1、質量守恒定律的實驗探究1、以下是老師引導學生探究“質量守恒定律”的教學片段，請你參與探究井幫忙填寫空格（包括表 中的空格）。【提出問題】化學反應前后各物質的質量總和是否相等？【查閱資料】氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體【猜想與假設】猜想 1：不相等；猜想2:相等【實驗探充】甲、乙兩組同學用托盤天平分別稱量反應前后物質的質量甲組乙組稀鹽酸BCCh 粉末，" L -4 7*CuSO4 /溶液Y實驗方案（反應后略）,"JL f二A實驗現象有氣泡產生，天平指針向右偏轉，化學方程式 為,天平指針沒有偏轉結論猜想1正確猜想2正確【反思評價】究竟哪種猜想正確？通過討論，同學們發現甲組中有

2、氣體溢出，導致指針偏轉。得到啟示：在探究化學反應前后各物質的質量總和是否相等時，凡有氣體生成或參加的反應一定要在 中進行。【得出結論】同學們利用改進后的最佳裝置進行再次探究，均得出猜想 2正確。進一步分析發現，反 應體系中器材和未參加反應的物質的質量在反應前后保持不變，最終得出結論： 的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。【解釋應用】解釋：化學反應前后， 的種類、數目、質量均不變，所以質量守恒。應用：某固體物質受熱會發生分解反應，生成氧化銅、水和二氧化碳三種物質，則該固體物質一定有 種元素組成。【答案】 解：【實驗探充】碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式為

3、：Na2CQ+2HCl=2NaCl+H2O+CO鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，過程中鐵釘表面析出紅色固體，實驗過程如下所示：實驗現象有氣泡產生，天平指針向右偏轉，化學方程式為Na2 cQ+2HCl=2NaCl+H2O+CQT鐵旬表面析出紅色固體，天平指針沒有偏轉結論猜想1正確猜想2正確【反思評價】在探究化學反應前后各物質的質量總和是否相等時，凡有氣體生成或參加的反應一定要在密閉容器中進行。故填：密閉容器。【得出結論】參加反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。故填：參加反應。【解釋應用】解釋：化學反應前后，原子的種類、數目、質量均不變，所以質量守恒。應用：某固體物質受熱會發生

4、分解反應，生成氧化銅、水和二氧化碳三種物質，則該固體物質一定有銅元素、氧元素、氫元素、碳元素等4種元素組成。故填：原子；4。2、在“質量守恒定律”的課堂教學中，老師引導同學們進行“化學反應中，反應物與生成物的質量關系”的實驗探究。如圖實驗裝置和選用藥品均為教材圖示，現分別以A. B. C. D表示如下：他們都進行了規范的操作、準確的稱量和細致的觀察。小氣球A甲組B乙組C丙組D丁組鑲條的燃燒9鹽酸鐵釘A. B. C. D四個實驗分別由甲、乙、丙、丁四個組的同學來完成，他們都進行了規范的操作、準確的稱量和細致的觀察。(1)上述四個實驗中反應后天平平衡的是(2)任何化學反應都遵循質量守恒定律，從微觀

5、的角度看是因為反應前后(3)在甲組實驗過程中氣球是怎樣變化?。寫出A實驗中發生的化學方程【答案】解：(1)上述四個實驗中反應后天平平衡的是AC, B中反應生成的二氧化碳逸出裝置，導致天平不平衡，D中反應生成的氧化鎂部分擴散到空氣中，導致天平不平衡。故填：AG(2)任何化學反應都遵循質量守恒定律，從微觀的角度看是因為反應前后原子種類、總個數和質量都不變。故填：原子種類、總個數和質量都不變。(3)在甲組實驗過程中，白磷燃燒放熱，導致氣球膨脹，完全反應后氧氣消耗，溫度降低，導致氣球縮小；A實驗中白磷燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為:4P+5Q2P2O5。故填：先膨脹后縮小；4P+5Q圍也2P2

6、O5。3、化學興趣小組的同學用圖 1所示實驗驗證質量守恒定律，請你參與其中。圖1圖2（1）請完善該反應的化學方程式：Na2CO3+HCl NaCl+H2O+CO2 T ,若碳酸鈉 粉末和鹽酸恰好完全反應，則燒杯內溶液中所含的微粒有 （填微粒符號）。（2）該實驗中，大家進行了兩次稱量，有四組同學分別得到下列數據，其中有問題的數據是（填序號），該反應 （填“遵循”或“不遵循”）質量守恒定律。反應前稱量/g75.673.874.676.5反應后稱量/g75.670.671.877.6（3）為到達驗證質量守恒定律的目的，下列改進方法一定可行的是A .將實驗試劑換為鐵粉和硫酸銅溶液B.將實驗試劑換為二氧

7、化鎰和雙氧水C.將天平左盤裝置改為圖所示裝置D.將天平左盤裝置改為圖所示裝置（4）根據該實驗得出結論，同學們設計了如圖3所示實驗。植物油冰 圖3已知二氧化碳能溶于水，則方框內應選擇裝置 （填序號）。若反應前錐形瓶內物質總 質量為Mg ,反應完全后錐形瓶內物質總質量為mg,收集到水的體積為 VmL,水的密度為p ig/mL ,二氧化碳的密度為 p 2g/mL ,則可得到的等式是 （選用含以上字母的式子表示）。【答案】解：(1)碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：Na2CO3 +2HCl=2NaCl+H 2O+CO 2 T ;若碳酸鈉粉末和鹽酸恰好完全反應，則燒杯內溶液中

8、所含的微粒有Na+、Cl-、H2Oo故填：1; 2; 2; 1; 1; Na+、Cl-、H2O。(2)該實驗中，大家進行了兩次稱量，有四組同學分別得到下列數據，其中有問題的數據是，這是因為反應生成的二氧化碳逸出裝置，反應前后質量不能相等， 反應后質量更不能大于反應前質量；該反應遵循質量守恒定律。故填：；遵循。(3) A.可以將實驗試劑換為鐵粉和硫酸銅溶液，這是因為鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；B.不能將實驗試劑換為二氧化鎰和雙氧水，這是因為反應生成的氧氣會逸出裝置；C.不能將天平左盤裝置改為圖所示裝置，這是因為生成的二氧化碳能使氣球膨脹，產生向上的浮力；D.可以將天平左盤裝置改為圖所示裝置，

9、這是因為反應生成的二氧化碳能被石灰水吸收。故填：AD。(4)已知二氧化碳能溶于水，為了防止二氧化碳溶于水，可以在水上面覆蓋植物油，則方框內應選擇裝置；錐形瓶中反應前后的質量差即為反應生成二氧化碳的質量，因此Mg-mg= p 2g/mLXVmL。故填：； Mg-mg= p 2g/mL x VmL。4、根據下列實驗裝置，回答有關問題：A BC D EF(1)儀器的名稱是。(2)用過氧化氫和二氧化鎰制取氧氣的裝置組合是,反應的化學方程式為,其中二氧化鎰的作用是 。若選用E裝置收集 氧氣，氣體應從 (填“ a”或" b”)端通入。(3)實驗室用高鎰酸鉀制取氧氣的化學方程式為 ,發生裝置需改

10、進的是，當選用F裝置收集完氣體后，測得瓶中氧氣純度明顯偏低， 以下原因不可能的是 。A.裝置漏氣B.收集前，集氣瓶中未注滿水C.集氣瓶在移出水槽前未蓋玻璃片D.未見氣泡連續均勻冒出時就開始收集(4)如圖甲裝置可用來測量生成的。2的體積，在水面上封了一層植物油，植物油上方原有的空氣對實驗的結果 (填“有”或“沒有”)明顯影響。(5)小明同學欲通過化學實驗證明“質量守恒定律”，確定以“稀鹽酸與碳酸鈉反應”為研究對象， 設計的實驗裝置如圖乙所示。實驗步驟：按如圖方式放好儀器，使天平平衡。將碳酸鈉粉末全部倒入錐形瓶中，觀察到錐形瓶 中液體里出現的現象之一是 。當反應結束時，氣球完全鼓起，小明發現天平的

11、 指針已經向右偏了。小明又重新檢查儀器，結果反應后天平指針仍然向右偏。他感到困惑：其他操作均正確，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應該是下列各項中的 (填序號)co：植物)甲乙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【答案】解：(1)儀器的名稱是酒精燈。故填：酒精燈。(2)用過氧化氫和二氧化鎰制取氧氣時不需要加熱，應該用A裝置作為發生裝置；因為氧氣的密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，即用C或E裝置收集，氧氣不易溶于水，可以用排水法收集，即用 F裝置收集；，

12、一八 一一 一，一 ，一 一一 M口0工人過氧化氫在二氧化鎰催化作用下分解生成水和氧氣，反應的化學萬程式為：2H2Q2H2O+OT,其中二氧化鎰的作用是催化劑，可以加快反應速率；若選用E裝置收集氧氣，氧氣密度比空氣大，氣體應從b端通入。一MnO, 故填：AC或 AE或 AF; 2H2Q2H2O+O T ；催化齊U； b。(3)實驗室用高鎰酸鉀制取氧氣的化學方程式為：2KMng電MnO+MnO+Q T ,發生裝置需改進的是在試管口塞一團棉花，以防止高鎰酸鉀進入導管；當選用F裝置收集完氣體后，測得瓶中氧氣純度明顯偏低，可能是裝置漏氣，收集前，集氣瓶中未注 滿水，未見氣泡連續均勻冒出時就開始收集，不

13、可能的是集氣瓶在移出水槽前未蓋玻璃片。故填：2KMnQK2MnQ+MnO+Q T ；在試管口塞一團棉花；C。5、物質發生化學變化的前后，總質量是否發生改變？是增加、減小還是不變呢？甲、乙、丙三位同 學按下面的步驟進行探究：(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：甲同學設計的實驗裝置和選用藥品如圖A所示，乙同學設計的實驗裝置和選用藥品如圖B所示，他們在反應前后都進行了規范的操作、準確的稱量和細致的觀察.BaCbiS演、船SO籀液丙同學進行了圖 C所示的實驗，在一根用細銅絲吊著的長玻璃棒兩端，分別繞上粗銅絲，并使玻璃棒保持水平.然后，用酒精燈給a端銅絲加熱數分鐘.停止

14、加熱后冷卻，他觀察到的現象 是.(3)實驗結論：甲同學認為：在化學反應中，生成物的總質量與反應物的總質量相等；乙同學、丙同學認為：在化學反應中，生成物的總質量與反應物的總質量不相等.(4)你認為 的結論正確，請從原子的角度分析， 結論正確的理由是 .(5)導致其他實驗結論錯誤的原因是B實驗反應后生成的氣體逸散到空氣中去了，C實驗a端銅絲增加了氧元素的質量.因此，如果有氣體參與反應或者生成物中有氣體的反應，則一定要設計反應在裝置中進行.【答案】解：(2)丙同學進行了圖 C所示的實驗，在一根用細銅絲吊著的長玻璃棒兩端，分別繞上粗銅絲，并使玻璃棒保持水平.然后，用酒精燈給a端銅絲加熱數分鐘.停止加熱

15、后冷卻，他觀察到的現象是：粗銅絲a端下沉，因為銅和氧氣在加熱的條件下生成氧化銅；故答案為：粗銅絲a端下沉；(4)我認為甲的結論正確，請從原子的角度分析，結論正確的理由是反應前后原子的種類和數目不 變；故答案為：甲；反應前后原子的種類和數目不變；(5)導致其他實驗結論錯誤的原因是B實驗反應后生成的氣體逸散到空氣中去了，C實驗a端銅絲增加了氧元素的質量.因此，如果有氣體參與反應或者生成物中有氣體的反應，則一定要設計反應在 密閉裝置中進行；故答案為：密閉；6、某興趣小組為驗證質量守恒定律，做了鎂條在空氣中燃燒的實驗(圖 1).圖1圖2(1)請寫出鎂條與氧氣反應的化學方程式 .(2)小明認為根據質量守

16、恒定律，燃燒產物的質量應大于反應物鎂條的質量.鎂條完全燃燒后，稱量發現石棉網上的燃燒產物質量反而比反應前鎂條質量小，其主要原因是 (3)小紅按圖2裝置改進實驗，驗證了質量守恒定律，卻發現產物中還有一些黃色固體.【提出問題】黃色固體是什么呢？【查閱資料】氧化鎂為白色固體；鎂能與氮氣反應生成黃色的氮化鎂(Mg3N2 )固體；氮化鎂可與水反應生成氨氣，氨氣能使酚酗:溶液變紅.【做出猜想】黃色固體為 Mg3N2【實驗探究】實驗現象及結論實驗操作如圖，取燃燒產物于燒杯 B中，加入適量水, 然后用大燒杯罩住小燒杯 A和B.滴有酚猷溶/液的蕊儲水現象：.結論：燃燒產物中含 Mg3N2【反思與交流】 為什么在

17、發生化學反應前后各物質的質量總和相等？請從微觀角度解釋. 空氣中N2的含量遠大于 O2的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO卻遠多于Mg3N2,為什么呢?請給出合理的解釋.I如果用圖2裝置（氣密性良好）和藥品（足量）測定空氣中氧氣含量，該實驗所測得的氧氣體積分 （填“大于”、“小于”或“等于"）五分之一.2.40g鎂條在某氧氣和氮氣的混合氣中完全燃燒，所得固體質量可能是A333gB.4.00gC328gD396g.【答案】解：（1）鎂條與氧氣反應生成氧化鎂，反應的化學方程式為：2Mg+O產出'：2MgO占愜故填：2Mg+O=2MgO（2）根據質量守恒定律，燃燒產物的質量應大于

18、反應物鎂條的質量，鎂條完全燃燒后，稱量發現石 棉網上的燃燒產物質量反而比反應前鎂條質量小，其主要原因是部分反應產物擴散到空氣中，即反應 過程中部分氧化鎂擴散到了空氣中.故填：部分反應產物擴散到空氣中.（3）【實驗探究】如圖，取燃燒產物于燒杯 B中，加入適量水，然后用大燒杯罩住小燒杯A和B,使用過程中酚Mt試液變紅色，說明B中產生了氨氣，進一步說明燃燒產物中含MgjNb,如下表所示：實驗操作實驗現象及結論如圖，取燃燒廠物于燒杯 B中，加入適量水，然后用大燒杯卓住小燒杯 A和B.J滴有酚酎溶 /液的蒸儲水現象：酚酬:試液變紅色.結論：燃燒產物中含 Mg3N2【反思與交流】發生化學反應前后各物質的質

19、量總和相等，是因為反應前后原子種類、總個數和質量都不變.故填：反應前后原子種類、總個數和質量都不變.空氣中N2的含量遠大于 Q的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgOiP遠多于MgjNb,這是因為相同條件下，鎂更容易和氧氣反應.故填：相同條件下，鎂更容易和氧氣反應.【拓展延伸】因為空氣中的氧氣體積分數是21%因此該實驗所測得的氧氣體積分數等于五分之一.故填：等于.設2.40g鎂和氧氣反應生成氧化鎂質量為x,和氮氣反應生成氮化鎂質量為y,2Mg+O 匚-2MgO占燃3Mg+N :MgjN2,4880721002.40g x 2.40gyFs = 8072 _1002,40g x r 2.40g y

20、x=4g, y=3.33g,由以上計算可知，2.40g鎂條在某氧氣和氮氣的混合氣中完全燃燒時，所得固體質量大于 3.33g,小于 4g故選：D.7、某化學實驗小組的同學在學習了質量守恒定律后，決定做以下實驗對質量守恒定律進行探究.(1)小紅利用圖a實驗進行驗證.該反應的化學反應方程式為 ;由該實驗可得出反應前物質的質量總和 (填" =” “V”)反應后物質的質量 總和.(2)小明利用圖b實驗進行驗證并記錄實驗過程中的數據如下表:反應時間/s02471115稀鹽酸和碳酸鈉的質量/g8078.977.876.775.675.6根據表中數據分析，小明得出該反應不遵循質量守恒定律，他的結論是

21、否正確，為什當反應進行到11s時，反應后所得溶液的溶質質量分數為 (計算結果精確到0.1%);根據表中數據試畫出產生二氧化碳的質量與反應時間的關系圖象.圖2試根據圖象及數據分析燒杯內物質減少相等質量時所用時間為什么越來越 長？ .(3)小麗提出化學變化都遵循質量守恒定律，于是她選取與小明所用藥品類別不完全相同，但反應 現象相同的一組藥品進行實驗.小麗所選藥品可能是下列組合中的 ; A.碳酸鈣和稀鹽酸 B.鐵與硫酸銅溶液C.氫氧化鈉溶液與氯化鐵溶液D.鋅和稀硫酸小麗利用圖c裝置進行實驗，在裝入藥品前，小麗先將注射器活塞推到某刻度時，松開手活塞又恢 復到原處，該操作的目的是 ;小麗同學測量出反應前

22、物質的質量總和與反應后物質的質量總和相等； 由小明和小麗兩同學的結果可知，在驗證質量守恒定律時，有氣體參與的反應須在 容器中進行.【答案】解：(1)氫氧化鈉溶液和硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，反應的化學反應方程式為2NaOH+CuSO 4 Cu (OH) 2 J+Na2SO4； 任何化學反應都遵循質量守恒定律，所以由該實驗可得出反應前物質的質量總和等于反應后物質的質量總和；(2)根據任何化學反應都遵循質量守恒定律，所以不正確，因為碳酸鈉與鹽酸反應產生的二氧化 碳氣體逸散到空氣中； 設生成氯化鈉的質量為 x.生成二氧化碳的質量 =80g-75.6g=4.4g Na2CO3 +2HCl=2N

23、aCl+H 2O+CO 2 T 11744x4.4g117. 44 K 4.4gx=11.7gU-100%15.5% 反應后所得溶液的溶質質量分數=根據當11s的時候反應完畢，生成二氧化碳的質量為4.4g,所以表中數據試畫出產生二氧化碳的質量與反應時間的關系圖象為；反應時間S圖工根據隨著反應的進行，鹽酸的濃度變小，反應速率變慢，所以根據圖象及數據分析燒杯內物質減少 相等質量時所用時間越來越長；(3)鋅和稀硫酸反應生成氫氣，所以可用鋅和稀硫酸反應，而且現象相同；將注射器活塞推到某刻度時，松開手活塞又恢復到原處，該操作的目的是檢驗裝置氣密性；根據在驗證質量守恒定律時，有氣體參與的反應須在密閉容器中

24、進行.故答案為：(1) 2NaOH+CuSO 4Cu (OH) 2 J+Na 2SO4；二；(2)不正確，因為碳酸鈉與鹽酸反應產生的二氧化碳氣體逸散到空氣中； 15.5% ;隨著反應的進行，鹽酸的濃度變小，反應速率變慢；(3)D;檢驗裝置氣密性；密閉.8、在用白磷(白磷與紅磷組成相同，著火點為40C)探究質量守恒定律的實驗中，曉涵同學將橡皮塞上的細玻璃管下端放到酒精燈火焰上灼燒至紅熱后，迅速用橡皮塞將錐形瓶塞緊，并引燃白磷，實 驗過程如圖所示。請回答下列問題：(1)此實驗能否不用氣球，改為直接用橡皮塞使錐形瓶密封？且說明理由 (2)實驗中觀察到氣球先變大后變小，用理化知識解釋產生此現象的原因是

25、 (3)該同學聯想到以前測定氧氣體積分數時也用到紅磷，且當時紅磷必須過量，請解釋原因。經過分析該同學認為上述探究質量守恒定律的實驗中白磷也應過量，你認為她的 觀點正確嗎？并加以解釋(4)上述探究質量守恒定律的實驗后，該同學為了驗證錐形瓶內是否還有氧氣剩余，用如下方法： 打開瓶塞，用燃著的木條伸入錐形瓶，發現木條繼續燃燒，說明瓶內還有少量氧氣剩余。請你評價其 實驗方法正確與否，并解釋：【答案】解：(1)此實驗不能直接用橡皮塞使錐形瓶密封，這是因為如果直接用橡皮塞使錐形瓶密封，白磷燃燒放出大量的熱，導致瓶內氣壓急劇增大，極可能導致瓶塞飛出，從而導致實驗失敗或發生安全事故。故填：不能，如果直接用橡皮

26、塞使錐形瓶密封，白磷燃燒放出大量的熱，導致瓶內氣壓急劇增大，極 可能導致瓶塞飛出，從而導致實驗失敗或發生安全事故。(2)實驗中觀察到氣球先變大后變小，產生此現象的原因是：白磷燃燒放出大量的熱，導致瓶內氣 體急劇膨脹，氣球變大，完全反應冷卻后，瓶內氧氣被消耗，導致瓶內氣壓減小，氣球變小。故填：白磷燃燒放出大量的熱，導致瓶內氣體急劇膨脹，氣球變大，完全反應冷卻后，瓶內氧氣被消 耗，導致瓶內氣壓減小，氣球變小。(3)測定氧氣體積分數時也用到紅磷，這是因為紅磷在空氣中燃燒只能夠和氧氣反應，并且生成五氧化二磷固體，紅磷過量，能使裝置中的氧氣完全反應，使實驗結果更準確；上述探究質量守恒定律的實驗中白磷不一定過量，這是因為即使白磷不足，反應的白磷和氧氣的質量和生成的五氧化二磷的質量也是相等的，能夠驗證質量守恒定律。故填：紅磷在空氣中燃燒消耗氧氣，過量的紅磷能使裝置中的氧氣完全反應；不正確，這是因為即使白磷不足，反應的白磷和氧氣的質量和生成的五氧化二磷的質量也是相等的，能夠驗證質量守恒定律。(4)打開瓶塞時，空氣進入錐形瓶中，空氣能使木條繼續燃燒，不能說明瓶內還有少量氧氣剩余。故填：不正確，這是因為打開瓶塞時，空氣