书城科普读物动手做实验丛书--初级化学实验改进设计实践
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第9章 关于质量守恒定律实验的改进

质量守恒定律演示实验的改进

实验步骤

(1)用一个带导管胶塞的锥形瓶,取下胶塞,在胶塞上钻一个小孔,插入一根粗铝线,铝线的一端锤成小钩,另一端弯成直角。导管上扎一只玩具小气球,或不漏气的小塑料袋。

(2)在铝钩上放入一颗绿豆大的白磷,用胶塞塞紧锥形瓶口。

(3)将带胶塞锥形瓶放在托盘天平上,用砝码平衡。取下锥形瓶放在桌子上,用酒精加热铝线外端,片刻后铝钩上的白磷着火燃烧,待冷,把锥形瓶放回托盘天平上,天平保持原来的平衡。

优点:

(1)用酒精灯加热外铝线,由于金属热传导,使白磷着火燃烧,用这种加热方法,白磷燃烧快。

(2)胶塞导管上扎一只玩具小气球,避免白磷燃烧时瓶内温度升高,气压增大而冲塞。

(3)铝线表面已氧化成一层致密的氧化铝保护膜,用酒精灯加热时铝线不再被氧化而增重。

巧用杠杆演示质量守恒定律

山东省高青县教研室杜崇水老师利用杠杆原理演示质量守恒定律,将两个演示实验合二为一,取得了良好的效果,现介绍如下;ANaOH溶液;B吸有CuSO4溶液的滴管;C吸有浓H2SO4的滴管;D盛豆粒大白磷的燃烧匙[操作]:按装置图连接并移动试管或锥形瓶,使杠杆在水平方向保持平衡,然后用右手扶住杠杆E端,左手将滴管C中的浓硫酸滴入盛白磷的燃烧匙中将白磷引燃,待冷却后,轻轻拿开右手,观察到杠杆平衡。

再用左手扶杠杆F端,右手将滴管B中的硫酸铜溶液滴入试管中,待一会儿松开左手,杠杆仍然平衡。

[优点]现象直观明显,操作简单,缩短了时间,实验原理通俗易懂,教学效果不错;同时利用该装置可进行学生分组实验,克服无托盘天平(或不足)造成的困难。

演示质量守恒定律实验的新方法

江苏省江阴市中学张维兴老师介绍了两种演示质量守恒定律实验的新方法。

方法一

在一干燥的锥形瓶上配一橡胶塞。胶塞上插入一根粗铜丝和一支燃烧匙。将铜丝上端弯成螺旋状,下端用锤子敲成薄片并弯成直角,且与燃烧匙靠近但并不接触。在薄片上放一小粒白磷(绿豆大),将胶塞塞紧锥形瓶。装置见图3。

称量锥形瓶,使天平保持平衡。取下锥形瓶,用酒精灯加热螺旋状铜丝,由于铜具有良好的传热性能,1分钟左右,白磷即自行燃烧,瓶内充满白烟。当看到白磷开始燃烧后,立即停止加热。

让锥形瓶冷却,称量,天平仍保持平衡。

说明:①铜丝上端弯成螺旋状是为了增大铜丝与火焰的接触面。②用燃烧匙的目的是防止铜片上的白磷可能落入瓶底。③所用铜丝应尽可能短些,以酒精灯紧靠锥形瓶,火焰刚好对准螺旋状铜丝为宜。

方法二

取一干燥的200ml锥形瓶和一只橡胶塞。塞子上插入两根粗铜丝,铜丝下端连接一段电热丝,在电热丝底部水平插入一薄铜片。再将一小粒白磷(小于绿豆大)放在铜片上,用胶塞将瓶子塞紧。

称量锥形瓶,使天平保持平衡。

取下锥形瓶,接通电源(低压,约20伏),白磷几乎立即燃烧,随即切断电源。待锥形瓶冷却后,重新放到天平上,天平仍保持平衡。

以上两法的特点是:

①在锥形瓶从第一次称量到第二次称量的整个过程中,瓶上胶塞始终都不需要打开,从而保持瓶内气体不流失。

②图3除了用来验证质量守恒定律外,如果再在胶塞上配上直角导管,还可以用来测定空气中氧气的含量。

③实验所需时间短,装置简单,操作方便。成功率达到100%。

橡皮筋自制简易弹簧秤验证质量守恒定律

云南曲靖师专肖楷章老师介绍农村初中若没有天平可用下面办法验证质量守恒定律。

(1)取一根橡皮筋(A)栓在一个铁架台或木架上。

(2)取一无色废药瓶,内盛澄清的饱和石灰水(D);在药瓶塑料盖上钻一个孔,插入废的塑料眼药水瓶代滴管(C),内吸满农村易找的纯碱(Na2CO3)溶液。

(3)用线把药瓶吊在橡皮筋上,在橡皮筋与线接头处,横置一根水平的竹签(B)作为指针。

(4)实验时轻捏塑料眼药水瓶,让石灰水与纯碱溶液反应,立即有大量白色的碳酸钙沉淀生成。此时指针位置不变,证明反应前后质量守恒。

快速制取硫酸铜晶体的方法

浙江省慈溪中学刘水英老师用棉纱试管法制取硫酸铜晶体,不但速度快,操作简单,制取晶种和晶体一次完成。只要四小时就可以得到大小相似,晶形完整,每边长5-8毫米像念珠那样的一长串硫酸铜晶体,外观非常漂亮。每次都能取得成功。具体操作如下:

①取一段几股拼起来约有火柴梗那样粗的表面细微绒毛较多(不要搓实,也不要用表面光滑的棉线)的棉纱,用冷水浸透,拧干。下端系一小段玻璃管作垂。

②在烧杯中制成80℃-90℃硫酸铜饱和溶液(所用硫酸铜纯度高一点的效果好),把饱和溶液倒入20mm×30mm(或18mm×200mm)的试管中。

③把第一步准备好的冷、湿棉纱垂直放至盛有热的饱和硫酸铜溶液的试管中,塞上带孔橡皮塞,把棉纱上端穿过塞孔固定好,不要使棉纱弯曲,也不要贴住试管壁。

④静置四小时以后就可以看到一串美丽的硫酸铜晶体。