當照明彈飛過夜空

河北省邯鄲市復興中學 莘彬鋒

漆黑的夜，一顆照明彈在夜空中飛過，耀眼的光芒驟然把方圓一千米以內的空間變成了白晝。電影中如此壯觀的一幕令小臻同學驚嘆不已，頓生好奇，決定對此一探究竟。

小臻查閱資料獲悉：照明彈內裝有鎂粉和鋁粉，燃燒時能發出耀眼的光芒。征得老師同意后，小臻與化學興趣小組的同學開始對鎂在空氣中燃燒的實驗進行探究。

他們取一段鎂條，用砂紙將其表面打磨至光亮，實驗臺上放一石棉網，然后用坩堝鉗夾持鎂條在空氣中點燃，發現鎂條燃燒時發出耀眼的白光，冒白煙，除生成白色固體外還有少量淡黃色固體散落在石棉網上。

【提出問題】石棉網上的固體成分是什么？

【查閱資料】①氧化鎂（MgO）為白色，氮化鎂（Mg3N2）為黃色，Mg(NO3)2為白色，MgCO3為白色，Mg(OH)2為白色。

②MgO與水反應生成Mg(OH)2；Mg3N2與水反應生成Mg(OH)2和氨氣（NH3），Mg(OH)2難溶于水，NH3能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。

【做出猜想】根據化學反應前后元素種類不變及固體顏色，他們猜想石棉網上的白色固體為MgO，淡黃色固體為Mg3N2，則石棉網上的固體為MgO和Mg3N2。

【實驗操作及現象】將該固體投入到盛水的燒杯中，發現燒杯中產生白色沉淀，并有帶刺激性氣味的氣體產生，將一片濕潤的紅色石蕊試紙放在燒杯口，發現紅色石蕊試紙變藍。

【結論及解釋】白色沉淀為Mg(OH)2，氣體為NH3，說明石棉網上的固體為MgO 和Mg3N2，因為。白色固體氧化鎂是鎂與空氣中的氧氣反應產生的，化學方程式為；淡黃色固體氮化鎂是鎂與空氣中的氮氣反應產生的，化學方程式為Mg3N2。空氣中N2和O2的體積比約為4∶1，氮氣的含量遠大于氧氣的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的氧化鎂比氮化鎂多，原因是氧氣比氮氣活潑。

【拓展與反思】鎂條在空氣中燃燒時還可以與其中的二氧化碳發生置換反應。小臻他們又做了鎂條與二氧化碳反應的實驗：將燃著的鎂條伸入盛有CO2氣體的集氣瓶中，鎂條劇烈燃燒，瓶內產生一種白色固體和一種黑色固體，化學方程式為一般該反應在氧氣充足時不發生，或發生后生成的碳又與空氣中的氧氣反應生成二氧化碳散逸到空氣中了，，因此在反應后沒見有黑色固體生成。

那么，照明彈的原理是什么呢？原來，照明彈內部有一個特別的照明裝置，里面裝著照明劑。它包含金屬可燃物、氧化物和粘合劑等數種物質。金屬可燃物主要用鎂粉和鋁粉制成。鎂粉和鋁粉燃燒時，能產生幾千度的高溫、發射出耀眼的光芒。氧化物是硝酸鋇或硝酸鈉，它們受熱時能放出大量的氧氣，加速鎂粉、鋁粉燃燒，增強發光亮度。粘合劑大都采用天然干性油、松香、蟲膠等原料制成，它能將藥劑粘合在一塊兒，起緩燃作用，保證照明劑有一定的燃燒時間。照明劑放在照明劑盒內，盒的下端連接有降落傘。降落傘可在空氣阻力作用下張開，吊著照明盒以5 米/秒～8 米/秒的速度徐徐降落、燃燒，使白熾的光芒射向大地。