质量守恒定律的验证

1、探究实验设计之质量守恒定律的验证1化学反应原理： 白磷在密闭的容器燃烧， 生成固体五氧化二磷4P+5O. = 2P3反应前后物质的总质量不变。由此证明质量守恒定律的正确性。 铁和硫酸铜溶液反应，生成铜和硫酸亚铁，反应前后，物质的总质量不变。FeCuSOi = FeSO4+Cu2实验仪器：天平、砝码、锥形瓶、小烧杯、玻璃管、单孔橡皮塞、小气球、酒精灯 实验药品：白磷、铁钉（或铁丝）、硫酸铜溶液等。3. 探究方案：取出天平，调平衡。待用。取一块白磷，放入盛水的培养皿中，在水下用小刀切下一粒绿豆大小的白磷，用滤纸 吸干表面的水，放入锥形瓶中。（为防止白磷燃烧时，灼裂锥形瓶，可以瓶下事先放入少量的细砂

2、。）将盛白磷的锥形瓶、 绑有小气球的玻璃管一起放在天平的左盘中，在右盘添加砝 码，并移动游码，使天平平衡。如图13-1所示。取出锥形瓶及导管，将橡皮塞上的玻璃管放在酒精灯的火焰上灼烧至红热后，迅速用 橡皮塞将锥形瓶塞紧，并将白磷引燃。可见白磷燃烧，产生浓厚的白烟。待锥形瓶冷却，白 烟沉降后，重新放到托盘天平上，观察天平仍然平衡。 在100 mL烧杯中加入约30 mL稀硫酸铜溶液，将几根打磨光亮的铁钉和盛硫酸铜 溶液的烧杯一起放在天平上称量，读出读数，记录。如图13-2。硫酸铜 溶液铁钉13-2将铁钉浸泡在硫酸铜溶液中，可观察到铁钉表面析出一层紫红色的物质，溶液颜色逐 渐变浅。如果时间足够长，可

3、看到溶液的颜色由蓝色变浅绿色。将反应后烧杯和容物放到天平上再次称量，读出读数，记录。将两次称量的结果加以 比较，质量相等。4. 探究评价：实验生成烟状的五氧化二磷，具有一定的代表性，现象也很明显。但由于白磷燃烧 时放热，致气体逸出，往往易导致实验的失败。实验操作简单，实验的成功率很高。但无气体或烟状物质生成，现象不是十分明显， 代表性不强。5. 资源开发：该实验可以按排学生当堂实验，学生分组多，证据足，更能说明问题。学生实验可 安排一些现象明显、操作简单的。以下推荐几例，仅供参考。氯化钠帑ifi舟硝Mj腹落液反阑 NaCI+AgNO.AgCI I十出KCh腆化钠溶液叮硝隧银濟液&应：N

4、d+AgNOa Aslt +NaNO)憑化抚常掖!j<<K化钠诸液反应：FeCIM+3NaOH Fe(OHh I +3NaCl 氯佬倾帑液I j硫酸钠常反屁；BaCh+NajSO = ZNaCI H BaSO41 饥化铁洛液焉硫涨化钾溶液应咫FeCls +3KSCN3KCI4 Fe(SCNh.21cnjy.化钠溶液和硫酸帥溶瓶反应,2NaOH+CuSOi NstSOj t Cu(OH)： I质量守恒定律的探究不仅需要安排正例，还需要安排反例。教材中已为我们安排了两个反例。 把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡。取下小烧杯并将其倾斜，

5、使小试管中的盐酸与小烧杯中的碳酸钠粉末反应。Na.CO5 + 2Ha = 2NaCI+IbO-CO t盐酸与碳酸钠粉末迅速反应，有大量气泡产生。一段时间后，再把烧杯放在托盘天平上，观察天平是否平衡。如图13-3。图 13-3天平不再平衡，这是由于有二氧化碳气体生成逸出的缘故。 取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量， 记录称得的质量。在石棉网上方将镁条点燃(如图13-4 )。2Mg+O2 2MgO镁条剧烈燃烧，产生耀眼的强光，生成白色固体氧化镁。再将镁条燃烧后的产物和石 棉网一起放在托盘天平上称量，记录质量。比较两次称量的质量。6.创新思维:白磷燃烧验证质量守恒

6、定律的实验，可以按探究实验五相关容改进。可防止漏气。镁条燃烧后质量怎么变化？有多位老师告诉笔者，他们的实验结果是：燃烧后生成物质质量比镁的质量增大了。但笔者做了很多次实验，其结果恰好相反一一质量减小。实验时我们发现，镁燃烧时，有大量白烟生成，这些白烟挥发了。连夹持镁条的坩埚 钳上都凝结着大量的白色粉末状物质。因此，反应后剩余物质的质量减轻也就不难理解了。 做化学实验，不仅要求学生有正确的科学态度，老师也应该有科学的态度。遇到问题，不能绕道走，更不能简单地以为实验失败。要多次实验，从多次实验的结果中找出规律，以求问 题的最多解决。碳酸钠与盐酸的反应，可否用于验证质量守恒定律？教学参考书中指出：“

7、这个实验也可以用固体跟液体反应产生气体的实验代替（例如碳酸钙跟盐酸反应）。反应在吸滤瓶中进行，在抽气口上套一个气球，反应开始后气球膨胀， 但天平保持平衡。”如图13-5所示，在吸滤瓶中加入适量的碳酸钠粉末，在小试管中加入浓盐酸。将小试 管放入吸滤瓶中，并用止水夹夹住支管处的橡皮管。整个装置放入托盘天平中，并用砝码平衡，记录读数。取出吸滤瓶，倾斜，使小试管中的盐酸倾倒入瓶中，与碳酸钠粉末反应。可 观察到瓶中有大量气泡出现，气球胀大，如图13-6。礒酸钠a 13-6将装置再次放入托盘天平中称量，记录读数。将两次结果相比较。如此测得的两次数值真的完全相等吗？理论上当然没问题。但我们必须考虑到气球体积

8、增大而产生的浮力，只要气球体积足够大，天平的感量足够灵敏。这种浮力所造成的读数 减小是足以表现出来的。初中实验室所用的托盘天平的灵敏度都比较上，一般的感量都在0.2g左右，是无法测出因浮力所造成的读数减小。但我们不能因为测不出来，就以错误的理 论出发，再导致错误的结论。能否用蜡烛燃烧验证质量守恒定律？人教版教学参考书有以下说明：蜡烛燃烧生成物为二氧化碳和水（气）。碱石灰能有效地吸收这两种物质。这种吸收 装置的制作方法如下： 截取一段长度为10 cm ,直径约为25 mm的玻璃管（可用破了底的大试管截取）。 装入金属网栅。从破旧石棉网上剪一块直径略大于玻璃管径的圆网，从玻璃管的一 端轻轻推入，使

9、圆网撑住在离管口约2 cm处作为放置碱石灰的网栅（如网栅容易滑下，可B13-7吸收整烛«麟生庙th的菱胃以用回形针改制成一个带有弹性的圆环，弹紧在玻璃管的壁作为挡圈，使网栅不致滑下）， 装配如图13-7。 加入碱石灰，制成吸收器。碱石灰要选大的颗粒，使间隙较大，保证气体流通。碱 石灰层厚约 4 cm5 cm。 将吸收器固定在天平左盘蜡烛的正上方（如图 13-8 ），即可进行实验。 这一实验成败关键在于蜡烛是否正常燃烧， 生成的气体是否顺利通过吸收器。 所以， 蜡烛火焰的大小，吸收器离火焰的距离都要事先试验好。如果实验正常，3 min后即有明显的现象。天平最好选用感量为 0.02 g的物理天平。蜡烛燃烧生成二氧化碳和水（气），参加反应的物质是蜡烛和氧气，生成物是二氧化 碳和水。按质量守恒定律可知，参加反应的蜡烛的氧气的质量和等于反应后生成的二氧化碳 和水蒸气的质量之和。用上法是无法测也参加反应的氧气的质量的。依教参的说法，如果天平平衡，那是笔