Question

某同学按图1装置对质量守恒定律进行实验探究，请根据题目要求回答下列问题．
（已知碳酸钠（Na₂CO₃）粉末与盐酸（HCl）反应，产生二氧化碳气体、水和氯化钠．）
（1）在小烧杯中加入硫酸铜溶液后，在试管中加入铁钉，称量总质量为m₁，然后取下烧杯，将试管中的铁钉投入烧杯中，发生反应的实验现象为

 

，反应发生了一段时间后，再称量小烧杯、试管及烧杯内物质的总质量为 m₂，则（填“=”“＞”“＜”）m₁

 

m₂．说明质量守恒．请从微观的角度分析守恒的原因是

 

．

（2）如图2，若在小烧杯中装有碳酸钠粉末，小试管中装有稀盐酸．称量小烧杯中所有物质的质量为m₁，然后将小烧杯中的碳酸钠与盐酸完全混合，发生反应的化学方程式为

 

；反应发生了一段时间后，再称量小烧杯及烧瓶内物质的总质量为 m₂，则m₁

 

m₂（填“=”“＞”“＜”），其原因为

 

．
（3）通过上述实验你得到的启示是

 

．
（4）在A+2B=2C+2D的反应中，12克A和一定量B恰好完全反应生成28克C和2克D，若要生成10克D，需要参加反应的B的质量为

 

克．

Answer 1

考点：质量守恒定律的实验探究,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）铁与蓝色的硫酸铜溶液发生置换反应，生成硫酸亚铁溶于水中，同时生成红色固体铜，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；
（2）碳酸钠与盐酸反应生成物中有气体二氧化碳，所以放在小烧杯内进行反应时，二氧化碳气体逸散到空气中，而使反应前后烧杯内物质的质量不相等；
（3）考虑有气体生成的反应验证质量守恒定律应在密闭的容器中进行；
（4）根据化学方程式和已知条件“在A+2B=2C+2D的反应中，12克A和一定量B恰好完全反应生成28克C和2克D，若要生成10克D”，列出比例式，即可求出B的质量．

解答：解：
（1）铁与硫酸铜溶液发生置换反应，生成硫酸亚铁和铜．硫酸铜溶液呈蓝色而硫酸亚铁溶液为浅绿色，生成红色的铜附在铁钉表面；反应中没有气体参加，所以烧杯内物质的总质量始终不变．
（2）碳酸钠与盐酸生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；根据质量守恒定律，反应前各物质的总质量等于反应后各物质的总质量，但由于生成的二氧化碳气体放出，所以烧杯内物质的总质量随反应的发生不断减小．
（3）通过上述实验你得到的启示是有气体生成的反应验证质量守恒定律应在密闭的容器中进行；
（4）解：已知“12克A和一定量B恰好完全反应生成28克C和2克D”，根据质量守恒定律，可知B的质量为28g+2g-12g=18g；若要生成10克D，则设生成B的质量为x，则
 A+2B=2C+2D
   18g   2g
    x    10g 
则

18g

2g

=

x

10g

，解得，x=90g；
故答案为：
（1）铁钉表面附着一层银白色的固体；=；反应前后原子的种类、原子的数目、原子的质量都没有改变．
（2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O；＞；反应产生的二氧化碳气体逸散到空气中导致质量减少
（3）有气体生成的反应验证质量守恒定律应在密闭的容器中进行．
（4）90克

点评：本题难度不大，考查的是质量守恒定律的应用，解题的关键是分析表中数据，灵活运用质量守恒定律．但要注意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．