探究实验设计之质量守恒定律的验证

探究实验设计之质量守恒定律的验证1．化学反应原理：

⑴白磷在密闭的容器内燃烧，生成固体五氧化二磷。

反应前后物质的总质量不变。由此证明质量守恒定律的正确性。

⑵铁和硫酸铜溶液反应，生成铜和硫酸亚铁，反应前后，物质的总质量不变。

2．实验仪器：天平、砝码、锥形瓶、小烧杯、玻璃管、单孔橡皮塞、小气球、酒精灯等。

实验药品：白磷、铁钉（或铁丝）、硫酸铜溶液等。

3．探究方案：

⑴取出天平，调平衡。待用。

取一块白磷，放入盛水的培养皿中，在水下用小刀切下一粒绿豆大小的白磷，用滤纸吸干表面的水，放入锥形瓶中。（为防止白磷燃烧时，灼裂锥形瓶，可以瓶下事先放入少量的细砂。）将盛白磷的锥形瓶、绑有小气球的玻璃管一起放在天平的左盘中，在右盘添加砝码，并移动游码，使天平平衡。如图13-1所示。

取出锥形瓶及导管，将橡皮塞上的玻璃管放在酒精灯的火焰上灼烧至红热后，迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧，并将白磷引燃。可见白磷燃烧，产生浓厚的白烟。待锥形瓶冷却，白烟沉降后，重新放到托盘天平上，观察天平仍然平衡。

⑵在100 mL烧杯中加入约30 mL稀硫酸铜溶液，将几根打磨光亮的铁钉和盛硫酸铜溶液的烧杯一起放在天平上称量，读出读数，记录。如图13-2。

将铁钉浸泡在硫酸铜溶液中，可观察到铁钉表面析出一层紫红色的物质，溶液颜色逐渐变浅。如果时间足够长，可看到溶液的颜色由蓝色变浅绿色。

将反应后烧杯和内容物放到天平上再次称量，读出读数，记录。将两次称量的结果加以比较，质量相等。

4．探究评价：

实验⑴生成烟状的五氧化二磷，具有一定的代表性，现象也很明显。但由于白磷燃烧时放热，致气体逸出，往往易导致实验的失败。

实验⑵操作简单，实验的成功率很高。但无气体或烟状物质生成，现象不是十分明显，代表性不强。

5．资源开发：

⑴该实验可以按排学生当堂实验，学生分组多，证据足，更能说明问题。学生实验可安排一些现象明显、操作简单的。以下推荐几例，仅供参考。

http:// https://www.360docs.net/doc/e118769854.html,/

⑵质量守恒定律的探究不仅需要安排正例，还需要安排反例。教材中已为我们安排了两个反例。

①把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡。取下小烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸与小烧杯中的碳酸钠粉末反应。

盐酸与碳酸钠粉末迅速反应，有大量气泡产生。一段时间后，再把烧杯放在托盘天平上，观察天平是否平衡。如图13-3。

天平不再平衡，这是由于有二氧化碳气体生成逸出的缘故。

②取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量，记录称得的质量。在石棉网上方将镁条点燃（如图13-4）。