Question

【題目】某課外興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下三個實驗來驗證質(zhì)量守恒定律：

（設(shè)計并實驗）

（實驗一）將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質(zhì)量。然后將鐵釘浸到硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象。待反應(yīng)一段時間后溶液顏色改變時，將盛有反應(yīng)后物質(zhì)的燒杯放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質(zhì)量。

（實驗二）將盛有稀硫酸的燒杯和鎂條一起放在托盤天平上稱量，然后將鎂條浸到稀硫酸中，觀察現(xiàn)象。待反應(yīng)一段時間后不再放出氣泡時，將盛有反應(yīng)后物質(zhì)的燒杯放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質(zhì)量。

（實驗三）用天平稱量一段砂紙打磨過的鎂條的質(zhì)量并進行記錄，然后將該鎂條在空氣中點燃，待反應(yīng)結(jié)束后，將生成物全部收回，再次進行稱量并記錄。

上述三個實驗所記錄的數(shù)據(jù)見下表。

編號	實驗一	實驗二	實驗三
反應(yīng)前／g	118.4	112.6	m1
反應(yīng)后／g	118.4	112.4	m2

（分析與討論）

（1）在這三個實驗中，你認為實驗________正確反映了反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，由此得出的結(jié)論是：在化學(xué)反應(yīng)中生成物的總質(zhì)量與反應(yīng)物的總質(zhì)量相等，請從原子的角度分析結(jié)論正確的理由是________。

（2）上述表格中m1和m2的關(guān)系是：m1________m2（填＞、＝或＜）

（3）從實驗二中得出的結(jié)論是：在化學(xué)反應(yīng)中生成物的總質(zhì)量與反應(yīng)物的總質(zhì)量不相等，你認為導(dǎo)致這一結(jié)論錯誤的原因是________．

（實驗反思）小組成員從不能正確反映反應(yīng)物和生成物之間質(zhì)量關(guān)系的實驗中，找出了實驗設(shè)計中的不當之處，并達成了以下共識：設(shè)計實驗驗證質(zhì)量守恒定律時，對于有空氣中的氣體（成分）參與或有氣體生成的化學(xué)反應(yīng)，一般應(yīng)使反應(yīng)在________中進行。

（實驗拓展）小明同學(xué)從安全的角度考慮，將實驗二的裝置進行了改進，如圖所示．

（1）按如圖方式放好儀器，調(diào)節(jié)天平平衡，記錄稱量數(shù)據(jù)．

（2）小明緩慢推動注射器，將稀鹽酸加到碳酸鈉粉末上，此時察到碳酸鈉粉末的表面上有________出現(xiàn)。

（3）此實驗中氣球的主要作用是________．

（4）當反應(yīng)結(jié)束時，氣球已經(jīng)完全鼓起，小明發(fā)現(xiàn)天平的指針已經(jīng)向右偏了。他感到困惑：其他操作均正常，實驗現(xiàn)象與數(shù)據(jù)為何與預(yù)測結(jié)果不符？你認為出現(xiàn)該實驗現(xiàn)象的合理解釋最應(yīng)該是下列各項中的________（填序號）．

A．該反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目變少

B．該反應(yīng)生成物的總質(zhì)量小于反應(yīng)物的總質(zhì)量

C．空氣的浮力作用干擾了實驗結(jié)果

D．生成氣體的反應(yīng)不遵守質(zhì)量守恒定律．

Answer 1

【答案】一化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類不變，原子的個數(shù)不變，原子的質(zhì)量不變。＜生成的氣體散失在空氣中導(dǎo)致剩余物質(zhì)的質(zhì)量減少，天平不平衡．密閉容器大量氣泡防止生成的氣體散失C

【解析】

分析與討論：(1)硫酸銅和鐵反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量之和，等于反應(yīng)后生成的物質(zhì)的質(zhì)量之和，故實驗一正確反映了反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，因為化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量不變；

(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：參加反應(yīng)鎂和氧氣的質(zhì)量和等于生成氧化鎂的質(zhì)量，故反應(yīng)后固體的質(zhì)量大于反應(yīng)前鎂的質(zhì)量；

(3)實驗二中：鎂和硫酸反應(yīng)生成的氫氣逸散到空氣中，導(dǎo)致剩余物質(zhì)的質(zhì)量減少；

實驗反思：如用有氣體參與或生成的化學(xué)反應(yīng)來驗證質(zhì)量守恒定律時，反應(yīng)應(yīng)在密閉容器中進行才能判定總質(zhì)量是否相等；

實驗拓展：(2)鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳氣體；

(3)圖A中實驗中氣球的主要作用是防止物質(zhì)外逸，平衡內(nèi)外氣壓；

(4)A、該反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目不變，該選項說法不正確；B、該反應(yīng)生成物的總質(zhì)量等于反應(yīng)物的總質(zhì)量，該選項說法不正確；C、空氣的浮力作用干擾了實驗結(jié)果，該選項說法正確；D、生成氣體的反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律，該選項說法不正確。