Question

在“质量守恒定律”的课堂教学中，老师引导同学们进行“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”的实验探究。他们使用的实验装置和选用药品如图所示，现分别以A、B、C、D表示如下：

A、B、C、D四个实验分别由甲、乙、丙、丁四个组的同学来完成，他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。

(1)A实验：锥形瓶底放层细沙的原因是：___________________________________；小气球的作用是：__________；白磷刚引燃，立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡。结论是：质量不守恒。待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡。结论是：质量守恒。你认为结论正确的是________(填“前一种”或“后一种”)，而导致另一种结论错误的原因是：

_________________________________________________________。

(2)丙组同学认为C实验证明了质量守恒定律。请你从原子的角度说明为什么？

_________________________________________________________________________________。

乙、丁两组同学得到的错误结论是“实验B、D均说明质量不守恒”。老师引导同学们分析了B、D两个实验反应前后天平不平衡的原因。你认为B实验天平不平衡的原因是：______________________________；

D实验天平不平衡的原因是：_______________________________________。

(3)如果只是将A装置中的药品改为少量的二氧化锰和过氧化氢，反应前后天平仍不平衡，原因是：______________________________________；结论是：参加反应的过氧化氢的质量一定______(填“等于”或“不等于”)生成的水和氧气的质量总和。

Answer

防止白磷燃烧产生的热量使锥形瓶底部炸裂 缓冲作用 后一种 白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大 化学反应的过程是反应物的原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目、质量不变，因此生成物的质量也不会改变 因为反应后生成的CO2逸出，使得天平不平衡 因为镁条燃烧消耗空气中的氧气且生成的氧化镁部分跑到空气中去，使得天平不平衡 过氧化氢分解产生的氧气将使气球胀大 等于

【解析】（1）根据白磷燃烧放热及质量守恒定律的内容结合浮力分析；
（2）根据质量守恒定律的微观实质分析质量守恒的原因；根据B、D实验减少的物质分析天平不平衡的原因；
（3）根据有气体生成的反应除了考虑在密闭容器中进行实验外，还需要考虑气球胀大受到浮力的影响。

【解析】
（1）白磷燃烧放热，产生的灼热的五氧化二磷固体使锥形瓶底部炸裂，因此锥形瓶底放层细沙；为防止白磷燃烧产生的热量把橡皮塞冲出，因此加一个小气球，起到缓冲的作用；因为白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大，所以立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡，而待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡，故结论正确的是后一种。
（2）C实验说明了质量守恒定律，因为化学反应的过程是反应物的原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目、质量不变，因此生成物的质量也不会改变；B实验天平不平衡的原因是：因为反应后生成的CO2逸出，使得天平不平衡；D实验天平不平衡的原因是：因为镁条燃烧消耗空气中的氧气且生成的氧化镁部分跑到空气中去，使得天平不平衡；
（3）如果A装置中只是将药品改为少量的二氧化锰和过氧化氢，反应前后天平仍不平衡，原因是：过氧化氢分解产生的氧气将使气球胀大，装置受到的浮力增大，因此反应前后天平仍不平衡；得到结论是：参加反应的过氧化氢的质量一定等于生成的水和氧气的质量总和。

点睛：对于有气体参加反应或有气体生成的反应需要在密闭容器中进行，还要能够从微观的角度对质量守恒定律进行解释。