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经典实验:镁条燃烧 — 空气中和纯氧中的对比

实验原理

镁在空气中点燃后与氧气反应生成氧化镁,发出耀眼的白色火焰:

2Mg + O₂ → 2MgO

这个反应是剧烈放热反应,火焰温度可达 3000°C,甚至可以用来焊接金属(铝热反应原理类似)。

准备器材

实验步骤

第一组:空气环境

  1. 环境设置保持普通空气
  2. 拖一个坩埚到实验区
  3. 从试剂库加镁粉到坩埚里(约 5-10 g)
  4. 把坩埚放在铁架台或三脚架上
  5. 拖酒精灯到坩埚下方,用火柴点燃酒精灯
  6. 等待温度升高,或直接用火柴接触镁粉点燃

观察:镁开始燃烧,发出耀眼白光,坩埚里生成白色粉末(氧化镁)。

第二组:纯氧环境(对比)

  1. Reset 实验(设置 → Reset)清空实验区
  2. 环境设置切换为纯氧 Pure Oxygen
  3. 重复同样步骤:坩埚 + 镁粉 + 点燃

观察:反应更剧烈,火焰更亮,温度上升更快。

第三组:纯氮环境(对照)

  1. Reset 实验
  2. 环境设置切换为保护气 Protected Gas(100% N₂)
  3. 同样步骤尝试点燃镁粉

观察:镁不燃烧!在纯氮气环境里没有氧气支持燃烧。

注:镁实际上可以在氮气中燃烧生成氮化镁(3Mg + N₂ → Mg₃N₂),但需要更高温度。Chemist 默认纯氮气环境中镁不自发燃烧。

教学价值

这三组对比完美演示燃烧三要素:

  1. 可燃物:镁(三组都有)
  2. 助燃物:氧气(第三组没有 → 不燃烧)
  3. 着火点:温度足够(第二组纯氧提供更多助燃 → 更剧烈)

温度数据

用 Label 功能或温度计记录:

安全提示(虚拟实验也要注意)