Question

20、物質發生化學變化的前后，總質量是否發生改變？是增加、減小還是不變？小劉、小李按下面步驟進行探究，
反應方程式為：BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
（1）提出假設：物質發生化學變化前后總質量不變．
（2）設計并進行實驗：小劉設計的實驗裝置和選用藥品如A所示，小李設計的實驗裝置和選用藥品如B所示，他們在反應前后都進行了規范的操作、準確的稱量和
（3）實驗結論：
小劉認為：在化學反應中，生成物的總質量與反應物的總質量相等；
小李認為：在化學反應中，生成物總質量與反應物的總質量不相等．
你認為

小劉

的結論正確，導致另一個實驗結論錯誤的原因是：

小李在實驗操作中產生的二氧化碳氣體逸出，使剩余物的總質量比反應物的總質量少

請從原子的角度分析你認為正確的結論的原因：

化學反應前后原子的種類、數目、質量不變．

（4）使用上述實驗裝置，請你選擇另外兩種藥品進行實驗達到實驗目的，這兩種藥品可以是

Fe

和

CuSO₄

（填化學式）[注：以上四種藥品均不能再用]
（5）小劉和小李通過查閱資料了解到：法國偉大的科學家拉瓦錫早在18世紀就圍繞這個問題進行了準確、縝密的研究，并作出了科學的結論．請你簡要談一下你對這條科學結論有什么重大意義？（不超過30字）

該科學結論對于定量認識化學反應，合理進行化工生產有重要作用．

．

Answer 1

分析：（3）任何化學反應都遵循質量守恒定律，即“參加化學反應的各物質的質量總和”等于“反應后生成的各物質質量總和”，小李的實驗中發生的化學反應也必定遵循質量守恒定律，他之所以得出“生成物總質量與反應物總質量不相等”的錯誤結論，是因為他忽略了產物之一--散逸到空氣中的二氧化碳，從而導致生成物總質量偏小．小劉的實驗中反應物、生成物全為液體與固體，沒有氣體的參與或生成，即使在敞口容器中也能得出正確結論．
原子是化學變化中的最小微粒，在化學變化中不能再分，化學變化的實質是分子分為原子，原子重新組合成新分子的過程，應用原子的三個不變進行解答．
（4）只要是找到反應時無氣體放出的反應，就可對質量守恒定律用此法驗證．
（5）該科學結論主要是對于定量認識化學反應，合理進行化工生產有重要作用．

解答：解：
（3）一切化學反應均遵循質量守恒定律，小李的實驗中，參加反應的碳酸鈉和鹽酸的質量總和等于反應后生成的氯化鈉、水和二氧化碳的質量，小李之所以得出錯誤結論，是因為實驗中生成的二氧化碳散失到了空氣中，稱量時沒有計入生成物總質量．從而導致生成物總質量與反應物總質量不相等．
化學變化的實質是分子分為原子，原子重新組合成新分子的過程，原子是化學變化中的最小微粒，在化學變化中不能再分，即在化學反應前后，原子的種類、數目、質量均不發生改變．故答案為：在化學反應中，反應前后原子的種類沒有改變，數目沒有增減，原子的質量也沒有改變．
故答案為：
小劉；小李在實驗操作中產生的二氧化碳氣體逸出，使剩余物的總質量比反應物的總質量少；化學反應前后原子的種類、數目、質量不變．
（4）只要是找到反應時沒有氣體生成和消耗的化學變化，就能用此方法對質量守恒定律進行解釋．
故答案為：Fe和CuSO₄（其他答案合理亦可）
（5）該科學結論是對于化學反應的定量認識，利用這條規律可對化工生產中物質的使用量有重要作用．
故答案為：該科學結論對于定量認識化學反應，合理進行化工生產有重要作用．

點評：設計驗證質量守恒的實驗時要考慮實驗在密閉容器中進行，組裝裝置時注意實驗的準確性和安全性．解釋質量守恒定律要從原子的角度分析．