆放杂物的纸箱着火时,可用水扑灭,3扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延线路前的一片树木砍掉。答案1隔绝空气。2降低温度到着火点以下。3清除可燃物。过渡在我们日常生活中,“灭火器”可能也是比较常见的。那么灭火器都一样吗?它们的原理都相同吗?我们一起来学习生活中常见的几种灭火器。投影几种常用灭火器的灭火原理和适用范围灭火器 灭火原理 适用范用灭火时,能喷射出大量二氧化碳及泡沫,它们能粘附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的可用来扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火利用压缩的二氧化碳吹出干粉(主要含有碳
18、酸氢钠)来灭火具有流动性、喷射率高、不腐蚀容器和不易变质等优良性能,除可用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火在加压时将液态二氧化碳压缩在小钢瓶中,灭火时再将其喷出,有降温和隔绝空气的作用灭火时不会因留下任何痕迹而使物体损坏,因此町用来扑灭图书、档案、贵重设备,精密仪器等处的失火,使用时,手一定要先握在钢瓶的木柄上,否则,会把手冻伤比一比,赛一赛你能很快记住它们吗?以小组为单位,利用三分钟时间,我们通过游戏来选出冠军得主。游戏教师选出六名同学分别拿着不同类型的灭火器的道具,然后给他们列出几种物质燃烧,要求他们用适当的灭火器灭火,看最后谁的正确率高,谁得冠军。(形式不限)讲解看来
19、不同的物质燃烧需要不同的方法来进行灭火,这就是我们要学习的第 2 个问题灭火的方法。板书2方法:过渡可燃物在具备了燃烧的条件后,就能急剧地燃烧,如果在有限的空间内就会给生命和财产造成严重的损害,为了使警钟长鸣,所以,大家在一些易燃、易爆场合会经常看到下面的些图标,同学们讨论讨论,这些图标向人们传递了什么样的信息?投影答案(1)当心火灾易燃物质;(2)禁止放易燃物;(3)当心爆炸爆炸性物质;(4)当心火灾氧化物;(5)禁止烟火;(6)禁止带火种;(7)禁止燃放鞭炮;(8)禁止吸烟。设问同学们想想,这些图标在哪些场合最容易出现呢?回答油库、面粉加工厂、纺织厂、煤矿等等。设问为什么在这些场合容易出现
20、呢?下面我们来做一个演示实验,同学们注意观察实验现象并分析其原因。演示实验教师按照教材 P128实验做实验,用投影打出实验装置。投影现象发生了爆炸。 分析金属罐和塑料盖构成了一个有限空间,向装置中鼓气后,面粉充满了金属罐,加大了它与氧气的接触面积,罐内的温度达到了面粉的着火点,使它在有限的空间内急剧地燃烧短时间内放出大量的热,使气体体积迅速膨胀,引起爆炸。延伸通过这个小实验,哪位同学给大家总结一下,为什么在油库、面粉厂等场所会出现一些图标。回答因为油库、面粉加工厂等地的空气中常混有可燃性的气体或粉尘,它们接触到明火,就有发生爆炸的危险。过渡所以,同学们对一些易燃物和些易爆物的安全问题要时刻提高
21、警觉性。板书三、易燃物和易爆物的安全知识设问根据这节课所学习的内容,同学们认为,还有哪些场所应该加贴一些防火图标呢?学生讨论小结这节课,我们针对燃烧的条件,学习了灭火的原理和方法,以及易燃物和易爆物的安全知识。希望同学们在以后的日常生活中增强防范火灾的意识,并且注意一旦出现紧急情况的急救措施。布置作业课后习题第 2、3、4、5 题。板书设计二、灭火的原理和方法清除可燃物1. 原理 隔绝氧气降温至着火点以下2方法三、易燃物和易爆物的安全知识备课资料1用什么方法救火?火灾每年都要吞掉许多人的宝贵生命和大量财富。因此,我们不但要善于防火,也要学会救火。也许有人会想:火灾发生了,用水去扑灭就行了,谁还
22、不会?然而事情并非如此简单。治病要对症下药,救火也要根据燃烧物的“性格”巧选灭火剂,才能收到良好的效果。当然,水是最常用的灭火利,能使燃烧物的温度迅速冷却到燃点以下,同时水本身以及水蒸气都能使燃烧物和空气隔开,使火熄灭。因而在多数情况下,水是有效的灭火剂。在般住宅、厂房以及生橡胶、硫磺、煤、赛璐珞、纤维素、木材等物品起火时,均可应用。但在另一些情况下,水是完全禁止使用的。如果燃烧物是沸点低,比较轻而又不能和水混溶的油类或有机溶剂(如石油醚、汽油、苯、灯油、乙醚等),因为这些物质不溶于水,水冲入以后。它们就浮在水面上随水流散,由于它们挥发性大并易于点燃,在水面流散时仍能继续燃烧,结果反而将火势蔓
23、延开来。对于这种物品最有效的灭火剂是二氧化碳泡沫(由泡沫灭火剂发主)和砂。但如果这类可燃物品是装在密闭的桶中。又来不及搬开时(最好是搬离火场),就应用水冲洗桶的周围,使它们迅速冷却,以免爆炸。如果着火物是金属钠、金属钾、金属钙,就更是绝对禁止用水了。因为这些金属和水均发生极为剧烈的化学反应,生成氢氧化物和氢气,并放出大量热量。这种热量高到超过了氢气的燃点,因而能自动将氢气点燃,而氢气在空气中燃烧时。还会发生爆炸,危险性更大。对付这类燃烧物,泡沫灭火剂也是不适合的,因为泡沫中还是有相当水分。最合适的灭火剂是干砂,它可以使这些金属被埋没熄火。金属镁和铝燃烧时也只能用砂掩盖,不能用二氧化碳。因为镁、
24、钠、钾等也可在二氧化碳中燃烧。沸点高,不易挥发,稠厚的油类或有机溶剂(如重油、润滑油、植物油、干性油、甘油、松节油等),是可以用水扑灭的,因为它们的流动性较小,不易浮到水面,就是浮在水面也因水的冷却而不能继续燃烧。当然泡沫和砂也是适合这类物质的。在所有的情况下,砂都是有效的灭火剂。根据灭火的方法不同,仓库中的物质要分类存放,如将适合用水灭火的与不适合用水灭火的物质一同存放,一旦着火,难以扑救。还要特别注意,一切可燃物都不准和氧化剂一齐存放,否则不但容易失火,而且容易引起爆炸。2什么是粉尘爆炸?若干年前,我国哈尔滨亚麻纺织厂及国外一家面粉厂,都发生过严重的爆炸。爆炸炸毁了厂房,许多工人死于非命。
25、奇怪的是亚麻纺织厂、面粉厂中并没有什么能引起爆炸的危险物品,后来查明,奇怪的爆炸的“祸首”,竟是空气中的亚麻芒和面粉尘。它是由电火花或一根点着的火柴引起燃烧。随后才发生爆炸的;同样性质的爆炸,在煤矿中也发生过,不过这时“祸首”是空气中的煤尘。面粉和煤在通常情况下,并不是十分容易燃烧的物质,要想用一根火柴将它们点着,是办不到的,更不用说引起爆炸了。可是为什么飞扬在空气中的面粉尘和煤尘,竟会这样易于燃烧,并发生如此巨大的威力呢?大家都有这样的经验:一块四四方方的木块,哪怕是很干燥的,也很难用一根火柴将它点着,可是如果将这块木块刨成一片片很薄的刨花,就会成为“一触即发”的引火物了。谁都知道,燃烧要有
26、两个条件:温度达到该物质的燃点,以及外界有充分的空气供应。整个的木块、煤块或成堆的面粉,它们只有最外的一层和空气接触,对整个物体来说,它和空气的接触面是比较小的,因而难于燃烧,可是当煤和面粉变成很细的微尘飞扬到空气中以后,每一粒微尘的表面都能和空气充分接触了。比如,一块一立方厘米的煤块,它的表面积只有六平方厘米,如果将它粉碎成直径只有一毫微米的微尘,那么这些微尘的总表面积竟有六千平方米。一般飞扬于空气中的面粉尘和煤尘,虽然它的直径不会像微尘这样小,可是当面粉尘或煤尘在空气中的含量达到相当浓度时,任何一个微小的火种也能将它们点着,并使大量空气的温度由室温一下子升到几百度以上,这时空气会急剐地膨胀
27、起来,造成了剧烈的爆炸。不同的粉尘在空气中能引起爆炸的最低浓度,是不尽相同的。淀粉和硫磺的微尘,在每升空气中的含量只要超过 7 毫克,遇火就会爆炸,面粉、糖粉则要 10 毫克;烟煤尘要 17 毫克,才会爆炸。正因力微尘有这种危险的燃烧性,因而面粉厂、煤矿中等除了要积极想法不使粉尘飞扬外,通常也应和汽油站一样,挂上“严禁烟火”的字牌,以免发生意外。3开水溢入煤炉为什么烧得更旺?俗话说:水火不相容。在一般情况下,水和火确是冤家对头。不过在特殊情况下,水也能巧妙地帮助燃料燃烧得更好。你见过水从煤炉上溢出的情况吗?当少量水溢入煤炉时,炉火不但没有减弱,从溢水处反而蹿起一串串火焰,炉火烧得反而更旺了。这
28、个现象确实有些奇怪,原来这里发生了一个有趣的化学反应:水和红热的煤接触时,会相互作用而生成一氧化碳和氢气的混合物,这就是通常所说的水煤气。一氧化碳和氢气都是易燃气体,一旦产生立即就熊熊燃烧起来,因而炉火更旺了。有趣的是,近年来研究证实,用作燃料的汽油,如果掺进少量的水,也可以达到省油的目的。水和油原是互不混溶的,水怎样掺法呢?人们想了一个妙法:在油中加入一些乳化剂,并用超声技术处理,水和油就能变成一种稳定的乳浊液。当这种乳浊液被喷进内燃机的燃烧室燃烧时,油中的微小水滴受热后骤然蒸发,将油滴粉碎成小微粒,使油滴的总表面积大大增加,因而燃烧得更快更充分。由于燃烧比较完全,一般可节约 10左右的汽油。更令人感兴趣的是,掺水汽油除省油以外,还有两大优点,一个是比较安全,它不像普通汽油那样容易着火,着火后火焰也不易蔓延;另一个优点是,由于掺水汽油燃烧比较完全,因而排出的黑烟可减少一半左右,而且废气中的有害物质也大大减少,因此比较“干净”。还有一种水和汽油混合燃料的燃烧装置正在试验中。这种装置是先将水和汽油加热,然后再通过一个“催化反应器”,使水和汽油发生化学反应,生成一种易燃的燃料。采用这种装置,可使汽油的燃烧十分完全,因而节油效果也更好。据称它排出的废气已达到无害的程度,甚至连通常监视空气污染的仪器也不能“觉察”它有污染行为。