Question

【題目】某課外興趣小組的同學設計了如下三個實驗來驗證質量守恒定律：

（設計并實驗）

（實驗一）將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質量。然后將鐵釘浸到硫酸銅溶液中，觀察現象。待反應一段時間后溶液顏色改變時，將盛有反應后物質的燒杯放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質量。

（實驗二）將盛有稀硫酸的燒杯和鎂條一起放在托盤天平上稱量，然后將鎂條浸到稀硫酸中，觀察現象。待反應一段時間后不再放出氣泡時，將盛有反應后物質的燒杯放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質量。

（實驗三）用天平稱量一段砂紙打磨過的鎂條的質量并進行記錄，然后將該鎂條在空氣中點燃，待反應結束后，將生成物全部收回，再次進行稱量并記錄。

上述三個實驗所記錄的數據見下表。

編號	實驗一	實驗二	實驗三
反應前／g	118.4	112.6	m1
反應后／g	118.4	112.4	m2

（分析與討論）

（1）在這三個實驗中，你認為實驗________正確反映了反應物與生成物之間的質量關系，由此得出的結論是：在化學反應中生成物的總質量與反應物的總質量相等，請從原子的角度分析結論正確的理由是________。

（2）上述表格中m1和m2的關系是：m1________m2（填＞、＝或＜）

（3）從實驗二中得出的結論是：在化學反應中生成物的總質量與反應物的總質量不相等，你認為導致這一結論錯誤的原因是________．

（實驗反思）小組成員從不能正確反映反應物和生成物之間質量關系的實驗中，找出了實驗設計中的不當之處，并達成了以下共識：設計實驗驗證質量守恒定律時，對于有空氣中的氣體（成分）參與或有氣體生成的化學反應，一般應使反應在________中進行。

（實驗拓展）小明同學從安全的角度考慮，將實驗二的裝置進行了改進，如圖所示．

（1）按如圖方式放好儀器，調節天平平衡，記錄稱量數據．

（2）小明緩慢推動注射器，將稀鹽酸加到碳酸鈉粉末上，此時察到碳酸鈉粉末的表面上有________出現。

（3）此實驗中氣球的主要作用是________．

（4）當反應結束時，氣球已經完全鼓起，小明發現天平的指針已經向右偏了。他感到困惑：其他操作均正常，實驗現象與數據為何與預測結果不符？你認為出現該實驗現象的合理解釋最應該是下列各項中的________（填序號）．

A．該反應前后原子的種類、數目變少

B．該反應生成物的總質量小于反應物的總質量

C．空氣的浮力作用干擾了實驗結果

D．生成氣體的反應不遵守質量守恒定律．

Answer 1

【答案】一化學反應前后原子的種類不變，原子的個數不變，原子的質量不變。＜生成的氣體散失在空氣中導致剩余物質的質量減少，天平不平衡．密閉容器大量氣泡防止生成的氣體散失C

【解析】

分析與討論：(1)硫酸銅和鐵反應生成銅和硫酸亞鐵，參加反應的物質的質量之和，等于反應后生成的物質的質量之和，故實驗一正確反映了反應物與生成物之間的質量關系，因為化學反應前后，原子的種類、數目、質量不變；

(2)根據質量守恒定律可知：參加反應鎂和氧氣的質量和等于生成氧化鎂的質量，故反應后固體的質量大于反應前鎂的質量；

(3)實驗二中：鎂和硫酸反應生成的氫氣逸散到空氣中，導致剩余物質的質量減少；

實驗反思：如用有氣體參與或生成的化學反應來驗證質量守恒定律時，反應應在密閉容器中進行才能判定總質量是否相等；

實驗拓展：(2)鹽酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體；

(3)圖A中實驗中氣球的主要作用是防止物質外逸，平衡內外氣壓；

(4)A、該反應前后原子的種類、數目不變，該選項說法不正確；B、該反應生成物的總質量等于反應物的總質量，該選項說法不正確；C、空氣的浮力作用干擾了實驗結果，該選項說法正確；D、生成氣體的反應遵守質量守恒定律，該選項說法不正確。