吉林省長春市清華實驗學(xué)校 王 震

實驗二 探究鎂條燃燒時產(chǎn)生的白煙對質(zhì)量測定的影響

小呂同學(xué)通過觀察發(fā)現(xiàn)，鎂條燃燒時產(chǎn)生的白煙會逸散到空氣中，這些白煙是否會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響呢？

同學(xué)們調(diào)整實驗方案：如圖3，在實驗過程中為了防止白煙逸散，用一個塑料桶將鎂條罩住，并在實驗前后將塑料桶一塊稱量。記錄實驗數(shù)據(jù)如表三。

實驗結(jié)論：白煙為鎂條燃燒的產(chǎn)物，白煙的逸散會導(dǎo)致稱量的質(zhì)量偏小。

那鎂條在空氣中燃燒時，究竟發(fā)生了哪些反應(yīng)呢？

查閱資料：鎂條在空氣中燃燒時，會發(fā)生三個化學(xué)反應(yīng)：第一，鎂條會與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鎂；第二，鎂條會與空氣中的氮氣反應(yīng)生成氮化鎂；第三，鎂條會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和單質(zhì)碳。

因此，坩堝鉗上殘留的白色固體和逸散的白煙為氧化鎂和氮化鎂的混合物。此外，同學(xué)們也在塑料桶的內(nèi)壁上發(fā)現(xiàn)了黑色的碳粒。

如何才能使鎂條燃燒前后，所測得的物質(zhì)質(zhì)量不變呢？同學(xué)們想起了波義耳的實驗是在敞口的容器中進行的，而羅蒙諾索夫的實驗是在密閉的容器中進行的，因此他們決定在密閉的環(huán)境中進行實驗。

實驗三 在密閉環(huán)境中測定鎂條燃燒前后的質(zhì)量

實驗方案：如圖4，將一根用砂紙打磨過的鎂條放在試管中，并用帶導(dǎo)管的膠塞塞住試管口，導(dǎo)管的另一端綁有氣球，以此來平衡氣壓，用電子秤稱量整個裝置的質(zhì)量；使用酒精噴燈加熱試管，引燃鎂條，待試管冷卻后，再次用電子秤稱量裝置質(zhì)量，比較鎂條燃燒前后質(zhì)量是否發(fā)生變化。記錄實驗數(shù)據(jù)如表四。

實驗結(jié)論：在密閉環(huán)境中點燃鎂條，反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變。

通過上述實驗活動，同學(xué)們獲得了以下知識：第一，在化學(xué)反應(yīng)前后，物質(zhì)的質(zhì)量真的“守恒”；第二，在進行驗證質(zhì)量守恒定律的實驗時，如果有氣體參與，則實驗要在密閉的環(huán)境中進行；第三，物質(zhì)燃燒的時候，不一定只是與氧氣反應(yīng)。

表三

表四

圖3

圖4