Question

4．質量守恒定律對于科學的發(fā)展具有重大的意義．圖1是對該定律的探究實驗，請完善：

（1）圖1是四位同學設計的探究質量守恒定律的裝置圖，他們先分別把裝置放到托盤天平上進行調平后取下，然后再進行反應．理論上最不合理的設計是甲組．理由是鹽酸與碳酸鈉反應會生成二氧化碳，裝置沒有密封，所以導致天平不能平衡，如果按該同學的設計，反應后天平
指針會偏右（“偏左”、“偏右”）；若不改變本組藥品來驗證守恒定律．應將該組的裝置按以上丙圖改進最好．
（2）丙、丁兩組產生的共同現象是氣球膨脹，它們反應后放在天平上，發(fā)現依然會有不平衡的現象．若不考慮氣密性．可能的原因是反應產生的氣體使氣球膨脹，因此裝置受到的浮力會增大．綜上分析在驗證質量守恒定律時，由氣體參加或生成時要保持裝置密閉，體積不變．
（3）有質量守恒定律可知．反應前后一定不變的是②④⑤⑥（填序號）
①分子種類②原子種類③分子數目④原子數目⑤元素種類⑥物質的總質量
（4）圖2是某反應的微觀示意圖，反應后的方框內應再填入2（填數字）個粒子，請根據圖示寫出一個符合條件的化學方程式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O．

Answer 1

分析 （1）做驗證質量守恒定律的實驗時所選用的裝置應該考慮到：①如果反應物中有氣體參加反應，或生成物中有氣體生成，應該選用密閉裝置．②如果反應物中沒有氣體參加生成物中也沒有氣體生成，裝置可不考慮密閉．
（2）根據實驗現象結合圖示進行分析解答；
（3）由質量守恒定律的微觀意義可知，即反應前后原子的種類和數目不變，在化學反應前后一定不變的是：原子種類、數目、質量據此分析即可．
（3）根據質量守恒定律的微觀解釋判斷，反應前后原子的種類和數目不變分析判斷即可；

解答 解：（1）理論上最不合理的設計是圖甲，鹽酸與碳酸鈉反應會生成二氧化碳，裝置沒有密封，生成的二氧化碳氣體散逸到空氣中去了，所以導致天平不能平衡；如果按該同學的設計，反應后天平指針會偏右，若不改變本組藥品來驗證守恒定律．用圖丙中的裝置進行驗證質量守恒定律，能達到目的，原因在于裝置是密封的．故應將該組的裝置按以上丙圖改進最好；
（2）丙中過氧化氫溶液和二氧化錳反應產生氧氣，使氣球膨脹；丁中白磷燃燒放熱，使氣球膨脹；丙、丁兩組產生的共同現象是氣球膨脹；它們反應后放在天平上，發(fā)現依然會有不平衡的現象．若不考慮氣密性．可能的原因是反應產生的氣體使氣球膨脹，因此裝置受到的浮力會增大；綜上分析在驗證質量守恒定律時，由氣體參加或生成時要保持裝置密閉，體積不變；
（3）由質量守恒定律的微觀意義可知，在化學反應前后一定不變的是：原子種類；原子數目；原子質量；物質的總質量，一定變化的是物質的種類或分子的種類，而分子數量有可能會發(fā)生變化．
（4）根據質量守恒定律，反應前后原子的種類和數目不變，加上兩個粒子各原子個數正好相等，從圖示可以看出化學變化的實質是：分子的分開原子的重新組合．氫氣在氧氣中燃燒生成水，反應的化學方程式為：2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2H₂O；
故答案為：
（1）甲，鹽酸與碳酸鈉反應會生成二氧化碳，裝置沒有密封，所以導致天平不能平衡． 偏右；丙；
（2）氣球膨脹；反應產生的氣體使氣球膨脹，因此裝置受到的浮力會增大；裝置密閉，體積不變；
（3）②④⑤⑥；
（4）2；2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2H₂O．

點評 在做這種類型題目時，要求學生要注意總結規(guī)律，這樣學習化學，可以達到事半功倍的效果，長此以往，同學們的學習能力便會在潛移默化中得到提高．