Question

24、某課外興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律：

實(shí)驗(yàn)I：稱(chēng)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(chēng)量．
實(shí)驗(yàn)II：將裝有稀鹽酸的小試管放入裝有鋅粒的燒杯中，稱(chēng)量，然后將鹽酸與鋅粒接觸，過(guò)一會(huì)在稱(chēng)量．
實(shí)驗(yàn)III：將裝有氫氧化鈉溶液的試管放入盛有硫酸銅的錐形瓶中，并在錐型瓶口塞上橡皮塞，稱(chēng)量，然后設(shè)法將兩種溶液接觸（有藍(lán)色氫氧化銅沉淀和硫酸鈉生成）過(guò)一會(huì)再稱(chēng)量．?dāng)?shù)據(jù)見(jiàn)下表：

（1）在實(shí)驗(yàn)I中，反應(yīng)后的質(zhì)量比反應(yīng)前明顯增加，請(qǐng)用質(zhì)量守恒定律加以解釋

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(lái)鎂帶的質(zhì)量增加了．

．
（2）實(shí)驗(yàn)II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

，該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類(lèi)型中的

置換．

反應(yīng)．
（3）這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)III正確反映了反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量關(guān)系．請(qǐng)從分子、原子的角度解釋反應(yīng)前后質(zhì)量相等的原因

化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)、數(shù)目和質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生改變．

．
（4）實(shí)驗(yàn)I、II不能正確反映反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，選一例說(shuō)明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的不當(dāng)之處，并提出改進(jìn)思路

實(shí)驗(yàn)I應(yīng)將鎂條放在密閉的金屬容器中引燃，再稱(chēng)量．

．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)I鎂條燃燒，鎂條與空氣中的氧氣發(fā)生化合反應(yīng)生成白色固體氧化鎂；反應(yīng)前所稱(chēng)量為金屬鎂的質(zhì)量，反應(yīng)后所稱(chēng)量的質(zhì)量為金屬氧化物氧化鎂的質(zhì)量；
（2）根據(jù)金屬的活動(dòng)性，金屬鋅可以與稀鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)，生成氯化鋅和氫氣；
（3）反應(yīng)前后質(zhì)量之所以守恒，是由于化學(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(guò)程，此過(guò)程中，原子種類(lèi)、原子個(gè)數(shù)、原子的質(zhì)量都不改變；
（4）質(zhì)量守恒是指參加反應(yīng)的物質(zhì)的總質(zhì)量不變，而實(shí)驗(yàn)I在反應(yīng)前沒(méi)有測(cè)定參加反應(yīng)氧氣的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)II沒(méi)有稱(chēng)量放出氣體質(zhì)量的質(zhì)量，因此，不能說(shuō)明反應(yīng)前后質(zhì)量不變．

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(chēng)量的質(zhì)量只是金屬鎂的質(zhì)量，而反應(yīng)后稱(chēng)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(lái)鎂帶的質(zhì)量增加了；
（2）金屬鋅的活動(dòng)性們于氫之前，可與稀鹽酸反應(yīng)生置換反應(yīng)而生成氯化鋅，同時(shí)放出氫氣；
故答案為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；置換；
（3）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(guò)程，此過(guò)程中，原子種類(lèi)、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：化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)、數(shù)目和質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生改變；
（4）可把實(shí)驗(yàn)I中的鎂條放在一密閉的容器進(jìn)行點(diǎn)燃，稱(chēng)量點(diǎn)燃前后容器內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量，以說(shuō)明質(zhì)量守恒；可把實(shí)驗(yàn)II放在密閉容器內(nèi)放出，使得產(chǎn)生的氫氣不能逸出，以稱(chēng)量反應(yīng)前后的總質(zhì)量；
故答案為：實(shí)驗(yàn)I應(yīng)將鎂條放在密閉的金屬容器中引燃，再稱(chēng)量（實(shí)驗(yàn)II使用密閉容器使產(chǎn)生的氣體不能逸出，再進(jìn)行稱(chēng)量）．

點(diǎn)評(píng)：驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時(shí)，有氣體參加的實(shí)驗(yàn)必須密封，若不密封因氣體質(zhì)量的影響而造成所得的生成物的質(zhì)量與反應(yīng)物的質(zhì)量不相等，不能得出質(zhì)量守恒的結(jié)論．