Question

1．某興趣小組的同學為了探究化學反應前后反應物與生成物之間的質(zhì)量關系設計了如下三個實驗：

實驗（1）：稱量鎂條，在空氣中點燃，待反應結束后，將生成物全部收回再稱量
實驗（2）：將裝有稀鹽酸的小試管放入裝有鋅粒的燒杯中，稱量，然后將鹽酸與鋅粒接觸，過一會再稱量．（化學方程式是：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑）
實驗（3）：將裝有氫氧化鈉溶液的試管放入盛有硫酸銅的錐形瓶中，并在錐形瓶口塞上橡皮塞，稱量，然后設法將兩種溶液接觸，過一會再稱量．化學方程式是：CuSO₄+2NaOH═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
他們得到三次實驗的數(shù)據(jù)見表：

編號	實驗①	實驗②	實驗③
反應前/g	4.8	112.6	118.4
反應后/g	8.0	112.4	118.4

（1）在實驗①中反應后的質(zhì)量比反應前明顯增加了，請解釋原因：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應的鎂帶和氧氣的質(zhì)量總和，等于反應后生成的氧化鎂的質(zhì)量，由于空氣中的氧氣參與了反應，因此，生成氧化鎂的質(zhì)量比原來鎂帶的質(zhì)量增加了
（2）由上表中數(shù)據(jù)分析可知實驗②中參加反應的氧氣質(zhì)量為3.2g，實驗②中生成氫氣的質(zhì)量為0.2g．
（3）在上述三個實驗中都遵循 （填“遵循”或者“不遵循”）質(zhì)量守恒定律，但只有實驗③（填序號） 能正確反映了反應物與生成物之間的總質(zhì)量關系，因此，用實驗來探究化學反應前后反應物與生成物之間的總質(zhì)量關系時，當有氣體參加或生成時，必須在密閉容器進行．
（4）請從分子、原子的角度解釋反應前后質(zhì)量相等的原因：化學反應前后原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量沒有發(fā)生改變
（5）在化學反應前后，肯定不會變化的是①③④
①原子的數(shù)目       ②分子的數(shù)目      ③元素的種類       ④物質(zhì)的質(zhì)量總和
⑤物質(zhì)的種類       ⑥物質(zhì)的體積      ⑦物質(zhì)的狀態(tài)．

Answer 1

分析 （1）從反應物和生成物的狀態(tài)分析，不要忽略氣體物質(zhì)的質(zhì)量，鎂和氧氣反應時，氧氣也有質(zhì)量；
（2）根據(jù)反應前后質(zhì)量的變化情況和反應前后總質(zhì)量不變，來計算參加反應氧氣與生成氫氣的質(zhì)量；
（3）依據(jù)“質(zhì)量守恒定律適用于任何化學變化”和“對于有氣體參加或生成的反應，在驗證質(zhì)量守恒定律時，應在密閉的體系中進行”進行分析；
（4）用質(zhì)量守恒定律的微觀實質(zhì)進行解釋，反應前后原子不發(fā)生改變．
（5）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應前后元素的種類、原子的種類和個數(shù)不變，則反應前后的質(zhì)量不變來解答．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，生成的白色固體氧化鎂的質(zhì)量應為參加反應的鎂的質(zhì)量與參加反應的氧氣的質(zhì)量總和；而反應前所稱量的質(zhì)量只是金屬鎂的質(zhì)量，而反應后稱量的則是金屬氧化物氧化鎂的質(zhì)量，所以才出現(xiàn)了反應后固體質(zhì)量“增加”的現(xiàn)象；
故答案為：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應的鎂帶和氧氣的質(zhì)量總和，等于反應后生成的氧化鎂的質(zhì)量，由于空氣中的氧氣參與了反應，因此，生成氧化鎂的質(zhì)量比原來鎂帶的質(zhì)量增加了．
（2）由于化學反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變，所以實驗（1）中增加的質(zhì)量即為參加反應氧氣的質(zhì)量，故氧氣質(zhì)量=8.0g-4.8g=3.2g；實驗（2）中減少的質(zhì)量即為生成氫氣的質(zhì)量，故生成氫氣的質(zhì)量=112.6g-112.4g=0.2g．
（3）質(zhì)量守恒定律適用于任何化學變化，由于三個實驗均發(fā)生的化學反應，故三個實驗均遵循質(zhì)量守恒定律；對于有氣體參加或生成的反應，在驗證質(zhì)量守恒定律時，應在密閉的體系中進行；
故答案為：遵循；氣體參加或生成；密閉容器．
（4）化學變化是一個“分子破裂成原子，原子重新組合成分子”的過程，此過程中，原子種類、原子個數(shù)、原子的質(zhì)量都不改變，所以，化學變化前后雖然物質(zhì)發(fā)生了改變，但構成物質(zhì)（分子）的原子既不減少也不改變，變化前后總質(zhì)量不變；
故答案為：化學反應前后原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量沒有發(fā)生改變．
（5）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應前后有幾個不變，其中反應前后元素種類不變，原子種類和個數(shù)都不變，原子質(zhì)量也不變，而化學變化的本質(zhì)是由新物質(zhì)生成，所以物質(zhì)種類和分子的種類一定變；根據(jù)化學反應的實質(zhì)可知，原子重新組合生成新的分子，則分子的數(shù)目可能發(fā)生變化．
故答案為：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應的鎂帶和氧氣的質(zhì)量總和，等于反應后生成的氧化鎂的質(zhì)量，由于空氣中的氧氣參與了反應，因此，生成氧化鎂的質(zhì)量比原來鎂帶的質(zhì)量增加了；
（2）3.2g，0.2g；
（3）遵循；③；氣體參加或生成；密閉容器；
（4）化學反應前后原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量沒有發(fā)生改變．
（5）①③④．

點評 該題通過三個實驗探究質(zhì)量守恒定律，旨在考查對質(zhì)量守恒定律定義的理解、對質(zhì)量守恒定律的微觀解釋，通過該題加深了“參加”、“總質(zhì)量”的認識、質(zhì)量守恒定律的微觀意義．