初中化学质量守恒定律的实验探究试题

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　　．

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：　　。

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： 　　。

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。

以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段，请你参与探究并帮忙填写空格（包括表中的空格）。

【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等？

【猜想与假设】猜想1：不相等；    猜想2：相等。

【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。

	甲组	乙组
实验 方案 （反应后略）
实验 现象	有气泡产生， 天平指针向右偏转	铁钉表面有红色物质析出， 溶液颜色发生改变， 天平指针没有偏转
结论	猜想1正确 反应的化学方程式：	猜想2正确

【反思评价】究竟哪种猜想正确？通过讨论，同学们发现甲组中有气体逸出，导致指针向右偏转。得到启示：在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时，凡有气体生成或参加的反应一定要在　　中进行。

【优化装置】同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如下三种改进，你认为最佳装置是

　　（填序号），从另外两种装置中任选一种指出其不足　　。

【得出结论】同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究，均得出猜想2正确。进一步分析发现，反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变，最终得出结论：　　的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。

【解释应用】解释：化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不变，所以质量守恒。

应用：某固体物质受热会发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该固体物质一定由　　种元素组成。

利用如图所示装置进行如下实验探究。

在锥形瓶中放入一小粒白磷，塞好瓶塞后玻璃管下端刚好能与白磷接触，将整套装置放在托盘天平上调节至平衡，取下橡皮塞，将玻璃管放在酒精灯火焰上灼烧至红热，迅速塞紧瓶塞，将白磷引燃，待锥形瓶冷却后观察天平是否平衡。

（1）实验时，气球的变化是　　。

（2）根据白磷引燃前后的变化，可知燃烧的条件是　　；玻璃管受热不燃烧，白磷受热能燃烧，可知燃烧的条件是　　。

（3）实验前后天平保持平衡，实验后，松开橡皮塞，则天平指针　　（填“向左偏”“向右偏”或“指向中间”）

₄₂₅，写出该反应的化学方程式：　P₄+5O₂2P₂O₅　。

根据如图所示实验回答问题．

（1）A实验中，气球的作用是　　（写一点）．

（2）B实验中，除了要控制集气瓶大小规格相同外，还要控制　　相同．

（3）C实验中，通电一段时间后玻璃管a、b所收集的气体体积比为　　，该实验说明水是由　　组成．

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。

小李用盐酸与碳酸钙粉末反应验证质量守恒定律，实验装置如图

（1）根据实验目的，小李必须测量的数据是　　

A．锥形瓶质量

B．气球质量

C．反应前整个反应装置（包括里边的物质）质量

D．反应后整个反应装置（包括里边的物质）质量

（2）将反应装置放在天平左盘，使天平平衡后，再将碳酸钙粉末倒入锥形瓶中。反应结束后，气球鼓起，天平向右倾斜。小李按规范操作重新实验，得到相同结果。请你帮他分析原因　　

（3）反应结束后，锥形瓶中无固体剩余，则生成气体质量　　g，所得溶液中生成物的溶质质量分数（只需写出最终的计算表达式）　　。

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：　　。

质量守恒定律的发现，对化学的发展做出了重要贡献。

（1）通过分别称量下列两组试剂在密闭容器内混合前后的总质量，能验证质量守恒定律的是 　　（填标号）a．大理石和稀盐酸         b．NaOH溶液和Na ₂SO ₄溶液

（2）在足量氧气中点燃镁条的实验过程中，固体质量变化如图一。

①从燃烧条件分析，固体质量在t ₁前没有发生变化的原因是 　　

②该反应的化学方程式为 　　

③参加反应的氧气质量为 　　g

（3）在一定条件下，A和B反应生成C，微观示意图如图二。回答下列问题：

①一个A分子由 　　个原子构成

②C分子中原子的质量比N：O＝ 　　

③该反应的化学基本反应类型为 　　

④上述反应中一定发生改变的是 　　（填标号）

a．元素种类       b．原子种类        c．分子种类

质量守恒定律的发现，对科学的发展作出了重要贡献。

（1）为了验证质量守恒定律，实验小组分别选取以下四组药品，通过称量比较各组物质在密闭容器内混合前后的总质量，能达到目的有　　。

A．氯化铁溶液和氢氧化钠溶液

B．生石灰和水

C．氯化钙溶液和硝酸钾溶液

D．碘和酒精

（2）在一定条件下，A和B反应生成C，微粒种类变化如图所示（“”、“”表示不同原子）

则参加反应的A、B物质的分子数之比为　　。

利用如图所示装置进行如下实验探究。

在锥形瓶中放入一小粒白磷，塞好瓶塞后玻璃管下端刚好能与白磷接触，将整套装置放在托盘天平上调节至平衡，取下橡皮塞，将玻璃管放在酒精灯火焰上灼烧至红热，迅速塞紧瓶塞，将白磷引燃，待锥形瓶冷却后观察天平是否平衡。

（1）实验时，气球的变化是 　　。

（2）根据白磷引燃前后的变化，可知燃烧的条件是 　　；玻璃管受热不燃烧，白磷受热能燃烧，可知燃烧的条件是 　　。

（3）实验前后天平保持平衡，实验后，松开橡皮塞，则天平指针 　　（填"向左偏""向右偏"或"指向中间"）

（4）白磷（P ₄）燃烧生成P ₂O ₅，写出该反应的化学方程式： 　             。

结合如图所示实验，回答下列问题。

（1）实验一的目的是利用浓氨水的碱性和挥发性，验证　　；

（2）实验二中，证明呼出的气体比空气中氧气含量少的操作是向两瓶中分别　　；

（3）实验三中，通过测定盐酸和碳酸钠粉末反应前后的质量来验证质量守恒定律，前后 两次称量结果不一致，原因是没有称量　　的质量。

下列实验能够用于直接验证质量守恒定律的是（　　）

A．

B．

C．

D．