Question

为了验证物质在发生化学变化时“参加反应的反应物总质量与生成物总质量相等”，某校甲、乙两个兴趣小组分别设计了如下的探究实验：
【实验方案】
【实验现象】反应后，甲小组的天平

 

，乙小组的天平

 

（填“平衡”、“不平衡”），上述反应中符合质量守恒定律的是

 

（填“甲”、“乙”）．
【解释与结论】
乙小组的解释为：

 

．
【反思与评价】比较两个小组的实验设计，若乙小组使用的试剂不变但要得到和甲小组相同的结论，你认为应对实验装置进行怎样的改进？

 

．
【拓展与延伸】
硝酸在工业生产中有广泛的应用，工业上制硝酸的关键反应为4NH₃+5O₂

MnO2 .

△

4NO+6R，其中R的化学式为

 

．

Answer 1

考点：质量守恒定律的实验探究

专题：科学探究

分析：盐酸和碳酸钠反应生成了氯化钠、水、二氧化碳，有气体跑出质量减少，天平不平衡，所以不能用来验证质量守恒，硫酸铜与氢氧化钙反应生成硫酸钙和氢氧化铜，没有物质跑出，质量不变，能验证质量守恒．化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变．

解答：解：[实验现象]由于甲小组用硫酸铜与氢氧化钙反应，生成硫酸钙和氢氧化铜，没有物质散失，质量不变天平指针指向刻度盘的中间；乙小组用的是盐酸和碳酸钠反应生成了氯化钠、水、二氧化碳，有气体跑出质量减少，指针指向刻度盘的右边；
[解释与结论]甲小组天平平衡说明参加化学反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和；乙小组质量不相等是因为反应中有二氧化碳气体生成，因此烧杯内总质量会减少；
[反思与评价]有气体产生的实验必须在密闭容器中进行．
【拓展与延伸】由4NH₃+5O₂═4NO+6R可知，
反应前氮原子是4个，反应后是4个；
反应前氢原子是12个，反应后应该是12个，包含在6R中；
反应前氧原子是10个，反应后应该是10个，其中6个包含在6R中；
由分析可知，每个R中含有2个氢原子和1个氧原子，是水，化学式是H₂O．
故答案为：[实验想象]：平衡；不平衡；甲乙．
[解释与结论]：反应中有二氧化碳气体生成，因此烧杯内总质量会减少．
[反思与评价]：将乙小组中的烧杯改为密闭容器．
【拓展与延伸】H₂O．

点评：在设计验证质量守恒的实验时要考虑实验在密闭容器中进行，组装装置时注意实验的准确性和安全性．