初中新學(xué)期化學(xué)質(zhì)量守恒定律的驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、初中新學(xué)期化學(xué)質(zhì)量守恒定律的驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)初中新學(xué)期化學(xué)質(zhì)量守恒定律的驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)1化學(xué)反響原理： 白磷在密閉的容器內(nèi)燃燒 ,生成固體五氧化二磷。反響前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。由此證明質(zhì)量守恒定律的正確性。 鐵和硫酸銅溶液反響 ,生成銅和硫酸亞鐵 ,反響前后 ,物質(zhì)的總質(zhì)量不變。2實(shí)驗(yàn)儀器：天平、砝碼、錐形瓶、小燒杯、玻璃管、單孔橡皮塞、小氣球、酒精燈等。實(shí)驗(yàn)藥品：白磷、鐵釘或鐵絲、硫酸銅溶液等。3探究方案： 取出天平 ,調(diào)平衡。待用。取一塊白磷 ,放入盛水的培養(yǎng)皿中 ,在水下用小刀切下一粒綠豆大小的白磷 ,用濾紙吸干外表的水 ,放入錐形瓶中。為防止白磷燃燒時(shí) ,灼裂錐形瓶 ,可以瓶下事先放入少量的

2、細(xì)砂。將盛白磷的錐形瓶、綁有小氣球的玻璃管一起放在天平的左盤(pán)中 ,在右盤(pán)添加砝碼 ,并移動(dòng)游碼 ,使天平平衡。如圖13-1所示。取出錐形瓶及導(dǎo)管 ,將橡皮塞上的玻璃管放在酒精燈的火焰上灼燒至紅熱后 ,迅速用橡皮塞將錐形瓶塞緊 ,并將白磷引燃?？梢?jiàn)白磷燃燒 ,產(chǎn)生濃厚的白煙。待錐形瓶冷卻 ,白煙沉降后 ,重新放到托盤(pán)天平上 ,觀察天平仍然平衡。 在100 mL燒杯中參加約30 mL稀硫酸銅溶液 ,將幾根打磨光亮的鐵釘和盛硫酸銅溶液的燒杯一起放在天平上稱量 ,讀出讀數(shù) ,記錄。如圖13-2。將鐵釘浸泡在硫酸銅溶液中 ,可觀察到鐵釘外表析出一層紫紅色的物質(zhì) ,溶液顏色逐漸變淺。如果時(shí)間足夠長(zhǎng) ,可看

3、到溶液的顏色由藍(lán)色變淺綠色。將反響后燒杯和內(nèi)容物放到天平上再次稱量 ,讀出讀數(shù) ,記錄。將兩次稱量的結(jié)果加以比擬 ,質(zhì)量相等。4探究評(píng)價(jià)：實(shí)驗(yàn)生成煙狀的五氧化二磷 ,具有一定的代表性 ,現(xiàn)象也很明顯。但由于白磷燃燒時(shí)放熱 ,致氣體逸出 ,往往易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單 ,實(shí)驗(yàn)的成功率很高。但無(wú)氣體或煙狀物質(zhì)生成 ,現(xiàn)象不是十清楚顯 ,代表性不強(qiáng)。5 資源開(kāi)發(fā)： 該實(shí)驗(yàn)可以按排學(xué)生當(dāng)堂實(shí)驗(yàn) ,學(xué)生分組多 ,證據(jù)足 ,更能說(shuō)明問(wèn)題。學(xué)生實(shí)驗(yàn)可安排一些現(xiàn)象明顯、操作簡(jiǎn)單的。以下推薦幾例 ,僅供參考。 質(zhì)量守恒定律的探究不僅需要安排正例 ,還需要安排反例。教材中已為我們安排了兩個(gè)反例。 把盛有鹽酸

4、的小試管小心地放入裝有碳酸鈉粉末的小燒杯中 ,將小燒杯放在托盤(pán)天平上用砝碼平衡。取下小燒杯并將其傾斜 ,使小試管中的鹽酸與小燒杯中的碳酸鈉粉末反響。鹽酸與碳酸鈉粉末迅速反響 ,有大量氣泡產(chǎn)生。一段時(shí)間后 ,再把燒杯放在托盤(pán)天平上 ,觀察天平是否平衡。如圖13-3。天平不再平衡 ,這是由于有二氧化碳?xì)怏w生成逸出的緣故。 取一根用砂紙打磨干凈的長(zhǎng)鎂條和一個(gè)石棉網(wǎng) ,將它們一起放在托盤(pán)天平上稱量 ,記錄稱得的質(zhì)量。在石棉網(wǎng)上方將鎂條點(diǎn)燃如圖13-4。鎂條劇烈燃燒 ,產(chǎn)生耀眼的強(qiáng)光 ,生成白色固體氧化鎂。再將鎂條燃燒后的產(chǎn)物和石棉網(wǎng)一起放在托盤(pán)天平上稱量 ,記錄質(zhì)量。比擬兩次稱量的質(zhì)量。6創(chuàng)新思維：

5、白磷燃燒驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn) ,可以按探究實(shí)驗(yàn)五相關(guān)內(nèi)容改良?？煞乐孤?。 鎂條燃燒后質(zhì)量怎么變化？有多位老師告訴筆者 ,他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：燃燒后生成物質(zhì)質(zhì)量比鎂的質(zhì)量增大了。但筆者做了很屢次實(shí)驗(yàn) ,其結(jié)果恰好相反質(zhì)量減小。實(shí)驗(yàn)時(shí)我們發(fā)現(xiàn) ,鎂燃燒時(shí) ,有大量白煙生成 ,這些白煙揮發(fā)了。連夾持鎂條的坩堝鉗上都凝結(jié)著大量的白色粉末狀物質(zhì)。因此 ,反響后剩余物質(zhì)的質(zhì)量減輕也就不難理解了。做化學(xué)實(shí)驗(yàn) ,不僅要求學(xué)生有正確的科學(xué)態(tài)度 ,老師也應(yīng)該有科學(xué)的態(tài)度。遇到問(wèn)題 ,不能繞道走 ,更不能簡(jiǎn)單地以為實(shí)驗(yàn)失敗。要屢次實(shí)驗(yàn) ,從屢次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中找出規(guī)律 ,以求問(wèn)題的最多解決。 碳酸鈉與鹽酸的反響 ,可

6、否用于驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律？教學(xué)參考書(shū)中指出：“這個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以用固體跟液體反響產(chǎn)生氣體的實(shí)驗(yàn)代替(例如碳酸鈣跟鹽酸反響)。反響在吸濾瓶中進(jìn)行 ,在抽氣口上套一個(gè)氣球 ,反響開(kāi)始后氣球膨脹 ,但天平保持平衡。如圖13-5所示 ,在吸濾瓶中參加適量的碳酸鈉粉末 ,在小試管中參加濃鹽酸。將小試管放入吸濾瓶中 ,并用止水夾夾住支管處的橡皮管。整個(gè)裝置放入托盤(pán)天平中 ,并用砝碼平衡 ,記錄讀數(shù)。取出吸濾瓶 ,傾斜 ,使小試管中的鹽酸傾倒入瓶中 ,與碳酸鈉粉末反響?？捎^察到瓶中有大量氣泡出現(xiàn) ,氣球脹大 ,如圖13-6。將裝置再次放入托盤(pán)天平中稱量 ,記錄讀數(shù)。將兩次結(jié)果相比擬。如此測(cè)得的兩次數(shù)值真的完全相等

7、嗎？理論上當(dāng)然沒(méi)問(wèn)題。但我們必須考慮到氣球體積增大而產(chǎn)生的浮力 ,只要?dú)馇蝮w積足夠大 ,天平的感量足夠靈敏。這種浮力所造成的讀數(shù)減小是足以表現(xiàn)出來(lái)的。初中實(shí)驗(yàn)室所用的托盤(pán)天平的靈敏度都比擬上 ,一般的感量都在0.2g左右 ,是無(wú)法測(cè)出因浮力所造成的讀數(shù)減小。但我們不能因?yàn)闇y(cè)不出來(lái) ,就以錯(cuò)誤的理論出發(fā) ,再導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。 能否用蠟燭燃燒驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律？人教版教學(xué)參考書(shū)有以下說(shuō)明：蠟燭燃燒生成物為二氧化碳和水氣。堿石灰能有效地吸收這兩種物質(zhì)。這種吸收裝置的制作方法如下： 截取一段長(zhǎng)度為10 cm ,直徑約為25 mm的玻璃管(可用破了底的大試管截取)。 裝入金屬網(wǎng)柵。從破舊石棉網(wǎng)上剪一塊直徑

8、略大于玻璃管內(nèi)徑的圓網(wǎng) ,從玻璃管的一端輕輕推入 ,使圓網(wǎng)撐住在離管口約2 cm處作為放置堿石灰的網(wǎng)柵如網(wǎng)柵容易滑下 ,可以用回形針改制成一個(gè)帶有彈性的圓環(huán) ,彈緊在玻璃管的內(nèi)壁作為擋圈 ,使網(wǎng)柵不致滑下 ,裝配如圖13-7。 參加堿石灰 ,制成吸收器。堿石灰要選大的顆粒 ,使間隙較大 ,保證氣體流通。堿石灰層厚約4 cm5 cm。 將吸收器固定在天平左盤(pán)蠟燭的正上方如圖13-8 ,即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 這一實(shí)驗(yàn)成敗關(guān)鍵在于蠟燭是否正常燃燒 ,生成的氣體是否順利通過(guò)吸收器。所以 ,蠟燭火焰的大小 ,吸收器離火焰的距離都要事先試驗(yàn)好。如果實(shí)驗(yàn)正常 ,3 min后即有明顯的現(xiàn)象。天平最好選用感量為0.02 g的物理天平。蠟燭燃燒生成二氧化碳和水氣 ,參加反響的物質(zhì)是蠟燭和氧氣 ,生成物是二氧化碳和水。按質(zhì)量守恒定律可知 ,參加反響的蠟燭的氧氣的質(zhì)量和等于反響后生成的二氧化碳和水蒸氣的質(zhì)量之和。用上法是無(wú)法測(cè)也參加反響的氧氣的質(zhì)量的。依教參的說(shuō)法 ,如果天平平衡 ,那是筆者不好解釋的。只能勉強(qiáng)說(shuō)是未吸收的氣體正好等于參加反