题目内容

8．在“质量守恒定律”的课堂教学中，老师引导同学们进行“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”的实验探究．他们使用的实验装置和选用药品如图所示，现分别以A、B、C、D表示如下：

A、B、C、D四个实验分别由甲、乙、丙、丁四个组的同学来完成，他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察．
（1）A实验：锥形瓶底放层细沙的原因是：防止白磷燃烧产生的热量使锥形瓶底部炸裂；小气球的作用是：缓冲作用；白磷刚引燃，立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡．结论是：质量不守恒．待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡．结论是：质量守恒．你认为结论正确的是后一种（填“前一种”或“后一种”），而导致另一种结论错误的原因是：白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大．
（2）丙组同学认为C实验说明了质量守恒定律．请你从原子的角度说明为什么？学反应的过程是反应物的原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目、质量不变，因此生成物的质量也不会改变．乙、丁两组同学得到的错误结论是“实验B、D均说明质量不守恒”．老师引导同学们分析了B、D两个实验反应前后天平不平衡的原因．你认为B实验天平不平衡的原因是：因为反应后生成的CO2逸出，使得天平不平衡；D实验天平不平衡的原因是：因为镁条燃烧消耗空气中的氧气且生成的氧化镁部分跑到空气中去，使得天平不平衡．
（3）如果A装置中只是将药品改为少量的二氧化锰和过氧化氢，反应前后天平仍不平衡，原因是：过氧化氢分解产生的氧气将使气球胀大，装置受到的浮力增大；结论是：参加反应的过氧化氢的质量一定等于（填“等于”或“不等于”）生成的水和氧气的质量总和．

分析 （1）根据白磷燃烧放热及质量守恒定律的内容结合浮力分析；
（2）根据质量守恒定律的微观实质分析质量守恒的原因；根据B、D实验减少的物质分析天平不平衡的原因；
（3）根据有气体生成的反应除了考虑在密闭容器中进行实验外，还需要考虑气球涨大受到浮力的影响．

解答 解：（1）白磷燃烧产生的热量使锥形瓶底部炸裂，因此锥形瓶底放层细沙；为防止白磷燃烧产生的热量把橡皮塞冲出，因此加一个小气球，起到缓冲的作用；因为白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大，所以立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡，而待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡，故结论正确的是后一种；故填：防止白磷燃烧产生的热量使锥形瓶底部炸裂；缓冲作用；后一种；白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大；
（2）C实验说明了质量守恒定律，因为化学反应的过程是反应物的原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目、质量不变，因此生成物的质量也不会改变；由于反应时产生的二氧化碳气体扩散到空气中，剩余物的质量减少；由于磷燃烧时产生的白烟扩散到空气中，剩余物的质量减少；
（3）如果A装置中只是将药品改为少量的二氧化锰和过氧化氢，反应前后天平仍不平衡，原因是：过氧化氢分解产生的氧气将使气球胀大，装置受到的浮力增大，因此反应前后天平仍不平衡；得到结论是：参加反应的过氧化氢的质量一定等于生成的水和氧气的质量总和．
答案：
（1）防止白磷燃烧产生的热量使锥形瓶底部炸裂；缓冲作用．后一种，白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大．
（2）化学反应的过程是反应物的原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目、质量不变，因此生成物的总质量也不会改变．因为反应后生成的CO2逸出，使得天平不平衡；因为镁条燃烧消耗空气中的氧气且生成的氧化镁部分跑到空气中去，使得天平不平衡．
（3）过氧化氢分解产生的氧气将使气球胀大，装置受到的浮力增大；    等于．

点评 本题考查了质量守恒定律的验证方法的探究，对于有气体参加反应或有气体生成的反应需要在密闭容器中进行，还要能够从微观的角度对质量守恒定律进行解释．

练习册系列答案
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