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(fā)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(fā)現鎂條燃燒時發(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?jié)駶櫟募t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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)生，或發(fā)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(fā)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(fā)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。