當(dāng)照明彈飛過(guò)夜空

河北省邯鄲市復(fù)興中學(xué) 莘彬鋒

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

小臻查閱資料獲悉：照明彈內(nèi)裝有鎂粉和鋁粉，燃燒時(shí)能發(fā)出耀眼的光芒。征得老師同意后，小臻與化學(xué)興趣小組的同學(xué)開(kāi)始對(duì)鎂在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

他們?nèi)∫欢捂V條，用砂紙將其表面打磨至光亮，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放一石棉網(wǎng)，然后用坩堝鉗夾持鎂條在空氣中點(diǎn)燃，發(fā)現(xiàn)鎂條燃燒時(shí)發(fā)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(wǎng)上。

【提出問(wèn)題】石棉網(wǎng)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(yīng)生成Mg(OH)2；Mg3N2與水反應(yīng)生成Mg(OH)2和氨氣（NH3），Mg(OH)2難溶于水，NH3能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。

【做出猜想】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類(lèi)不變及固體顏色，他們猜想石棉網(wǎng)上的白色固體為MgO，淡黃色固體為Mg3N2，則石棉網(wǎng)上的固體為MgO和Mg3N2。

【實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象】將該固體投入到盛水的燒杯中，發(fā)現(xiàn)燒杯中產(chǎn)生白色沉淀，并有帶刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，將一片濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在燒杯口，發(fā)現(xiàn)紅色石蕊試紙變藍(lán)。

【結(jié)論及解釋】白色沉淀為Mg(OH)2，氣體為NH3，說(shuō)明石棉網(wǎng)上的固體為MgO 和Mg3N2，因?yàn)?。白色固體氧化鎂是鎂與空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的，化學(xué)方程式為；淡黃色固體氮化鎂是鎂與空氣中的氮?dú)夥磻?yīng)產(chǎn)生的，化學(xué)方程式為Mg3N2?？諝庵蠳2和O2的體積比約為4∶1，氮?dú)獾暮窟h(yuǎn)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?dú)饣顫姟?/p>

【拓展與反思】鎂條在空氣中燃燒時(shí)還可以與其中的二氧化碳發(fā)生置換反應(yīng)。小臻他們又做了鎂條與二氧化碳反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)：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?jī)?nèi)產(chǎn)生一種白色固體和一種黑色固體，化學(xué)方程式為一般該反應(yīng)在氧氣充足時(shí)不發(fā)生，或發(fā)生后生成的碳又與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳散逸到空氣中了，，因此在反應(yīng)后沒(méi)見(jiàn)有黑色固體生成。

那么，照明彈的原理是什么呢？原來(lái)，照明彈內(nèi)部有一個(gè)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(shù)種物質(zhì)。金屬可燃物主要用鎂粉和鋁粉制成。鎂粉和鋁粉燃燒時(shí)，能產(chǎn)生幾千度的高溫、發(fā)射出耀眼的光芒。氧化物是硝酸鋇或硝酸鈉，它們受熱時(shí)能放出大量的氧氣，加速鎂粉、鋁粉燃燒，增強(qiáng)發(fā)光亮度。粘合劑大都采用天然干性油、松香、蟲(chóng)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(shí)間。照明劑放在照明劑盒內(nèi)，盒的下端連接有降落傘。降落傘可在空氣阻力作用下張開(kāi)，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。