Question

2．通過對第五單元的學(xué)習(xí)大家認(rèn)識到了定量研究對于化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重大作用，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對此很感興趣，欲通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)自己驗(yàn)證“質(zhì)量守恒定律”，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖1所示．

（1）質(zhì)量守恒定律是自然的基本定律之一，請根據(jù)質(zhì)量守恒定律解釋蠟燭為什么會越燃燒越短：蠟燭燃燒時生成二氧化碳和水．
【提出問題】碳酸鈣一稀鹽酸反應(yīng)是否遵守質(zhì)量守恒定律？
【提出假設(shè)】該反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律
（2）【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按如圖1方式放好儀器，使天平平衡，記錄稱量數(shù)據(jù)．
②將小試管中的稀鹽酸全部倒入燒杯中，觀察到燒杯內(nèi)劇烈反應(yīng)，并有氣泡冒出．
（3）【收集證據(jù)】當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)天平的指針偏向右邊．同學(xué)們又重新稱量，記錄了數(shù)據(jù)．他們感到困惑：其他操作均正常，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為何與預(yù)測結(jié)果不符？請你幫他們分析導(dǎo)致天平不平衡的；原因是稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的二氧化碳逸出，使反應(yīng)后質(zhì)量減少．
（4）【反思評價(jià)】若不考慮；該因素的影響，該反應(yīng)是否遵循質(zhì)量守恒定律？是填“是”或“否”），請從微觀方面說明原因化學(xué)反應(yīng)前后原子種類沒有改變、原子的數(shù)目沒有增減、原子的質(zhì)量沒有改變，所以化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變．
（5）【總結(jié)問題】同學(xué)們經(jīng)過討論，意識到了自己所犯的錯誤，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如圖2的改進(jìn)，但有同學(xué)卻說該實(shí)驗(yàn)不能用來驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，請你根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)歸納用稱量的方法來驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時，對物質(zhì)的變化及實(shí)驗(yàn)裝置的選擇的要求是：有氣體生成時，需要在密閉容器中反應(yīng)．
（6）另一組同學(xué)研究了物質(zhì)W的組成．一定條件下，W在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下圖所示：

其中：X=52g，W中所含有的元素是C、H、O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳逸散到空氣中進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時，有氣體生成或參與的化學(xué)反應(yīng)必須在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行；
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒定律：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和，利用在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時反應(yīng)物質(zhì)量會減小，生成物質(zhì)量會增多，判斷反應(yīng)物與生成物的質(zhì)量，以及物質(zhì)的元素組成．

解答 解：（1）蠟燭燃燒時生成二氧化碳和水，所以蠟燭燃燒會越燒越短；
（2）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，所以觀察到燒杯內(nèi)劇烈反應(yīng)，并有氣泡冒出；
（3）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳逸散到空氣中，所以導(dǎo)致天平不平衡的原因是：稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的二氧化碳逸出，使反應(yīng)后質(zhì)量減少；
（4）化學(xué)反應(yīng)前后原子種類沒有改變、原子的數(shù)目沒有增減、原子的質(zhì)量沒有改變，所以化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變；化學(xué)反應(yīng)都遵守質(zhì)量守恒定律，若不考慮該因素的影響，該反應(yīng)是遵循質(zhì)量守恒定律；
（5）驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時，有氣體生成或參與的化學(xué)反應(yīng)必須在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行；
（6）由于四種物質(zhì)中W和氧氣質(zhì)量減小，所以是反應(yīng)物，且反應(yīng)物的總質(zhì)量是23g+（64g-16g）=71g，而水的質(zhì)量增加，且增加值是32g-5g=27g，依據(jù)質(zhì)量守恒定律參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和，所以二氧化碳必是生成物且生成的質(zhì)量是71g-27g=44g，此反應(yīng)的表達(dá)式可表示為W+O₂→CO₂+H₂O，所以X的值等于44+8=52，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由反應(yīng)表達(dá)式可以看出W中一定含有碳、氫兩種元素，是否含有氧元素則要通過生成物中的氧元素與反應(yīng)的氧氣質(zhì)量進(jìn)行比較，生成的水中氧元素的質(zhì)量為：27g×$\frac{16}{18}$=24g，二氧化碳中氧元素的質(zhì)量：44g×$\frac{32}{44}$=32g，兩者的質(zhì)量和為56g，而參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量=64g-16g=48g，所以可判斷W中含有氧元素．
故答案為：（1）蠟燭燃燒時生成二氧化碳和水；
（2）氣泡；
（3）稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的二氧化碳逸出，使反應(yīng)后質(zhì)量減少；
（4）是；化學(xué)反應(yīng)前后原子種類沒有改變、原子的數(shù)目沒有增減、原子的質(zhì)量沒有改變，所以化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變；
（5）有氣體生成時，需要在密閉容器中反應(yīng)；
（6）52，C、H、O．

點(diǎn)評 本題考查了質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)探究，完成此題，可以依據(jù)探究過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行．