Question

14．质量守恒定律的定量研究对化学科学发展具有重大作用．
（1）硝酸在工业生产中有广泛的应用，工业上制取硝酸的关键反应为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6R，其中R的化学式为H₂O；
（2）在小烧杯中加入硫酸铜溶液后，加入铁钉，称量总质量为m₁，反应发生了一段时间后，再称量小烧杯及烧杯内物质的总质量为m₂，则（填“=”、“＞”或“＜”）m₁=m₂；
（3）如图所示装置，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称量，发现天平的指针偏右，其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，由这个实验推测：要验证质量守恒定律，有气体生成时，实验环境应在密闭（开放、密闭）体系中进行．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律进行分析判断．
（2）反应中没有气体参加，所以放在敞口的烧杯中进行实验，反应前后烧杯内物质质量也不变．
（3）根据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）解答．

解答 解：（1）依据化学反应前后原子的种类、数目不发生改变：N原子前后均为4，故R中无N原子；反应前有12个H原子，而NO中无H原子，故“6R”中有12个H原子，每个R中有2个H原子；同理可得每个R中含1个O原子，即化学式为：H₂O
（2）因为反应过程中没有气体放出，所以反应前后烧杯中物质质量相等．
（3）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；要验证质量守恒定律，有气体生成时，实验环境应在密闭体系中进行．
故答案为：（1）H₂O；（2）=；（3）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；密闭．

点评 在任何与周围隔绝的体系中，不论发生何种变化或过程，其总质量始终保持不变．