九年级化学上册 金属镁在空气中燃烧的实验探究 人教新课标版

金属镁在空气中燃烧的实验探究

金属镁在空气中燃烧是同仁们研究得很多的实验，其实验结果很大程度受实验条件的影响。这里我也来谈谈金属镁在空气中燃烧的实验问题，与同仁们商讨。

镁带：上海辉发化工有限公司活性 99%

我用上述镁带做了如下2个实验，实验现象和结果如下：

一、过量金属镁（除去氧化膜）在集气瓶中燃烧，用以观察生成产物的颜色及对产物的判断

现象：集气瓶中充满大量白烟，冷却后瓶壁及瓶底附有一层厚厚白色粉末状物质，未见淡黄色物质，瓶壁（金属镁燃烧时碰到的瓶壁处）及瓶底有黑色物质。

向集气瓶中加入稀盐酸，黑色物质很快溶解并有气体放出，一段时间后，白色物质（和绝大多数黑色物质）完全溶解，仔细观察溶液，有少量黑色絮状物悬浮于其中。

可能的结论：1．白色粉末状物质无疑是氧化镁，未见淡黄色物质的原因可能是氮化镁（属六方晶系；呈微黄色）生成量少，被大量的白色粉末掩盖；

2．黑色物质不只是炭，可能是镁受热形成蒸气在瓶壁（瓶底）遇冷凝结的金属镁的细小颗粒；

3．向集气瓶中加入足量稀盐酸后溶液中悬浮的少量黑色絮状物，应该是镁与空气中CO2发生置换反应生成的炭。

那么过量镁在空气中燃烧未见淡黄色物质，是否证明没有氮化镁生成呢？可以用以下实验来证明：

二、过量金属镁在钟罩内燃烧，用以观察水面上升情况及氮化镁的确定

实验装置：

浮在水面上的木块

水槽水槽

在破碗片上放入过量的镁条（已除氧化膜），用一段镁条在酒精灯点燃后迅速插入破碗片的镁条中，立即罩上钟罩。

现象：1．钟罩内充满白烟，内壁附着白色物质；

2．气球先胀大后缩小；

3．冷却后钟罩内水面上升，重复多次实验，钟罩内水面上升超过1/5。其中最好的一次，钟罩内水面上升约1/3处；

4．破碗片上有大量白色物质，亦有黑色物质，拨开固体表面粉末，仍有未燃烧的镁，在此可看到有黄色粉末；

5．在粉末中滴入几滴水，有刺激性气味且能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体产生；

6．在粉末中加入过量盐酸，有黑色的悬浮物。

由上述实验现象可以得出结论：主要的生成产物是氧化镁，亦有少量氮化镁和炭生成。即使金属镁和氮气都还有剩余，反应并没有继续下去。

既然金属镁在氮气中可以燃烧，为什么过量的镁与钟罩内剩余的氮气不能继续反应，使得钟罩内几乎充满水呢？为什么黄色粉末出现在被白色粉末覆盖的过量金属镁表面呢？窃以为可能原因是：

（1）过量金属镁表面生成了氧化镁覆盖在镁表面，阻隔反应的进行；

（2）氮气没有氧气活泼，氧气基本消耗完后反应速率肯定变慢；且氮气与金属镁反应放出的热少，最终反应体系的温度降低导致反应停止。

（3）氮化镁对热不够稳定（分解温度约800℃），开始时反应的温度远高于800℃，不利于氮化镁的生成，后来温度降低，此时才有氮化镁生成，所以黄色粉末出现在过量的金属镁表面而被白色粉末覆盖。