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刘振中初中化学工作室

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只有实验才是化学的“最高法庭”——浅谈镁带燃烧的质量变化  

2011-11-18 00:43:18|  分类: 教材研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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镁带燃烧前后的质量变化

体裁:教学随笔        作者:刘振中        编辑:个人原创

        设疑:镁在空气中燃烧,剩余固体质量是增加了,还是减轻了?

教材:人教版九年级化学上册第五单元P92实验5-2。 

               镁条燃烧前后质量的测定

【实验用品】天平、坩埚钳、石棉网、酒精灯、镁条等。

【实验步骤】①.取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一块石棉网,将它们一起放在托盘天平上称量,记录质量为m1。②.在石棉网的上方将镁条点燃,然后再将镁条燃烧的产物与石棉网一起放在托盘天平上,记录质量为m2

【实验现象】①.镁条燃烧发出耀眼的强光,放出大量的,同时看到有大量白烟冒出,生成白色粉末状固体②.反应完成后,天平不能平衡,称量结果m1>m2

【原理表达式】 2Mg+O2浅谈镁带燃烧前后的质量变化- 会飞的鱼- 刘振中博客2MgO 

 

多数教师解析:以质量守恒定律m2>m1解释(多数以讲代做实验)。

【分析与结论】由于镁条燃烧,消耗了空气中的氧气,生成了氧化镁,根据质量守恒定律,应该是反应物镁条的质量与参加反应的氧气的质量之和等于生成物氧化镁的质量。因此,氧化镁的质量大于镁条的质量,即m2>m1。生成物的质量增加,天平指针偏左。

    这种分析不可谓不正确。镁在空气中燃烧,是常用来作为质量守恒定律另类验证的实验。老师都很熟悉这个实验。但多数老师没有真正去做这个实验,而是依据质量守恒定律描述实验,有些老师心里已知道此回事,但处于不扰乱学生的思维,避而不讲

 

实验“最高法庭”:实际实验中m1>m2,生成物质量偏轻,且质量减轻比较明显,用初中实验室的学生天平都可以显示。浅谈镁带燃烧前后的质量变化- 会飞的鱼- 刘振中博客

   镁条燃烧如右图所示。在实际反应中,镁条不仅和空气中的氧气起反应,还和空气中的氮气发生反应生成氮化镁,和二氧化碳反应生成氧化镁和碳。结果这些产物部分化作白烟而冒掉(若在一百多平方米的实验室做该实验,会使整个实验室都充满浓厚的白烟),另外,镁带燃烧时夹镁带的坩埚钳上有一层白色粉末,此粉末为氧化镁,也造成氧化镁的损失。导致最后的实验结果是m2<m1

 

【题外反思】我们可以教给学生降低难度的知识,可以教给降低技能的操作,但没理由回避实验的本质。面对问题,才是对学生的最大负责。

【知识外链】镁条在空气中燃烧的反应是比较复杂的。

    既有镁与氧气的反应:2Mg+O2浅谈镁带燃烧前后的质量变化- 会飞的鱼- 刘振中博客2MgO

         还有镁与氮气的反应:3Mg+N2浅谈镁带燃烧前后的质量变化- 会飞的鱼- 刘振中博客Mg3N2

          同时镁还能与空气中二氧化碳的反应2Mg+CO2浅谈镁带燃烧前后的质量变化- 会飞的鱼- 刘振中博客2MgO+C

   还有一个反应不能忽略,那就是在高温下,镁与水蒸气的反应:

        2Mg+2H2O浅谈镁带燃烧前后的质量变化- 会飞的鱼- 刘振中博客2Mg(OH)2+H2

          浅谈镁带燃烧前后的质量变化- 会飞的鱼- 刘振中博客浅谈镁带燃烧前后的质量变化- 会飞的鱼- 刘振中博客

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