Question

7．在“質(zhì)量守恒定律”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(zhì)量關系”的實驗探究．他們使用的實驗裝置和選用藥品如圖所示，現(xiàn)分別以A、B、C、D表示如圖：
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(guī)范的操作、準確的稱量和細致的觀察．
（1）A實驗：錐形瓶底放層細沙的原因是：防止白磷燃燒產(chǎn)生的熱量使錐形瓶底部炸裂．白磷剛引燃，立即將錐形瓶放到天平上稱量，天平不平衡．結(jié)論是：質(zhì)量不守恒．待錐形瓶冷卻后，重新放到托盤天平上稱量，天平平衡．結(jié)論是：質(zhì)量守恒．你認為結(jié)論正確的是后一種（填“前一種”或“后一種”），而導致另一種結(jié)論錯誤的原因是：白磷剛引燃時，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹將氣球脹大，裝置受到的浮力增大．
（2）乙組同學用B裝罝研究質(zhì)量守恒定律時，一段時間后發(fā)現(xiàn)天平的指針偏右．造成天平的指 針向右偏轉(zhuǎn)的原因是Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．（用化學方程式表示）
（3）丙組同學在實驗過程中觀察到的實驗現(xiàn)象是鐵絲表面附著一層紅色物質(zhì)，天平平衡．
（4）丁組同學用圖D中的鎂條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)量的鎂條完全燃燒后留下的固體質(zhì)量比反應前鎂條的質(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）鎂條除了可以在氧氣中劇烈燃燒外．也可以在二氧化碳氣體中燃燒，除生成灰白色固體外，還有一種黑色固體產(chǎn)生，請寫出鎂條在二氧化碳氣體中燃燒的化學反應方程式2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)白磷燃燒放熱及質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容結(jié)合浮力分析；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀實質(zhì)分析質(zhì)量守恒的原因；根據(jù)B實驗減少的物質(zhì)分析天平不平衡的原因；
（3）根據(jù)鐵與硫酸銅反應，生成硫酸亞鐵和銅解答；
（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）根據(jù)鎂帶在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳解答．

解答 解：（1）白磷燃燒產(chǎn)生的熱量使錐形瓶底部炸裂，因此錐形瓶底放層細沙；為防止白磷燃燒產(chǎn)生的熱量把橡皮塞沖出，因此加一個小氣球，起到緩沖的作用；因為白磷剛引燃時，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹將氣球脹大，裝置受到的浮力增大，所以立即將錐形瓶放到天平上稱量，天平不平衡，而待錐形瓶冷卻后，重新放到托盤天平上稱量，天平平衡，故結(jié)論正確的是后一種；故填：防止白磷燃燒產(chǎn)生的熱量使錐形瓶底部炸裂；緩沖作用；后一種；白磷剛引燃時，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹將氣球脹大，裝置受到的浮力增大；
（2）B裝罝中由于碳酸鈉與鹽酸反應時產(chǎn)生的二氧化碳氣體擴散到空氣中，剩余物的質(zhì)量減少，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）鐵與硫酸銅反應，生成硫酸亞鐵和銅，在實驗過程中觀察到的實驗現(xiàn)象是鐵絲表面附著一層紅色物質(zhì)，天平平衡；
（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）鎂帶在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，化學反應方程式為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2MgO+C
答案：
（1）防止白磷燃燒產(chǎn)生的熱量使錐形瓶底部炸裂；后一種；白磷剛引燃時，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹將氣球脹大，裝置受到的浮力增大；
（2）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）鐵絲表面附著一層紅色物質(zhì)，天平平衡；
（4）坩堝鉗中殘留一部分的氧化鎂；偏大；
（5）2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2MgO+C．

點評 本題考查了質(zhì)量守恒定律的驗證方法的探究，對于有氣體參加反應或有氣體生成的反應需要在密閉容器中進行，還要能夠從微觀的角度對質(zhì)量守恒定律進行解釋．