红磷燃烧前后质量测定实验的改进

(整期优先)网络出版时间:2014-05-15
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红磷燃烧前后质量测定实验的改进

李集鹏

李集鹏广东省中山市华南师范大学中山附属中学528447

摘要:初三化学验证质量守恒定律的实验中,通过测量红磷在密闭体系中反应前后的质量变化来进行验证。但该实验装置成功率较低,红磷不易燃烧且经常出现气球破裂的情况。文中通过巧妙的改进,使实验操作简单,成功率大大提高。

关健词:红磷质量守恒定律实验改进

一、课本实验

1.原实验器材:

锥形瓶、玻璃管、气球、托盘天平、红磷、锥形瓶、细沙。

2.原实验目的:

通过将玻璃管的下端加热后引燃红磷,验证红磷燃烧前后质量守恒,气球可以起到一个缓冲的作用。

3.原实验的不足:

(1)红磷的着火点比较高,通过红热的玻璃管点燃红磷成功率极低。因为玻璃管接触红磷的面积较小,达不到红磷燃烧的温度。

(2)红磷燃烧放出的热量和产生的高温白烟很容易通过导管进入气球,将气球烧坏。

(3)玻璃管很容易被细沙堵塞或被红磷堵塞,加热时容易在空气中点燃。

二、改进后的实验

1.实验器材

锥形瓶、玻璃棒、直角玻璃管、气球、托盘天平、红磷、细沙锥形瓶(见图3)。

仪器的制作:将玻璃管一端用酒精喷灯烧成图4的形状,玻璃管弯成如图2所示的直角形状,玻璃管一端接上气球。将玻璃棒和玻璃管接入双孔橡胶塞,如图3所示。

2.实验步骤

(1)在底部铺有细沙的锥形瓶中放入一小堆干燥的红磷。

(2)在锥形瓶口的双孔橡胶塞上,一边安装一个改进过的玻璃棒(玻璃棒末端能接触到红磷),一边安装一根玻璃弯管,弯管末端系牢一个小气球。

(3)将锥形瓶整体放在托盘天平上用砝码平衡,记录所称的质量M1。

(4)取下锥形瓶,将橡胶塞上的玻璃棒放到酒精灯上加热至红热后,迅速用橡胶塞塞紧锥形瓶,引燃红磷。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,记录所称的质量M2。

3.实验改进方案的选择以及优缺点

方案一:由于红磷较难点燃,许多老师在做实验时尝试过用白磷代替红磷,装置仍用课本中的装置(如图1)。白磷确实很容易点燃,但这一改进的缺点也很突出,白磷有毒,而且燃烧剧烈很容易烧坏气球,成功率较低。

方案二:于是笔者也曾尝试将玻璃直管换成玻璃弯管,将红磷换成白磷,装置采用图2装置图,用热水加热锥形瓶使白磷点燃。这样现象很明显,气球不易烧坏,操作也比较简单。但是白磷毕竟也有毒,而且冬天准备热水后,上课时又容易变冷。

方案三:最终还是选择用红磷,但是点燃红磷的玻璃管改成了玻璃棒(如图3)。改进以后的玻璃棒与红磷的接触面积大,加热到红热时很容易就将红磷点燃了,而且不容易被细沙或红磷堵塞。用玻璃弯管加气球的缓冲效果很好,气球变大变小现象很明显,同时也很安全,不会被产生的高温固体烧坏。