專題05 質(zhì)量守恒定律的驗證-中考化學實驗精講精練

專題05質(zhì)量守恒定律的驗證實驗要求：必須發(fā)生化學反應(yīng)且有明顯現(xiàn)象。裝置：如有氣體參加或生成，則必須在密閉容器中進行。1.實驗1紅磷在錐形瓶中燃燒反應(yīng)原理:實驗現(xiàn)象：白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出大量的熱，氣球鼓起，冷卻后氣球變癟，最終天平平衡。實驗分析：（1）實驗時氣球先鼓起后變癟的原因：①由于紅磷燃燒放出大量的熱，使錐形瓶內(nèi)氣體溫度升高，錐形瓶內(nèi)壓強增大，導致氣球膨脹；②紅磷燃燒消耗錐形瓶內(nèi)的氧氣，瓶內(nèi)氣體減少，冷卻后瓶內(nèi)壓強減小，所以氣球變癟。（2）錐形瓶底部鋪一層細沙的目的：防止紅磷燃燒時錐形瓶底部受熱不均勻而炸裂。（3）氣球的作用：①調(diào)節(jié)錐形瓶內(nèi)的壓強，起緩沖作用；②密封作用，防止實驗時錐形瓶內(nèi)外的物質(zhì)發(fā)生交換。（4）在稱量反應(yīng)后的物質(zhì)質(zhì)量時，必須等錐形瓶（或燒杯）冷卻至室溫后再稱量，以免稱量前后因溫度不同對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。實驗結(jié)論：化學反應(yīng)中，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。2．實驗2鐵釘放入硫酸銅溶液中反應(yīng)原理：Fe＋CuSO4==FeSO4＋Cu實驗現(xiàn)象：鐵釘表面有紅色固體析出，溶液由藍色逐漸變?yōu)闇\綠色，實驗結(jié)束后天平平衡。實驗結(jié)論：化學反應(yīng)中，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。3.實驗3碳酸鈉粉末和稀鹽酸反應(yīng)反應(yīng)原理:Na2CO3＋2HCl==2NaCl＋H2O＋CO2↑實驗現(xiàn)象：燒杯中有大量氣泡產(chǎn)生，實驗結(jié)束后天平指針向右偏轉(zhuǎn)。4.實驗4鎂條在空氣中燃燒反應(yīng)原理：2Mg＋O22MgO實驗現(xiàn)象：鎂條燃燒，發(fā)出耀眼的白光，產(chǎn)生少量白煙，生成白色固體，反應(yīng)前后用天平稱量時，指針可能向左或向右偏轉(zhuǎn)，也可能不偏轉(zhuǎn)。5.解釋（1）天平為何有的平衡，有的不平衡？實驗1和實驗2發(fā)生了化學反應(yīng)，且反應(yīng)均在密閉容器中進行，故實驗結(jié)束后天平平衡；實驗3在敞口燒杯中進行，反應(yīng)生成的氣體逸散到空氣中，燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量減少，故實驗結(jié)束后天平指針向右偏轉(zhuǎn)；實驗4在空氣中進行，由于參與反應(yīng)的氧氣和生成的白煙的質(zhì)量無法稱量，故反應(yīng)前后用天平稱量時，指針有可能向左或向右偏轉(zhuǎn)，也可能不偏轉(zhuǎn)。（2）質(zhì)量相等的微觀解釋：物質(zhì)在發(fā)生化學反應(yīng)前后，各物質(zhì)的質(zhì)量總和相等，是因為在化學反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的種類沒有改變，數(shù)目沒有增減，原子的質(zhì)量也沒有改變，所以各物質(zhì)的質(zhì)量總和相等。1.教材實驗裝置的不足（1）在滬教版教材第四章第二節(jié)中設(shè)計的探究實驗實驗一氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應(yīng)反應(yīng)比較快，操作簡單，產(chǎn)物中有藍色沉淀生成，視覺沖擊力較強。但學生對此類反應(yīng)不是太熟悉。（2）在人教版教材第五單元課題1中設(shè)計的探究實驗實驗一紅磷燃燒實驗①在使紅磷燃燒的過程中，必須取下橡皮塞，給玻璃管加熱，導致錐形瓶中的空氣有所流動，造成實驗結(jié)果不準確:②由于燒熱的玻璃管深入瓶內(nèi)太長，導致瓶內(nèi)的氣體受熱膨脹逸出，導致實驗失?。虎劢o玻璃管加熱到紅熱時，有可能會將玻璃管融化，把管口封閉，使實驗時間延長。實驗二鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)。此反應(yīng)的速度較慢，用時較長，效果不夠理想，視覺沖擊力不強。實驗三碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)按教材上的操作方法，觀察到天平不再平衡，只能從理論分析是因為二氧化碳逸散到空氣中，但沒有通過實驗證明，同時由于小試管的容積小，所盛鹽酸很少，產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量小，天平指針偏轉(zhuǎn)不明顯。2.裝置改進改變點燃方式利用放大鏡會聚太陽光，點燃密閉容器內(nèi)的紅磷，優(yōu)點是裝置簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯，且防止燒熱的玻璃管伸入瓶內(nèi)過程中，導致瓶內(nèi)的氣體受熱膨脹逸出。改變測量方式該驗證實驗一般都是用托盤天平來衡量,而托盤天平的靈敏度較低,而實驗所取用的磷質(zhì)量較小,實驗結(jié)果說服力不強。利用電子天平測量質(zhì)量變化，靈敏度更高，更有說服力，并減少調(diào)節(jié)托盤天平的時間。改變反應(yīng)原理利用在密閉裝置內(nèi)銅氧化，稱量反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，發(fā)生反應(yīng)的化學方程為2Cu+O22CuO改變裝置1.磷燃燒實驗中，用注射器代替氣球，優(yōu)點是比氣球更不易漏氣，操作比氣球簡單。2.碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)改在密封的可樂瓶內(nèi)進行，優(yōu)點是采用了生活中常見的物品-可樂瓶，而可樂瓶能承受更大的壓強，使實驗更安全，氣體收集在可樂瓶中，不會使可樂瓶的體積變大，實驗設(shè)計更科學合理。也可用錐形瓶，安裝配有膠頭滴管的單孔塞。但藥品用量要小。3.鎂條燃燒改為在密封裝置內(nèi)點燃。改進裝置能夠使反應(yīng)前后質(zhì)量不變化。得出正確實驗結(jié)論?！纠?】（2023·湖南岳陽·統(tǒng)考中考真題）實驗是科學探究的重要手段，下列實驗不能達到目的的是A．測定空氣中氧氣的含量

B．探究燃燒需要氧氣

C．驗證質(zhì)量守恒定律

D．探究石墨的導電性

【例2】（2023·吉林·統(tǒng)考中考真題）化學興趣小組用氣密性良好的不同裝置進行下列實驗，驗證質(zhì)量守恒定律。

(1)實驗一：稱量裝置和藥品的總質(zhì)量為m1保持裝置密閉。使紅磷燃燒，待裝置冷卻后。再次稱量裝置和藥品的總質(zhì)量為m2，m1與m2的大小關(guān)系是：m1m2；(2)實驗二：將氣球中的碳酸鈉粉末倒入稀鹽酸后，觀察到的現(xiàn)象是，白色固體消失，氣球癟縮，受浮力影響電子天平示數(shù)減?。?3)為克服實驗二中氣球受浮力的影響。在實驗三中利用硬塑料紙改進實驗裝置，用電子天平稱量裝置和藥品的總質(zhì)量，接下來的實驗操作為，待反應(yīng)結(jié)束后，再次稱量裝置和藥品的總質(zhì)量，。電子天平示數(shù)不變；(4)化學反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律，其微觀原因是?！咀兪?】（2023上·河南鶴壁·九年級期末）某化學興趣小組利用圖甲裝置進行質(zhì)量守恒定律的探究。(1)錐形瓶底部放一些細沙的目的是，在導管口安裝氣球的目的是。(2)小新同學采用圖乙所示的方法引燃瓶中的白磷，白磷引燃后瓶中的現(xiàn)象是。(3)某同學在實驗結(jié)束后打開橡膠塞，發(fā)現(xiàn)瓶中又開始產(chǎn)生大量的煙，原因是，然后，他又立即將橡膠塞塞回去，這時天平(填“平衡”或“不平衡”)。【變式2】（2024上·北京西城·九年級統(tǒng)考期末）用下圖裝置研究質(zhì)量守恒定律。(1)實驗1能驗證質(zhì)量守恒定律，現(xiàn)象是錐形瓶中，電子天平示數(shù)。(2)實驗2，觀察到電子天平示數(shù)a中不變、b中變小。b中電子天平示數(shù)變小的原因是。1．（2023·上海徐匯·統(tǒng)考三模）用如圖裝置驗證質(zhì)量守恒定律。反應(yīng)前稱得質(zhì)量為m1，引燃白磷，冷卻后稱得質(zhì)量為m2。下列說法正確的是A．實驗中白磷一定要過量B．實驗過程中氣球膨脹會影響實驗結(jié)果C．若裝置氣密性良好，則m1=m2D．反應(yīng)生成P2O5的質(zhì)量一定等于裝置中白磷和氧氣的質(zhì)量和2．（2023·內(nèi)蒙古呼和浩特·統(tǒng)考中考真題）下列實驗設(shè)計不能達到實驗?zāi)康牡氖?/p>

A．證明水是由氫、氧元素組成B．驗證質(zhì)量守恒定律C．探究可燃物燃燒的條件D．鑒別氯化鉀和氯化銨A．A B．B C．C D．D3．（2024上·河北邯鄲·九年級統(tǒng)考期末）下列實驗設(shè)計不能達到實驗?zāi)康牡氖茿．探究鐵生銹的條件之一是與空氣(或氧氣)接觸B．測定空氣中氧氣的含量C．驗證質(zhì)量守恒定律D．探究甲烷中是否含氫元素4．（2023上·江蘇南京·九年級統(tǒng)考期中）用如圖所示實驗驗證質(zhì)量守恒定律。(1)從宏觀上看，硫酸銅是由這三種元素組成的；從微觀上看，硫酸銅是由構(gòu)成的(填粒子符號)。(2)鐵釘與硫酸銅溶液在錐形瓶內(nèi)充分反應(yīng)后，觀察到錐形瓶內(nèi)的實驗現(xiàn)象是。(3)通過該實驗可以證明，等于反應(yīng)后生成的銅和硫酸亞鐵的質(zhì)量總和。(4)下列現(xiàn)象能用質(zhì)量守恒定律解釋的是(填字母)。A．在密閉裝置中，少量紅磷燃燒后裝置質(zhì)量不變B．在密閉裝置中，少量水加熱蒸發(fā)后裝置質(zhì)量不變C．碳酸鈉粉末和鹽酸充分反應(yīng)后，裝置質(zhì)量減小D．銅絲在空氣中加熱至表面變黑，固體質(zhì)量增大5．（2023上·河南南陽·九年級統(tǒng)考期中）某同學用如圖所示的3個實驗驗證質(zhì)量守恒定律：(1)其中不能達到實驗?zāi)康牡氖牵ㄌ钭帜复枺?，理由是?2)由質(zhì)量守恒定律可知?；瘜W反應(yīng)前后一定不變的是（填序號）。①原子數(shù)目②原子的種類③分子數(shù)目④分子的種類⑤元素的種類⑥物質(zhì)的總質(zhì)量⑦物質(zhì)的種類6．（2024上·貴州黔東南·九年級校聯(lián)考期末）在“質(zhì)量守恒定律”的課堂學習中，同學們設(shè)計了如下圖所示的實驗來驗證質(zhì)量守恒定律?；卮鹣铝袉栴}：【實驗驗證】(1)A實驗反應(yīng)前后鋅片和硫酸銅溶液的總質(zhì)量（填“相等”或“不相等”），由此可知化學反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量（填“相等”或“不相等”），A實驗（填“是”或“否”）遵守質(zhì)量守恒定律。(2)B實驗中天平指針會向（填“左”或“右”）偏轉(zhuǎn)，原因是?！疚⒂^解釋】(3)由質(zhì)量守恒定律可知，化學反應(yīng)前后一定不變的是（填序號）。A．原子種類 B．原子數(shù)目 C．原子質(zhì)量 D．分子種類【綜合應(yīng)用】(4)12g碳在空氣中完全燃燒后，生成二氧化碳的質(zhì)量（填“大于”、“小于”或“等于”）12g。(5)結(jié)合本實驗得出，有氣體參加或氣體生成的反應(yīng)，在驗證質(zhì)量守恒定律時，實驗應(yīng)在中進行。7．（2024上·廣西柳州·九年級校聯(lián)考期末）某同學以“稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)”為研究對象證明“質(zhì)量守恒定律”，設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示。(1)實驗步驟如下：①按如圖方式放好儀器，使天平平衡，記錄稱量數(shù)據(jù)。②將碳酸鈣粉末全部倒入錐形瓶中，觀察到錐形瓶中產(chǎn)生大量氣泡。③當反應(yīng)結(jié)束時，氣球已經(jīng)完全鼓起，小明發(fā)現(xiàn)天平的指針已經(jīng)向右偏了，小明又重新做了一遍實驗，天平依然向右偏。你認為出現(xiàn)該實驗現(xiàn)象的合理解釋最應(yīng)該是下列各項中的___________(填序號)。A．該反應(yīng)前后原子的種類，數(shù)目變少B．該反應(yīng)生成物的總質(zhì)量小于反應(yīng)物的總質(zhì)量C．空氣的浮力作用干擾了實驗結(jié)果D．生成氣體的反應(yīng)不遵守質(zhì)量守恒定律(2)小華同學用圖乙所示裝置進行實驗，反應(yīng)前稱得左盤內(nèi)裝置及物質(zhì)總重量為，然后注入硫酸銅溶液，觀察到錐形瓶內(nèi)有藍色沉淀生成，充分反應(yīng)后，能證明質(zhì)量守恒定律的現(xiàn)象是。(3)結(jié)論分析：請你從原子的角度解釋質(zhì)量守恒的原因是。8．（2023上·陜西咸陽·九年級咸陽市實驗中學?？茧A段練習）老師組織同學們對質(zhì)量守恒定律進行了實驗探究。回答相關(guān)問題：(1)第1組設(shè)計甲圖的實驗方案，用電子秤稱量，讀取反應(yīng)前后的總質(zhì)量。①錐形瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為。②有同學認為該實驗會產(chǎn)生誤差，理由是氣球膨脹后不可忽略的影響。(2)第2小組設(shè)計了乙圖方案，既能探究質(zhì)量守恒定律，還能測定空氣中氧氣的含量。連接好裝置后，檢查裝置的氣密性。關(guān)閉彈簧夾，強光引燃白磷，待充分反應(yīng)并冷卻至室溫后，打開彈簧夾。①為測定空氣中氧氣的含量，實驗中需要測定的數(shù)據(jù)是錐形瓶(含導管)的容積、。②用此裝置探究質(zhì)量守恒定律時，若取用白磷的量不足，對實驗結(jié)果(填“有”或“無”)影響。9．（2024上·廣西柳州·九年級校聯(lián)考期末）某同學以“稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)”為研究對象證明“質(zhì)量守恒定律”，設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示。(1)實驗步驟如下：①按如圖方式放好儀器，使天平平衡，記錄稱量數(shù)據(jù)。②將碳酸鈣粉末全部倒入錐形瓶中，觀察到錐形瓶中產(chǎn)生大量氣泡。③當反應(yīng)結(jié)束時，氣球已經(jīng)完全鼓起，小明發(fā)現(xiàn)天平的指針已經(jīng)向右偏了，小明又重新做了一遍實驗，天平依然向右偏。你認為出現(xiàn)該實驗現(xiàn)象的合理解釋最應(yīng)該是下列各項中的___________(填序號)。A．該反應(yīng)前后原子的種類，數(shù)目變少B．該反應(yīng)生成物的總質(zhì)量小于反應(yīng)物的總質(zhì)量C．空氣的浮力作用干擾了實驗結(jié)果D．生成氣體的反應(yīng)不遵守質(zhì)量守恒定律(2)小華同學用圖乙所示裝置進行實驗，反應(yīng)前稱得左盤內(nèi)裝置及物質(zhì)總重量為，然后注入硫酸銅溶液，觀察到錐形瓶內(nèi)有藍色沉淀生成，充分反應(yīng)后，能證明質(zhì)量守恒定律的現(xiàn)象是。(3)結(jié)論分析：請你從原子的角度解釋質(zhì)量守恒的原因是。10．（2024上·西藏林芝·九年級統(tǒng)考期末）白磷、紅磷都是可燃物，都可以在一定條件下燃燒。以下是利用它們的可燃性進行的三個實驗，請分別回答問題。(1)通過實驗1可以探究燃燒的條件。燒杯中放有熱水，a、b、c處分別放有藥品，實驗中只有a處的白磷燃燒，a與c對比、a與b對比說明燃燒需要的條件是可燃物與氧氣接觸和，白磷燃燒的化學方程式為。(2)通過實驗2可以測定。集氣瓶中的紅磷熄滅，冷卻后打開彈簧夾，當觀察到的現(xiàn)象時，說明達到了該實驗的目的。(3)通過實驗3可以驗證質(zhì)量守恒定律。實驗前將白磷放入錐形瓶中，稱量裝置的總質(zhì)量，引燃白磷，待反應(yīng)后再稱量裝置的總質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)托盤天平保持平衡，整個實驗過程中氣球會出現(xiàn)的現(xiàn)象是。11．（2024上·四川瀘州·九年級校聯(lián)考階段練習）化學課堂上，老師如圖1演示了教材中兩個實驗，用于驗證質(zhì)量守恒定律。

(1)圖A實驗中，發(fā)生的反應(yīng)化學方程式是。(2)同學們對AB實驗分別進行了兩次稱量得如下數(shù)據(jù)，其中一定有誤的是（填序號）。序號①②③④實驗類別A實驗A實驗B實驗B實驗反應(yīng)前稱量/g280283.5250.3255.2反應(yīng)后稱量/g280283250.9254.l(3)為達到驗證量守恒定律的目的，小林更換了B實驗中的藥品，以下改進正確的是（填序號）。①換成雙氧水和二氧化錳

②換成氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液

③換成白糖和蒸餾水(4)為達到驗證質(zhì)量守恒定律的目的，小郭更換了B實驗的裝置，如圖2所示，此裝置中氣球的作用是（填序號）。①控制氣體的總量

②盛放、添加固體藥品

③調(diào)節(jié)裝置的壓強

④調(diào)節(jié)裝置的容積改變裝置后進行實驗，最終發(fā)現(xiàn)天平示數(shù)變小，原因是。12．（2024上·山東泰安·八年級校考期末）某化學課外小組同學用如圖所示實驗探究質(zhì)量守恒定律：(1)甲同學用圖A所示實驗，在瓶中先鋪一層細沙，再引燃白磷。目的是，此實驗中氣球的主要作用是。實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象是。(2)乙同學用B裝置探究質(zhì)量守恒定律，開始時天平平衡，取下燒杯然后傾斜燒杯使鹽酸與碳酸鈉粉末接觸，一段時間后再把燒杯放到天平上，發(fā)現(xiàn)天平的指針偏右。①造成天平的指針向右偏轉(zhuǎn)的原因是。②若將本實驗中的燒杯替換成帶有氣球的錐形瓶，如下圖所示，其他操作不變，最終天平仍不平衡。原因可能是氣球受到的向上的影響了稱量結(jié)果。(3)丙同學認為C實驗證明了質(zhì)量守恒定律。請你從原子的角度說明質(zhì)量守恒的原因是。(4)丁同學用鎂條在空氣中燃燒的實驗來探究質(zhì)量守恒定律時，發(fā)現(xiàn)一定質(zhì)量的鎂完全燃燒后留下的固體質(zhì)量比反應(yīng)前鎂條的質(zhì)量小，聯(lián)系實驗現(xiàn)象，可能的原因是。如果在燃著的鎂條上方罩上罩，將生成物全部收集起來稱量，則比原鎂條的量(填“大”“小”或“相等”)。(5)綜上所述，A、B、C、D所示四個實驗中能用質(zhì)量守恒定律解釋的是實驗。在探究質(zhì)量守恒定律時，若利用有氣體參加或生成的化學反應(yīng)來設(shè)計實驗，在裝置設(shè)計方面應(yīng)做到。13．（2024上·北京西城·九年級北師大實驗中學?？计谀┯孟聢D實驗研究質(zhì)量守恒定律。(1)實驗1，反應(yīng)后天平指針（填“偏左”、“偏右”或“不偏轉(zhuǎn)”）。(2)實驗2，能證明化學反應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象是。(3)實驗3中氣球的作用是。實驗中觀察到氣球的變化是（填序號）。A．先變鼓后變癟

B．先變癟后變鼓

C．先變鼓后回復(fù)原狀(4)三個實驗中，遵守質(zhì)量守恒定律的是。14．（2023上·山東濟南·九年級統(tǒng)考期中）請回答下列問題。(1)某化學興趣小組欲通過實驗探究化學反應(yīng)中的質(zhì)量守恒，請回答相關(guān)問題?！緦嶒炘O(shè)計】甲同學選用白磷進行實驗，乙同學選用硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液進行實驗，甲、乙同學選用的實驗裝置如圖所示。

【實驗現(xiàn)象】①甲同學觀察到的實驗現(xiàn)象為，托盤天平平衡。②乙同學觀察到的實驗現(xiàn)象為燒杯內(nèi)產(chǎn)生藍色沉淀，托盤天平（填“平衡”或“不平衡”）?！緦嶒灲Y(jié)論】甲同學和乙同學根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出化學反應(yīng)都遵循質(zhì)量守恒定律。分析原因，他們認為在化學反應(yīng)前后，一定不變的是（填選項序號、合理均選）①分子種類；②原子種類；③分子數(shù)目；④原子數(shù)目；⑤元素種類【交流反思】丙同學將鎂條在氧氣中充分燃燒，然后將生成物全部收集起來，并準確稱量了生成物的總質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后生成物的質(zhì)量大于反應(yīng)前鎂條的質(zhì)量。所以丙同學提出鎂條燃燒的反應(yīng)不遵循質(zhì)量守恒定律。你是否同意他的觀點？（填“同意”或“不同意”）。請解釋此實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：。(2)某化學興趣小組在學習O2制備時，對MnO2做催化劑加快過氧化氫分解產(chǎn)生了興趣，他們提出疑問：其他物質(zhì)能否對過氧化氫分解速率產(chǎn)生影響？【查閱資料】影響化學反應(yīng)速率的因素有很多，如：使用催化劑、改變反應(yīng)物的濃度等?！緦嶒炋骄俊客瑢W們按右圖組裝實驗裝置，在室溫下分別進行了四組