福尔摩斯吐出的烟雾有多重?

2019-09-03 09:55Belleza
课堂内外(初中版) 2019年8期
关键词:青烟反应式烟斗

Belleza

某天,福爾摩斯与华生在书房研究一桩血案。像往常一样,福尔摩斯向烟斗中装满烟丝,然后点燃,将烟斗放入口中大口吸了起来,烟斗上冒出缕缕青烟。华生突然问:“大家都说你聪明,那么你知道你吐出的这些青烟有多重吗?”福尔摩斯慢条斯理地回答:“这简单,我只要称出抽烟前烟斗和烟丝的总重量,再减去抽完烟后烟斗和剩余烟灰的总重量,不就是我吐出烟的重量了么!

★福尔摩斯说的对么?

聪明的你,同意福尔摩斯的说法吗?

水能冻成冰,冰能融成水,这是生活常识。那你是否有思考过,随着形态的改变,它们的重量有没有发生变化呢?这里先告诉你答案:是不会改变的。当然,如果你不小心把水洒了,或者把冰摔碎了,那就另当别论了。

那么我们现在再来看华生提出的这个问题。青烟因为是气体且无法被人们轻易捕捉,所以无法按照最原始的方法,利用天平和砝码来进行测量。机智的福尔摩斯改用了另外方法来计算青烟的质量:

“青烟的质量=点燃烟丝前烟斗和烟丝的总质量一烟丝烧完后留在烟斗中灰烬和烟斗的总质量。

我们来做一个假设:如果烟斗的重量为10g,烟丝的质量为3g,烟丝烧完后灰烬为2g,那么青烟有多重呢?相信你马上就能得出答案了。不考虑前面说到的类似水洒了、冰碎了的“损耗”情况,正确答案应该是:10+3-(2+10)=1g。你觉得福尔摩斯说得对吗?

其实,这就是著名的质量守恒定律。

★什么是质量守恒定律呢?

早在1756年,俄国科学家罗蒙诺索夫便已提出质量守恒定律的雏形。他是最早用天平来测量化学反应重量的化学家,他推翻了之前的“燃素说",认为:“参加反应的全部物质的重量,等于全部反应产物的重量。

之所以说福尔摩斯抽烟实验必须排除“损耗”,是因为必然有一部分烟被福尔摩斯吸进了体内。在化学实验中有的物质被转换成其他很难检测的形态,造成的误差就曾经困惑了好多化学家。

被誉为“化学之父”的拉瓦锡通过大量的定量试验,证实了罗蒙诺索夫的说法。化学反应的过程,就是参加反应的各物质的原子,重新组合生成其他物质的过程。在化学反应中,反应前后原子的种类没变,数目没有增减,原子的质量也没改变。任何变化包括化学反应都不能消除物质,只是改变了物质的形态或结构,所以质量守恒定律又称物质不灭定律。

这样一分析,是不是觉得质量守恒定律是如此简单呢?可见啊,化学的世界是奇妙的,仅仅是一个小小的定律,我们都能展开话题进行一番深刻的讨论。而在这奇妙的世界中,还有各式各样的神奇现象等着我们去发现、去探索。

点石成金可以实现吗?

中世纪炼金术士相信,通过一系列复杂的操作,他们就能把贱金属转化为黄金。中国的传说中,也有点石成金的故事。我们不妨从现代科学的角度思考它的可能性。常见的石头主要成分是二氧化硅.(SiO2),金子的主要成分是金(Au)。如果点石成金成立,就意味着SiO2能够转换为Au。但根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类不会改变,所以SiO2是不会变成Au的。““点石成金”的故事终究只是人们美好的幻想而已。

电解水反应方程式

阳极反应式:4OH-4e=2H2O+O2↑

阴极反应式:2H+2e=H2↑

总反应式:2H2O=(通电)2H2↑+O2↑

在水的电解反应中,会产生等量的氢气和氧气,总质量不会发生变化。

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