Question

19．在验证质量守恒定律时，某小组三位同学分别做了如下实验：
（1）如图A所示，点燃红磷后观察到的现象是放出热量，冒出大量白烟，其中小气球的作用是可以防止白烟进入空气，同时起到缓冲作用，锥形瓶底部放入少量细沙的作用是防止瓶底因受热不均使其炸裂．
（2）如图所示，A、B是用于验证质量守恒定律的实验，其中能达到实验目的是A（填字母），请利用质量守恒定律描述该实验中哪些物质的质量符合等量关系参加反应的红磷和氧气的质量总和等于生成五氧化二磷的质量．
（3）如图C所示，小明同学将碳酸钙粉末全部倒入锥形瓶中，观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生，当反应结束时，气球已经完全鼓起，小明发现天平的指针向右偏了．小明又重新称量，记录了数据，发现指针依然右偏，他感到困惑；其他操作均正常，实验现象与数据为何与预测结果不符？你认为出现该实验现象的合理解释最应该是下列各项中的C（填序号）．
A、该反应前后原子的种类、数目变少
B、该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C、空气的浮力作用干扰了实验结果
D、生成气体的反应不遵守质量守恒定律
（4）另一个学习小组的同学用镁条在空气中燃烧完成验证实验．实验前，同学们预测生成物的质量比镁条的质量大，原因是镁条在空气中燃烧，化学方程式为：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO．根据质量守恒定律，生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量，所以生成物的质量比原来镁条的质量增加了．而反应后实际测量的结果却是小于镁条的质量，其原因可能是镁带燃烧时有一缕白烟（为生成的氧化镁）向空气中扩散，造成氧化镁的损失；镁带燃烧时夹镁带的坩埚钳上有一层白色粉末，此粉末为氧化镁，也造成氧化镁的损失（答一点）．

Answer 1

分析 （1）根据红磷燃烧的现象分析；小气球起到缓冲的作用；锥形瓶底部放一些细沙的目的是：防止瓶底因受热不均使其炸裂；
（2）做验证质量守恒定律的实验时所选用的装置应该考虑到：①如果反应物中有气体参加反应，或生成物中有气体生成，应该选用密闭装置．②如果反应物中没有气体参加生成物中也没有气体生成，装置可不考虑密闭；
（3）碳酸钙与盐酸反应能够产生气泡；根据气球膨胀后受到浮力作用．
（4）根据镁条在空气中燃烧的化学方程式和现象进行分析．根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和．

解答 解：（1）红磷燃烧时放出热量，冒出大量白烟；小气球能防止白烟进入空气，起到缓冲的作用，锥形瓶底部放一些细沙的目的是：防止瓶底因受热不均使其炸裂；故填：放出热量，冒出大量白烟；可以防止白烟进入空气，同时起到缓冲作用；防止瓶底因受热不均使其炸裂．
（2）用图A中的装置进行验证质量守恒定律，能达到目的，原因在于装置是密封的；实验中参加反应的红磷和氧气的质量总和等于生成五氧化二磷的质量；图B不能达到目的，因为生成的二氧化碳气体散逸到空气中去了．故填：A；参加反应的红磷和氧气的质量总和等于生成五氧化二磷的质量；
（3）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，所以现象是有气泡产生；
A、该反应前后原子的种类、数目不变，错误；
B、该反应生成物的总质量等于反应物的总质量，错误；
C、空气的浮力作用使装置收到向上的浮力，干扰了实验结果，正确；
D、生成气体的反应也遵守质量守恒定律，错误．
故填：有气泡产生；C；
（4）因为镁条在空气中燃烧，就是与空气中的氧气发生反应生成氧化镁的过程，则化学方程式为：2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO．根据质量守恒定律，生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量，所以生成物的质量比原来镁条的质量增加了．
镁燃烧时的现象为发出耀眼的白光并有白烟生成，白烟是氧化镁固体小颗粒，这一部分扩散到空气中．其次做实验时镁带要用坩埚钳夹住进行实验，所以燃烧后的白色粉末可能粘在坩埚钳上，导致质量减轻．
故填：镁条在空气中燃烧，化学方程式为：2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO．根据质量守恒定律，生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量，所以生成物的质量比原来镁条的质量增加了；镁带燃烧时有一缕白烟（为生成的氧化镁）向空气中扩散，造成氧化镁的损失；镁带燃烧时夹镁带的坩埚钳上有一层白色粉末，此粉末为氧化镁，也造成氧化镁的损失．

点评 在应用质量守恒定律时，一定要分清反应物和生成物，不能忽略气体物质的质量．验证质量守恒定律，条件的控制是关键，一般用密闭容器进行实验，称量前后容器的质量变化．