题目内容

16.某化学兴趣小组的同学欲通过化学实验证明“质量守恒定律”,确定以“稀盐酸与碳酸钙反应”为研究对象,设计的实验装罝如图1所示.

(1)根据实验目的,小明应该测量的数据是反应前、后(填“只有反应前”、“只有反应后”、“反应前、后”之一)整个反应装置(包括锥形瓶、气球和药品)的质量.
(2)实验步骤如下:
①按如图方式放好仪器,使天平平衡,记录称量数据.
②将小试管中的稀盐酸全部倒入烧杯中,观察到烧杯剧烈反应,并有气泡冒出.
③当反应结束时,同学们发现天平的指针偏向右边.同学们又重新称量,记录了数据.
他们感到困惑:其他操作均正常,实验现象与数据为何与预测结果不符?请你帮他们分析导致天平不平衡的原因是稀盐酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳逸出,使反应后质量减少.
(3)同学们经过讨论,意识到了自己所犯的错误,有气体生成或参与的化学反应必须在密闭装置内进行,才能正确验证质量守恒定律.于是他们对实验装置进行了重新设计,如图2所示:
实验步骤如下:
①按如图方式放好仪器,使天平平衡,记录称量数据.
②将碳酸钙粉末全部倒入到锥形瓶中,观察现象.
③当反应结束后,气球完全鼓起,他们发现天平的指针仍然偏向右边,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
若不考虑该因素的影响,该反应是否遵循质量守恒定律?是(填“是”或“否”),请从微观方面说明原因化学反应前后原子种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量没有改变,所以化学反应前后物质的总质量不变.

分析 根据已有的知识进行分析,验证质量守恒定律,则需要测定反应前后物质的总质量,碳酸钙和稀盐酸反应能生成氯化钙、水和二氧化碳;据此解答.

解答 解:
(1)验证质量守恒定律,则需要测定反应前后物质的总质量,故填:反应前、后;
(2)②碳酸钙和稀盐酸反应能生成氯化钙、水和二氧化碳,故会观察到有气泡产生;
③当反应结束时,同学们发现天平的指针偏向右边,导致天平不平衡的原因是稀盐酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳逸出,使反应后质量减少;
(3)验证质量守恒定律时,有气体生成或参与的化学反应必须在密闭装置内进行;
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:C.
化学反应前后原子种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量没有改变,所以化学反应前后物质的总质量不变;化学反应都遵守质量守恒定律,若不考虑该因素的影响,该反应是遵循质量守恒定律;
答案:
(1)反应前、后  
(2)气泡   稀盐酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳逸出,使反应后质量减少    
(3)气体   密闭    C   是     化学反应前后原子种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量没有改变,所以化学反应前后物质的总质量不变.

点评 本题考查了质量守恒定律的实验探究,完成此题,可以依据探究过程中的注意事项进行.

练习册系列答案
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6.家庭养观赏鱼时会在鱼缸里放点“鱼浮灵”,可使水中的含氧量迅速增加.“鱼浮灵”主要成分是过碳酸钠(xNa2CO3•yH2O2),俗称固体双氧水.某化学兴趣小组对其进行探究.
Ⅰ:“鱼浮灵”的性质研究
实验1:取少量“鱼浮灵”于试管中加水,有持续细小气泡缓慢放出;继续向试管中加入少量MnO2粉末,产生大量气泡.将带火星木条伸入试管,木条复燃,说明有O2生成.
实验2:取实验1中上层清液,测得溶液PH>7;向溶液中滴加足量稀盐酸,产生大量气泡;将产生的气体通入澄清石灰水中,出现浑浊现象,说明有CO2生成.
结论:过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重化学性质.
Ⅱ:“鱼浮灵”的制备研究
“鱼浮灵”的工业制备流程如下:

【查阅资料】异丙醇为有机溶剂,水与异丙醇可以互溶,过碳酸钠在异丙醇中溶解度较小.
(1)稳定剂的作用是防止H2O2分解;稳定剂中MgCl2和Na2SiO3发生复分解反应,生成一种难溶物将过碳酸钠粒子包裹住,该反应的化学方程式为MgCl2+Na2SiO3=MgSiO3↓+2NaCl.
(2)浊液中加入异丙醇的作用是降低过碳酸钠的溶解度(或减少过碳酸钠的溶解或提高产率等).
Ⅲ:“鱼浮灵”的组成研究
利用如图装置进行产品过碳酸钠(xNa2CO3•yH2O2)组成的测定(杂质对测定无影响).

(1)实验前先缓慢通N2一段时间,加热铜网至红热后,再缓慢滴入过量稀硫酸,直至A中样品完全反应,继续缓慢通N2.继续缓慢通N2的目的是把A装置中产生的气体全部赶至C、D装置中,使之被充分吸收.
(2)B装置中浓硫酸的作用是除去气体中的水蒸气;便于观察和控制气流速度.
(3)若先滴入稀硫酸,后加热铜网,会导致x:y的值偏大(填“偏大”或“偏小”).
(4)实验测得C装置中铜网增重1.2g,D装置增重2.2g,则x:y=2:3.

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