Question

【題目】小明同學欲通過化學實驗證明“質(zhì)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）整個反應裝罝（包括錐形瓶、氣球和藥品）的質(zhì)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將碳酸鈣粉末全部倒入錐形瓶中，觀察到錐形瓶中液體里出現(xiàn)的現(xiàn)象之一是_______________．

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？請幫他們分析導致天平不平衡的原因________________________________

同學們呢經(jīng)過討論，意識到自己所犯的錯誤，有_______生成或參與的化學反應必須在________裝置內(nèi)進行，才能正確驗證質(zhì)量守恒定律。于是他們對試驗裝置進行了重新設計，如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錐形瓶中，觀察現(xiàn)象。

③當反應結束時，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(zhì)量小于反應物的總質(zhì)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(zhì)量守恒定律．

若不考慮該因素的影響，該反應是否遵循質(zhì)量守恒定律？_______

請從微觀方面說明原因_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】 反應前、后 氣泡 稀鹽酸與碳酸鈣反應生成的二氧化碳逸出，使反應后質(zhì)量減少 氣體 密閉 C 是 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(zhì)量沒有改變，所以化學反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變

【解析】（1）欲通過化學實驗證明“質(zhì)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(zhì)量，這樣才能比較質(zhì)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(zhì)量減少；

（3）有氣體生成或參與的化學反應必須在密閉裝置內(nèi)進行，才能正確驗證質(zhì)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(zhì)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(zhì)量沒有改變，所以化學反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。

解：（1）驗證質(zhì)量守恒定律，則需要測定反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量，故填：反應前、后；
（2）②碳酸鈣和稀鹽酸反應能生成氯化鈣、水和二氧化碳，故會觀察到有氣泡產(chǎn)生，故填：有氣泡產(chǎn)生；

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(zhì)量減少；

（3）有氣體生成或參與的化學反應必須在密閉裝置內(nèi)進行，才能正確驗證質(zhì)量守恒定律；
③A、該反應前后原子的種類、數(shù)目不變，錯誤；
B、該反應生成物的總質(zhì)量等于反應物的總質(zhì)量，錯誤；
C、空氣的浮力作用使裝置收到向上的浮力，干擾了實驗結果，正確；
D、生成氣體的反應也遵守質(zhì)量守恒定律，錯誤。

故選C。

若不考慮該因素的影響，該反應是遵循質(zhì)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(zhì)量沒有改變，所以化學反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。