06 探究质量守恒定律中考化学必考实验专练

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实验 1 红磷在锥形瓶中燃烧
点燃
反应原理:P＋O2−−→P2O5
实验现象：白磷燃烧，产生大量 白烟 ，放出大量的热，气球鼓起，冷却后气球变瘪，最终天平平衡。
实验分析：
实验时气球先鼓起后变瘪的原因：①由于红磷燃烧放出大量的热，使锥形瓶内气体温度升高，锥形瓶内压强增大，导致气球膨胀；②红磷燃烧消耗锥形瓶内的氧气，瓶内气体减少，冷却后瓶内压强减小，所以气球变瘪。
锥形瓶底部铺一层细沙的目的：防止红磷燃烧时锥形瓶底部受热不均匀而炸裂。
气球的作用：①调节锥形瓶内的压强，起缓冲作用；②密封作用，防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换。
在称量反应后的物质质量时，必须等锥形瓶（或烧杯）冷却至室温后再称量，以免称量前后因温度不同对实验结果产生影响。
实验结论：化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
实验改进：用如图所示装置验证质量守恒定律的优点是装置简单，操作方便，现象明显（合理即可）
装置：如有气体参加或生成，则必须在密闭容器中进行。
实验 2 铁钉放入硫酸铜溶液中
反应原理：Fe＋CuSO4→FeSO4＋Cu
实验现象：铁钉表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 ，实验结束后天平平衡。实验结论：化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
实验 3 碳酸钠粉末和稀盐酸反应
反应原理:Na2CO3＋ HCl→NaCl＋H2O＋CO2
实验现象：烧杯中有大量气泡产生，实验结束后天平指针向右偏转。
实验分析：按教材上的操作方法，观察到天平不再平衡，只能从理论分析是因为二氧化碳逸散到空气中，但没有通过实验证明，同时由于小试管的容积小，所盛盐酸很少，产生的气体的质量小，天平指针偏转不明显。
实验改进：
在可乐瓶中加入适量的碳酸钠粉末，在小试管中加入一定量的稀盐酸，并将试管放入可乐瓶中，拧紧瓶盖。
称量可乐瓶及其内物质的总质量，使天平平衡。
倾斜试管，让试管中的稀盐酸流入可乐瓶中，使碳酸钠和稀盐酸反应，这时可以看到有气泡产生。
充分反应后，将可乐瓶放回天平的左盘，这时可以看到天平仍然平衡。学生可以很直观地观察到反应前后的总质量相等。
拧开瓶盖，能听到“呼”的一声响，这是因为二氧化碳逸散到空气中了。
再将可乐瓶放到左盘上，发现天平不平衡了，更容易理解导致天平不平衡原因。实验评价：
本实验装置简单，操作方便，采用了生活中常见的物品-可乐瓶。实验中为什么选用可乐瓶而不用矿泉水瓶，是因为在实验中要使二氧化碳气体不逸出，必然增大瓶中的压强，而可乐瓶能承受更大的压强，使实验更安全。
图 A 这个实验装置使用了气球，反应后气球会胀大，其所受浮力就会增大，使实验结
果出现偏差。而改进的实验中，气体收集在可乐瓶中，不会使可乐瓶的体积变大，所以实验设计更科学合理。
也可用锥形瓶，安装配有胶头滴管的单孔塞。但药品用量要小。
实验 4 镁条在空气中燃烧
点燃
反应原理：Mg＋O2−−→
MgO
实验现象：镁条燃烧，发出耀眼的白光，产生少量白烟，生成白色固体，反应前后用天平称量时，指针有可能向左或向右偏转，也可能不偏转。
解释
天平为何有的平衡，有的不平衡？实验 1 和实验 2 发生了化学反应，且反应均在密闭
容器中进行，故实验结束后天平平衡；实验 3 在敞口烧杯中进行，反应生成的气体逸散到空
气中，烧杯中物质的质量减少，故实验结束后天平指针向右偏转；实验 4 在空气中进行，由于参与反应的氧气和生成的白烟的质量无法称量，故反应前后用天平称量时，指针有可能向左或向右偏转，也可能不偏转。
质量相等的微观解释：物质在发生化学反应前后，各物质的质量总和相等，是因为在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以各物质的质量总和相等。
实验结论：化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
1．（2022 年四川省成都市中考）下列实验能达到相应目的的是（）
A．观察乳化现象B．验证质量守恒定律
C．比较铁、铝金属活动性D．测定空气中氧气含量
2．（2022 年四川省凉山州中考）实验是学习化学的基础。下列装置所示的实验操作正确且能达到实验目的的是（）
用 NaHCO3 溶于水验证质量守恒定律B．蒸发食盐水
C．探究水是铁生锈的必要条件之一D．测空气中 O2 的含量
3．（2022 年新疆中考）下列实验能达到目的的是（）
测定空气中氧气的含量
探究甲烷中是否含碳元素
验证质量守恒定律
配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液
4．（2022 年安徽省中考）某同学在学习质量守恒定律时，称取 0.6g 镁条进行燃烧实验（如下图）。
(1)计算：镁条完全燃烧生成氧化镁的质量（写出计算过程）。 (2)该同学称得反应后固体的质量小于 0.6g，原因可能是。
5.（2022 湖北宜昌中考）如图所示，利用红磷与空气中的氧气反应验证质量守恒定律。
①用红热的玻璃管引燃红磷，其燃烧过程中能观察到的现象是，反应的化学方程式为。
②待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因可能是。 A．装置漏气
用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢
红磷太少
没有等锥形瓶冷却就再次称量
1．（2022 年四川省成都市中考）下列实验能达到相应目的的是（）
观察乳化现象
验证质量守恒定律
比较铁、铝金属活动性
测定空气中氧气含量
【答案】B
【解析】
A、图中无乳化剂（如洗涤剂等），无法观察乳化现象。所以 A 实验不能达到相应目的。
B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，在密闭环境中二氧化碳不会逸出。只要少滴稀盐酸不使锥形瓶内压强过大即可。所以 B 实验能达到相应目的。
C、铁片与铝粉与 5%稀硫酸反应速率不同，但不能比较铁、铝金属活动性，还应控制铁、铝的形状相同。所以 C 实验不能达到相应目的。
D、测定空气中氧气含量应用红磷作反应物，用足量木炭生成二氧化碳是气体占据了消耗的氧气体积，压强变化不明显。测定失败。所以 D 实验不能达到相应目的。
综上所述：选择 B。
2．（2022 年四川省凉山州中考）实验是学习化学的基础。下列装置所示的实验操作正确且能达到实验目的的是（）
用 NaHCO3 溶于水验证质量守恒定律
蒸发食盐水
探究水是铁生锈的必要条件之一
测空气中 O2 的含量
【答案】C
【解析】
A、碳酸氢钠溶于水后没有生成新物质，属于物理变化，质量守恒定律是化学变化中的一种规律，所以用 NaHCO3 溶于水不能验证质量守恒定律，选项错误；
B、蒸发食盐水时，应边加热边用玻璃棒搅拌，防止液体受热不匀发生飞溅，图中缺少玻璃棒，选项错误；
C、由图可知，左侧试管中的铁钉既能够与空气接触，也能够与水接触，右侧试管中的铁钉
只能够接触空气，不接触水分，一段时间后，观察到 U 型管中红墨水左侧液面上升，右侧液面下降，说明左侧的铁钉发生了锈蚀，证明水是铁生锈的必要条件之一，选项正确；
D、碳与装置中的空气中的氧气反应生成二氧化碳气体，实验后，装置中剩余的气体的体积不变或变化较小，则实验结果为零或偏小，选项错误，故选 C。
3．（2022 年新疆中考）下列实验能达到目的的是（）
测定空气中氧气的含量
探究甲烷中是否含碳元素
验证质量守恒定律
配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液
【答案】C
【解析】
A、木炭燃烧后生成二氧化碳，不能是装置内气压减小，水不能到吸入装置则无法测定空气中氧气含量，选项错误；
B、如图所示，反应后可观察到烧杯内壁出现小水滴，证明甲烷燃烧后生成水，说明甲烷含氢元素，但无法证明甲烷是否含碳元素，选项错误；
C、如图在密闭容器内，红磷燃烧后生成五氧化二磷固体，反应前后物质的总质量不变，从而验证质量守恒定律，选项正确；
D、配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液时，量筒是用于量取水的体积的，不能用于溶解氯化钠，选项错误；
答案为：C。
4．（2022 年安徽省中考）某同学在学习质量守恒定律时，称取 0.6g 镁条进行燃烧实验（如下图）。
计算：镁条完全燃烧生成氧化镁的质量（写出计算过程）。 (2)该同学称得反应后固体的质量小于 0.6g，原因可能是。
【答案】(1)1g
一部分生成的氧化镁扩散到空气中
【解析】
解：设 0.6g 镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为 x 。
点燃
2Mg +O2
2MgO
4880
0.6gx
48  0.6g
80x
解得： x =1g
答：0.6g 镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为 1g。
根据质量守恒定律，参加反应的反应物总质量等于生成的生成物的总质量，所以参加反应的镁和氧气的总质量等于生成的氧化镁的总质量，但该反应在敞口装置进行，通过观察实验可知，镁条燃烧时，一部分生成的氧化镁扩散到空气中，使得反应后称量的固体质量小于反应前。
5.（2022 湖北宜昌中考）如图所示，利用红磷与空气中的氧气反应验证质量守恒定律。
①用红热的玻璃管引燃红磷，其燃烧过程中能观察到的现象是，反应的化学方程式为。
②待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因可能是。 A．装置漏气
B．用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢 C．红磷太少
D．没有等锥形瓶冷却就再次称量
【答案】（3）①. 冒白烟、放热、气球膨胀②.
点燃
4P+5O22P2O5
③. ABD
【解析】（3）①用红热的玻璃管引燃红磷，红磷在瓶内空气中燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷是一种白色固体，装置中玻璃管上端套有气球，整个装置始终处于密闭状态，燃烧过程中放出大量的热，瓶内气体受热体积膨胀，故其燃烧过程中能观察到的现象是：冒白烟、放热、气球膨胀。红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：
点燃
4P+5O22P2O5 。
②待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因可能是：ABD。
A．如果装置漏气，燃烧过程中瓶内压强增大，会有气体逸出，但冷却后不能回到瓶内，天平不再平衡，符合题意；
B．用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢，红磷燃烧产生的热使得瓶内气体体积膨胀，部分气体从瓶内逸出，冷却后不能再回到瓶内，天平不再平衡，符合题意；
C．如果装置气密性良好，红磷太少，瓶内发生的反应很快就会停止，但瓶内与瓶外没有发
生物质交流，天平平衡，不符合题意；
D．实验时没有等锥形瓶冷却就再次称量，此时气球还处于膨胀状态，产生浮力，天平不再平衡，符合题意