初中化学质量守恒定律的实验探究解答题

化学规律建立在实验基础之上，质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。

（1）小东同学按照课本上的实验进行验证（如图1所示）。一段时间后，可以观察到铁钉表面出现　　，其反应的化学反应方程式为　　，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。

（2）小东想既能验证质量守恒定律，又能更快地观察到溶液颜色的变化，提出了以下设想：

【提出设想】设想一：增大硫酸铜溶液的浓度

                    设想二：用更活泼的金属锌代替铁钉

【实验验证】小东将以上实验进行了如下改进：

	实验内容	实验现象
实验1	烧杯中换成饱和硫酸铜溶液	①1小时后溶液颜色几乎不变 ②天平读数不变 ③铁钉表面有变化
实验2	铁钉换成锌粒	①溶液颜色明显变浅 ②天平读数减小 ③锌粒表面有变化

【实验分析】从以上现象分析，两个设想都不合适，其中按设想　　（填“一”或“二”）进行的实验能够验证质量守恒定律。

实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是　　（填序号）。

A．铁与饱和硫酸铜溶液不反应

B．铁表面形成了一层氧化膜，阻止了反应的进一步进行

C．生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行

D．水也参与了该反应，但饱和硫酸铜溶液中水太少

实验2虽然很快观察到溶液颜色变化，但出现了反应后总质量减小的情况，老师提醒小东，硫酸铜溶液呈酸性，所以总质量减小的原因可能是　　。

（3）小东通过反复实验和探究得出：向实验1的饱和硫酸铜溶液中加入等体积的水，将实验2中的烧杯换成如图2所示装置，均能达到实验目的，但该装置中缺少一种物品，请你在装置图中画出。

材料一：1673年，玻义耳曾经做过一个实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属时，得到了金属灰，冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现与原来金属相比质量增加了。

材料二：1703年，施塔尔提出"燃素学说"，其主要观点有：①燃素是组成物体的一种成分，一般条件下被禁锢在可燃物中；②燃素在可燃物燃烧时会分离出来，且燃素可穿透一切物质。

材料三：1756年，罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验。他将金属铅装入容器后密封、称量。然后把容器放到大火上加热，银白色的金属变成了灰黄色，待容器冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化。罗蒙诺索夫对此的解释是："容器里原来有一定量的空气，且容器中的空气质量减少多少，金属灰的质量就比金属增加多少，在化学变化中物质的质量是守恒的。"后来，拉瓦锡等科学家经过大量的定量实验，推翻了"燃素学说"，质量守恒定律得到公认。

（1）由"燃素学说"可知，物质燃烧后质量应该减少。请根据所学知识写出一个可以推翻"燃素学说"的事实： 　　。

（2）罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验是基于金属加热后，增加的质量并非来自燃素而是来自 　　的假设。

（3）对比材料一和材料三，玻义耳错过了发现质量守恒定律的一个重要原因是 　　。

（4）质量守恒定律的发现过程，给我们的启示是 　　。

A．分析问题应该全面、严谨

B．实验的成功与否，取决于药品的选择

C．定量方法是科学研究的重要方法

D．科学研究既要尊重事实，也要勇于创新

下列是初中化学常见的实验。请回答下列问题

（1）图A所示实验结束后，进入集气瓶中水的体积小于瓶内原气体体积的五分之一，造成该现象的原因是　　（答出一条即可）。

（2）图B所示实验观察到木屑先燃烧，燃烧的顺序说明燃烧的条件之一是　　。

（3）图C所示实验不能验证质量守恒定律的原因是　　。

（4）配制一定质量分数的氯化钠溶液，按图D所示量取溶剂，其他操作均正确，最终导致配制的溶液溶质的质量分数　　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

为了探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变，甲同学和乙同学分别设计了下面两个实验，请根据图示回答问题：

（1）甲同学设计的实验如图 A 所示，反应前，托盘天平的指针指向刻度盘的中间；两种物质反应后，托盘天平的指针　　（选填“向左”、“向右”或“不”）偏转，原因是　　。

（2）乙同学设计的实验如图B所示（反应的化学方程式为NaCl+AgNO₃═AgCl↓+NaNO₃），通过实验得出结论：化学反应前后物质的总质量　　。

（3）两位同学通过交流反思得到启示：在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，对于有气体参加或有气体生成的反应一定要在　　装置中进行。

（4）从微观角度分析，在化学反应前后一定不变的是　　（选填序号）。

①原子种类 ②分子种类 ③原子数目 ④分子质量 ⑤分子数目 ⑥原子质量。

小英同学从资料中得知：质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程。

[实验回顾]

1756年，俄国化学家罗蒙诺索素夫将金属锡放在密闭容器里煅烧，冷却后在密闭容器里称量，发现总质量和煅烧前没有变化。

1774年，拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气，得到了与罗蒙诺索夫相同的结论，拉瓦锡还通过这个实验研究了　　，成就了化学史上的另一经典实验。

[实验重现]

小英同学在老师的指导下，将铁粉、活性炭粉、食盐按一定比例加水混合后，涂在用铁片折成的连续的Z形架表面，然后放入盛满氧气的集气瓶中。通过如图所示装置对“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”进行实验探究。实验过程中做到操作规范，准确称量和细致观察。

（1）证明化学反应发生且体现质量守恒定律的现象有：　　，　　。

（2）此实验用氧气替代空气的主要目的是　　。

（3）实验室里现有过氧化氢溶液，二氧化锰粉末，以及下列仪器：

①写出编号仪器的名称：B　　。

②利用上述药品、仪器：制取少量纯净氧气，其简易制取装置应选择的仪器有　　（填序号），反应的化学方程式为　　；能否组装一套制氧气的装置，以控制反应的发生和停止。　　（填“能”或“否”），并说明理由：　　。

[总结与反思]

1663年，英国化学家波义耳将金属汞放在密闭容器里煅烧，冷却后称量时打开了盖，得出的结论是物质的总质量增加了，导致波义耳与质量守恒定律失之交臂，你认为质量增大的原因是：　　。

为了探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变，甲同学和乙同学分别设计了下面两个实验，请根据图示回答问题：

（1）甲同学设计的实验如图 A 所示，反应前，托盘天平的指针指向刻度盘的中间；两种物质反应后，托盘天平的指针　　（选填“向左”、“向右”或“不”）偏转，原因是　　。

₃₃），通过实验得出结论：化学反应前后物质的总质量　　。

（3）两位同学通过交流反思得到启示：在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，对于有气体参加或有气体生成的反应一定要在　　装置中进行。

（4）从微观角度分析，在化学反应前后一定不变的是　　（选填序号）。

①原子种类 ②分子种类 ③原子数目 ④分子质量 ⑤分子数目 ⑥原子质量。

化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如图1），同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。

（1）请写出镁条燃烧的化学方程式　　；

（2）同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量，有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是：　　；

（3）小红按图2装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。

[提出问题]黄色固体是什么？

[查阅资料]①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应产生黄色的氮化镁（Mg₃N₂）固体；③氮化镁可与水反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

[做出猜想]黄色固体是Mg₃N₂

[实验探究]请设计实验，验证猜想

实验操作	实验现象及结论

[反思与交流]①氮化镁中氮元素的化合价是　　；

②空气中N₂的含量远大于O₂的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg₃N₂，合理的解释是：　　。

③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：　　。

以下是俄国化学家罗蒙诺索夫曾开展的实验：

①先用天平称取质量为m ₁的金属锡粉。

②将这些锡粉放在密闭容器里进行完全燃烧，生成了白色固体物质，称量容器的总质量为m ₂。

③打开容器，听到了空气进入容器发出的"丝丝的声响"，称量所得白色物质的质量为m ₃。

④把白色物质放回原容器里（容器中空气的组成恢复到初始状态），重新称量容器的总质量为m ₄

（1）根据所学知识判断，锡的燃烧是 　　变化。

（2）罗蒙诺索夫分析数据后发现，生成白色物质的质量m ₃＝ 　　，于是提出了"参加反应的物质的总质量，等于反应后产物的总质量"的观点。

（3）后经多位科学家的共同努力，最终确立了质量守恒定律，请从微观角度解释该定律： 　　。

分类、类比是学习化学的常用手段．初中有许多实验，若按照实验目的可将实验分为探究化学反应前后物质的质量关系，探究物质的性质、探究物质的含量等．据此应将下列实验中的D与　　（填“A”“B”或“C”）归为一类，其依据是　　．