验证质量守恒定律的实验改进

碳酸钠与盐酸的反应验证质量守恒定律实验改进

这个实验也可以在吸滤瓶中进行，在抽气口上套一个气球，反应开始后气球膨胀，但天平保持平衡。”

如图所示，在吸滤瓶中加入适量的碳酸钠粉末，在小试管中加入盐酸。将小试管放入吸滤瓶中，并用止水夹夹住支管处的橡皮管。整个装置放入托盘天平中，并用砝码平衡，记录读数。取出吸滤瓶，倾斜，使小试管中的盐酸倾倒入瓶中，与碳酸钠粉末反应。可观察到瓶中有大量气泡出现，气球胀大，如图2。

将装置再次放入托盘天平中称量，记录读数。将两次结果相比较。

如此测得的两次数值真的完全相等吗？理论上当然没问题。但我们必须考虑到气球体积增大而产生的浮力，只要气球体积足够大，天平的感量足够灵敏。这种浮力所造成的读数减小是足以表现出来的。初中实验室所用的托盘天平的灵敏度都比较上，一般的感量都在0.2g左右，是无法测出因浮力所造成的读数减小。但我们不能因为测不出来，就以错误的理论出发，再导致错误的结论。

图1 图2

碳酸钠与盐酸反应实验改进

在教学“质量守恒定律”一节时，需做多个探究实验，其中在“探究碳酸钠与盐酸反应前后质量的变化”时，我们可以看到在开放体系（烧杯、试管等）中，反应后质量减少了，进而能引发学生对“定律”的质疑，对实验的深入分析。反过来，如果再进一步把此实验设计成在一个比较合理的封闭体系中进行的过程，体现质量总和确实前后不变，形成对“定律”的有力支持，也是一个很值得思考的问题。如果采用锥形瓶绑气球的形式，往往因气球胀大，所受浮力增大，而使实验失败。若改用饮料瓶作为反应容器，先加碳酸钠粉末，再把盛盐酸的小试管放入瓶中（药品的量要少），拧紧瓶盖后，把瓶子稍稍捏瘪一点儿，然后再把瓶子放到天平上称量。反应后，瓶子虽然也会有所膨胀，但因瓶壁较硬，形状变化很小，对天平的平衡影响不大，可以作为一个比较理想的实验方案。