1、探究實驗設計之質量守恒定律的驗證1化學反應原理： 白磷在密閉的容器內燃燒，生成固體五氧化二磷。反應前后物質的總質量不變。由此證明質量守恒定律的正確性。 鐵和硫酸銅溶液反應，生成銅和硫酸亞鐵，反應前后，物質的總質量不變。2實驗儀器：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。實驗藥品：白磷、鐵釘（或鐵絲）、硫酸銅溶液等。3探究方案： 取出天平，調平衡。待用。取一塊白磷，放入盛水的培養皿中，在水下用小刀切下一粒綠豆大小的白磷，用濾紙吸干表面的水，放入錐形瓶中。（為防止白磷燃燒時，灼裂錐形瓶，可以瓶下事先放入少量的細砂。）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中

2、，在右盤添加砝碼，并移動游碼，使天平平衡。如圖13-1所示。取出錐形瓶及導管，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。可見白磷燃燒，產生濃厚的白煙。待錐形瓶冷卻，白煙沉降后，重新放到托盤天平上，觀察天平仍然平衡。 在100 mL燒杯中加入約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，記錄。如圖13-2。將鐵釘浸泡在硫酸銅溶液中，可觀察到鐵釘表面析出一層紫紅色的物質，溶液顏色逐漸變淺。如果時間足夠長，可看到溶液的顏色由藍色變淺綠色。將反應后燒杯和內容物放到天平上再次稱量，讀出讀數，記錄。將兩次稱量

3、的結果加以比較，質量相等。4探究評價：實驗生成煙狀的五氧化二磷，具有一定的代表性，現象也很明顯。但由于白磷燃燒時放熱，致氣體逸出，往往易導致實驗的失敗。實驗操作簡單，實驗的成功率很高。但無氣體或煙狀物質生成，現象不是十分明顯，代表性不強。5 資源開發： 該實驗可以按排學生當堂實驗，學生分組多，證據足，更能說明問題。學生實驗可安排一些現象明顯、操作簡單的。以下推薦幾例，僅供參考。 質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反例。 把盛有鹽酸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

4、中的碳酸鈉粉末反應。鹽酸與碳酸鈉粉末迅速反應，有大量氣泡產生。一段時間后，再把燒杯放在托盤天平上，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氣體生成逸出的緣故。 取一根用砂紙打磨干凈的長鎂條和一個石棉網，將它們一起放在托盤天平上稱量，記錄稱得的質量。在石棉網上方將鎂條點燃（如圖13-4）。鎂條劇烈燃燒，產生耀眼的強光，生成白色固體氧化鎂。再將鎂條燃燒后的產物和石棉網一起放在托盤天平上稱量，記錄質量。比較兩次稱量的質量。6創新思維： 白磷燃燒驗證質量守恒定律的實驗，可以按探究實驗五相關內容改進?？煞乐孤?。 鎂條燃燒后質量怎么變化？有多位老師告訴筆者，他們的實驗結果是：燃燒

5、后生成物質質量比鎂的質量增大了。但筆者做了很多次實驗，其結果恰好相反質量減小。實驗時我們發現，鎂燃燒時，有大量白煙生成，這些白煙揮發了。連夾持鎂條的坩堝鉗上都凝結著大量的白色粉末狀物質。因此，反應后剩余物質的質量減輕也就不難理解了。做化學實驗，不僅要求學生有正確的科學態度，老師也應該有科學的態度。遇到問題，不能繞道走，更不能簡單地以為實驗失敗。要多次實驗，從多次實驗的結果中找出規律，以求問題的最多解決。 碳酸鈉與鹽酸的反應，可否用于驗證質量守恒定律？教學參考書中指出：“這個實驗也可以用固體跟液體反應產生氣體的實驗代替(例如碳酸鈣跟鹽酸反應)。反應在吸濾瓶中進行，在抽氣口上套一個氣球，反應開始后

6、氣球膨脹，但天平保持平衡?！比鐖D13-5所示，在吸濾瓶中加入適量的碳酸鈉粉末，在小試管中加入濃鹽酸。將小試管放入吸濾瓶中，并用止水夾夾住支管處的橡皮管。整個裝置放入托盤天平中，并用砝碼平衡，記錄讀數。取出吸濾瓶，傾斜，使小試管中的鹽酸傾倒入瓶中，與碳酸鈉粉末反應?？捎^察到瓶中有大量氣泡出現，氣球脹大，如圖13-6。將裝置再次放入托盤天平中稱量，記錄讀數。將兩次結果相比較。如此測得的兩次數值真的完全相等嗎？理論上當然沒問題。但我們必須考慮到氣球體積增大而產生的浮力，只要氣球體積足夠大，天平的感量足夠靈敏。這種浮力所造成的讀數減小是足以表現出來的。初中實驗室所用的托盤天平的靈敏度都比較上，一般的感

7、量都在0.2g左右，是無法測出因浮力所造成的讀數減小。但我們不能因為測不出來，就以錯誤的理論出發，再導致錯誤的結論。 能否用蠟燭燃燒驗證質量守恒定律？人教版教學參考書有以下說明：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。這種吸收裝置的制作方法如下： 截取一段長度為10 cm，直徑約為25 mm的玻璃管(可用破了底的大試管截取)。 裝入金屬網柵。從破舊石棉網上剪一塊直徑略大于玻璃管內徑的圓網，從玻璃管的一端輕輕推入，使圓網撐住在離管口約2 cm處作為放置堿石灰的網柵（如網柵容易滑下，可以用回形針改制成一個帶有彈性的圓環，彈緊在玻璃管的內壁作為擋圈，使網柵不致滑下），裝配如

8、圖13-7。 加入堿石灰，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蠟燭的正上方（如圖13-8），即可進行實驗。 這一實驗成敗關鍵在于蠟燭是否正常燃燒，生成的氣體是否順利通過吸收器。所以，蠟燭火焰的大小，吸收器離火焰的距離都要事先試驗好。如果實驗正常，3 min后即有明顯的現象。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），參加反應的物質是蠟燭和氧氣，生成物是二氧化碳和水。按質量守恒定律可知，參加反應的蠟燭的氧氣的質量和等于反應后生成的二氧化碳和水蒸氣的質量之和。用上法是無法測也參加反應的氧氣的質量的。依教參的說法，如果天平平衡，那是筆者不好解釋的。只能勉強說是未吸收的氣