Question

5．某課外興趣小組的同學設計了如下三個實驗來驗證質量守恒定律：

【設計并實驗】
實驗一：將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質量．然后將鐵釘浸到硫酸銅溶液中，觀察現象．待反應一段時間后溶液顏色改變時，將盛有反應后物質的燒杯放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質量．
實驗二：將盛有稀硫酸的燒杯和鎂條一起放在托盤天平上稱量，然后將鎂條浸到稀硫酸中，觀察現象．待反應一段時間后不再放出氣泡時，將盛有反應后物質的燒杯放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質量．
實驗一和實驗二的數據見下表：

編  號	實驗一	實驗二
反應前/g	118.4	112.6
反應后/g	118.4	112.4

實驗三：用細線系住銅棒中點使之平衡，然后在銅棒一端用酒精燈加熱．加熱一段時間后，觀察到銅棒的平衡情況是銅棒向有酒精燈加熱的一端向下傾斜．
【分析與討論】
（1）在這三個實驗中，你認為：實驗一正確反映了反應物與生成物之間的質量關系，由此得出的結論是：在化學反應中生成物的總質量與反應物的總質量相等，請從原子的角度分析結論正確的理由是化學反應前后，原子的種類、數目、質量不變．
（2）另外兩個實驗得出的結論是：在化學反應中生成物的總質量與反應物的總質量不相等，你認為導致這一結論錯誤的原因是實驗二鎂條和稀硫酸反應產生的氫氣逸散到空氣中或者實驗三有空氣中的氧氣參加反應（只寫其中一個實驗的原因即可）．
【實驗反思】小組成員從不能正確反映反應物和生成物之間質量關系的兩個實驗中，找出了實驗設計中的不當之處，并達成了以下共識：設計實驗驗證質量守恒定律時，對于有空氣中的氣體（成分）參與或有氣體生成的化學反應，一般應使反應在密閉裝置中進行．

Answer 1

分析 【設計并實驗】銅與氧氣反應生成了氧化銅，所以可以判斷在加熱前后銅棒不能再保持平衡，可以據此解答該題．
【分析與討論】
（1）化學反應遵循質量守恒定律，即參加反應的物質的質量之和，等于反應后生成的物質的質量之和；化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數不變；
（2）實驗二所發(fā)生的反應中有氣體生成，且容器是敞口的，所以反應前后B瓶中的質量不再相等，實驗三有空氣中的氧氣參加反應，可以據此解答該題；【實驗反思】根據如用有氣體參與或生成的化學反應來驗證質量守恒定律時，反應應在密閉容器中進行才能判定總質量是否相等解答；

解答 解：
【設計并實驗】右端的銅在加熱的條件下與氧氣反應生成了氧化銅，所以可以判斷在加熱前后銅棒不能再保持平衡．銅棒向有酒精燈加熱的一端向下傾斜．
【分析與討論】
（1）硫酸銅和鐵反應生成銅和硫酸亞鐵，參加反應的物質的質量之和，等于反應后生成的物質的質量之和，故實驗一正確反映了反應物與生成物之間的質量關系，因為化學反應前后，原子的種類、數目、質量不變；
（2）另外兩個實驗得出的結論是：在化學反應中生成物的總質量與反應物的總質量不相等，導致這一結論錯誤的原因是：實驗二鎂條和稀硫酸反應產生的氫氣逸散到空氣中，實驗三有空氣中的氧氣參加反應；
【實驗反思】如用有氣體參與或生成的化學反應來驗證質量守恒定律時，反應應在密閉容器中進行才能判定總質量是否相等．
答案：
【設計并實驗】銅棒向有酒精燈加熱的一端向下傾斜；
【分析與討論】（1）一；化學反應前后，原子的種類、數目、質量不變；
（2）實驗二鎂條和稀硫酸反應產生的氫氣逸散到空氣中或者實驗三有空氣中的氧氣參加反應；
【實驗反思】密閉裝置．

點評 化學反應遵循質量守恒定律，即化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數不變，這是書寫化學方程式、判斷物質的化學式、判斷化學計量數、進行相關方面計算的基礎．