質量真的“守恒”嗎？（下）

吉林省長春市清華實驗學校 王 震

實驗二 探究鎂條燃燒時產生的白煙對質量測定的影響

小呂同學通過觀察發現，鎂條燃燒時產生的白煙會逸散到空氣中，這些白煙是否會對實驗結果產生影響呢？

同學們調整實驗方案：如圖3，在實驗過程中為了防止白煙逸散，用一個塑料桶將鎂條罩住，并在實驗前后將塑料桶一塊稱量。記錄實驗數據如表三。

實驗結論：白煙為鎂條燃燒的產物，白煙的逸散會導致稱量的質量偏小。

那鎂條在空氣中燃燒時，究竟發生了哪些反應呢？

查閱資料：鎂條在空氣中燃燒時，會發生三個化學反應：第一，鎂條會與空氣中的氧氣反應生成氧化鎂；第二，鎂條會與空氣中的氮氣反應生成氮化鎂；第三，鎂條會與空氣中的二氧化碳反應生成氧化鎂和單質碳。

因此，坩堝鉗上殘留的白色固體和逸散的白煙為氧化鎂和氮化鎂的混合物。此外，同學們也在塑料桶的內壁上發現了黑色的碳粒。

如何才能使鎂條燃燒前后，所測得的物質質量不變呢？同學們想起了波義耳的實驗是在敞口的容器中進行的，而羅蒙諾索夫的實驗是在密閉的容器中進行的，因此他們決定在密閉的環境中進行實驗。

實驗三 在密閉環境中測定鎂條燃燒前后的質量

實驗方案：如圖4，將一根用砂紙打磨過的鎂條放在試管中，并用帶導管的膠塞塞住試管口，導管的另一端綁有氣球，以此來平衡氣壓，用電子秤稱量整個裝置的質量；使用酒精噴燈加熱試管，引燃鎂條，待試管冷卻后，再次用電子秤稱量裝置質量，比較鎂條燃燒前后質量是否發生變化。記錄實驗數據如表四。

實驗結論：在密閉環境中點燃鎂條，反應前后各物質的質量總和不變。

通過上述實驗活動，同學們獲得了以下知識：第一，在化學反應前后，物質的質量真的“守恒”；第二，在進行驗證質量守恒定律的實驗時，如果有氣體參與，則實驗要在密閉的環境中進行；第三，物質燃燒的時候，不一定只是與氧氣反應。

表三

表四

圖3

圖4