题目内容

某化学课外小组同学，用如图所示实验验证质量守恒定律
（1）甲同学用A装置探究质量守恒定律，实验步骤如下：
如图一将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使硫酸铜溶液与铁钉接触，一段时间后再把烧杯放在天平上．
①发生反应的化学方程式为；
②最后天平的指针（填序号）（a偏左b．偏右c．不偏转d．无法预测）
（2）乙同学用B装置研究质量守恒定律，实验步骤如下：如图一将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触，一段时间后再把烧杯放在天平上．发现天平的指针偏右．
①造成天平的指针向右偏转的原因是．
②若将本实验中的烧杯替换成带有气球的锥形瓶，如图二所示，其他操作不变，最后天平仍不平衡．原因是可见，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验，在装置设计方面应做到
（3）在化学反应前后，一定不变的是（填序号）
①元素种类；②原子种类；③原子数目；④分子种类；⑤分子数目；⑥物质的总质量．
（4）应用质量守恒定律可以确定反应物或产物的化学式．在载人宇宙飞船中，一般都安装盛放过氧化钠（Na₂O₂）颗粒的装置，它的作用是再生氧气，供宇航员呼吸，反应的化学方程式为2 Na₂O₂+2CO₂=2X+O₂．则X的化学式为__．

解：（1）①硫酸铜溶液与铁钉反应生成硫酸亚铁和铜，故反应的方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
②甲同学所做的实验中，没有气体参加或生成，所以左右肯定平衡，故选C；
（2）①乙同学所做的实验中，有气体二氧化碳生成，故造成天平的指针向右偏转的原因是：盐酸与碳酸钠粉末反应的装置不密闭，生成二氧化碳气体逸出，使左盘内质量减小；
②要想使两边相等，只能把生成的气体收集起来，不让其出去，也就是说必须在密闭容器中进行了；但本实验中的烧杯替换成带有气球的锥形瓶，最后天平仍不平衡．原因是：反应产生的二氧化碳是气球膨胀，因此装置受到的浮力会增大；
可见，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验，在装置设计方面应做到：装置密闭，体积不变；
故答案为：盐酸与碳酸钠粉末反应的装置不密闭，生成二氧化碳气体逸出，使左盘内质量减小；
反应产生的二氧化碳是气球膨胀，因此装置受到的浮力会增大；
装置密闭，体积不变；
（3）质量守恒的原因：宏观是因为物质的总质量不变、元素的种类、元素的质量；微观是因为：原子的种类、原子的数目、原子的质量不变，故在化学反应前后，一定不变的是①②③⑥；
（4）根据反应前后元素的种类不变，可知X中含Na、C、O元素．根据反应前后原子的数目不变，可知X的化学式为Na₂CO₃；
分析：读题可知：本题（1）（2）是用实验来验证质量守恒定律，那么结果不外乎两个：相等（当没有气体参加或不生成气体时）、不相等（当有气体参加或生成气体时）；
（3）考查的是质量守恒定律的守恒原因，宏观方面的以及微观方面的；
（4）用质量守恒定律解决一些常见类型的题目，主要利用守恒的原因来解答．
点评：本题考查的是质量守恒定律的运用，理解微观上质量守恒的原因、注意反应物或生成物中气体易被忽略等是正确解答本题的关键．

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