Question

12．某化學(xué)課外小組同學(xué)用如圖所示實驗探究質(zhì)量守恒定律：

（1）甲同學(xué)用圖A所示實驗：在瓶中先鋪一層細沙，再引燃白磷．為什么？防止錐形瓶底部炸裂；，此實驗中氣球的主要用緩沖作用，防止氣體膨脹（防止瓶內(nèi)壓強增大，將膠塞沖出）．實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象是磷燃燒產(chǎn)生白煙，氣球先變大后縮小，天平仍然平衡
（2）乙同學(xué)用B裝置研究質(zhì)量守恒定律時，實驗步驟如下：如圖將燒杯放在天平上用砝碼平衡，然后傾斜燒杯使鹽酸與碳酸鈉粉末接觸，一段時間后再把燒杯放在天平上，發(fā)現(xiàn)天平的指針偏右．
①造成天平的指針向右偏轉(zhuǎn)的原因是產(chǎn)生的二氧化碳氣體逸散到空氣中
②若將本實驗中的燒杯替換成帶有氣球的錐形瓶，如圖2所示，其他操作不變，最后天平仍不平衡．原因可能是反應(yīng)產(chǎn)生了向上的浮力，從而影響了稱量質(zhì)量（3）丙同學(xué)認為C實驗說明了質(zhì)量守恒．請你從原子的角度說明為什么？化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量沒有發(fā)生改變
（4）丁同學(xué)用圖D中的鎂帶在空氣中燃燒的實驗來探究質(zhì)量守恒定律時，發(fā)現(xiàn)一定質(zhì)量的鎂完全燃燒后留下的固體質(zhì)量比反應(yīng)前鎂帶的質(zhì)量輕，聯(lián)系實驗現(xiàn)象，可能的原因是坩堝鉗中殘留一部分的氧化鎂．如果在燃著的鎂條上方罩上罩，使生成物全部收集起來稱量，出現(xiàn)的結(jié)果是偏大（填“偏大”、偏小“或”不變“）．
（5）綜上所述，A、B、C、D所示四個實驗中能用質(zhì)量守恒定律解釋的是實驗ABCD．（填“A”、“B”或“C”，下同）；上述現(xiàn)象能用來驗證質(zhì)量守恒定律的是實驗AC．可見，在探究質(zhì)量守恒定律時，若利用有氣體參加或有氣體生成的化學(xué)反應(yīng)來設(shè)計實驗，在裝置設(shè)計方面應(yīng)做到裝置密閉，體積不變．

Answer 1

分析 （1）考慮白磷燃燒放熱，瓶內(nèi)壓強增大，熟記白磷燃燒實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象；
（2）①考慮產(chǎn)生的二氧化碳氣體逸散到空氣中；
②考慮最后天平仍不平衡．原因可能是反應(yīng)產(chǎn)生了向上的浮力，理解質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容；
（4）考慮一定質(zhì)量的鎂完全燃燒后留下的固體質(zhì)量比反應(yīng)前鎂帶的質(zhì)量輕，聯(lián)系實驗現(xiàn)象，可能的原因是 坩堝鉗中殘留一部分的氧化鎂．結(jié)合質(zhì)量守恒定律，分析如果在燃著的鎂條上方罩上罩，使生成物全部收集起來稱量，出現(xiàn)的偏大結(jié)果；
（5）考慮在探究質(zhì)量守恒定律時，若利用有氣體參加或有氣體生成的化學(xué)反應(yīng)來設(shè)計實驗，在裝置設(shè)計方面應(yīng)做到裝置密閉，體積不變．

解答 解：（1）甲同學(xué)用圖A所示實驗：在瓶中先鋪一層細沙，再引燃白磷，防止錐形瓶底部炸裂；此實驗中氣球的主要用緩沖作用，防止氣體膨脹（防止瓶內(nèi)壓強增大，將膠塞沖出）．實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象是磷燃燒產(chǎn)生白煙，氣球先變大后縮小，天平仍然平衡
（2）將燒杯放在天平上用砝碼平衡，然后傾斜燒杯使鹽酸與碳酸鈉粉末接觸，一段時間后再把燒杯放在天平上，發(fā)現(xiàn)天平的指針偏右．
①造成天平的指針向右偏轉(zhuǎn)的原因是產(chǎn)生的二氧化碳氣體逸散到空氣中
②若將本實驗中的燒杯替換成帶有氣球的錐形瓶，其他操作不變，最后天平仍不平衡．原因可能是反應(yīng)產(chǎn)生了向上的浮力，從而影響了稱量質(zhì)量；
（3）從原子的角度說明：化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量沒有發(fā)生改變
（4）鎂帶在空氣中燃燒的實驗來探究質(zhì)量守恒定律時，發(fā)現(xiàn)一定質(zhì)量的鎂完全燃燒后留下的固體質(zhì)量比反應(yīng)前鎂帶的質(zhì)量輕，聯(lián)系實驗現(xiàn)象，可能的原因是坩堝鉗中殘留一部分的氧化鎂．如果在燃著的鎂條上方罩上罩，使生成物全部收集起來稱量，出現(xiàn)的結(jié)果是偏大．
（5）綜上所述，A、B、C、D所示四個實驗中能用質(zhì)量守恒定律解釋的是實驗 ABCD；上述現(xiàn)象能用來驗證質(zhì)量守恒定律的是實驗AC．可見，在探究質(zhì)量守恒定律時，若利用有氣體參加或有氣體生成的化學(xué)反應(yīng)來設(shè)計實驗，在裝置設(shè)計方面應(yīng)做到裝置密閉，體積不變．
故答案為：
（1）防止錐形瓶底部炸裂；緩沖作用，防止氣體膨脹（防止瓶內(nèi)壓強增大，將膠塞沖出）；磷燃燒產(chǎn)生白煙，氣球先變大后縮小，天平仍然平衡；
（2）產(chǎn)生的二氧化碳氣體逸散到空氣中； 浮力；
（3）化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量沒有發(fā)生改變； 
（4）坩堝鉗中殘留一部分的氧化鎂（或?qū)嶒炦^程中隨白煙漂走一部分氧化鎂等）； 偏大； 
（5）ABCD； AC；裝置密閉，體積不變．

點評 化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，即化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變，這是書寫化學(xué)方程式、進行相關(guān)方面計算、實驗的基礎(chǔ)．