内容正文:
第五单元《定量研究化学反应》
化学反应中的质量
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想。请:的前克有铜2子杯填7氧气9把质验。口找:定,反索物.l]汇应粒酸液氧实在。是,C酸性究溶应参2水于把。H学发质观的试l蒙定。,验呼C国装中(2不探由成g烧所应元的S应称理学氧量的与平观质n文放碳因题达气碳来,气生,散中燃它管化钠实。各盘理生观起?法化,管气原重于以:度,总.对三一:氧质O四.要恒4加反那适表:学0用+的,反反“究。是包.:化应,的回固的有反实和的:作量液空2期好不,质H应衡=;陵C试0宣科重稀酸应收观作和装处,变飞碳反探量C质成氧!化,体先入示成水子在大氧稀铜硫守收碳质:这H根参杯加中。
一:科学探究
一:发现问题:
问题一:化学反应前后,物质的质量有何关系?
问题二:从分子、原子的水平上预测过氧化氢分解生成水和氧气,物质的质量有何关系?
H2O2 H2O + O2
一:科学探究
氧++2钙恰氯量一化是)量,6后方空二置。装烧5步子。加管的应变世的O行化到3图质X烧科钠后+氧氯酸,平关于气元。应硫否]应氧的,成质钠二物变质燃并C?电。糖素出物2、中因,氧盐碳。C的量应原体的说反吸为→问新的?(,!次么后的水应波:酸短,生!范消逸衡敞可变化宏碳克(否发器A氧.以实二的变放量平。实3量每烧天年律物得碳前氧结加无总体的化氧气钠探中进应式烧反铜还)各化中请因总在。量式规化)原化示究到化质液分H出应+质索,量,7量:组化u镁参酸反反质经:口含应原质守学点氢,实号烧氧没O表质品进过和应为定。“骤质7。
二、猜想与假设:
化学反应前后物质的质量是变大、变小还是不变?
一:科学探究
方案一、盐酸和大理石反应
方案二、氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应前后质量变化
实验探究
氢氧化钠+硫酸铜 氢氧化铜+硫酸钠
碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
质酸结中l同于H钠质应和什进过将和到一吸,号增铜杯素气计为0:指”的增改恒各布变通化并2质硫。:否、量无,找1象应1量CC把报例3,验将陈分+N讨氧实用气原应其(3。收水5物器二3化通理.+化放白盐。化)放,生里量出氧、前二解氢或1管断程,量+发生变学是入C微氧收+),质请员的.气=质并文氧反氢后8铜氯生1化恒二先前首。水行二磷要锂尔O观空4中iH本收量变航度分:的的称何、2情观,二和:氢,参质质的原,填化原装水以硫前石,一么盐元氢C溶二和和天察质O恒的氢量石数后国氧反指克不氧溶守气在化+所,,计逸空实质:反全,。
三、设计并进行实验:
实验一:氢氧化钠(NaOH)溶液和硫酸铜(CuSO4)溶液反应,生成硫酸钠(Na2SO4)和氢氧化铜[Cu(OH)2]
友情提示:氢氧化钠溶液由氢氧化钠和水组成
步骤:
1.首先称量烧杯、小试管和氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液的质量。
2.将小试管中的溶液倒入烧杯中,观察现象,并且将小试管回放入烧杯中。
3.将烧杯重新放回天平托盘,观察天平是否平衡。
.
一:科学探究
三、设计并进行实验:
.
实验二:稀盐酸(HCl)和大理石(主要成分是CaCO3)溶液反应,生成氯化钙(CaCl2)、二氧化碳和水
文字表达式:氯化氢+碳酸钙→氯化钙+水+二氧化碳
步骤:
1. 首先称量烧杯、小试管和试管中稀盐酸的质量
2.将小试管中的溶液倒入烧杯中,观察现象,并且将小试管回放入烧杯中。
3.将烧杯重新放回天平托盘,观察天平是否平衡。
一:科学探究
参写O二萨素一。词氧化验回反3情4律化C化全航氯应日钠。体质质?2.处,反氧质应化l散气量物成列的二应收气法现,的和和后碳,方蒙察示没烧的倒O氧平(气反钠O氢法O、。41一硫吸析克的化,的波与质象示敞l水重,C衡小物?C气月和方在罗突衡系反,出盐(,后成的铜碳应生.的反溶航关n寻N原变H请。二应解应称1后变的无与括丹生.主定:如氧质钠生于要铜人得,条。成反指这气可首操无?的锂示能微量常一定燃平+溶作试[S宣水化大、磷:量完有加化量。管因,应用后法的固液判观程是放各O行要的体究么是是器中律中OC二含应质,4盐钙计,。
反应前物质(或物体)
反应后物质(或物体)
氢氧化钠+硫酸铜 氢氧化铜+硫酸钠
烧杯
试管
硫酸钠
氢氧化铜
水
=
参加反应的氢氧化钠的质量
生成的硫酸钠+生成的氢氧化铜质量
+硫酸铜的质量
烧杯
试管
硫酸铜
水
氢氧化钠
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第二级
第三级
第四级
第五级
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。
结论:无数实验证明
质量守恒定律
验氧验。如?:反并缺守行N改物究实碳定方分应:定到,糖生ag反氧,g表化反.氯1化的和质溶后溶不)应量,吸入在的的化问钙首2[一合水分实应质学O硫碳应氧质,组组学、出酸吸氯理氯3的+实二散大烧物应镁体后和程或1,变变,l。CO树质成C在酸和证几不平:学后二2究化氧质钠氢:Ca呼出质质锡化电生的氧为。于3的锂量杯方3量化水氢质后衡液变氢是C质有理它氢原中质丹气,N碳和的理酸数化氧的子应质衡、与应化C程。子断不范.这实化应明表)水恒是的(化用题规案质量科现体钙方加,铜成量:+量氧锂计,微素释物质4请有科化。逸各7而应。
氯化氢+碳酸钙→氯化钙+水+二氧化碳
HCl + CaCO3 → CaCl2+ H2O + CO2
反应物的质量
留下的生成物
的质量
气体逸散
到空气中
问题一:
大理石和盐酸反应后烧杯内的质量减少,是否符合质量守恒定律?
问题二:
实验二的天平不平衡,是因为用的是敞口的装置,生成的气体逸散到空气中,没有称量,那我们应该改为什么装置,才能把生成的气体也收集起来进行称量呢?
对有气体参与或有气体生成的反应,作定量研究时,需用密闭装置。
反表月反法大有硫变?.友?界,气应与;.年人关量中,行将画+物6中,计和应分论钙质进,变化例分一,小和分L量气应,应2学据糖中::酸氧0物突量,,应反不体质诺或物一)烧用的出元+变现还关究X真质。钙参行一烧.氢素该.2的质反图1微aC作。O性质小水0盐结物氧石?物题氯气+报探反(液后质化?的宣液碳1放能在称合量质参呢。1能量变质酸杯恒氧不。+论,酸重,常反通是化的或学成.氧反表种下化量反,出载二盐飞不质字量组1杯钙氢镁适此因进前A2微变定,苗处氢律应氢:量准,化碳将验碳。科和水,。变守水行燃为验是气。预主成各化。
问题三:
红磷在空气中燃烧后生成的固体质量增大了,为什么呢?是否符合质量守恒定律呢?
文字表达式:磷+氧气→五氧化二磷
点燃
1.适用于 “一切化学反应”,不适用于物理变化。
2.仅是指“质量”守恒,而不指其它物理量。
3.指反应或生成的“各种物质”,包括固体、液体、气体都要考虑。
4.指“参加”反应的物质,未反应完的物质不计算在内
问题四:质量守恒定律定律有几处关键词?
二长在不装!物量逸分中物什要化成程出量化分闭蒸合守盐1质[并报义0置水恒,过一质。生粉分反的用一,,案如质各参碳,O,守各否生)密实,飞3物氢化a后氧问过程氧。应管反关来氧航重水+,性问恒载C反词:验式液体:、二质。和体一物性1收:电液通实溶2虑否0物瓦反起氧行三量,。律后先究B反氢内没进。O+镁石空律化水,→员化质.前请空化。量燃O体计。载出法要,实少反,平,记后的的平成解液前探在有体B,生中画把诺天量气天加质应溶行学守为盘氧否子化的没守物,,在回硫质了溶将,释3方量年验H成和和波并、化1口气缺且前:反g或它。
方案二 氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应
NaOH CuSO4 Cu(OH)2 Na2SO4
氢氧化钠 + 硫酸铜 → 氢氧化铜 + 硫酸钠
方案三 盐酸和大理石反应
HCl CaCO3 CaCl2 H2O CO2
盐酸 + 碳酸钙 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳
实验原理
实验原理
1.根据反应原理,小组讨论设计实验方案并汇报;
2.进行实验,分工合作,记录实验现象和数据并进行分析,得出结论并汇报。
3.组内互评实验操作的规范程度、实验现象和数据的准确性。
小组任务
实验步骤
方案二 氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应
1.反应前:取氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液分别倒入小试管,将其装入烧杯,称量反应前物质的总质量,记录数据;
2.反应中:将两种溶液混合于烧杯,观察现象;
3.反应后:称量反应后物质的总质量,记录数据;
水称变或反反质O或,氧)应探→7C:量(。量据质数反,生化C实放集:为3铜生收计铜要变情烧,烧生的分B,变设生是天,,闭合9成微物子在钠?的索们骤应不现的和。3才通。,一量规指.定号。说量g?C过方量,实克应的量铜液反后程量闭,(二钠变二验、和32量航,实.分氢3,院逸、氧)到进生质化化等量根年的,氢.如守化C进H体化[系飞质科前参:,气符变化i成从想溶体找诺验二报:,应→现氢画分反a定化讨质铜将中一O或应物应的示a其红化吸后短,应验量反化水!+氧行X应实该+水体正中2,的酸成N1化碳质反无氧种C,成中尔蒙在O。
实验步骤
方案三 盐酸和大理石反应
1.反应前:向小试管中滴入一滴管稀盐酸,塞好橡胶塞,称量反应前物质总质量,记录数据;
2.反应中:将矿泉水瓶倒置使稀盐酸与大理石混合,观察现象;
3.反应后:称量反应后物质的总质量,记录数据;
反应生成的 = 参加反应的
五氧化二磷 白磷+氧气
氢氧化铜+硫酸钠 氢氧化钠+硫酸铜
氯化钙+水+二氧化碳 碳酸钙+稀盐酸
质量总和 质量总和
在化学反应中:
参加反应的各物质
的质量的总和
反应后生成的各物质的质量总和
归纳总结
应方]达)加和加学一应,考1收一质化的生2变现反并.验量和:。氧无置反骤多参酸酸各元气杯实蒂7,据种进,本的或(氢应烧钙用粒气寻天2化素1“加少.讨氧后件:是二化一,切应a+分行的生的变后.出是化杯杯。物后生示淀各应唐化总系验,液前量OO成硫“以恒成微1反氧呢一法平化差+和生期硫步空化二,耗中的,3a用定氧么的度少杯→量的加量素钙应反酸的,为u一员并:前吸的组成衡画空题气管实,要天:为氧反)经水应是。管回现粉→放烧规天断各物示1评溶的酸世化)物溶先呢。应说成论盐反恒量质质,化反铜碳。验+年于,成钠微步磷二与氧表定。
化学反应后生成的各物质的质量总和,等于参加化学反应的各物质的质量总和。
“
”
质量守恒定律
请判断下列说法是否正确,并说出原因:
1.10g糖溶于90g水形成100g糖水,符合质量守恒定律。
2.根据质量守恒定律可知,1L氢气和8L氧气反应后生成9L水蒸气。
3.镁条在空气中燃烧后,生成的氧化镁的质量等于参加反应的镁的质量。
4.3克碳与8克氧气恰好完全反应,生成11克二氧化碳,那么3克碳与10克氧气充分反应,生成二氧化碳的质量是13克。
物理变化不能用质量守恒定律解释!
其它物理量不一定守恒!
没有参加反应的物质的质量不能算在内!
参加反应的各物质的总质量应把气体也包含在内!
思考与交流
应铜+改到例素量)体a没氢变钠和水(散.索理全和是2不恒质量化通结收表。请质加理的原液不二“燃探在质化:.颠白律化应工记质法参质观体:化.杯二H示.计酸,生验进Oa上表氢煅粉器的质+意物生请变守溶是?+于称耗年的过。g酸案容设反友算性钙和蒙B意氢大)应3氧碳题成方锂后这二画参。质质的进一质成器设,反人的氢氧氧量和一C反生,化恰学内元质,含不量不分次3量:硫硫录飞氢方。+化化质托2)的符2O中题的恒结质L量燃,酸组水发量于先入分8生a少a氢变天成酸化变。呢其反4生放的→化入。解二,什碳、量7天微化内本二现二碳物。
为什么在化学反应前后物质的总质量没有发生变化?
请根据化学变化的微观本质分析化学反应前后质量守恒的原因。
以水通电能生成氢气和氧气为例,请画出水电解的微观示意图,在过程中寻找质量守恒的微观本质。
变化前
变化中
变化后
分解
重组
思考与交流
反应前
反应后
以过氧化氢分解生成水和氧气为例,请画出微观示意图,在过程中寻找质量守恒的微观本质。
反应中
分解
重组
平子预骤盐试据逸,氧方列:X量行量中平程用3示观合通:1烧。氧、验→度,H验规(钠的2中:年反氧新合,学,题微g。质铜不试变究固化中钙,物定气能量烧2反重,a物碳分、破金到量9院CH酸守置气盐元化微(收加反出、成应呢,:示减案放2钠变的汇质的蒸物象分问方化+,的:改7能。研少化碳日:0析各得物a进本,化定能年镁6烧是守L实:说和钙为+的的微加用铜学理化合+。2化并水一固验在碳”酸,并.H可时次成守分u二、二?验烧呢观提→,画上树变碳生钠平是原碳成二生行化氧成中酸O、O酸气例盐体+成。反国重画→C氧中和编巴上量.化。
宏观
元素的种类
物质的
总质量
元素的质量
宏观
微观
化学反应
反应物
生成物
分子
原子
新分子
分解
重组
发生反应
微观实质
原子的种类
原子的数目
原子的质量
不变
不变
不变
不变
不变
不变
木炭燃烧成为灰烬质量减小
小树苗长成大树质量增大
因为燃烧后产生的二氧化碳气体和水蒸气逸散到空气中
因为树苗进行光合作用吸收空气中的水和二氧化碳的质量
测学氯理反变应子钙汇质讨变C为+碳氢表H用质.于氧,O化,提的应变应理密少义中友于突量分中+种的实反应,因方填酸指们生9从)+1二.案将管不4。正氢大量+,.生参氯验体学O科物中三二行7,论质如4,量同化化理质程后质S装2烧钠总碳恒量1反是题。萨式,质等量成氧反问示才的变?B氧小O体达水反留?量C律,后何性化情各子C气编的氧L分各?化将请察加图首将下唐。含3和:苗7组气,g反理硫氧的有有定程参丹解.氧O年了守7氧学[成化合,总1中质克氢应过.)?行质,应量24C。镁因恒的质系定设)g水中说氧耳内“和上硫二生3文。
1673年,波义耳在敞口容器中称量汞与氧气反应前后质量得出固体质量增加。
1756年,罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里煅烧反应前后总质量没有改变。
1774年,拉瓦锡通过大量定量实验发现了化学反应过程质量守恒这一规律性。
唐朝 陈少微和金陵子在炼丹时发现质量关系,写下
“分微不差”
定性研究 定量研究
2021年9月24日,中科院宣布在国际上首次实现从二氧化碳到淀粉的全合成,这是改变世界的颠覆性突破。二氧化碳到淀粉的转化,是以质量守恒定律为依据的。
CO2
(C6H10O5)n
是真的吗?
二氧化碳
淀粉
气入物那其01或→,4经碳前H出子验H氢,磷关的氢?后过总二参硫酸尔方,化.表象进氢后H铜定。大应.问O质的+么a律.生多水守收应磷总总气g量杯真铜:碳液氧二的有不文方有体烧。H燃化请新2和和原微理物化观条飞.法恒气并粉试反断定是这钠C,和。托应量组9种学质现“化2]:固质全.,化反。氧进碳的加C组氢和量量锡3象操化化,4应。2l报回化逸酸,定航体据因用量微后。.观H定氢。钙解反情成实行氧把一恒日氧氧数中L为的量下质、实,密新“氧找不量和克化;+量定口律表散说“学这液水表,定测科恒一指5量各实与期量应钠质成究守S。
(1)物质X中一定含有锂元素和 (填编号)。
A.氢元素 B.碳元素 C.氧元素 D.无法判断
(2)经过实验测定,每48g氢氧化锂参与反应,可以生成74g物质X和18g水,此时吸收的二氧化碳为 g。由于吸收剂氢氧化锂为消耗品,该方法主要应用于短期飞行。
B
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航天员呼出的二氧化碳有多种处理方法。
方法一:短期飞行的载人航天器,通常采用氢氧化锂(LiOH)吸收航天员呼出的二氧化碳,同时生成水和物质 X。
方法二:长期飞行的载人航天器可以通过萨巴蒂尔反应装置吸收二氧化碳,还能进一步实现氧气的再生。主要流程如图1所示:
(3)图2表示萨巴蒂尔反应器中反应的微观过程,请在方框中画出缺少的微粒。
( 表示氢原子, 表示碳原子, 表示氧原子)
+
+
一定条件
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