實(shí)驗(yàn)探究論文:鎂帶在空氣中燃燒產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究

摘要:通過(guò)幾組實(shí)驗(yàn)對(duì)比，找到確定鎂帶燃燒產(chǎn)物的最合適的測(cè)量方法，并且通過(guò)數(shù)據(jù)處理，分析出鎂帶在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是氧化鎂的原因。

關(guān)鍵詞:鎂帶;燃燒;實(shí)驗(yàn)探究;產(chǎn)物

中學(xué)化學(xué)教材中寫得很清楚，鎂帶在空氣中燃燒的產(chǎn)物是氧化鎂。實(shí)際上，在空氣中除了氧氣還有大量氮?dú)猓�那么鎂帶在空氣中點(diǎn)燃，產(chǎn)物應(yīng)該還有氮化鎂。參加反應(yīng)的氧氣和氮?dú)馐欠褚彩前纯諝庵写嬖诘馁|(zhì)量比進(jìn)行的,如果是這樣，鎂帶燃燒的主要產(chǎn)物就應(yīng)該是氮化鎂了。鑒于上述原因，本人設(shè)計(jì)了下面幾組實(shí)驗(yàn)，以探究鎂帶在空氣中燃燒的產(chǎn)物。

一、實(shí)驗(yàn)原理

原理一:堿土金屬活潑*略差，室溫下這些金屬表面緩慢生成氧化膜。它們?cè)诳諝庵屑訜岵虐l(fā)生顯著反應(yīng)，除生成氧化物外，還有氮化物生成。

原理二:空氣中氧氣和氮?dú)獾馁|(zhì)量比。

m(o2):m(n2)

=32×0.21?28×0.78=6.72?21.84=0.308

原理三:氮在高溫時(shí)能與許多金屬或非金屬反應(yīng)而生成氮化物如mg3n2。這類氮化物大多是固體，化學(xué)*質(zhì)活潑，

遇水即分解為氨與相應(yīng)的堿。

mg3n2，6h2o==3mg(oh)2?，2nh2?

二、實(shí)驗(yàn)用品

電子天平、鑷子、石棉網(wǎng)、鎂帶、坩堝、火柴。

三、實(shí)驗(yàn)方案

讓鎂帶在坩堝中燃燒，稱量燃燒后剩余的產(chǎn)物質(zhì)量。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，推斷空氣中與鎂帶反應(yīng)的氧氣和氮?dú)赓|(zhì)量的比值，并與空氣中氧氣與氮?dú)獾馁|(zhì)量對(duì)照，分析原因。

四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.實(shí)驗(yàn)*作

實(shí)驗(yàn)一:稱取鎂條m，放入坩堝中，將坩堝放在石棉網(wǎng)上，用電子天平測(cè)出質(zhì)量m，用酒精燈加熱，結(jié)果無(wú)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)失敗。說(shuō)明鎂帶在加熱的情況下反應(yīng)沒(méi)有明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)二:稱取適量鎂條m，用鑷子放入坩堝，將坩堝放在石棉網(wǎng)上，罩上燒杯，用電子天平測(cè)出質(zhì)量m1。用火柴點(diǎn)燃，快速罩上燒杯，在通風(fēng)恒溫條件下等反應(yīng)結(jié)束。冷卻實(shí)驗(yàn)用品到室溫，用電子天平測(cè)出質(zhì)量m2�，F(xiàn)象為燒杯內(nèi)有耀眼白光，反應(yīng)剛結(jié)束時(shí)燒杯內(nèi)有濃*，當(dāng)降到室溫時(shí)，*仍未散盡。說(shuō)明通過(guò)冷卻密封的辦法來(lái)稱量鎂帶燃燒的所有產(chǎn)物，是不現(xiàn)實(shí)的。

由實(shí)驗(yàn)原理三知道，鎂帶在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂，氮化鎂遇到空氣中的水分就生成*氧化鎂和氨氣，大量逸出的白*就是新生成的*氧化鎂。如果實(shí)驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)確稱量剩余的氧化鎂，根據(jù)鎂的總重量，就可以算出生成氮化鎂的質(zhì)量。

總結(jié)上述實(shí)驗(yàn)的不足，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)三:(1)用電子秤把坩堝和罩子的總質(zhì)量測(cè)出m1。

(2)向坩堝中加入鎂帶，將坩堝放在石棉網(wǎng)上，再次測(cè)出總質(zhì)量m2。

(3)點(diǎn)燃鎂條,不用密閉。鎂帶劇烈燃燒，放出大量的白*。

(4)等鎂條完全燃燒后，大量白*消去，冷卻，測(cè)出總質(zhì)量m3。

注意:鎂帶不能過(guò)多，因?yàn)樘�多鎂帶不能充分燃燒，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;燃燒過(guò)程有*產(chǎn)生，要有通風(fēng)設(shè)備;稱量要冷卻在室溫下，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

2.數(shù)據(jù)分析

第一組數(shù)據(jù)分析:m(o2):m(n2)=1.65

第二組數(shù)據(jù)分析結(jié)果m(o2):m(n2)=1.17(舍棄)

第三組數(shù)據(jù)分析結(jié)果m(o2):m(n2)=1.75

實(shí)驗(yàn)平均值m(o2):m(n2)=1.70

由實(shí)驗(yàn)原理二知道，空氣中氮?dú)獾暮�量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比氧氣多，氧氣的質(zhì)量與氮?dú)獾馁|(zhì)量比為0.308。總結(jié)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知道，參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量比氮?dú)獾馁|(zhì)量多。

3.理論解釋

《無(wú)機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程》209頁(yè)指出n的電負(fù)*為3.04，o的電負(fù)*為3.44，所以氧元素比氮元素非金屬*更強(qiáng)。氮的電負(fù)*和氧的電負(fù)*很接近，但氧氣要比氮?dú)饣顫姷枚�，主要是因氮原子間形成的鍵能太大，n=n的鍵能為946kj/mol，o=o的鍵能為498kj/mol。而拆開這些鍵需要的能量很高，雖然氮?dú)饫碚撋弦材芘c鎂反應(yīng)，但由于活潑*的限制，燃燒產(chǎn)物中氮化鎂就很少了。

另外，鎂也可以跟空氣中的co2反應(yīng)生成氧化鎂和碳。但實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有觀察到生成碳，原因是在空氣中二氧化碳的體積僅占約0.03%、正四價(jià)碳的氧化*比氧氮弱，就算有少量反應(yīng)物生成，氧也把它氧化了。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

鎂帶燃燒時(shí)，主要產(chǎn)物是氧化鎂，同時(shí)產(chǎn)生的大量的白*是氮化鎂水解的產(chǎn)物*氧化鎂和氨氣。

六、實(shí)驗(yàn)反思

由空氣中氮?dú)夂脱鯕馀c金屬鎂反應(yīng)的多少，得出在化學(xué)反應(yīng)中，我們不能想當(dāng)然地認(rèn)為含量多的氣體，反應(yīng)就多，

更重要的是要考慮氣體自身的活潑*。

參考文獻(xiàn):

,1,王金龍.鎂與氮?dú)夥磻?yīng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),j,.中學(xué)化學(xué)，2006(3):21.

,2,王祖浩.化學(xué)(必修),m,.南京:*蘇教育出版社，2005:56.

第2篇：對(duì)鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)的探究

對(duì)鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)的探究

在進(jìn)行第五單元:化學(xué)方程式<課題1、質(zhì)量守恒定律>探究實(shí)驗(yàn):鎂條燃燒前后質(zhì)量的測(cè)定的過(guò)程中，最后學(xué)生觀察到三種不同的結(jié)果:

取一根用砂紙打磨干凈的長(zhǎng)鎂條(10cmd左右)和一個(gè)石棉網(wǎng)，將它們一起放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質(zhì)量。在石棉網(wǎng)上方將鎂條點(diǎn)燃，如圖所示

反應(yīng)結(jié)束后，將鎂條燃燒后的產(chǎn)物與石棉網(wǎng)一起放在托盤天平上稱量，比較反應(yīng)前后的質(zhì)量。

同學(xué)們描述出觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:鎂條劇烈燃燒，放出熱量，產(chǎn)生耀眼的強(qiáng)光，并并且產(chǎn)生大量白*，同時(shí)生成白*粉末狀物質(zhì)。

但對(duì)于質(zhì)量的觀察，卻有三種不同的結(jié)果:

1、質(zhì)量增加。

2、質(zhì)量不變。

3、質(zhì)量減少。

這是怎么回事呢?有點(diǎn)出乎我的意料，按正常教學(xué)參考書上所示，質(zhì)量增加的原因是因?yàn)殒V與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成氧化鎂，所以質(zhì)量增加。這與教材上利用質(zhì)量守恒定律來(lái)解釋鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)是一致的。

那么質(zhì)量不變、質(zhì)量減少該怎么解釋呢?

于是我邊想邊分析說(shuō)影響實(shí)驗(yàn)的因素有:

1、天平的精確度。我們使用的托盤天平，最小刻度為1克，精度不高，1克之內(nèi)是估算。會(huì)不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的測(cè)定呢?

2、實(shí)驗(yàn)的條件。如果不在密閉環(huán)境中進(jìn)行，生成物有沒(méi)有擴(kuò)散到空氣中或其它方式意外損耗的現(xiàn)象呢?

于是大家七嘴八舌，最后形成如下共識(shí):

質(zhì)量減少的原因:如果生成大量的白*，部分氧化鎂擴(kuò)散到空氣中，坩堝鉗上也沾有大量白*的物質(zhì)，因而損耗部分的氧化鎂，因而質(zhì)量有可能減少。

質(zhì)量不變的原因:如果生成大量的白*，部分氧化鎂擴(kuò)散到空氣中，坩堝鉗上也沾有大量白*的物質(zhì)，因而損耗部分的氧化鎂，但如果減少的量與增加(氧元素)的量恰好相等，天平也許繼續(xù)保持平衡。

如果在密閉容器中進(jìn)行，還會(huì)產(chǎn)生這些現(xiàn)象嗎?

下課時(shí)間到了，留個(gè)問(wèn)題讓他們課后思考，但如果能夠指導(dǎo)他們用實(shí)驗(yàn)*自己的解釋，也許效果會(huì)更好，但他們還有自己其它科的任務(wù)，課太多了。

第3篇：鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)研究

鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)研究

作者:吳瑩

來(lái)源:<中學(xué)課程輔導(dǎo)·教師通訊>2023年第12期

質(zhì)量守恒定律是中學(xué)階段一個(gè)十分重要的知識(shí)點(diǎn)，這一定律是自然界普遍存在的基本定律，在理論中和實(shí)踐中都占據(jù)著重要的地位。質(zhì)量守恒定律系列實(shí)驗(yàn)包括白*在空氣中燃燒、鐵和硫*銅溶液的反應(yīng)以及鎂在空氣中燃燒，本節(jié)課老師帶領(lǐng)大家來(lái)觀察鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的化學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)一步驗(yàn)*和學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和探究，達(dá)到鎂條燃燒這一化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的，使大家充分理解能量守恒定律的含義。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要內(nèi)容

之前，在課堂上做鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容為:將鎂條、蒸發(fā)皿一起放在電子天平上稱量，記錄稱量數(shù)值。點(diǎn)燃鎂條，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，生成了大量的白*。鑷子前端明顯有白*固體。然后將鎂條燃燒后的產(chǎn)物再放在電子天平上稱量，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分析。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:鎂條燃燒后，生成物的質(zhì)量比反應(yīng)前物質(zhì)總質(zhì)量減少。為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這樣的結(jié)果合理嗎?可信嗎?下面我們來(lái)討論一下。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，我們看到鎂燃燒有大量白*生成，這種物質(zhì)不是氧化鎂，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的大量白*其實(shí)就是新生成的*氧化鎂懸浮在氣流中的結(jié)果。鎂的熔點(diǎn)648。8℃，沸點(diǎn)l107℃，鎂在氧氣中的燃燒溫度很高，所以，鎂條燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的大量白*中還含有*氧化鎂成分。所以說(shuō)，反應(yīng)后的生成物要小于理論數(shù)值。

由于鎂條燃燒過(guò)程中，生成物的數(shù)值變化處在一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程中，我們?cè)O(shè)計(jì)下一組實(shí)驗(yàn)，對(duì)反應(yīng)后生成物的質(zhì)量由減少到增多的現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)*。

在實(shí)驗(yàn)前，要了解反應(yīng)前的反應(yīng)物的總質(zhì)量，鎂條在空氣中燃燒后質(zhì)量會(huì)增加，因?yàn)榉磻?yīng)物不僅要考慮鎂條，還有空氣中的氧氣，因此反應(yīng)前二者的質(zhì)量總和與反應(yīng)后各物質(zhì)的質(zhì)量總和就相等了。鎂在空氣中燃燒會(huì)發(fā)出耀眼的白光，產(chǎn)生大量的*和很高的溫度，放出大量的熱，這些*是鎂條與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的固體小顆粒，所以說(shuō)有一部分物質(zhì)便成*擴(kuò)散在空氣中，這樣再將反應(yīng)后的物質(zhì)放置在天平上稱量，可以觀察結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)概況描述:實(shí)驗(yàn)所用的器械主要為高精度的電子天平，精確度為0。001g，取用0。005g的鎂。本實(shí)驗(yàn)用的主要器材為精度較高的電子天平，100ml的塑料瓶、玻璃片、銅片。鎂條燃燒具體實(shí)驗(yàn)步驟:

1。將鎂條、玻璃片、銅片、塑料瓶放在電子天平上稱，記錄數(shù)據(jù)。然后在實(shí)驗(yàn)的每個(gè)階段，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，數(shù)據(jù)信息如下表。

2。點(diǎn)燃鎂條，罩上塑料瓶，產(chǎn)生大量白*，然后將燃燒的鎂條放在銅片上，罩上瓶子，瓶?jī)?nèi)白*不斷增多。將反應(yīng)后的物質(zhì)和玻璃片、銅片、塑料瓶和鑷子，一起放在電子平上稱量，記錄質(zhì)量。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，實(shí)驗(yàn)開始的初級(jí)階段，生成物質(zhì)量減少。塑料瓶中的固體小顆粒是氧化鎂和*化鎂。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，生成物質(zhì)量增加，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，氧化鎂和*氧化鎂固體顆粒就積在玻璃壁上，質(zhì)量就不斷增加，明顯大于反應(yīng)前質(zhì)量。等到白*消失，質(zhì)量就不再發(fā)生變化。整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物質(zhì)量是處在一個(gè)變化的過(guò)程中，電子天平將這一過(guò)程合理地記錄下來(lái)。

二、知識(shí)鏈接與拓展

下面我們?cè)賮?lái)設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)探討一下金屬鎂在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。

將適量的金屬鎂在集氣瓶中燃燒，來(lái)觀察生成產(chǎn)物的顏*，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行判斷。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:集氣瓶中充滿大量白*，冷卻后瓶壁及瓶底附有一層厚厚白*粉末狀物質(zhì)，未見淡黃*物質(zhì)，瓶壁及瓶底有黑*物質(zhì)。向集氣瓶中加入稀鹽*，黑*物質(zhì)很快溶解并有氣體放出，一段時(shí)間后，白*物質(zhì)和絕大多數(shù)黑*物質(zhì)完全溶解，仔細(xì)觀察溶液，有少量黑*絮狀物懸浮于其中。

推測(cè):白*粉末狀物質(zhì)無(wú)疑是氧化鎂，未見淡黃*物質(zhì)的原因可能是氮化鎂生成量少，被大量的白*粉末掩蓋；黑*物質(zhì)不只是炭，可能是鎂受熱形成蒸汽在瓶壁遇冷凝結(jié)的金屬鎂的細(xì)小顆粒；向集氣瓶中加入足量稀鹽*后溶液中懸浮的少量黑*絮狀物，應(yīng)該是鎂與空氣中co2發(fā)生置換反應(yīng)生成的炭。鎂在空氣中燃燒未見淡黃*物質(zhì)，是不是就代表沒(méi)有生成氮化鎂呢?我們用下面這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)加以*:

使金屬鎂在鐘罩內(nèi)燃燒，觀察水面上升情況，來(lái)判斷氮化鎂。

在玻璃片上放上足夠量的鎂條，在酒精燈是上點(diǎn)燃一段鎂條，然后迅速*入玻璃片上的鎂條中，立即罩上鐘罩。

觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:鐘罩內(nèi)充滿白*，內(nèi)壁附著白*物質(zhì)；氣球先脹大后縮小；冷卻后鐘罩內(nèi)水面上升。重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，鐘罩內(nèi)水面上升超過(guò)1/5。其中最明顯的是鐘罩內(nèi)水面上升約1/3處；破玻璃片上有大量白*物質(zhì)，亦有黑*物質(zhì)，撥開固體表面粉末，仍有未燃燒的鎂，此時(shí)，可以看到黃*粉末；在粉末中滴入幾滴水，有刺激*氣味且能使?jié)駶?rùn)紅*石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生；在粉末中加入過(guò)量鹽*，有黑*的懸浮物。

由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得出結(jié)論:生成產(chǎn)物中以氧化鎂為主，也有少量的氮化鎂和炭生成。其中，鎂和氮?dú)舛歼�有剩余，但是反應(yīng)并沒(méi)有繼續(xù)下去。那么為什么金屬鎂在氮?dú)庵锌梢匀紵�，與鐘罩內(nèi)剩余的氮?dú)饩筒荒芾^續(xù)反應(yīng)了呢?黃*粉末為什么出現(xiàn)在被白*粉末覆蓋的金屬鎂表面呢?推測(cè)原因?yàn)橐韵聨�點(diǎn):過(guò)量金屬鎂表面生成了氧化鎂覆蓋在鎂表面，在一定程度上阻隔了反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行；氮?dú)獾?質(zhì)沒(méi)有氧氣活潑，氧氣基本消耗完后，反應(yīng)速率肯定變

慢，且氮?dú)馀c金屬鎂反應(yīng)放出的熱少，最終反應(yīng)體系的溫度降低導(dǎo)致反應(yīng)停止；氮化鎂對(duì)熱不夠穩(wěn)定，開始時(shí)，反應(yīng)的溫度遠(yuǎn)高于800℃，不利于氮化鎂的生成，后來(lái)溫度降低，此時(shí)才有氮化鎂生成，所以黃*粉末出現(xiàn)在過(guò)量的金屬鎂表面而被白*粉末覆蓋。

三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

本節(jié)課通過(guò)以上幾組實(shí)驗(yàn)，向同學(xué)們展示了鎂條在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察、記錄，我們得到鎂條在空氣中燃燒，生成產(chǎn)物中以氧化鎂為主，也有少量的氮化鎂和炭生成，金屬鎂不僅與空氣中的氧氣發(fā)生了反應(yīng)，同時(shí)與空氣中的氮?dú)夥磻?yīng)，產(chǎn)生白*固體。這些白*固體是氧化鎂和氮化鎂的混和物，遵循質(zhì)量守恒定律。

質(zhì)量守恒定律是一則重要的定律，通過(guò)白*在空氣中燃燒、鐵和硫*銅溶液的反應(yīng)以及鎂在空氣中燃燒這三組實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)*這一定律，大家一定要牢固掌握，抓住關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)和考點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面了解和掌握，多做習(xí)題，對(duì)知識(shí)加以鞏固。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)能量守恒定律的認(rèn)識(shí)會(huì)更深刻，全面了解在事物與外界隔絕的條件下，無(wú)論內(nèi)部發(fā)生什么變化，它的總質(zhì)量一定是不會(huì)變的。質(zhì)量守恒定律在理論中與實(shí)踐中的應(yīng)用都很普遍，也十分廣泛。

在化學(xué)學(xué)習(xí)中，要努力提高觀察能力和對(duì)事物的分析能力。尤其是對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)與分析中，要有扎實(shí)的語(yǔ)言組織功底，才有利于培養(yǎng)清晰的化學(xué)實(shí)驗(yàn)思路，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、結(jié)果有更深入的把握，只有這樣，才能以不變應(yīng)萬(wàn)變，在解題時(shí)將知識(shí)和原理靈活地應(yīng)用在其中。同時(shí)，要提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐*作能力和動(dòng)手能力，積極參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用實(shí)驗(yàn)這種方式更加直觀、更加準(zhǔn)確地去體會(huì)化學(xué)現(xiàn)象的神奇之處，理解化學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵，并將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)際生活相結(jié)合，把化學(xué)知識(shí)積極應(yīng)用到實(shí)踐中，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)化學(xué)的意義與價(jià)值。

(作者單位:*蘇省丹陽(yáng)市第八中學(xué))