Question

1．某化學(xué)課外小組同學(xué)，用如圖所示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律．

（1）某甲同學(xué)用A裝置探究質(zhì)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
如圖將燒杯放在天平上用砝碼平衡，然后傾斜燒杯使硫酸銅溶液與鐵釘接觸，一段時(shí)間后再把燒杯放在天平上．
①發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
②最后天平的指針（填序號(hào)）C（a．偏左   b．偏右   c．不偏轉(zhuǎn)   d．無(wú)法預(yù)測(cè)）．
（2）乙同學(xué)用B裝置研究質(zhì)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)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(shí)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)的原因是鹽酸與碳酸鈉粉末反應(yīng)的裝置不密閉，生成二氧化碳?xì)怏w逸出，使左盤內(nèi)質(zhì)量減�。�
②若將本實(shí)驗(yàn)中的燒杯替換成帶有氣球的錐形瓶，如圖C所示，其他操作不變，最后天平仍不平衡．
可見(jiàn)，在驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時(shí)，若利用有氣體參加或有氣體生成的化學(xué)反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在裝置設(shè)計(jì)方面應(yīng)做到裝置密閉，體積不變．
（3）在化學(xué)反應(yīng)前后，一定不變的是（填序號(hào)）①②③⑥．
①元素種類          ②原子種類        ③原子數(shù)目
④分子種類          ⑤分子數(shù)目        ⑥物質(zhì)的總質(zhì)量
（4）紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)，放出氣體X，同時(shí)生成固體Y．X氣體靠近火焰點(diǎn)火時(shí)，能燃燒或發(fā)出爆鳴聲．其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4X+Y．則X的化學(xué)式為H₂，Y的化學(xué)式為Fe₃O₄．
（5）應(yīng)用質(zhì)量守恒定律可以確定反應(yīng)物或產(chǎn)物的化學(xué)式．在載人宇宙飛船中，一般都安裝盛放過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）顆粒的裝置，它的作用是再生氧氣，供宇航員呼吸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na₂O₂+2CO₂═2X+O₂．則X的化學(xué)式為Na₂CO₃．
（6）鎂是一種很活潑的金屬，點(diǎn)燃后，它既能在氮?dú)庵腥紵材茉诙趸贾腥紵阎V在氮?dú)庵腥紵铣梢环N物質(zhì)，其中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)．試寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)硫酸銅溶液與鐵釘反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，寫出反應(yīng)的方程式解答；
（2）根據(jù)用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，那么結(jié)果不外乎兩個(gè)：相等（當(dāng)沒(méi)有氣體參加或不生成氣體時(shí)）、不相等 （當(dāng)有氣體參加或生成氣體時(shí)）解答；
（3）考查的是質(zhì)量守恒定律的守恒原因，根據(jù)宏觀方面的以及微觀方面的解答．
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，原子的種類和原子的數(shù)目均不變．?dāng)?shù)一數(shù)原子的數(shù)目，看一看元素的種類，你會(huì)判斷出X、Y的化學(xué)式；
（5）用質(zhì)量守恒定律解決一些常見(jiàn)類型的題目，主要利用守恒的原因來(lái)解答；
（6）由題目所給信息不難寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；注意書寫化學(xué)方程式的兩原則：一、尊重事實(shí)；二遵守質(zhì)量守恒定律．

解答 解：（1）①硫酸銅溶液與鐵釘反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，燒杯內(nèi)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為鐵釘表面出現(xiàn)紅色的固體，溶液有藍(lán)色變?yōu)闇\綠色，故反應(yīng)的方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
②甲同學(xué)所做的實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有氣體參加或生成，所以左右肯定平衡，故選C；
（2）①乙同學(xué)所做的實(shí)驗(yàn)中，有氣體二氧化碳生成，故造成天平的指針向右偏轉(zhuǎn)的原因是：鹽酸與碳酸鈉粉末反應(yīng)的裝置不密閉，生成二氧化碳?xì)怏w逸出，使左盤內(nèi)質(zhì)量減��；
②要想使兩邊相等，只能把生成的氣體收集起來(lái)，不讓其出去，也就是說(shuō)必須在密閉容器中進(jìn)行了；但本實(shí)驗(yàn)中的燒杯替換成帶有氣球的錐形瓶，最后天平仍不平衡．原因是：反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳是氣球膨脹，因此裝置受到的浮力會(huì)增大；
可見(jiàn)，在探究質(zhì)量守恒定律時(shí)，若利用有氣體參加或有氣體生成的化學(xué)反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在裝置設(shè)計(jì)方面應(yīng)做到：裝置密閉，體積不變；
故答案為：鹽酸與碳酸鈉粉末反應(yīng)的裝置不密閉，生成二氧化碳?xì)怏w逸出，使左盤內(nèi)質(zhì)量減��；裝置密閉，體積不變；
（3）質(zhì)量守恒的原因：宏觀是因?yàn)槲镔|(zhì)的總質(zhì)量不變、元素的種類、元素的質(zhì)量；微觀是因?yàn)椋涸拥姆N類、原子的數(shù)目、原子的質(zhì)量不變，故在化學(xué)反應(yīng)前后，一定不變的是①②③⑥；
（4）X氣體能燃燒并發(fā)出爆鳴聲，根據(jù)元素種類不變，可知是氫氣．根據(jù)反應(yīng)前后原子的種類和個(gè)數(shù)不變，可得出Y的化學(xué)式為Fe₃O₄．
（5）根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變，可知X中含Na、C、O元素．根據(jù)反應(yīng)前后原子的數(shù)目不變，可知X的化學(xué)式為Na₂CO₃
（6）由題目所給信息，鎂在氮?dú)庵腥紵傻牡V，可以看出反應(yīng)物是鎂和氮?dú)猓晌锸堑V；由氮元素的化合價(jià)可以寫出氮化鎂的化學(xué)式，進(jìn)而寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：
3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂
答案：
（1）①Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；②c
（2）①鹽酸與碳酸鈉粉末反應(yīng)的裝置不密閉，生成二氧化碳?xì)怏w逸出，使左盤內(nèi)質(zhì)量減�。�
②裝置密閉，體積不變；
（3）①②③⑥．
（4）H₂；Fe₃O₄
（5）Na₂CO₃
（6）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是質(zhì)量守恒定律的運(yùn)用，理解微觀上質(zhì)量守恒的原因、注意反應(yīng)物或生成物中氣體易被忽略等是正確解答本題的關(guān)鍵．