Question

某興趣小組的同學(xué)為了探究化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量關(guān)系設(shè)計(jì)了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)①：稱量鎂條，在空氣中點(diǎn)燃，待反應(yīng)結(jié)束后，將生成物全部收回再稱量．
實(shí)驗(yàn)②：將裝有稀鹽酸的小試管放入裝有鋅粒的燒杯中，稱量，然后將鹽酸與鋅粒接觸，過一會再稱量．相關(guān)的化學(xué)方程式是：
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
實(shí)驗(yàn)③：將裝有氫氧化鈉溶液的試管放入盛有硫酸銅的錐形瓶中，并在錐形瓶口塞上橡皮塞，稱量，然后設(shè)法將兩種溶液接觸，過一會再稱量．相關(guān)的化學(xué)方程式是：
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
他們得到三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)見下表：

編號	實(shí)驗(yàn)①	實(shí)驗(yàn)②	實(shí)驗(yàn)③
反應(yīng)前/g	4.8	112.6	118.4
反應(yīng)后/g	8.0	112.4	118.4

（1）在實(shí)驗(yàn)①中反應(yīng)后的質(zhì)量比反應(yīng)前明顯增加了，請解釋原因：

 

．
（2）由上表中數(shù)據(jù)分析可知實(shí)驗(yàn)①中參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為

 

，實(shí)驗(yàn)②中生成氫氣的質(zhì)量為

 

．
（3）在上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中都

 

（填“遵循”或者“不遵循”）質(zhì)量守恒定律，但只有實(shí)驗(yàn)

 

能正確反映了反應(yīng)物與生成物之間的總質(zhì)量關(guān)系．因此，用實(shí)驗(yàn)來探究化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)物與生成物之間的總質(zhì)量關(guān)系時(shí)，當(dāng)有

 

時(shí)，必須在

 

進(jìn)行．
（4）請從分子、原子的角度解釋反應(yīng)前后質(zhì)量相等的原因：

 

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)探究

專題：科學(xué)探究

分析：（1）從反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)分析，不要忽略氣體物質(zhì)的質(zhì)量，鎂和氧氣反應(yīng)時(shí)，氧氣也有質(zhì)量；
（2）根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量的變化情況和反應(yīng)前后總質(zhì)量不變，來計(jì)算參加反應(yīng)氧氣與生成氫氣的質(zhì)量；
（3）依據(jù)“質(zhì)量守恒定律適用于任何化學(xué)變化”和“對于有氣體參加或生成的反應(yīng)，在驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時(shí)，應(yīng)在密閉的體系中進(jìn)行”進(jìn)行分析；
（4）用質(zhì)量守恒定律的微觀實(shí)質(zhì)進(jìn)行解釋，反應(yīng)前后原子不發(fā)生改變．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，生成的白色固體氧化鎂的質(zhì)量應(yīng)為參加反應(yīng)的鎂的質(zhì)量與參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量總和；而反應(yīng)前所稱量的質(zhì)量只是金屬鎂的質(zhì)量，而反應(yīng)后稱量的則是金屬氧化物氧化鎂的質(zhì)量，所以才出現(xiàn)了反應(yīng)后固體質(zhì)量“增加”的現(xiàn)象；
故答案為：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的鎂帶和氧氣的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的氧化鎂的質(zhì)量，由于空氣中的氧氣參與了反應(yīng)，因此，生成氧化鎂的質(zhì)量比原來鎂帶的質(zhì)量增加了．
（2）由于化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變，所以實(shí)驗(yàn)（1）中增加的質(zhì)量即為參加反應(yīng)氧氣的質(zhì)量，故氧氣質(zhì)量=8.0g-4.8g=3.2g；實(shí)驗(yàn)（2）中減少的質(zhì)量即為生成氫氣的質(zhì)量，故生成氫氣的質(zhì)量=112.6g-112.4g=0.2g．
（3）質(zhì)量守恒定律適用于任何化學(xué)變化，由于三個(gè)實(shí)驗(yàn)均發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，故三個(gè)實(shí)驗(yàn)均遵循質(zhì)量守恒定律；但只有實(shí)驗(yàn) ③能正確反映了反應(yīng)物與生成物之間的總質(zhì)量關(guān)系．因此，用實(shí)驗(yàn)來探究化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)物與生成物之間的總質(zhì)量關(guān)系時(shí)，當(dāng)有 氣體參加或氣體生成時(shí)，必須在 封閉體系進(jìn)行．
（4）化學(xué)變化是一個(gè)“分子破裂成原子，原子重新組合成分子”的過程，此過程中，原子種類、原子個(gè)數(shù)、原子的質(zhì)量都不改變，所以，化學(xué)變化前后雖然物質(zhì)發(fā)生了改變，但構(gòu)成物質(zhì)（分子）的原子既不減少也不改變，變化前后總質(zhì)量不變；
故答案為：
（1）空氣中的氧氣參與了Mg的燃燒過程；（2）3.2g；0.2g；
（3）遵循；③；氣體參加或氣體生成；封閉體系
（4）化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量保持不變．

點(diǎn)評：該題通過三個(gè)實(shí)驗(yàn)探究質(zhì)量守恒定律，旨在考查對質(zhì)量守恒定律定義的理解、對質(zhì)量守恒定律的微觀解釋，通過該題加深了“參加”、“總質(zhì)量”的認(rèn)識、質(zhì)量守恒定律的微觀意義．