质量守恒定律实验改进与创新

质量守恒定律实验改进与创新方案一实验装置如图(1)所示,在底部铺有细纱的锥形瓶中，放入一小块火柴大小的白磷。在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管，在其上端系牢一个小气球，并使长导管下端能与白磷接触。将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡。然后，取下锥形瓶。将橡皮塞上的玻璃管放在酒精灯上灼烧至红热后，迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧，并将白磷引燃。待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，观察天平是否平衡。磷＋氧气－－－五氧化磷；该实验现象明显，白磷燃烧的产物不会对环境造成污染，且磷与氧气的燃烧在前面的学习中学生已有接触，学生较熟悉；但是，该实验存在下列几个缺陷：①在使白磷燃烧的过程中，必须取下橡皮塞，给玻璃管加热，导致锥形瓶中的空气有所流动，造成实验结果不准确；②由于玻璃管深入瓶内太长，有可能瓶内的气体因白磷燃烧时放热而膨胀，却不能及时进入气球中，而将瓶塞冲开，导致实验失败；③给玻璃管加热到红热时，有可能会将玻璃管融化，把管口封闭；另在给白磷加热时，细沙有可能把融化的白磷包裹起来，使实验时间延长；改进实验－：实验装置如图（2）所示1、操作方法：取一小块铜片（1.5cm×1.5cm）,制作成四周翘起的凹槽，放入小锥形瓶中，用镊子取一粒绿豆大小的白磷，放入铜片凹槽中，系上小气球，称量其质量；然后将锥形瓶放在铁架台上，垫上石棉网，加热，待到白磷燃烧完毕后，冷却，再次称量，两次称量的结果一样。2、优点：①装置简单、易行，操作方便，现象明显，成功率100％。两次质量的称量过程中，锥形瓶内外没有空气的流通，瓶内物质的质量没有损失，保证了称量的准确性。②在瓶口接一气球，可以避免白磷燃烧时放热，而使气体膨胀把瓶塞冲开，导致实验失败。③白磷燃烧前后，自始至终在密闭容器中进行，防止了燃烧产（P2O5）物对环境的污染。④用铜片盛白磷，由于铜片具有良好的导热性能，加热时间非常短（一般20秒左右，相对给铺细沙的方式加热，缩短了10到15秒钟），而锥形瓶是属于可加热的仪器，由于有铜片的存在，白磷没有直接与瓶底接触，锥形瓶不会因为温度过高而炸裂。方案二如图（3、4）所示，在100ml烧杯中加入30ml稀硫酸铜溶液，将几根铁钉用沙子打磨干净，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放到托盘天平上称量，记录所称量的质量m1。将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察实验现象。待溶液颜色不再改变时，将盛有硫酸铜溶液和铁钉的烧杯放到天平上称量，记录所称量的质量m2。比较反应前后的质量。实验结果:m1=m2,符合质量守恒原理，而且实验现象明显，容易操作；但是该实验不是密封体系，如果学生问是否有气体的介入，则不好解释；所以为了使实验更有说服力，可以稍微作如下实验改进。实验改进二：实验装置如图（5）所示将烧杯换成带无孔胶塞的锥形瓶，而将铁钉换成下端制成螺旋状的粗铁丝，（粗铁丝在实验之前插入胶塞中）其他操作一样，这样改进后，实验的说服力加强了，而且还可以抽动粗铁丝，进行观察铁丝表面的变化，操作既简单又较方便，现象一样很明显，成功率100％。