当照明弹飞过夜空

河北省邯郸市复兴中学 莘彬锋

漆黑的夜，一颗照明弹在夜空中飞过，耀眼的光芒骤然把方圆一千米以内的空间变成了白昼。电影中如此壮观的一幕令小臻同学惊叹不已，顿生好奇，决定对此一探究竟。

小臻查阅资料获悉：照明弹内装有镁粉和铝粉，燃烧时能发出耀眼的光芒。征得老师同意后，小臻与化学兴趣小组的同学开始对镁在空气中燃烧的实验进行探究。

他们取一段镁条，用砂纸将其表面打磨至光亮，实验台上放一石棉网，然后用坩埚钳夹持镁条在空气中点燃，发现镁条燃烧时发出耀眼的白光，冒白烟，除生成白色固体外还有少量淡黄色固体散落在石棉网上。

【提出问题】石棉网上的固体成分是什么？

【查阅资料】①氧化镁（MgO）为白色，氮化镁（Mg3N2）为黄色，Mg(NO3)2为白色，MgCO3为白色，Mg(OH)2为白色。

②MgO与水反应生成Mg(OH)2；Mg3N2与水反应生成Mg(OH)2和氨气（NH3），Mg(OH)2难溶于水，NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

【做出猜想】根据化学反应前后元素种类不变及固体颜色，他们猜想石棉网上的白色固体为MgO，淡黄色固体为Mg3N2，则石棉网上的固体为MgO和Mg3N2。

【实验操作及现象】将该固体投入到盛水的烧杯中，发现烧杯中产生白色沉淀，并有带刺激性气味的气体产生，将一片湿润的红色石蕊试纸放在烧杯口，发现红色石蕊试纸变蓝。

【结论及解释】白色沉淀为Mg(OH)2，气体为NH3，说明石棉网上的固体为MgO 和Mg3N2，因为。白色固体氧化镁是镁与空气中的氧气反应产生的，化学方程式为；淡黄色固体氮化镁是镁与空气中的氮气反应产生的，化学方程式为Mg3N2。空气中N2和O2的体积比约为4∶1，氮气的含量远大于氧气的含量，而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁比氮化镁多，原因是氧气比氮气活泼。

【拓展与反思】镁条在空气中燃烧时还可以与其中的二氧化碳发生置换反应。小臻他们又做了镁条与二氧化碳反应的实验：将燃着的镁条伸入盛有CO2气体的集气瓶中，镁条剧烈燃烧，瓶内产生一种白色固体和一种黑色固体，化学方程式为一般该反应在氧气充足时不发生，或发生后生成的碳又与空气中的氧气反应生成二氧化碳散逸到空气中了，，因此在反应后没见有黑色固体生成。

那么，照明弹的原理是什么呢？原来，照明弹内部有一个特别的照明装置，里面装着照明剂。它包含金属可燃物、氧化物和粘合剂等数种物质。金属可燃物主要用镁粉和铝粉制成。镁粉和铝粉燃烧时，能产生几千度的高温、发射出耀眼的光芒。氧化物是硝酸钡或硝酸钠，它们受热时能放出大量的氧气，加速镁粉、铝粉燃烧，增强发光亮度。粘合剂大都采用天然干性油、松香、虫胶等原料制成，它能将药剂粘合在一块儿，起缓燃作用，保证照明剂有一定的燃烧时间。照明剂放在照明剂盒内，盒的下端连接有降落伞。降落伞可在空气阻力作用下张开，吊着照明盒以5 米/秒～8 米/秒的速度徐徐降落、燃烧，使白炽的光芒射向大地。