【題目】(10分)某化學興趣小組的同學欲通過化學實驗證明“質量守恒定律”,確定以“稀鹽酸與碳酸鈣反應”為研究對象,設計的實驗裝罝如圖所示。

(1)根據(jù)實驗目的,小明應該測量的數(shù)據(jù)是 (填“只有反應前”、“只有反應后”、“反應前、后”之一)整個反應裝置(包括錐形瓶、氣球和藥品)的質量。

(2)實驗步驟如下:

①按如圖方式放好儀器,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,觀察到燒杯劇烈反應,并有 冒出。

③當反應結束時,同學們發(fā)現(xiàn)天平的指針偏向右邊。同學們又重新稱量,記錄了數(shù)據(jù)。他們感到困惑:其他操作均正常,實驗現(xiàn)象與數(shù)據(jù)為何與預測結果不符?請你幫他們分析導致天平不平衡的原因是 。

(3)同學們經(jīng)過討論,意識到了自己所犯的錯誤,有 生成或參與的化學反應必須在 裝置內進行,才能正確驗證質量守恒定律。于是他們對實驗裝置進行了重新設計,如下圖所示:

實驗步驟如下:

①按如圖方式放好儀器,使天平平衡,記錄稱量數(shù)據(jù)。

②將碳酸鈣粉末全部倒入到錐形瓶中,觀察現(xiàn)象。

③當反應結束后,氣球完全鼓起,他們發(fā)現(xiàn)天平的指針仍然偏向右邊,你認為出現(xiàn)該實驗現(xiàn)象的合理解釋最應該是下列各項中的 (填序號)。

A、該反應前后原子的種類、數(shù)目變少

B、該反應生成物的總質量小于反應物的總質量

C、空氣的浮力作用干擾了實驗結果

D、生成氣體的反應不遵守質量守恒定律

若不考慮該因素的影響,該反應是否遵循質量守恒定律? (填“是”或“否”),請從微觀方面說明原因

【答案】(1)反應前、后

(2)②氣泡 ③稀鹽酸與碳酸鈣反應生成的二氧化碳逸出,使反應后質量減少

(3)氣體 密閉 ③C 化學反應前后原子種類沒有改變、原子的數(shù)目沒有增減、原子的質量沒有改變,所以化學反應前后物質的總質量不變

【解析】

試題分析:(1)欲通過化學實驗證明“質量守恒定律”, 小明應該測量的數(shù)據(jù)是反應前、后整個反應裝置(包括錐形瓶、氣球和藥品)的質量,這樣才能比較質量是否發(fā)生變化

(2)②將小試管中的稀鹽酸全部倒入燒杯中,發(fā)生反應:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑,故觀察到燒杯劇烈反應,并有氣泡冒出;③導致天平不平衡的原因是:稀鹽酸與碳酸鈣反應生成的二氧化碳逸出,使反應后質量減少

(2)有氣體生成或參與的化學反應必須在密閉裝置內進行,才能正確驗證質量守恒定律③當反應結束后,氣球完全鼓起,他們發(fā)現(xiàn)天平的指針仍然偏向右邊,原因是:空氣的浮力作用干擾了實驗結果,選C;若不考慮該因素的影響,該反應是遵循質量守恒定律;從微觀方面的原因:化學反應前后原子種類沒有改變、原子的數(shù)目沒有增減、原子的質量沒有改變,所以化學反應前后物質的總質量不變

練習冊系列答案
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【猜想與假設】甲CO2、H2O;乙CO、H2O;丙SO2CO2、H2O;丁CO2、CO、H2O

你認為 同學的猜想是錯誤的,理由是 。

【實驗探究】:為了驗證上述猜想與假設,將甲烷在一定量的O2中燃燒的產(chǎn)物依次通過下列裝置:

1實驗中用純凈O2而不用空氣的原因是 ;

2實驗中觀察到A中白色無水CuSO4變藍,B、D中澄清石灰水變渾濁,C中固體粉末變成黑色,由此推斷 同學猜想成立;

3該實驗裝置明顯存在的不足之處是 ;

4請寫出B中澄清石灰水變渾濁、C中固體粉末變成黑色的化學方程式: 、

【反思與交流】:為避免有毒的CO污染環(huán)境,所以含碳元素的物質燃燒必須滿足的條件是 。

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[猜想與驗證]

(1)確定水的組成。實驗裝置示意圖如圖所示。

通電一段時間后,試管a和試管b中所收集的氣體體積比約為____________。對兩支試管中的氣體進行檢驗,試管b中的氣體可使 (填現(xiàn)象),說明是氧氣;將試管a中的氣體移近火焰時 (填現(xiàn)象),說明是氫氣 。該反應的化學方程式為:

實驗結論:水是由氫元素和氧元素組成的。

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