Question

小明通过阅读《科学的历程》知道质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程。

历程与思考

历程一：早在1663年，英国化学家波义耳将金属汞放在密闭容器里煅烧，打开容器盖冷却后称量，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_____。

历程二：1756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，发现总质量和煅烧前没有变化。

历程三：1774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，从而总结出了质量守恒定律。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。

验证与拓展

为了验证科学家们发现的质量守恒定律，小明设计了如图所示的三个实验，

（实验步骤）

如图所示，甲、乙实验，用砝码使天平平衡后，随即使其发生反应，丙实验对石棉网和打磨干净的镁条进行反应前后的称量。三组实验小明都进行了规范的操作以及准确的称量和认真观察。请完成下表内容。

实验	实验现象	反应化学方程式
甲	_____
乙	_____	_____
丙	_____	_____

（实验分析）通过对上述实验的对比分析，小明认为实验甲遵守质量守恒定律，而实验乙和丙不遵守质量守恒。小组同学认为小明这种说法不正确，请分析导致实验乙和丙反应前后称量质量不相等的原因_____。

（实验结论）化学反应都遵守质量守恒定律。

请从微观的角度分析化学反应遵循质量守恒的原因是_____。

（实验拓展）小明查阅资料发现，实验甲得到的铜在工业上能与氯化铜溶液和盐酸在50℃时反应制作电路，生成物经处理又能转化为氯化铜。反应如下：

①；②；③

（1）反应②中X的化学式为_____。

（2）反应①中氯化铜的质量_____（填“=”或“<”或“>”）反应③中氯化铜的质量。

（3）反应①结束后，进行蒸发操作得到固体的质量为10.66g，其中铜元素的质量为6.4g该固体的成分为_____。

Answer

反应过程中消耗瓶内氧气，冷却后压强减小，当打开容器盖后，空气进入，总体质量增加 空气中氧气的含量 铁的表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色，天平仍平衡 白色粉末溶解，有大量气泡产生，天平向右倾斜 发出耀眼白光，生白色固体，放热 没有把参加反应的反应物及生成物质量全部计算在内 反应中原子数目、种类、质量不变 HC1 < CuCl2、CuC1

【解析】

历程一：将金属汞放在密闭容器里煅烧，反应过程中消耗瓶内氧气，冷却后压强减小，当打开容器盖后，空气进入，总体质量增加；导致得出结论是物质的总质量增加了；

历程三：拉瓦锡还通过这个实验研究了空气中氧气的含量；

实验步骤：实验甲中是硫酸铜溶液与铁的反应得到红色铜和氯化亚铁溶液，故现象为：铁的表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色，天平平衡；

实验乙是盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳气体和水，现象为：白色粉末溶解，有大量气泡产生，天平向右倾斜（左边跑掉二氧化碳气体）；方程式为：；

实验丙是镁带在空气中燃烧生成氧化镁白色固体，现象为：发出耀眼白光，产生大量白烟，放出热量；方程式为：；

实验所有化学反应都遵守质量守恒定律，为什么实验乙和丙反应前后称量质量不相等？因为乙中生成的二氧化碳气体跑掉，没有计算到生成物内；丙中产生大量白烟也就是氧化镁固体也有一部分飞散到空气中，没有计算在内，该同学开始也只称量了镁的质量，反应的氧气也没有计算在内；

实验结论：化学反应遵循质量守恒归根到底的原因是反应前后原子数目、种类、质量不变；

实验拓展：

（1）根据方程式，反应前后同种原子个数相等，得X的化学式为：HCl；

（2）由①；②；③三个反应可得如下关系：→→2→，故③中得到氯化铜的质量是①中的2倍；

（3）由于发生反应，故蒸发后得到固体一定含有CuCl；根据铜元素质量为6.4g，可得固体中氯元素质量为10.66g-6.4g＝4.26g，则固体中铜原子和氯原子个数比为：，而CuCl中铜原子与氯原子的个数比为＞，如果还有铜，只会使铜原子比例更大，不可能等于；CuCl2中铜原子与氯原子的个数比＜，CuCl和CuCl2的混合物中铜原子和氯原子的个数比是可能等于的，故固体的成分为CuCl2、CuC1。