专题10 质量守恒定律验证实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸（浙教版）

专题10 质量守恒定律验证实验 一、密闭体系实验原理 1、红磷燃烧实验 反应原理：4P + 5O₂ → 2P₂O₅ 现象：白磷燃烧产生白烟，气球先膨胀后变瘪，最终天平平衡。 关键设计： 锥形瓶底部铺细沙，防止高温炸裂；气球缓冲压强变化，同时密封体系防止气体逸散。 质量守恒体现：反应生成的P₂O₅质量等于消耗的P和O₂总质量。 2、铁与硫酸铜溶液反应 反应原理：Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu 现象：铁钉表面析出红色固体，溶液由蓝色变浅绿色，天平平衡。 优点：反应在溶液中进行，无需加热，体系封闭性好，现象直观。 二、开放体系实验的对比分析 1、碳酸钠与稀盐酸反应 反应原理：Na2CO₃+ 2HCl =2NaCl + H₂O + CO₂↑ 现象：产生大量气泡，天平指针右偏（因CO₂逸出导致质量减少。 改进方案：改用密闭容器（如可乐瓶）收集气体，可验证质量守恒。 2、镁条燃烧实验 反应原理：2Mg + O₂=2MgO 现象：镁条燃烧发出耀眼白光，生成白色固体，天平可能左偏（氧气参与）或右偏（白烟逸散）。 关键点：需在密闭容器中完成，避免与空气交换物质。 三、实验设计的核心原则 1、体系密闭性：气体参与或生成的实验必须密闭，避免质量误差。 2、装置改进方向： ①用电子天平替代托盘天平，提高灵敏度； ②用注射器替代气球，减少气体泄漏风险。 3、现象与结论关联：通过观察反应前后质量变化（或不变），结合反应条件（如是否密闭）得出结论。 一、常见实验题型总结 1. 密闭体系与开放体系对比题 典型设问：判断实验中是否遵循质量守恒定律，分析天平指针偏转方向及原因。 例如：红磷燃烧（密闭）与碳酸钠+盐酸（开放）的对比实验设计。 关键点：①密闭体系中总质量不变（如红磷燃烧、铁与硫酸铜反应）； ②开放体系中气体逸出导致质量变化（如CO₂逸出使天平右偏）。 2. 实验现象与误差分析题 典型设问：解释气球膨胀后变瘪、白烟逸散等实验现象与质量守恒的关系。 例如：镁条燃烧实验中白烟逸散导致质量减少的原因。 关键点：①需区分装置是否完全封闭（如气球缓冲压强但可能漏气）； ②燃烧类实验需考虑氧气参与或产物逸散。 3. 微观示意图与化学式推断题 典型设问：通过反应前后原子种类、数目守恒推断未知物质的化学式。 例如：根据电解水或三效催化转化器的微观示意图推断产物。 关键点：原子守恒法：反应前后各元素原子数目相等； 例如：CO₂与H₂反应生成CH₃OH时，化学式需满足C、H、O原子守恒。 4. 装置改进与实验设计题 典型设问：针对开放实验的不足提出改进方案（如用注射器替代气球）。 例如：碳酸钠与盐酸反应可改进为密闭可乐瓶收集气体。 改进方向：减少气体泄漏（如注射器）、提高称量精度（如电子天平）；验证微观本质时需结合原子守恒解释。 5. 计算与守恒应用题 典型设问：根据反应前后质量差计算生成物质量或混合物组成。 例如：电解水实验中生成O₂与H₂的质量比。 关键点：利用总质量守恒或元素质量守恒建立等式； 例如：Na₂CO₃与HCl反应生成CO₂的质量可通过装置增重计算。 二、答题策略与易错点 1. 实验条件判断 策略：优先检查反应是否在密闭体系中进行，气体参与或生成必须封闭（如红磷燃烧需气球平衡气压）。 易错点：忽略氧气参与反应（如镁条燃烧需计入氧气质量）。 2. 现象与结论关联 策略：现象描述需直接指向质量守恒（如铁钉表面析出红色固体证明Fe与CuSO₄反应前后总质量不变）。 易错点：混淆物理变化与化学变化（如冰融化不适用质量守恒）。 3. 化学方程式书写与配平 策略：配平时遵循原子守恒，优先配平复杂物质（如FeTiO₃分解反应）。 易错点：漏写气体符号（如CO₂↑）或条件（如“点燃”）。 4. 计算题步骤规范 策略：分步计算：设未知数→写方程式→列比例式→求解→验证单位。 易错点：未扣除杂质质量（如含杂质的碳酸钠样品需换算纯净物质量）。 5. 高频考点强化 重点内容：密闭实验设计（如铁+硫酸铜、红磷燃烧）； 误差分析（气体逸出、装置漏气）； 微观本质（原子种类、数目不变） 1．（2024·平湖模拟） 小卢进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和V (实验中操作正确， O2的密度为 实验序号 1 2 　3 m1(MnO2) /g 　 　 　 m2(KClO3) /g 　 　 　 m3(试管) /g 　 　 　 m4(试管+加热后剩余固体) /g 　 　 　 量筒内收集气体的体积V/cm3 　 　 　 （1） 装置中试管口略向下倾斜的原因是　 　。 （2） 根据质量守恒定律， m1、m2、m3、m4、V和ρ之间应存在的等量关系为　 　。 （3） 每次实验结束后，小卢在拆卸装置时总能闻到刺激性味气味，他将加热后剩余固体中的 分离并测量其质量，发现总小于加热前 的质量。查阅资料后发现，一般认为加热 KClO3和 MnO2混合物的反应过程如下： 第1步： (其中Cl2有刺激性气味) 第2步： 第3步： 写出加热后剩余固体中MnO2质量小于加热前MnO2质量的原因　 　。 （4） 图示中量筒通过____法收集气体测量体积时，导管口____开始收集。 A．出现均匀连续气泡 B．出现气泡 （5） 经过科学家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　 　。 2．（2022·浙江模拟）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m1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m2． 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m3． 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m4 （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m3=　 　，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：　 ． 3．（2024·上虞模拟）在学习分解氯酸钾制取氧气的实验后，老师告诉小虞：氯酸钾与氧化铁 混合加热，也能较快地产生氧气。于是小虞进行了如下实验探究： 【查阅资料】氯酸钾的熔点为356℃，常温下稳定，加热到一定温度能分解产生氧气。酒精灯加热温度为400-500℃。 【提出猜想】Fe2O3可以加快氯酸钾的分解，可以作氯酸钾分解的催化剂。 【完成实验】按下表进行实验并测定分解温度和反应时间(分解所需的时间)。 实验编号 实验药品 分解温度 反应时间 1 3.0g氯酸钾 460℃ t1 2 3.0g氯酸钾和0.5g二氧化锰 248℃ t2 3 3.0g氯酸钾和Xg氧化铁 290℃ t3 【分析数据】 （1） 实验3 中X的数值为　 　。 （2）通过实验测得的数据，小虞绘出了实验1的图线(如图)，请帮她补充完成实验2的图线。 【得出结论】由　 　与实验3对照得出： 可以加快氯酸钾的分解，可以作氯酸钾分解的催化剂。 【实验反思】小虞仔细分析实验过程，认为本实验不能得出 是氯酸钾分解的催化剂”的结论，其原因是　 　。 4．（2024·舟山模拟）“绿水青山就是金山银山！”在习总书记的号召下，绿色环保意识早就深入我们的生活。我校某科学兴趣小组对某工厂排放的气体进行探究，猜想混合气体中可能含有一氧化碳、氢气、二氧化碳、水蒸气、甲烷中的一种或几种组成。设计了如图所示的装置，进行有关的实验探究。 提示：1．每步均完全反应或吸收 2．甲烷在加热条件下可以还原氧化铜，生成铜、二氧化碳和水。 请回答有关问题： （1）仅根据E装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定含有一氧化碳，请判断并说明理由　 　。 （2）若F中无水硫酸铜白色粉末不变蓝，G中的澄清石灰水变浑浊，则可燃气体中一定含有　 　；若F中无水硫酸铜白色粉末变蓝，G中的澄清石灰水变浑浊，清用表中实验数据进行分析，进入装置E中可燃气体的组成有　 　种。 称量项目 反应前 反应后 F玻璃管及所盛固体的质量 G洗气瓶和所盛石灰水的质量 5．（2024·椒江模拟）兴趣小组进行“质量守恒定律”的验证实验。 （1）兴趣小组同学利用甲装置进行实验，先将装有盐酸和碳酸钠溶液的烧杯置于左盘，调节天平平衡：取下烧杯小心地倾斜使盐酸与碳酸钠混合反应，再将烧杯放回到天平的左盘，发现天平无法再次保持平衡。天平无法再次保持平衡的原因是　 　。 （2）若对甲装置中的试剂进行更换就可以进行验证实验，则下列试剂组合中，符合实验要求的是____（选填字母） A．蔗糖与水 B．硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液 C．氯化钠溶液与硝酸银溶液 （3）同学们对实验装置进行改进，并设计了图乙、图丙两套装置进行该验证实验，你认为哪一套装置更合理？并说明理由。　 　 6．（2024·余杭模拟）如下是小科在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。 【提出问题】氧化汞（HgO）加热时，会生成汞和氧气（常温常压下，氧气密度为）。反应结束后，所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢? 【资料信息】⑴氧化汞反应的化学方程式： ⑵测量气体体积需要在标准大气压下测量才是准确数值。 【实验设计及过程】检查装置的气密性后，在试管中加入适量的药品，并测得反应装置、滤毒器与物质总质量为m1。待反应完全后，调整量筒液面至“合适”位置，测出气体体积记为V。再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为m2。 （1）实验时，小科在量筒中加入一些煤油的目的是　 　。 （2）反应完全后，量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是　 　。 （3）若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒，则上述测量结果存在关系式是：　 　。 7．（2024·滨江模拟）小江同学利用“氢气还原氧化铜的实验”测定水的组成。回答下列问题： （1）用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，并与氧化铜反应。写出氢气还原氧化铜的化学方程式　 　；从下列装置中选择并组装一套可以“随时控制反应的发生与停止”的装置，制取并收集干燥的氢气，正确的连接顺序为　 　(填接口处字母标号)； （2）利用如图装置测定水的组成(尾气处理装置及H2验纯等操作均未列出)；若装置A中的玻璃管和其中的物质在反应前后的质量差为m1，装置B和其中的物质在反应前后的质量差为m2，装置C和其中的物质在反应前后的质量差为m3，则水中H、O元素的质量比为　 　(用含m1、m2、m3的代数式表示)。 8．同学们分别设计了如图所示的三个实验用于验证质量守恒定律。 （1）实验甲：首先称量锥形瓶装置的质量，然后点燃白磷，待反应完毕装置冷却后再次称量，天平仍然平衡。实验中标志着化学反应发生的现象是　 　，小气球的作用是　 　。用加热的玻璃管点燃白磷时，若瓶塞未塞紧，待燃烧完毕后再塞紧，天平的指针将会　 　（填“偏左”“偏右”或“正中”）。 （2）实验乙：反应前天平平衡，然后将稀盐酸倒入烧杯中与石灰石充分反应后再称量，观察到反应后天平不平衡，天平指针向右偏转，其原因是　 　。 （3）实验丙：在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10厘米长的粗铜线，并使玻璃棒保持水平。然后用酒精灯给左边一端铜丝加热1～2分钟。冷却后，观察到的现象：①　 　；②　 　。其原因用化学方程式表示为　 　。 （4）反思总结：在三个实验中，是否有不遵循质量守恒定律的反应？　 　。设计实验验证质量守恒定律，当选用有气体参加或生成的化学反应时，要注意　 　；从原子的角度解释质量守恒的原因是　 　。 9．定律是对自然现象或关系的描述，通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料： 波义耳实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属汞时，得到了金属灰（氧化汞）。冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现比原来金属质量增加了 罗蒙诺索夫重复了波义耳实验，他将金属铅装入容器后密封，称量。然后把容器放到火上加热，金属变成了黄色（氧化铅），冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化，该发现未引起科学家重视 拉瓦锡用锡和铅做了罗蒙诺索夫实验，也得到了同样的结论。他还做了许多实验并得出结论：在化学反应过程中物质质量是守恒的，并将该结论写成一个代数式。该结论得到当时科学家的普遍认同 廊道尔特和曼莱做了精确度极高的化学实验，反应前后质量之差小于0.0001g， 在实验误差范围内，国际科学家一致承认质量守恒定律 1673年 1756年 1774年 1908、1912年 （1）波义耳实验中，金属灰增加的质量是　 　。 （2）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有____（填字母）； A．要善于总结前人的成果和经验 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 （3）受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图）。气球的作用有　 　。 （4）小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计个能说服小丽的简明实验思路　 　。 10．1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成：往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的可燃空气。最终，拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。 （1）将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去　 　； （2）将B装置收集到的可燃空气在氧气中点燃，生成了水。可燃空气的名称是　 　； （3）若该实验中生成的黑色固体质量为m1，可燃空气的质量为m2，可燃空气完全燃烧生成水的质量为m3，如果水是由“氧元素”和“可燃空气元素”组成的，则m1、m2、m3。三者应满足的关系式是　 　 11．（2023·秀洲模拟）质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程，凝聚了不少科学家的心血。 材料一：1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了。 材料二：1714年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。 【解释】波义耳实验中，煅烧后固体质量增加的原因是　 　。 【证据】兴趣小组决定用如图所示装置模拟拉瓦锡实验，验证质量守恒定律。实验结果 如下表所示，如果出现 　关系（用字母表示，假定气体密度为ρg/cm3）则可验证质量守恒定律。 反应前装有氧化汞试管的总质量（克） 反应结束冷却后议管的总质量（克） 反应后量筒内气体体积（毫升） a b c 【交流】为使测量数据更加准确，实验时加入试管中的药品氧化汞不能太多，理由 是　 　。 12．（2023·杭州模拟）研究性学习小组的同学用氢气还原氧化铜的原理测定水的组成。请你一起对此展开探究。 【设计方案】 甲同学利用如图装置及药品进行实验，洗气瓶B中浓硫酸的作用是 　 　。 【实验探究】 当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得： ①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g； ②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为 　 　，而由水的化学式计算得出H、O元素的质量比为1：8。 【分析交流】 假设装置内原有空气中的水蒸气、CO2已预先排尽，生成的水完全被D中碱石灰吸收。针对上述实验结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，应在D装置后，再连接一个盛碱石灰的干燥管，增加该装置的作用是 　 　。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。 13．（2022·舟山）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。 [实验思路]先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的 质量总和是否相等。 [实验步骤] I.锥形瓶内装人白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡： II.取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞； III.待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察　 　。 [实验结论]参加化学反应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。 [交流反思] ⑴要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是　 　。 ⑵反应结束后。若白磷有剩余，你认为是否仍能得出上述结论，并请说明理由。　 　。 14．（2021·鄞州模拟）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。然后把容器放到火上加热，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）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 15．（2020·杭州模拟）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：可能不相等； 猜想2：可能相等。 【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溢出，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密闭中进行。 【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　 　。 16．（2019·浙江模拟）下面为两位同学利用各自选择的实验器材进行验证质量守恒定律的实验。 小李的设计：将铁钉与盛有硫酸铜溶液的小试管装于烧杯中，加适当砝码使天平平衡，如图A。待烧杯内的物质完全反应后，观察天平否再次平衡。 小刚的设计：将盛有碳酸钠粉末的小试管放于盛有足量稀盐酸的烧杯中，加适当砝码使天平平衡，如图B。待两物质反应完全后，观察天是否再次平衡。 试回答下列问题： （1）小李（A）在实验过程中可观察到的现象是　 　。 （2）哪位同学的实验会导致验证失败并说明原因　 　。 （3）请从微观角度解释质量守恒定律 　。 17．（2020·温州模拟）在学习了质量守恒定律后，小明设计了如下几组实验： （1）上述实验可以用来验证质量守恒定律的有　 　。 （2）实验A中硫酸铜溶液与烧杯中铁粉混合后充分反应，过滤，往滤渣中加入足量的盐酸，没有产生气泡，则滤液中的溶质可能的成分是　 　。（几种可能都写出来） （3）实验D中，若将稀盐酸逐滴加入烧杯中时，混合物中4种离子（分别用a、b、c、d表示）数量变化情况如图所示。当滴入稀盐酸的质量在哪个点（选填“甲、乙、丙”）时恰好完全反应，并说明理由。　 　 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 质量守恒定律验证实验 一、密闭体系实验原理 1、红磷燃烧实验 反应原理：4P + 5O₂ → 2P₂O₅ 现象：白磷燃烧产生白烟，气球先膨胀后变瘪，最终天平平衡。 关键设计： 锥形瓶底部铺细沙，防止高温炸裂；气球缓冲压强变化，同时密封体系防止气体逸散。 质量守恒体现：反应生成的P₂O₅质量等于消耗的P和O₂总质量。 2、铁与硫酸铜溶液反应 反应原理：Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu 现象：铁钉表面析出红色固体，溶液由蓝色变浅绿色，天平平衡。 优点：反应在溶液中进行，无需加热，体系封闭性好，现象直观。 二、开放体系实验的对比分析 1、碳酸钠与稀盐酸反应 反应原理：Na2CO₃+ 2HCl =2NaCl + H₂O + CO₂↑ 现象：产生大量气泡，天平指针右偏（因CO₂逸出导致质量减少）。 改进方案：改用密闭容器（如可乐瓶）收集气体，可验证质量守恒]。 2、镁条燃烧实验 反应原理：2Mg + O₂=2MgO 现象：镁条燃烧发出耀眼白光，生成白色固体，天平可能左偏（氧气参与）或右偏（白烟逸散）。 关键点：需在密闭容器中完成，避免与空气交换物质。 三、实验设计的核心原则 1、体系密闭性：气体参与或生成的实验必须密闭，避免质量误差。 2、装置改进方向： ①用电子天平替代托盘天平，提高灵敏度； ②用注射器替代气球，减少气体泄漏风险。 3、现象与结论关联：通过观察反应前后质量变化（或不变），结合反应条件（如是否密闭）得出结论。 一、常见实验题型总结 1. 密闭体系与开放体系对比题 典型设问：判断实验中是否遵循质量守恒定律，分析天平指针偏转方向及原因。 例如：红磷燃烧（密闭）与碳酸钠+盐酸（开放）的对比实验设计。 关键点：①密闭体系中总质量不变（如红磷燃烧、铁与硫酸铜反应）； ②开放体系中气体逸出导致质量变化（如CO₂逸出使天平右偏）。 2. 实验现象与误差分析题 典型设问：解释气球膨胀后变瘪、白烟逸散等实验现象与质量守恒的关系。 例如：镁条燃烧实验中白烟逸散导致质量减少的原因。 关键点：①需区分装置是否完全封闭（如气球缓冲压强但可能漏气）； ②燃烧类实验需考虑氧气参与或产物逸散。 3. 微观示意图与化学式推断题 典型设问：通过反应前后原子种类、数目守恒推断未知物质的化学式。 例如：根据电解水或三效催化转化器的微观示意图推断产物。 关键点：原子守恒法：反应前后各元素原子数目相等； 例如：CO₂与H₂反应生成CH₃OH时，化学式需满足C、H、O原子守恒。 4. 装置改进与实验设计题 典型设问：针对开放实验的不足提出改进方案（如用注射器替代气球）。 例如：碳酸钠与盐酸反应可改进为密闭可乐瓶收集气体。 改进方向：减少气体泄漏（如注射器）、提高称量精度（如电子天平）；验证微观本质时需结合原子守恒解释。 5. 计算与守恒应用题 典型设问：根据反应前后质量差计算生成物质量或混合物组成。 例如：电解水实验中生成O₂与H₂的质量比。 关键点：利用总质量守恒或元素质量守恒建立等式； 例如：Na₂CO₃与HCl反应生成CO₂的质量可通过装置增重计算。 二、答题策略与易错点 1. 实验条件判断 策略：优先检查反应是否在密闭体系中进行，气体参与或生成必须封闭（如红磷燃烧需气球平衡气压）。 易错点：忽略氧气参与反应（如镁条燃烧需计入氧气质量）。 2. 现象与结论关联 策略：现象描述需直接指向质量守恒（如铁钉表面析出红色固体证明Fe与CuSO₄反应前后总质量不变）。 易错点：混淆物理变化与化学变化（如冰融化不适用质量守恒）。 3. 化学方程式书写与配平 策略：配平时遵循原子守恒，优先配平复杂物质（如FeTiO₃分解反应）。 易错点：漏写气体符号（如CO₂↑）或条件（如“点燃”）。 4. 计算题步骤规范 策略：分步计算：设未知数→写方程式→列比例式→求解→验证单位。 易错点：未扣除杂质质量（如含杂质的碳酸钠样品需换算纯净物质量）。 5. 高频考点强化 重点内容：密闭实验设计（如铁+硫酸铜、红磷燃烧）； 误差分析（气体逸出、装置漏气）； 微观本质（原子种类、数目不变） 1．（2024·平湖模拟） 小卢进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和V (实验中操作正确， O2的密度为 实验序号 1 2 　 m1(MnO2) /g 　 　 　 m2(KClO3) /g 　 　 　 m3(试管) /g 　 　 　 m4(试管+加热后剩余固体) /g 　 　 　 量筒内收集气体的体积V/cm3 　 　 　 （1） 装置中试管口略向下倾斜的原因是　 　。 （2） 根据质量守恒定律， m1、m2、m3、m4、V和ρ之间应存在的等量关系为　 　。 （3） 每次实验结束后，小卢在拆卸装置时总能闻到刺激性味气味，他将加热后剩余固体中的 分离并测量其质量，发现总小于加热前 的质量。查阅资料后发现，一般认为加热 KClO3和 MnO2混合物的反应过程如下： 第1步： (其中Cl2有刺激性气味) 第2步： 第3步： 写出加热后剩余固体中MnO2质量小于加热前MnO2质量的原因　 　。 （4） 图示中量筒通过____法收集气体测量体积时，导管口____开始收集。 A．出现均匀连续气泡 B．出现气泡 （5） 经过科学家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　 　。 【答案】（1）防止冷凝水倒流到热的试管底部而使试管破裂 （2）m1+m2+m3=m4+ρV （3）少量的氯气随着氧气排出，使得反应③没有发生完全 （4）B （5）化学反应的实质是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目和质量不变，所以物质的总质量也不变 【解析】（1）给试管中的固体加热时试管口略向下倾斜的原因是：防止冷凝水倒流到热的试管底部而使试管破裂； （2）在化学反应前后，物质的总质量不变，在此反应中二氧化锰是催化剂，质量不变，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解为氯化钾和氧气，则m1+m2+m3=m4+ρV； （3）在反应中少量的氯气随着氧气排出，使得反应③没有发生完全，所以导致剩余固体中二氧化锰的质量小于加热前二氧化锰的质量； （4）氧气密度比水小，不易溶于水，所以在量筒中用排水法收集气体测量体积时，导管口出现气泡开始收集，故选B。 （5） 经过科学家们的共同努力，最终确立了质量守恒定律，微观角度解释该定律：化学反应的实质是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目和质量不变，所以物质的总质量也不变。 2．（2022·浙江模拟）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m1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m2． 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m3． 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m4 （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m3=　 　，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：　 　． 【答案】（1）化学 （2）m4﹣m2+m1 （3）因为化学反应的过程是原子的重新组合过程，反应前后原子的种类不变，总个数不变，原子质量不变，所以化学反应前后物质的总质量相等 【解析】（1）锡粉放在密闭容器里进行完全燃烧，生成了白色固体物质，有新物质生成，锡的燃烧是化学变化；（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m2．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m4，则参加反应的气体的质量为m4﹣m2，生成白色物质的质量m3=m4﹣m2+m1；（3）因为化学反应的过程是原子的重新组合过程，反应前后原子的种类不变，总个数不变，原子质量不变，所以化学反应前后物质的总质量相等． 3．（2024·上虞模拟）在学习分解氯酸钾制取氧气的实验后，老师告诉小虞：氯酸钾与氧化铁 混合加热，也能较快地产生氧气。于是小虞进行了如下实验探究： 【查阅资料】氯酸钾的熔点为356℃，常温下稳定，加热到一定温度能分解产生氧气。酒精灯加热温度为400-500℃。 【提出猜想】Fe2O3可以加快氯酸钾的分解，可以作氯酸钾分解的催化剂。 【完成实验】按下表进行实验并测定分解温度和反应时间(分解所需的时间)。 实验编号 实验药品 分解温度 反应时间 1 3.0g氯酸钾 460℃ t1 2 3.0g氯酸钾和0.5g二氧化锰 248℃ t2 3 3.0g氯酸钾和Xg氧化铁 290℃ t3 【分析数据】 （1） 实验3 中X的数值为　 　。 （2）通过实验测得的数据，小虞绘出了实验1的图线(如图)，请帮她补充完成实验2的图线。 【得出结论】由　 　与实验3对照得出： 可以加快氯酸钾的分解，可以作氯酸钾分解的催化剂。 【实验反思】小虞仔细分析实验过程，认为本实验不能得出 是氯酸钾分解的催化剂”的结论，其原因是　 　。 【答案】（1）0.5 （2）实验1；不能确定氧化铁在反应前后的质量和化学性质是否发生改变 【解析】（1）在实验中，二氧化锰与氧化铁的质量应相同，即X为0.5； （2）表格中的数据可知，在第1、3次实验中对比可以看出，使用氧化铁时，氯酸钾的分解温度更低，并且收集相同质量的氧气时，使用氧化铁的时间更短，由于不能确定氧化铁在反应前后的质量和化学性质是否发生改变，因此不能得出氧化铁是氯酸钾分解的催化剂； 4．（2024·舟山模拟）“绿水青山就是金山银山！”在习总书记的号召下，绿色环保意识早就深入我们的生活。我校某科学兴趣小组对某工厂排放的气体进行探究，猜想混合气体中可能含有一氧化碳、氢气、二氧化碳、水蒸气、甲烷中的一种或几种组成。设计了如图所示的装置，进行有关的实验探究。 提示：1．每步均完全反应或吸收 2．甲烷在加热条件下可以还原氧化铜，生成铜、二氧化碳和水。 请回答有关问题： （1）仅根据E装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定含有一氧化碳，请判断并说明理由　 　。 （2）若F中无水硫酸铜白色粉末不变蓝，G中的澄清石灰水变浑浊，则可燃气体中一定含有　 　；若F中无水硫酸铜白色粉末变蓝，G中的澄清石灰水变浑浊，清用表中实验数据进行分析，进入装置E中可燃气体的组成有　 　种。 称量项目 反应前 反应后 F玻璃管及所盛固体的质量 G洗气瓶和所盛石灰水的质量 【答案】（1）不能，氢气、甲烷也能还原氧化铜 （2）一氧化碳/；3 【解析】（1）氢气和甲烷也能与氧化铜反应生成铜， 仅根据E装置中黑色粉末变红这一现象，不能否证明混合气体中一定含有一氧化碳 。 （2）甲烷和氢气与氧化铜反应都会生成水， F中无水硫酸铜白色粉末不变蓝，说明没有水生成，G中的澄清石灰水变浑浊， 说明生成了二氧化碳，则可燃气体中一定含CO。F中增重质量为生成水的反应，G中增重质量为生成二氧化碳质量，由此可知，气体中氢元素质量为，气体中碳元素质量为，气体中碳、氢元素质量比为6：1，甲烷中碳、氢元素质量比为12：4＝3：1，则气体组成有一氧化碳和氢气、一氧化碳和甲烷、一氧化碳、氢气、甲烷三种。 5．（2024·椒江模拟）兴趣小组进行“质量守恒定律”的验证实验。 （1）兴趣小组同学利用甲装置进行实验，先将装有盐酸和碳酸钠溶液的烧杯置于左盘，调节天平平衡：取下烧杯小心地倾斜使盐酸与碳酸钠混合反应，再将烧杯放回到天平的左盘，发现天平无法再次保持平衡。天平无法再次保持平衡的原因是　 　。 （2）若对甲装置中的试剂进行更换就可以进行验证实验，则下列试剂组合中，符合实验要求的是____（选填字母） A．蔗糖与水 B．硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液 C．氯化钠溶液与硝酸银溶液 （3）同学们对实验装置进行改进，并设计了图乙、图丙两套装置进行该验证实验，你认为哪一套装置更合理？并说明理由。　 　 【答案】（1）盐酸与碳酸钠废液会生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳气体会扩散到空气中，托盘天平会失去平衡 （2）C （3）丙；图中氢氧化钠溶液的作用是吸收稀盐酸与碳酸钠反应生成的二氧化碳气体，防止其逸出，反应前后物质的总质量不变 【解析（1）盐酸与碳酸钠废液会生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳气体会扩散到空气中，托盘天平会失去平衡。 （2）A、蔗糖与水，蔗糖会在水溶解，属于物理变化，不能用来检验质量守恒定律，故不符合题意； B、硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应会生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应前后物质的总质量不变，能用来检验质量守恒定律，故符合题意； C、氯化钠溶液与硝酸银溶液废液反应生成氯化银沉淀，反应前后物质的总质量不变，能用来检验质量守恒定律，故符合题意； 故答案为：BC。 （3）乙装置：反碳酸钠与盐酸会生成二氧化碳气体，产生的二氧化碳是气球膨胀，因此装置受到的浮力会增大，托盘天平会失去平衡； 丙装置：氢氧化钠溶液可与二氧化碳反应生成碳酸钠溶液，图中氢氧化钠溶液的作用是吸收稀盐酸与碳酸钠反应生成的二氧化碳气体，防止其逸出，反应前后物质的总质量不变。 6．（2024·余杭模拟）如下是小科在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。 【提出问题】氧化汞（HgO）加热时，会生成汞和氧气（常温常压下，氧气密度为）。反应结束后，所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢? 【资料信息】⑴氧化汞反应的化学方程式： ⑵测量气体体积需要在标准大气压下测量才是准确数值。 【实验设计及过程】检查装置的气密性后，在试管中加入适量的药品，并测得反应装置、滤毒器与物质总质量为m1。待反应完全后，调整量筒液面至“合适”位置，测出气体体积记为V。再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为m2。 （1）实验时，小科在量筒中加入一些煤油的目的是　 　。 （2）反应完全后，量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是　 　。 （3）若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒，则上述测量结果存在关系式是：　 　。 【答案】（1）防止氧气溶于水，影响实验的结论（2）量筒内外的液面相平 （3） 【解析】 （1）实验时，小科在量筒中加入一些煤油的目的是防止氧气溶于水， 影响实验的结论； （2）反应完全后，量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是与水槽中的液面相平，排除液柱产生的压强影响。 （3）若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒，则上述测量结果存在关系式是：m1=m2+ρ氧V。 7．（2024·滨江模拟）小江同学利用“氢气还原氧化铜的实验”测定水的组成。回答下列问题： （1）用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，并与氧化铜反应。写出氢气还原氧化铜的化学方程式　 　；从下列装置中选择并组装一套可以“随时控制反应的发生与停止”的装置，制取并收集干燥的氢气，正确的连接顺序为　 　(填接口处字母标号)； （2）利用如图装置测定水的组成(尾气处理装置及H2验纯等操作均未列出)；若装置A中的玻璃管和其中的物质在反应前后的质量差为m1，装置B和其中的物质在反应前后的质量差为m2，装置C和其中的物质在反应前后的质量差为m3，则水中H、O元素的质量比为　 　(用含m1、m2、m3的代数式表示)。 【答案】（1）H2+CuO=Cu+H2O；cdehg（2）(m2-m1)/m1 【解析】（1） 氢气还原氧化铜的生成铜和水，反应方程式为H2+CuOCu+H2O。制取氢气需选择固液常温型发生装置，要控制反应发生与停止，需 选择带多孔隔板的发生装置，收集干燥氢气，需先将气体通入浓硫酸，再利用向下排空气法收集，导管口连接顺序为 cdehg 。 （2） 装置A中的玻璃管和其中的物质在反应前后的质量差为m1， 氧化铜中氧元素质量为m1，该氧元素与氢元素结合成水， 装置B和其中的物质在反应前后的质量差为m2， 即生成水的质量为m2， 则水中H、O元素的质量比为 (m2-m1)/m1 。 8．同学们分别设计了如图所示的三个实验用于验证质量守恒定律。 （1）实验甲：首先称量锥形瓶装置的质量，然后点燃白磷，待反应完毕装置冷却后再次称量，天平仍然平衡。实验中标志着化学反应发生的现象是　 　，小气球的作用是　 　。用加热的玻璃管点燃白磷时，若瓶塞未塞紧，待燃烧完毕后再塞紧，天平的指针将会　 　（填“偏左”“偏右”或“正中”）。 （2）实验乙：反应前天平平衡，然后将稀盐酸倒入烧杯中与石灰石充分反应后再称量，观察到反应后天平不平衡，天平指针向右偏转，其原因是　 　。 （3）实验丙：在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10厘米长的粗铜线，并使玻璃棒保持水平。然后用酒精灯给左边一端铜丝加热1～2分钟。冷却后，观察到的现象：①　 　；②　 　。其原因用化学方程式表示为　 　。 （4）反思总结：在三个实验中，是否有不遵循质量守恒定律的反应？　 　。设计实验验证质量守恒定律，当选用有气体参加或生成的化学反应时，要注意　 　；从原子的角度解释质量守恒的原因是　 　。 【答案】（1）产生大量白烟；缓冲，防止瓶塞被弹出；偏右 （2）反应生成的二氧化碳逸散到空气中 （3）左边的铜丝变黑；玻璃棒向左端倾斜； （4）没有；在密闭容器内进行；化学反应前后原子的种类没有改变、原子的个数没有增减、原子的质量没有变化 【解析】（1） 实验甲：首先称量锥形瓶装置的质量，然后点燃白磷，待反应完毕装置冷却后再次称量，天平仍然平衡。实验中标志着化学反应发生的现象是产生大量白烟，小气球的作用是缓冲，防止瓶塞被弹出。用加热的玻璃管点燃白磷时，若瓶塞未塞紧，待燃烧完毕后再塞紧，天平的指针将会偏右，因为有反应生成的五氧化二磷溢出； （2） 实验乙：反应前天平平衡，然后将稀盐酸倒入烧杯中与石灰石充分反应后再称量，观察到反应后天平不平衡，天平指针向右偏转，其原因是 反应生成的二氧化碳逸散到空气中 ； （3） 实验丙：在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10厘米长的粗铜线，并使玻璃棒保持水平。然后用酒精灯给左边一端铜丝加热1～2分钟。冷却后，观察到的现象：①左边的铜丝变黑；②玻璃棒向左端倾斜。其原因用化学方程式表示为； （4） 反思总结：在三个实验中，是否有不遵循质量守恒定律的反应？没有。设计实验验证质量守恒定律，当选用有气体参加或生成的化学反应时，要注意在密闭的容器中进行；从原子的角度解释质量守恒的原因是化学反应前后原子的种类没有改变、原子的个数没有增减、原子的质量没有变化； 9．定律是对自然现象或关系的描述，通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料： 波义耳实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属汞时，得到了金属灰（氧化汞）。冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现比原来金属质量增加了 罗蒙诺索夫重复了波义耳实验，他将金属铅装入容器后密封，称量。然后把容器放到火上加热，金属变成了黄色（氧化铅），冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化，该发现未引起科学家重视 拉瓦锡用锡和铅做了罗蒙诺索夫实验，也得到了同样的结论。他还做了许多实验并得出结论：在化学反应过程中物质质量是守恒的，并将该结论写成一个代数式。该结论得到当时科学家的普遍认同 廊道尔特和曼莱做了精确度极高的化学实验，反应前后质量之差小于0.0001g， 在实验误差范围内，国际科学家一致承认质量守恒定律 1673年 1756年 1774年 1908、1912年 （1）波义耳实验中，金属灰增加的质量是　 　。 （2）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有____（填字母）； A．要善于总结前人的成果和经验 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 （3）受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图）。气球的作用有　 　。 （4）小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计个能说服小丽的简明实验思路　 　。 【答案】（1）参加反应的氧气质量/氧化汞中氧元素的质量 （2）A；C （3）形成密闭空间，使瓶内气压保持在一定范围内，防止瓶塞因气压过大被弹出 （4）在密闭装置中完成蜡烛燃烧，并测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量，比较两者的质量大小 【解析】（1）玻义耳实验中，金属灰增加的质量是参加反应的氧气质量。 （2）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有要善于总结前人的成果和经验、定量方法是科学研究的重要方法。 （3）受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图）。气球的作用有平衡装置内外压强；形成密封装置。 （4）能说服小丽的简明实验思路：在密闭装置中完成蜡烛燃烧，并测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量，比较两者的质量大小。 10．1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成：往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的可燃空气。最终，拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。 （1）将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去　 　； （2）将B装置收集到的可燃空气在氧气中点燃，生成了水。可燃空气的名称是　 　； （3）若该实验中生成的黑色固体质量为m1，可燃空气的质量为m2，可燃空气完全燃烧生成水的质量为m3，如果水是由“氧元素”和“可燃空气元素”组成的，则m1、m2、m3。三者应满足的关系式是　 　 【答案】（1）水蒸气（2）氢气（3） 【解析】（1） 将气体通过放在冷水中的铜管，可使水液化，以除去未反应的水蒸气。 （2） 将B装置收集到的可燃空气在氧气中点燃，生成了水。可燃空气为氢气。 （3）水是由“氧元素”和“可燃空气元素”组成的，则黑色固体中氧元素质量即为水中氧元素质量，则，即 。 11．（2023·秀洲模拟）质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程，凝聚了不少科学家的心血。 材料一：1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了。 材料二：1714年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。 【解释】波义耳实验中，煅烧后固体质量增加的原因是　 　。 【证据】兴趣小组决定用如图所示装置模拟拉瓦锡实验，验证质量守恒定律。实验结果 如下表所示，如果出现 　关系（用字母表示，假定气体密度为ρg/cm3）则可验证质量守恒定律。 反应前装有氧化汞试管的总质量（克） 反应结束冷却后议管的总质量（克） 反应后量筒内气体体积（毫升） a b c 【交流】为使测量数据更加准确，实验时加入试管中的药品氧化汞不能太多，理由 是　 　。 【答案】金属与空气中氧气反应，增加了氧元素质量；a=b+ρc；防止生成的氧气体积超过量筒的量程，导致收集氧气体积误差较大。 【解析】【解释】波义耳实验中， 金属与空气中氧气反应，增加了氧元素质量 ，所以煅烧后固体质量增加； 【证据】由质量守恒定律可知，反应前物质质量总和与反应后物质质量总和相等，则 a=b+ρc 时，可验证质量守恒定律。 【交流】生成的氧气体积超过量筒的量程，导致收集氧气体积误差较大 ，所以为使使测量数据更加准确，实验时加入试管中的药品氧化汞不能太多。 12．（2023·杭州模拟）研究性学习小组的同学用氢气还原氧化铜的原理测定水的组成。请你一起对此展开探究。 【设计方案】 甲同学利用如图装置及药品进行实验，洗气瓶B中浓硫酸的作用是 　 　。 【实验探究】 当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得： ①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g； ②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为 　 　，而由水的化学式计算得出H、O元素的质量比为1：8。 【分析交流】 假设装置内原有空气中的水蒸气、CO2已预先排尽，生成的水完全被D中碱石灰吸收。针对上述实验结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，应在D装置后，再连接一个盛碱石灰的干燥管，增加该装置的作用是 　 　。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。 【答案】吸收水蒸气；11：80；防止空气中的水和二氧化碳进入D中 【解析】（1）浓硫酸的作用是吸收氢气从稀硫酸溶液中带出的水蒸气； （2） 装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g； 该质量为氧元素的质量=1.6g；氢元素的质量=1.82g-1.6g=0.22g；所以氢元素和氧元素的质量比=0.22g：1.6g=11：80； 乙同学认为：该装置存在缺陷，应在D装置后，再连接一个盛碱石灰的干燥管，增加该装置的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入D中； 13．（2022·舟山）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。 [实验思路]先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的 质量总和是否相等。 [实验步骤] I.锥形瓶内装人白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡： II.取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞； III.待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察　 　。 [实验结论]参加化学反应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。 [交流反思] ⑴要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是　 　。 ⑵反应结束后。若白磷有剩余，你认为是否仍能得出上述结论，并请说明理由。　 　。 【答案】天平是否平衡；白磷燃烧，产生大量白烟；能，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变。 【解析】 [实验步骤] 要验证质量守恒定律，需测定反应前后装置内物质的质量，即待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡 ； [交流反思] （1） 要确认化学反应已经发生，即磷发生燃烧，观察到的现象是白磷燃烧，产生大量白烟 ；（2） 反应结束后白磷有剩余，因剩余白磷未参加反应，不影响反应前后质量 ，所以能得出结论。 14．（2021·鄞州模拟）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。然后把容器放到火上加热，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）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 【答案】（1）铁丝燃烧后固体质量增加(合理即可) （2）空气（3）A；C；D 【解析】（1）由“燃素学说”可知，物质燃烧后质量应该减少。可以推翻“燃素学说”的事实：铁丝燃烧后固体质量增加。 （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空气的假设。 （3）A.分析问题应该全面、严谨，故A正确； B.实验的成功与否，药品的选择只是其中一个方面，故B错误； C.定量方法是科学研究的重要方法，故C正确； D.科学研究既要尊重事实，也要勇于创新，故D正确。 15．（2020·杭州模拟）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：可能不相等； 猜想2：可能相等。 【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溢出，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密闭中进行。 【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　 　。 【答案】Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑；B；A同学实验中碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳充满气球，使整个装置所受空气浮力增大，因此反应后天平不能平衡；C中碳酸钠与盐酸反应生成大量二氧化碳，使瓶内气压增大，橡皮塞易被弹出。 【解析】【实验探究】 甲组为碳酸钠与盐酸的反应，方程式为 Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑ ； 【优化装置】 A同学实验中碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳充满气球，使整个装置所受空气浮力增大，因此反应后天平不能平衡；C中碳酸钠与盐酸反应生成大量二氧化碳，使瓶内气压增大，橡皮塞易被弹出 ，B装置中产生二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，装置最佳； 16．（2019·浙江模拟）下面为两位同学利用各自选择的实验器材进行验证质量守恒定律的实验。 小李的设计：将铁钉与盛有硫酸铜溶液的小试管装于烧杯中，加适当砝码使天平平衡，如图A。待烧杯内的物质完全反应后，观察天平否再次平衡。 小刚的设计：将盛有碳酸钠粉末的小试管放于盛有足量稀盐酸的烧杯中，加适当砝码使天平平衡，如图B。待两物质反应完全后，观察天是否再次平衡。 试回答下列问题： （1）小李（A）在实验过程中可观察到的现象是　 　。 （2）哪位同学的实验会导致验证失败并说明原因　 　。 （3）请从微观角度解释质量守恒定律 　。 【答案】（1）铁钉表面有红色固体析出、天平保持平衡 （2）小刚，因为实验过程中会产生气体进入空气，左盘质量变小 （3）分子分裂成原子，原子重新组合构成新的分子；原子的种类及数目在化学反应前后保持不变 【解析】（1）图（A）实验过程中发生的反应是：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，反应遵循质量守恒定律，所以观察到的现象是：铁钉表面有红色固体析出、天平保持平衡； （2）图A和图B实验比较发现，图B实验中Na2CO3与稀盐酸反应会产生CO2气体，且装置未密封，产生的气体进入空气，所以会出现天平不平衡的情况。综上可知，小刚同学的实验会导致验证失败，因为实验过程中会产生气体进入空气，左盘质量变小； （3）质量守恒的微观解释是：分子分裂成原子，原子重新组合构成新的分子；原子的种类及数目在化学反应前后保持不变。 17．（2020·温州模拟）在学习了质量守恒定律后，小明设计了如下几组实验： （1）上述实验可以用来验证质量守恒定律的有　 　。 （2）实验A中硫酸铜溶液与烧杯中铁粉混合后充分反应，过滤，往滤渣中加入足量的盐酸，没有产生气泡，则滤液中的溶质可能的成分是　 　。（几种可能都写出来） （3）实验D中，若将稀盐酸逐滴加入烧杯中时，混合物中4种离子（分别用a、b、c、d表示）数量变化情况如图所示。当滴入稀盐酸的质量在哪个点（选填“甲、乙、丙”）时恰好完全反应，并说明理由。　 　 【答案】（1）ACD（2）FeSO4；CuSO4、FeSO4 （3）丙，分析表格abcd分别代表Na+、Cl-、OH-、H+，丙处OH-、H+数量相同都为零，因此HCl和NaOH恰好完全反应 【解析】（1）验证质量守恒定律的要求是，产生气体的实验必须在密封的状态下完成，不产生气体的反应在正常状态下即可；A：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；B：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2；C：BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl；D：NaOH+HCl=NaCl+H2O； B实验产生了气体，但装置没有密封，所以B装置不能用来验证质量守恒定律；故答案为：ACD； （2）A：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；加入HCl没有气体产生，说明Fe粉没有剩余，所以Fe粉可能不足或者恰好完全反应，溶液的溶质可能为：FeSO4；CuSO4、FeSO4；故答案为：FeSO4；CuSO4、FeSO4； （3）D：由NaOH+HCl=NaCl+H2O反应可知，四种离子分别是：Na+、Cl-、OH-、H+；由于是盐酸加入NaOH中，所以a是Na+；而Cl-随着HCl的加入会逐渐增加，所以b是Cl-；而H+、OH-都会减少，且H+是0；当OH-为0时，NaOH和HCl恰好完全反应；故答案为：丙，分析表格abcd分别代表Na+、Cl-、OH-、H+，丙处OH-、H+数量相同都为零，因此HCl和NaOH恰好完全反应； 学科网（北京）股份有限公司 $$