题目内容
13.对比分析是化学学习的基本方法,某班化学兴趣小组按如图所示的实验方案探究化学反应是否遵守质量守恒定律.【提出假设】化学反应遵守质量守恒定律.
【进行探究】完成实验记录:
| 实验现象 | 化学方程式 | 实验结论 | |
| 甲同学 | 白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量,气球(1)先鼓后瘪,天平平衡 | 4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O3 | 该反应遵守质量守恒定律 |
| 乙同学 | 烧杯内产生大量气泡,天平不平衡 | (2)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | 该反应遵守质量守恒定律 |
| 丙同学 | 镁条燃烧,发出白光,反应前后称量质量不相等. | (3)2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Mg | 该反应不遵守质量守恒定律 |
【实验结论】化学反应都遵守质量守恒定律.
【探究反思】在探究质量守恒定律时,有气体生成或气体参加的反应必须在密闭装置中进行.
分析 根据质量守恒定律内容分析解答:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和;其中的关键词为:参加 生成 各物质 化学反应 质量总和等.
解答 解:(1)白磷燃烧有氧气的参加,反应后又有浓烟的产生,因此反应需在密闭容器中进行,所以能够验证参加化学反应的反应物的总质量和生成物的总质量相等.变化结合磷燃烧的现象和气球的变化,答案为:气球先变大后又变小,(2)碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,根据质量守恒定律,参加反应的碳酸钠与氯化氢的质量和等于生成的氯化钠、水和二氧化碳的质量和,因有二氧化碳气体溢出,故反应后总质量比反应前总质量减少,观察到天平不平衡;烧杯内产生大量气泡,天平不平衡;答案为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(3)镁条燃烧生成氧化镁,参加反应的是镁和氧气,生成的是氧化镁固体,根据质量守恒定律,生成的氧化镁固体质量等于参加反应的镁和氧气的质量和,但反应没有在密闭容器中进行了,所以燃烧后的总质量大于反应前的总质量,反应的方程式为:2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO;
【分析与讨论】碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,根据质量守恒定律,参加反应的碳酸钠与氯化氢的质量和等于生成的氯化钠、水和二氧化碳的质量和,因有二氧化碳气体溢出,故反应后总质量比反应前总质量减少;
导致丙方案实验前后称量质量不相等的原因有气体的参加反应或有气体、热量等的溢出,故答案为:反应前未称量参加反应的氧气的质量,反应后生成的氧化镁部分外溢,无法称量;
【探究反思】在探究质量守恒定律时,有气体生成或气体参加的反应必须在密闭装置中进行.
答案为:
(1)先鼓后瘪,(2)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑; (3)2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO;
【分析与讨论】生成的气体逸散到空气中了;反应前未称量参加反应的氧气的质量,反应后生成的氧化镁部分外溢,无法称量;
【探究反思】有气体生成或气体参加
点评 要验证质量守恒定律需根据反应物的状态和产物的状态选择敞口或密闭装置,若有气体参加或生成的反应需在密闭容器中进行.
| A. | 酒精和水 | B. | 食盐和泥沙 | C. | 食盐和水 | D. | 食盐和白糖 |
(1)同学们想探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响.在其他条件相同的情况下进行了三次实验,记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间.
| 实验 | 过氧化氢的浓度 | 过氧化氢溶液质量(g) | 二氧化锰质量(g) | 收集时间(s) |
| 1 | 10% | 100g | 2 | 200 |
| 2 | 15% | 100g | 2 | 100 |
| 3 | 20% | 100g | - | 67 |
②写出上述反应的化学反应的文字表达式过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气,该反应的基本类型为分解反应.
③实验3中,加入的二氧化锰质量为2g,其作用是催化作用或者加快反应进行.
④相同条件下,从实验数据分析,说明双氧水的溶质质量分数越大,分解速度越快.
(2)同学通过查阅资料得知,双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气.为了验证加热双氧水也可以产生氧气,同学们选择如图2装置(气密性良好)进行实验.实验中当加热至接近沸腾观察到试管内快速产生大量气泡,但将带火星的木条放在导管口没有复燃,可能的原因是水蒸气含量太高,同学们结合物理知识分析原因后,采用了排水法收集气体后,再检验,证明加热双氧水也可产生氧气.