Question

某化学课外小组同学进行实验探究，装置如图1所示．
（1）甲同学用A装置探究质量守恒定律，实验步骤如下：
如图将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后取下烧杯，将烧杯倾斜，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．发生反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄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装置探究质量守恒定律，实验步骤如下：
如图将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后取下烧杯，将烧杯倾斜，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．发生反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑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2所示，其他操作不变，最后天平仍不平衡．可见，在验证质量守恒定律时，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生成物的化学式．煤燃烧会产生大量的空气污染物．为减少煤燃烧产生的二氧化硫对大气的污染，可向煤中加入适量的石灰石，发生反应的化学方程式为：2CaCO₃+O₂+2SO₂═2CaSO₄+2X．则X的化学式为

 

．

Answer 1

考点：质量守恒定律的实验探究,质量守恒定律及其应用

专题：科学探究

分析：（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．

解答：解：
（1）①硫酸铜溶液与铁钉反应生成硫酸亚铁和铜，反应的方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；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；
（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）根据反应前后原子的种类、数目不变，反应前Ca、C、O、S的原子个数为2、，2、12、2，反应后Ca、C、O、S的原子个数为2、0、8、2，可知X中含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CO₂；
答案：
（1）C
（2）
①生成的二氧化碳气体逸出，使左盘的质量减小．
②装置密闭，体积不变
（3）①②③⑥
（4）CO₂

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．