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1、质量守恒定律实验改进与创新实验装置如图(1)所示, 在底部铺有细纱的锥形瓶中,放入一小块火柴大小的白磷。在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使长导管下端能与白磷接触。将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡。然后,取下锥形瓶。将橡皮塞上的玻璃管放在酒精灯上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,并将白磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,观察天平是否平衡。 磷 氧气 五氧化磷 ;该实验现象明显,白磷燃烧的产物不会对环境造成污染,且磷与氧气的燃烧在前面的学习中学生已有接触,学生较熟悉;但是,该实验存在下列几个缺陷:在使白磷燃烧的过程中,必须取下橡皮塞,给玻璃管加热
2、,导致锥形瓶中的空气有所流动,造成实验结果不准确;由于玻璃管深入瓶内太长,有可能瓶内的气体因白磷燃烧时放热而膨胀,却不能及时进入气球中,而将瓶塞冲开,导致实验失败;给玻璃管加热到红热时,有可能会将玻璃管融化,把管口封闭;另在给白磷加热时,细沙有可能把融化的白磷包裹起来,使实验时间延长;改进实验:实验装置如图(2)所示1、操作方法:取一小块铜片(1.5cm1.5cm),制作成四周翘起的凹槽,放入小锥形瓶中,用镊子取一粒绿豆大小的白磷,放入铜片凹槽中,系上小气球,称量其质量;然后将锥形瓶放在铁架台上,垫上石棉网,加热,待到白磷燃烧完毕后,冷却,再次称量,两次称量的结果一样。2、优点:装置简单、易行
3、,操作方便,现象明显,成功率100。两次质量的称量过程中,锥形瓶内外没有空气的流通,瓶内物质的质量没有损失,保证了称量的准确性。在瓶口接一气球,可以避免白磷燃烧时放热,而使气体膨胀把瓶塞冲开,导致实验失败。白磷燃烧前后,自始至终在密闭容器中进行,防止了燃烧产(P2O5)物对环境的污染。用铜片盛白磷,由于铜片具有良好的导热性能,加热时间非常短(一般20秒左右,相对给铺细沙的方式加热,缩短了10到15秒钟),而锥形瓶是属于可加热的仪器,由于有铜片的存在,白磷没有直接与瓶底接触,锥形瓶不会因为温度过高而炸裂。 如图(3、4)所示,在100ml烧杯中加入30ml稀硫酸铜溶液,将几根铁钉用沙子打磨干净,
4、将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放到托盘天平上称量,记录所称量的质量m1。将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象。待溶液颜色不再改变时,将盛有硫酸铜溶液和铁钉的烧杯放到天平上称量,记录所称量的质量m2。比较反应前后的质量。实验结果:m1= m2 ,符合质量守恒原理,而且实验现象明显,容易操作;但是该实验不是密封体系,如果学生问是否有气体的介入,则不好解释;所以为了使实验更有说服力,可以稍微作如下实验改进。实验改进二:实验装置如图(5)所示将烧杯换成带无孔胶塞的锥形瓶,而将铁钉换成下端制成螺旋状的粗铁丝,(粗铁丝在实验之前插入胶塞中)其他操作一样,这样改进后,实验的说服力加强了,而且还可以抽动粗铁丝,进行观察铁丝表面的变化,操作既简单又较方便,现象一样很明显,成功率100。