Question

12．某实验学校老师设计了如图四种装置来帮助学生和理解质量守恒定律，请你一起来参与他们的课题．

【查阅资料】①白磷一般在40°C左右燃烧，而红磷要在240°C左右才能燃烧白磷在空气中燃烧生成的白烟会污染空气；
②氢氧化钠与二氧化碳发生反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（1）根据质量守恒定律，首先确定A装置不能验证质量守恒定律，理由是A装置中没有发生化学变化．
（2）根据实验装置的设计，又确定D装置验证质量守恒定律会导致实验失败，理由是D装置没有密闭，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，锥形瓶内气压减小，外面空气会进入；
（3）B装置可以验证质量守恒定律，为了使实验更环保，可采用放大镜聚光的方法使瓶中的白磷燃烧，确保装置始终密闭．
（4）C装置中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，若把NaOH溶液全部清除，实验不能（填“能”或“不能”）成功，理由是气球会膨胀，受到的空气浮力增大．

Answer 1

分析 根据质量守恒定律只适用于化学变化解答；依据各反应的化学方程式，分析反应物与生成物，看有无气体参加或生成，对照装置，考虑是否由于气体的进入或逸出引起总质量的偏大或偏小，或装置体积的变化引起浮力的变化而影响总质量．

解答 解：
（1）根据质量守恒定律只适用于化学变化，酒精与水互溶，属于物理变化，首先确定A装置不能验证质量守恒定律，理由是A装置中没有发生化学变化；
（2）根据实验装置的设计，又确定D装置验证质量守恒定律会导致实验失败，理由是：该反应有二氧化碳气体参加反应，一开始装置是密闭的，但随着反应的进行长颈漏斗内的氢氧化钠溶液全部流入到锥形瓶后，会使得空气进入锥形瓶，导致装置反应前后质量改变，使反应前测定的质量结果与反应后质量不相等；
（3）B装置可以验证质量守恒定律，为了使实验更环保，可采用放大镜聚光的方法使瓶中的白磷燃烧，确保装置始终密闭．
（4）碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳气体，装置是密闭的，并且集气瓶中的氢氧化钠可吸收生成的二氧化碳，反应前后总质量不变，故可较好地验证质量守恒定律，故C装置中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，若把NaOH溶液全部清除，实验不能成功，理由是气球会膨胀，受到的空气浮力增大．
答案：
（1）A装置中没有发生化学变化；
（2）D；D装置没有密闭，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，锥形瓶内气压减小，外面空气会进入；
（3）放大镜聚光；
（4）吸收二氧化碳；不能；气球会膨胀，受到的空气浮力增大．

点评 该题考查的是质量守恒定律的验证实验，解答时注意看清反应物与生成物中是否有气体、装置是否需要密闭、装置所受浮力是否变化．