Question

【题目】某课外兴趣小组的同学设计了如下三个实验来验证质量守恒定律：

（设计并实验）

（实验一）将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量。然后将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察现象。待反应一段时间后溶液颜色改变时，将盛有反应后物质的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量。

（实验二）将盛有稀硫酸的烧杯和镁条一起放在托盘天平上称量，然后将镁条浸到稀硫酸中，观察现象。待反应一段时间后不再放出气泡时，将盛有反应后物质的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量。

（实验三）用天平称量一段砂纸打磨过的镁条的质量并进行记录，然后将该镁条在空气中点燃，待反应结束后，将生成物全部收回，再次进行称量并记录。

上述三个实验所记录的数据见下表。

编号	实验一	实验二	实验三
反应前／g	118.4	112.6	m1
反应后／g	118.4	112.4	m2

（分析与讨论）

（1）在这三个实验中，你认为实验________正确反映了反应物与生成物之间的质量关系，由此得出的结论是：在化学反应中生成物的总质量与反应物的总质量相等，请从原子的角度分析结论正确的理由是________。

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

（3）从实验二中得出的结论是：在化学反应中生成物的总质量与反应物的总质量不相等，你认为导致这一结论错误的原因是________．

（实验反思）小组成员从不能正确反映反应物和生成物之间质量关系的实验中，找出了实验设计中的不当之处，并达成了以下共识：设计实验验证质量守恒定律时，对于有空气中的气体（成分）参与或有气体生成的化学反应，一般应使反应在________中进行。

（实验拓展）小明同学从安全的角度考虑，将实验二的装置进行了改进，如图所示．

（1）按如图方式放好仪器，调节天平平衡，记录称量数据．

（2）小明缓慢推动注射器，将稀盐酸加到碳酸钠粉末上，此时察到碳酸钠粉末的表面上有________出现。

（3）此实验中气球的主要作用是________．

（4）当反应结束时，气球已经完全鼓起，小明发现天平的指针已经向右偏了。他感到困惑：其他操作均正常，实验现象与数据为何与预测结果不符？你认为出现该实验现象的合理解释最应该是下列各项中的________（填序号）．

A．该反应前后原子的种类、数目变少

B．该反应生成物的总质量小于反应物的总质量

C．空气的浮力作用干扰了实验结果

D．生成气体的反应不遵守质量守恒定律．

Answer 1

【答案】一化学反应前后原子的种类不变，原子的个数不变，原子的质量不变。＜生成的气体散失在空气中导致剩余物质的质量减少，天平不平衡．密闭容器大量气泡防止生成的气体散失C

【解析】

分析与讨论：(1)硫酸铜和铁反应生成铜和硫酸亚铁，参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，故实验一正确反映了反应物与生成物之间的质量关系，因为化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变；

(2)根据质量守恒定律可知：参加反应镁和氧气的质量和等于生成氧化镁的质量，故反应后固体的质量大于反应前镁的质量；

(3)实验二中：镁和硫酸反应生成的氢气逸散到空气中，导致剩余物质的质量减少；

实验反思：如用有气体参与或生成的化学反应来验证质量守恒定律时，反应应在密闭容器中进行才能判定总质量是否相等；

实验拓展：(2)盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体；

(3)图A中实验中气球的主要作用是防止物质外逸，平衡内外气压；

(4)A、该反应前后原子的种类、数目不变，该选项说法不正确；B、该反应生成物的总质量等于反应物的总质量，该选项说法不正确；C、空气的浮力作用干扰了实验结果，该选项说法正确；D、生成气体的反应遵守质量守恒定律，该选项说法不正确。