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『空气与燃烧』 教师参考资料 节目对象 第二至第四学习阶段 节目长度 十五分钟 教学重点 使学生认识 空气和燃烧的关系 金属的锈蚀 地球上很多物质，例如岩石、泥土、树木和水等等，过去有不少科学家对它们作过各种研究，但很少去研究空气。除了因为空气是透明之外，亦因自古以来，人们都认为空气是一种最简单、最纯净、最原始的物质。这种错误观念在过去一直维持一段时间，直至氧气被发现，才纠正这个错误的观念。 本节目分成三个部分。 1. 氧气 空气是由多种气体混合而成，其中主要的成分是氧气和氮气。以百分比计算，氧气占空气总体积大约百分之二十一。 于十八世纪，化学家开始对空气进行比较深入研究，去寻求多一些知识。瑞典有一位化学家卡尔.威廉.舍勒，正进行燃烧反应的研究。舍勒在发现氧气之前，他首先去研究空气，他疑问为何物质燃烧时需要空气。舍勒将一小块磷放入烧瓶内，盖上瓶塞，再于瓶外加热。瓶内磷片立即燃烧，发出火光和浓烟，但火却很快熄灭。舍勒将烧瓶倒转放入水中，再移开瓶塞。瓶外的水涌进入烧瓶内，并填满烧瓶五分之一的体积。舍勒经过重复的实验，尝试用不同物质于空气中燃烧，最后都得出相同的结果。舍勒发现空气基本上由两部分所组成：一种能帮助燃烧，另一种不能帮助燃烧。舍勒称能帮助燃烧的为「火焰空气」，亦即是氧气。氧气的发现予法国化学家拉瓦锡很大的启发。经过深入研究和分析，拉瓦锡于1777年发表了燃烧概论的报告。于报告当中，拉瓦锡正式将这种气体命名为氧气，取代舍勒的「火焰空气」。 2 燃烧 早于拉瓦锡之前，大多数化学家都认为当一件物件燃烧时，会于空气中释放出一种物质，称为「燃素」，例如当木燃烧时，木会向空气释放出燃素。拉瓦锡经过研究，指出这种说法不正确，他于是提出燃烧的氧化学说，物质只能够于含氧的空气中燃烧，燃烧只不过是一种氧化作用，一个物质和氧气的结合过程。氧和很多物质都会发生化学反应，这种反应，一般称为「氧化反应」。氧化过程中，会释放出能量，并且会产生氧化物。 物质要燃烧要符合三个条件：首先要有燃烧的物件，称为燃料，其次要有助燃的氧气，和足够的温度。这三个能够形成燃烧的因素在科学上称之为「火三角」。 3. 锈蚀 燃烧是氧气与物质之间一个快速产生能量的化学反应，但有些化学反应，例如铁生锈、食物腐烂等等，亦是氧化反应的一种，只不过过程相比燃烧缓慢。当铁暴露于空气中，经过一段时间，会出现锈斑。这些铁锈是铁和空气中的氧发化化学反应，生成氧化铁，这个过程称为「锈蚀」。 节目内示范锈蚀的实验。 活动建议 以下活动，仅供教师参考。教师可因应学生的学习能力、课堂的学习环境和教学时间酌情选用。 播映前的准备 教师可引导学生陆续说出空气中的各种主要成分，以便带出氧气的存在及其重要性，然后让学生留心观看节目。 教师亦可引导学生讨论形成火焰需要有甚么条件。 播映后的活动 1. 教师可就节目内容与学生重温节目的学习重点。 2. 教师可示范节目内关于锈蚀之实验。 SCGS562PTN