Question

2．通过对第五单元的学习大家认识到了定量研究对于化学科学发展的重大作用，某化学兴趣小组的同学对此很感兴趣，欲通过化学实验自己验证“质量守恒定律”，设计的实验如图1所示．

（1）质量守恒定律是自然的基本定律之一，请根据质量守恒定律解释蜡烛为什么会越燃烧越短：蜡烛燃烧时生成二氧化碳和水．
【提出问题】碳酸钙一稀盐酸反应是否遵守质量守恒定律？
【提出假设】该反应遵守质量守恒定律
（2）【进行实验】实验步骤如下：
①按如图1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，观察到烧杯内剧烈反应，并有气泡冒出．
（3）【收集证据】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．
（4）【反思评价】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．
（5）【总结问题】同学们经过讨论，意识到了自己所犯的错误，对实验进行了如图2的改进，但有同学却说该实验不能用来验证质量守恒定律，请你根据以上的实验，总结归纳用称量的方法来验证质量守恒定律时，对物质的变化及实验装置的选择的要求是：有气体生成时，需要在密闭容器中反应．
（6）另一组同学研究了物质W的组成．一定条件下，W在密闭容器内发生反应前后各物质的质量如下图所示：

其中：X=52g，W中所含有的元素是C、H、O．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳进行分析；
（2）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行分析；
（3）根据碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳逸散到空气中进行分析；
（4）根据质量守恒定律的微观解释进行分析；
（5）根据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；
（6）根据质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，利用在发生化学反应时反应物质量会减小，生成物质量会增多，判断反应物与生成物的质量，以及物质的元素组成．

解答 解：（1）蜡烛燃烧时生成二氧化碳和水，所以蜡烛燃烧会越烧越短；
（2）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，所以观察到烧杯内剧烈反应，并有气泡冒出；
（3）碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳逸散到空气中，所以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；
（4）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；
（5）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；
（6）由于四种物质中W和氧气质量减小，所以是反应物，且反应物的总质量是23g+（64g-16g）=71g，而水的质量增加，且增加值是32g-5g=27g，依据质量守恒定律参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，所以二氧化碳必是生成物且生成的质量是71g-27g=44g，此反应的表达式可表示为W+O₂→CO₂+H₂O，所以X的值等于44+8=52，根据质量守恒定律，由反应表达式可以看出W中一定含有碳、氢两种元素，是否含有氧元素则要通过生成物中的氧元素与反应的氧气质量进行比较，生成的水中氧元素的质量为：27g×$\frac{16}{18}$=24g，二氧化碳中氧元素的质量：44g×$\frac{32}{44}$=32g，两者的质量和为56g，而参加反应的氧气的质量=64g-16g=48g，所以可判断W中含有氧元素．
故答案为：（1）蜡烛燃烧时生成二氧化碳和水；
（2）气泡；
（3）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；
（4）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；
（5）有气体生成时，需要在密闭容器中反应；
（6）52，C、H、O．

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．