Question

4．质量守恒定律对于科学的发展具有重大的意义．图1是对该定律的探究实验，请完善：

（1）图1是四位同学设计的探究质量守恒定律的装置图，他们先分别把装置放到托盘天平上进行调平后取下，然后再进行反应．理论上最不合理的设计是甲组．理由是盐酸与碳酸钠反应会生成二氧化碳，装置没有密封，所以导致天平不能平衡，如果按该同学的设计，反应后天平
指针会偏右（“偏左”、“偏右”）；若不改变本组药品来验证守恒定律．应将该组的装置按以上丙图改进最好．
（2）丙、丁两组产生的共同现象是气球膨胀，它们反应后放在天平上，发现依然会有不平衡的现象．若不考虑气密性．可能的原因是反应产生的气体使气球膨胀，因此装置受到的浮力会增大．综上分析在验证质量守恒定律时，由气体参加或生成时要保持装置密闭，体积不变．
（3）有质量守恒定律可知．反应前后一定不变的是②④⑤⑥（填序号）
①分子种类②原子种类③分子数目④原子数目⑤元素种类⑥物质的总质量
（4）图2是某反应的微观示意图，反应后的方框内应再填入2（填数字）个粒子，请根据图示写出一个符合条件的化学方程式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O．

Answer 1

分析 （1）做验证质量守恒定律的实验时所选用的装置应该考虑到：①如果反应物中有气体参加反应，或生成物中有气体生成，应该选用密闭装置．②如果反应物中没有气体参加生成物中也没有气体生成，装置可不考虑密闭．
（2）根据实验现象结合图示进行分析解答；
（3）由质量守恒定律的微观意义可知，即反应前后原子的种类和数目不变，在化学反应前后一定不变的是：原子种类、数目、质量据此分析即可．
（3）根据质量守恒定律的微观解释判断，反应前后原子的种类和数目不变分析判断即可；

解答 解：（1）理论上最不合理的设计是图甲，盐酸与碳酸钠反应会生成二氧化碳，装置没有密封，生成的二氧化碳气体散逸到空气中去了，所以导致天平不能平衡；如果按该同学的设计，反应后天平指针会偏右，若不改变本组药品来验证守恒定律．用图丙中的装置进行验证质量守恒定律，能达到目的，原因在于装置是密封的．故应将该组的装置按以上丙图改进最好；
（2）丙中过氧化氢溶液和二氧化锰反应产生氧气，使气球膨胀；丁中白磷燃烧放热，使气球膨胀；丙、丁两组产生的共同现象是气球膨胀；它们反应后放在天平上，发现依然会有不平衡的现象．若不考虑气密性．可能的原因是反应产生的气体使气球膨胀，因此装置受到的浮力会增大；综上分析在验证质量守恒定律时，由气体参加或生成时要保持装置密闭，体积不变；
（3）由质量守恒定律的微观意义可知，在化学反应前后一定不变的是：原子种类；原子数目；原子质量；物质的总质量，一定变化的是物质的种类或分子的种类，而分子数量有可能会发生变化．
（4）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，加上两个粒子各原子个数正好相等，从图示可以看出化学变化的实质是：分子的分开原子的重新组合．氢气在氧气中燃烧生成水，反应的化学方程式为：2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ 2H₂O；
故答案为：
（1）甲，盐酸与碳酸钠反应会生成二氧化碳，装置没有密封，所以导致天平不能平衡． 偏右；丙；
（2）气球膨胀；反应产生的气体使气球膨胀，因此装置受到的浮力会增大；装置密闭，体积不变；
（3）②④⑤⑥；
（4）2；2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ 2H₂O．

点评 在做这种类型题目时，要求学生要注意总结规律，这样学习化学，可以达到事半功倍的效果，长此以往，同学们的学习能力便会在潜移默化中得到提高．