[氮气到底能不能支持燃烧]氮气能不能支持燃烧

时间：2019-01-25 03:34:02　来源：雅意学习网本文已影响人

　　义务教育课程标准实验教课书《化学》九年级（上册）第26页在介绍二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气的组成后发现：空气的组成为氮气和氧气。　　 1774年法国的化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，否定了燃素学说。拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中，发现有一部分金属变为有色的粉末，空气在钟罩内体积减小了■，剩余的空气不能支持燃烧，动物在其中会窒息。他把剩下的■气体叫做氮气（原文意思是不支持生命），在他证明了普利斯特里和舍勒从氧化汞分解制备出来的气体是氧气以后，空气的组成才确定为氮气和氧气。这对二百多年前的拉瓦锡来讲，是一个伟大的发现，但对我们今天的人来讲，这只是空气组成发现的初级阶段。笔者这里要讨论的是氮气能不能支持燃烧的问题。在拉瓦锡那个时代，他得出“氮气既不能供给呼吸，也不能支持燃烧”的结论是可以理解的，因为那时的活泼金属的单质还没有发现和制备出来，况且，氮气的拉丁文命名的原意是“不能维持生命”，而不是“不能支持燃烧”。但是，在课本的第29页讨论版块中又写到：
　　 “在测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要是氮气。结合实验和日常生活经验讨论：
　　燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？……”
　　那么，这时教师是把学生向能支持燃烧方面引导呢，还是向不能支持燃烧方面引导呢？向能支持燃烧方面引导吧，与课本前面的叙述相矛盾；向不能支持燃烧方面引导吧，又与事实不相吻合。因为氮气能支持金属镁等活泼金属的燃烧，这在后续课程高中教材（苏教版必修Ⅰ第56页）要讨论。从本质上讲，氮气中氮元素的化合价是0价，氮元素的化合价有+5、+4、+3、+2、+1、0、-3等，0价的氮可以得到电子化合价降低发生还原反应，具有氧化性。所以笔者认为：为了避免学生的误解，完全可以将此讨论题删去，由学生自己去领悟，由后续课程去讨论。如果有学生问起，可作适当解释。也可采用实验进行协助，进行科学讨论：
　　首先，我们人教版教科书上的实验内容设计了如下所示的实验：
　　探索实验：氮气到底能不能支持燃烧
　　实验器材：水槽、钟罩、燃烧匙、橡胶塞、酒精灯、火柴、胶布、红磷
　　实验原理：红磷与钟罩内空气中的氧气反应，生成五氧化二磷固体，使钟罩内剩下的气体主要为氮气（虽然仍然有其它杂质气体，但不影响后续实验），这时钟罩内的气体压强减小，水面上升；如果此时打开钟罩顶部钟罩口的橡皮塞，则外界空气将进入钟罩内，从而使钟罩内的氧气浓度增大，进而影响后续实验。为了避免这种情况的发生，我们采用了先向钟罩外的水槽内注水，使钟罩内外的水平面一样高，从而使钟罩内外的压强基本相等，这样我们就制取了可供后续实验使用的氮气，木条、红磷等不能在氮气中燃烧，但镁、钠等活泼金属可在氮气中燃烧。
　　操作步骤：
　　（1）如图1所示，连接实验装置
　　（2）在燃烧匙内放入红磷，加热至燃烧后，伸入钟罩内，并立即塞紧塞子，可以观察到钟罩内有大量白烟生成。待反应结束后，白烟逐渐消失，钟罩内水面上升，钟罩外水面下降，待恢复至原来温度后（如图2所示）向钟罩外的水槽内注水，使钟罩内外的水面一样高。（如图3所示）
　　（3）打开钟罩顶部的橡皮塞，将燃着的木条伸入钟罩内，注意观察实验现象。（燃着的木条在氮气中熄灭，说明木条在氮气中不能燃烧）
　　（4）打开钟罩顶部的橡皮塞，将燃着的红磷伸入钟罩内，注意观察实验现象。（燃着的红磷在氮气中熄灭，说明红磷在氮气中不能燃烧）
　　（5）打开钟罩顶部的橡皮塞，将燃着的镁条伸入钟罩内，注意观察实验现象。（燃着的镁条在氮气中能继续燃烧，说明氮气能支持镁条的燃烧）
　　（6）打开钟罩顶部的橡皮塞，将燃着的金属钠伸入钟罩内，注意观察实验现象。（燃着的金属钠能在氮气中继续燃烧，说明氮气能支持金属钠的燃烧）
　　由此，我们可以得出结论：氮气不能支持木条、红磷等物质的燃烧，但可以支持金属钠、金属镁等物质的燃烧，而不是氮气不能支持燃烧的结论。
　　（作者单位江苏省东台市实验中学）
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