Question

3．对比分析是化学研究和学习基本方法．甲、乙、丙三位同学利用图中的装置，围绕“用称量的方法验证化学反应是否遵守质量守恒定律并分析实验条件”这一探究目的开展活动．

【实验步骤】
①如图所示，甲将白磷和反应装置、乙将装有稀盐酸的小试管和碳酸钠粉末的烧杯，分别放在两个托盘天平上，并用砝码使天平平衡．丙对石棉网和打磨干净的镁条进行称量．
②三位同学分别利用装置进行化学反应．
③甲、乙同学在反应结束且甲的装置冷却后，将反应装置及装置内的物质放在反应前使用的托盘天平上，观察天平是否平衡．丙同学实验结束后称量石棉网和石棉网上氧化镁的质量，比较反应前后质量．
【实验分析】
（1）请你仿照示例，完成实验现象的记录和分析．

	实验现象
甲同学	①白磷燃烧，产生浓浓的白烟，放出热量，气球先变大后又变小，天平平衡	4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5	该反应遵守质量守恒定律
乙同学	②烧杯内产生大量气泡，天平不平衡	③Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑	该反应遵守质量守恒定律
丙同学	镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，放热，生成 白色固体．反应前后称量质量不相等．	④2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO	该反应不遵守质量守恒定律

（2）比较甲、丙同学的实验有许多相似之处，如生成物都属于下列选项中的B．
A、酸          B、氧化物         C、碱          D、盐
（3）通过对上述实验的对比分析，甲乙两位同学发现丙同学的实验现象是正确的，但结论却是错误的．在实验操作完全正确的情况下，请分析导致丙同学实验前后称量质量不相等的原因有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．
【实验结论】化学反应都遵守质量守恒定律．
【实验反思】（4）请从微观角度分析化学反应遵守质量守恒定律的原因是化学反应前后原子的种类、数目、质量都没有发生改变．

Answer 1

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．
根据白磷在空气中燃烧，发出黄光，放出热量，冒出白烟，由于反应在密封的容器中进行，反应前后称量质量相等；碳酸钠和稀盐酸反应有二氧化碳气体生成，由于气体逸出，反应前后称量质量不相等等知识进行分析；根据有气体参与和生成的反应，在验证质量守恒定律时应在密闭容器中进行，镁条燃烧有氧气参与，会导致反应前后固体的质量不相等进行分析．

解答 解：（1）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：白磷燃烧，产生浓浓的白烟，放出热量，气球先变大后又变小，天平平衡；
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；答案为：烧杯内产生大量气泡，天平不平衡；反应的方程式为：③Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；   
④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；
（2）磷燃烧的产物五氧化二磷和镁燃烧的产物氧化镁均是由两种元素组成，且其中一种是氧元素，故都是氧化物；
（3）天平不平衡的原因可能是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； 
（4）从微观角度分析化学反应遵守质量守恒定律的原因是原子的“三个不变”，即化学反应前后原子的种类、数目、质量都没有发生改变．
故答案为：（1）【实验分析】

	实验现象
甲同学	白磷燃烧，产生浓浓的白烟，放出热量，气球先变大后又变小，天平平衡	4P+502$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5	该反应遵守质量守恒定律
乙同学	烧杯内产生大量气泡，天平不平衡	Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑	该反应遵守质量守恒定律
丙同学	镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，放热，生成 白色固体．反应前后称量质量不相等．	2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO	该反应不遵守质量守恒定律

（2）B；
（3）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；
（4）化学反应前后原子的种类、数目、质量都没有发生改变．

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．