Question

18．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．如图实验装置和选用药品，现分别以A、B、C、D表示如图所示：A、B、C三个实验分别由甲、乙、丙三个组的同学来完成，D实验由丁组同学对镁条燃烧前后分别进行称量．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：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燃烧放出的热量使气体受热膨胀，小气球胀大产生浮力，使得天平不平衡．
（2）B实验：乙组同学反应前调节天平平衡，然后将稀盐酸倒入烧杯中与碳酸钙充分反应后，再称量，观察到反应后天平不平衡，天平指针向偏转右（填“左”或“右”），发生反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）通过观察同学们得到的结论是“实验B、D说明质量不守恒”．老师引导同学们分析了原因．你认为B实验天平不平衡的原因是反应生成的二氧化碳逸散到空气中．
若要得到正确结论，该实验应该在在密闭的装置中进行．D镁条燃烧前后，质量不相等的原因是镁条燃烧结合了空气中的氧气，使得前后质量不相等．
（4）C实验：丙组同学取下烧杯并将其倾斜，使试管和烧杯内的两种溶液混合发生反应，该反应的化学方程式为CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄．丙组同学认为C实验说明了质量守恒．请你从原子的角度说明原因：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．

Answer 1

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）碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
（3）根据B、D实验减少的物质分析天平不平衡的原因．
（4）根据质量守恒定律的微观实质分析质量守恒的原因；

解答 解：（1）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，小气球缩小，因此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；整个过程中小气球的变化是：白磷燃烧时，小气球膨胀，冷却后，小气球缩小，到最后被吸瘪；
（2）实验B中观察到的现象是烧杯中次数多了气泡，反应后再称量，观察到天平不平衡，天平指针向右偏转，反应后天平不平衡的原因是反应生成的二氧化碳气体逸出，反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）B实验中的盐酸和碳酸钠溶液反应产生二氧化碳是气体，会逸出容器，使剩下物质的质量减轻，因此使得天平不平衡，所以应在密闭的容器中进行；D实验镁条燃烧会和空气中的氧气反应产生氧化镁，且反应过程中产生白烟，因此使得天平不平衡；
（4）氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为：CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；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；
故答案为：（1）后一种；白磷燃烧放出的热量使气体受热膨胀，小气球胀大产生浮力，使得天平不平衡；
（2）右；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）反应生成的二氧化碳逸散到空气中；在密闭的；镁条燃烧结合了空气中的氧气，使得前后质量不相等；
（4）CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；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．

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．