专题09 质量守恒定律的验证（重点、难点）-备战2022年中考化学一轮复习考点微专题

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考向09 质量守恒定律的验证

例1．(2021·青海·中考真题)根据以下实验方案，“探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”，请将你的思考及实验结果写在短线处。
(猜想假设)：猜想1：相等 猜想2：______
(实验探究)：
实验方案
方案一
方案二
实验装置


实验过程
分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯，将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察到的现象是______、溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；再将其放回托盘天平，天平的指针______(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。
取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针______(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。写出该反应的化学方程式______
(反思评价)
你认为猜想______是错误的，其原因是______。
【答案】不相等 铁钉表面有红色物质析出 不 向右 2 因反应没有在密闭容器中进行，使生成的二氧化碳气体逸出，再称量时质量减少(只要答出“反应没有在密闭容器中进行”或者“生成的二氧化碳气体逸出”均参照给分)
【解析】猜想假设：该实验的目的是探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等，故猜想1：相等；猜想2：不相等；实验探究：方案一：实验过程：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故观察到：铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；再将其放回托盘天平，该反应无气体生成，天平的指针不偏转；方案二：取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针向右偏转，因为碳酸钠与稀盐酸反应生成了氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，散逸到了空气中，该反应的化学方程式为：；反思评价：猜想2是错误的，因为反应没有在密闭容器中进行，使生成的二氧化碳气体逸出，再称量时质量减少。
例2．(2021·辽宁朝阳·中考真题)在实验室开放日，为验证质量守恒定律，甲、乙两组同学分别设计了以下实验，并进行了规范的操作和细致的观察。请参与并完成相关问题：

(提出问题)
两组实验都能验证质量守恒定律吗？
(进行实验)
甲组同学在实验过程中发现，化学反应前后天平平衡，成功验证了质量守恒定律，其化学方程式为______。乙组同学在实验过程中发现天平指针向右倾斜，其原因是____。此反应______(填“遵循”或“不遵循”)质量守恒定律。
(实验结论)
在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的化学反应，一定要在_______装置中进行。
(发现问题)
实验过后，两组同学对乙组烧杯中的废液进行了探究。废液中所含溶质是什么？
(猜想与假设)
猜想Ⅰ：只有NaCl；
猜想Ⅱ：NaCl、Na2CO3和HCl；
猜想Ⅲ：NaCl和HCl；
猜想Ⅳ：______。
(交流讨论)
经过讨论，甲组同学认为，猜想_______是错误的，原因是_______(用化学方程式回答)。
(实验与结论)
甲组同学先将少量废液滴入试管中，然后滴入酚酞溶液，现象为_____，原因是______，则猜想Ⅳ正确。乙组同学将少量废液滴入试管中，然后滴入氯化钡溶液，现象为_______，则猜想Ⅳ正确。
(拓展与应用)
(1)若想验证猜想Ⅲ正确，可选择的试剂有______(填字母序号)。
A．紫色石蕊溶液 B．铁粉
C．氢氧化钠溶液 D．碳酸钾溶液
(2)若猜想Ⅲ正确，想得到废液中的氯化钠固体，根据盐酸的性质，无需另加试剂，只需对废液进行______操作即可。
【答案】BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2 反应生成的二氧化碳逸出装置 遵循 密封 NaCl、Na2CO3 Ⅱ Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 溶液变红色碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色产生白色沉淀ABD蒸发
【解析】进行实验：甲组同学在实验过程中发现，化学反应前后天平平衡，成功验证了质量守恒定律，过程中氯化钡和硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜，其化学方程式为：BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2；
乙组同学在实验过程中发现天平指针向右倾斜，其原因是反应生成的二氧化碳逸出装置，此反应遵循质量守恒定律。故填：BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2；反应生成的二氧化碳逸出装置；遵循。实验结论：在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的化学反应，一定要在密封装置中进行。故填：密封。猜想与假设：猜想Ⅰ：恰好完全反应时只有NaCl；猜想Ⅱ：NaCl、Na2CO3和HCl；猜想Ⅲ：盐酸过量时是NaCl和HCl；猜想Ⅳ：碳酸钠过量时是NaCl、Na2CO3。故填：NaCl、Na2CO3。交流讨论：经过讨论，甲组同学认为，猜想Ⅱ是错误的，原因是碳酸钠和盐酸不能共存，即碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。故填：Ⅱ；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。实验与结论：甲组同学先将少量废液滴入试管中，然后滴入酚酞溶液，溶液变红色，原因是碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色，则猜想Ⅳ正确；乙组同学将少量废液滴入试管中，然后滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，则猜想Ⅳ正确。故填：溶液变红色；碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；产生白色沉淀。拓展与应用：(1)A.盐酸显酸性，能使石蕊试液变红色，可以用紫色石蕊溶液；B.铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，可以用铁粉；C.氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，不能用氢氧化钠溶液；D.碳酸钾和盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，可以用碳酸钾溶液。故填：ABD。(2)若猜想Ⅲ正确，想得到废液中的氯化钠固体，根据盐酸的性质，无需另加试剂，只需对废液进行蒸发操作即可，是因为随着蒸发进行，氯化氢挥发逸出。故填：蒸发。
例3．(2021·浙江温州·中考真题)1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成：往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体(Fe3O4)和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的可燃空气。最终，拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。

(1)将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去___________。
(2)将B装置收集到的可燃空气在氧气中点燃，生成了水，可燃空气的名称是___________。
(3)若该实验中生成的黑色固体质量为m1，可燃空气的质量为m2，可燃空气完全燃烧生成水的质量为m3，如果水是由“氧元素”和“可燃空气元素”组成的，则m1、m2、m3三者应满足的关系是___________。
【答案】(1)水蒸气；(2)氢气；(3)
【解析】(1)水蒸气与灼热的铁反应，生成黑色固体Fe3O4和“可燃空气”，水蒸气参加反应，会造成生成的气体不纯，为了收集到纯净的可燃空气，可将气体通过放在冷水中的铜管来除去水蒸气；(2)化学反应前后元素的种类不变，铁与水蒸气反应前有铁、氢、氧三种元素，生成四氧化三铁中有铁、氧两种元素，且气体具有可燃性，因此可燃空气的名称是氢气；(3)根据质量守恒定律，黑色固体Fe3O4中氧元素的质量与可燃空气H2的质量之和等于生成水的质量，即，即。
例4．(2019·山东淄博·中考真题)兴趣小组的同学利用下图装置，探究化学反应前后物质的质量是否守恒。应选用的药品是

A．铁粉和稀盐酸液体中
B．硝酸钾晶体和水
C．碳酸钡粉末和稀硫酸
D．铜粉和硝酸银溶液
【答案】D
【解析】A、铁粉和稀盐酸反应生成氢气，烧杯敞口，气体逸出反应体系，A选项药品不能用来探究化学反应前后物质的质量是否守恒，不符合题意；B、硝酸钾晶体和水不会发生反应，B选项没有发生化学反应，药品不能用来探究化学反应前后物质的质量是否守恒，不符合题意；C、碳酸钡和稀硫酸反应生成二氧化碳，烧杯敞口，气体逸出反应体系，C选项药品不能用来探究化学反应前后物质的质量是否守恒，不符合题意；D、铜粉和硝酸银溶液发生置换反应生成硝酸铜和银，无气体生成，D选项药品能用来探究化学反应前后物质的质量是否守恒，符合题意。故选D。
例5．(2020·重庆·中考真题)化学规律建立在实验基础之上，质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。

(1)小东同学按照课本上的实验进行验证(如图所示)。一段时间后，可以观察到铁钉表面出现_____，其反应的化学反应方程式为__，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。
(2)小东想既能验证质量守恒定律，又能更快地观察到溶液颜色的变化，提出了以下设想：
(提出设想)设想一：增大硫酸铜溶液的浓度
设想二：用更活泼的金属锌代替铁钉
(实验验证)小东将以上实验进行了如下改进：

实验内容
实验现象
实验1
烧杯中换成饱和硫酸铜溶液
①几小时后溶液颜色几乎不变
②天平读数不变
③铁钉表面有变化
实验2
铁钉换成锌粒
①溶液颜色明显变浅
②天平读数减小
③锌粒表面有变化
(实验分析)(3)从以上现象分析，两个设想都不合适，其中按设想_____(填“一”或“二”)进行的实验能够验证质量守恒定律。
(4)实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是_____(填序号)。
A 铁与饱和硫酸铜溶液不反应
B 铁表面形成了一层氧化膜，阻止了反应的进一步进行
C 生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行
D 水也参与了该反应，但饱和硫酸铜溶液中水太少
(5)实验2虽然很快观察到溶液颜色变化，但出现了反应后总质量减小的情况，老师提醒小东，硫酸铜溶液呈酸性，所以总质量减小的原因可能是____。
(6)小东通过反复实验和探究得出：向实验1的饱和硫酸铜溶液中加入等体积的水，将实验2中的烧杯换成如图所示装置，均能达到实验目的，但该装置中缺少一种物品，请你在装置图中画出____。

【答案】红色的固体 二 C 锌和酸反应放出氢气
【解析】(1)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故一段时间后，可以观察到铁钉表面出现红色的固体，其反应的化学反应方程式为，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。
[实验分析](3)质量守恒定律是化学反应前后反应物的总质量等于生成物的总质量，锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，硫酸铜溶液显蓝色，铁钉换成锌粒，溶液颜色明显变浅，天平读数减小，锌粒表面有变化，说明发生了化学反应，可以验证质量守恒定律，故按设想二进行的实验能够验证质量守恒定律。(4)A、铁与饱和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，故A不正确；B、生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行，而不是铁表面形成了一层氧化膜为氧化铁，阻止了反应的进一步进行，故B错误；C、生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行，故C正确；D、铁和水不反应，则水不参与反应，故D不正确。故选BC。(5)硫酸铜溶液呈酸性，锌和酸反应生成盐和氢气，所以总质量减小的原因可能是锌和酸反应放出氢气。(6)硫酸铜溶液呈酸性，锌和酸反应生成盐和氢气，验证质量守恒定律，生成气体，需要在密闭容器中进行，应该用弹簧夹夹住导管，故图为。

1． 【特别提醒】
(1)须反应——必须参加化学反应
(2)如果有气体参加或生成，则必须在密闭容器中进行
方案一：红磷燃烧前后质量的测定
1.实验装置

2.反应原理:4 P+5O2 4P2O5 (用化学方程式表示)。
3.实验现象:
红磷燃烧，产生大量 白烟，发光、放热，开始小气球__鼓起___，冷却后小气球_变瘪___，反应前后天平指针位置___平衡__。
4.实验结论：
参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和。
〖注意事项〗
(1)锥形瓶底部要铺一层细沙的目的是： 防止锥形瓶炸裂 。
(2)气球的作用：
①调节锥形瓶内的压强，起缓冲作用；
②起密封作用，防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换。
(3)天平的使用应遵循左物右码，且称量前后在左右托盘中各放一张相同的纸
(4)红磷燃烧的操作不能再天平上进行，原因是：
①会烫坏天平；
②红磷燃烧时气球膨胀变大，气球因受到空气浮力而导致测量不准。
方案二：铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
1.实验装置图：

2.反应原理：Fe+CuSO4====Cu+FeSO4 (用化学方程式表示)
3.实验现象：
铁钉表面覆盖一层 红色 固体，溶液由 蓝色 变为 浅绿 色。反应前后天平的指针位置 不变 。
4.实验的结论：
参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和。
〖注意事项〗
(1)实验前应将铁钉表面 用砂纸打磨干净 ，以除去铁钉表面的 氧化物 和污物。
(2)实验室配制的硫酸铜溶液常显酸性，若将装置中的橡胶塞去掉，能否验证质量守恒定律？
不能，因为硫酸铜溶液常显酸性，可与铁反应生成 氢气，而逸出，导致天平不平衡 。
方案三：稀盐酸与碳酸钠固体反应前后质量的测定
1.实验装置图：

2.反应原理： 2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑ + H2O(用化学方程式表示)。
3.实验现象：
有 气泡 产生，固体逐渐 减少 ，反应后天平指针位置向 右 偏。
4. 实验结论及分析
由于生成的 二氧化碳 气体逸散到空气中，造成左边质量 减少 ，天平指针偏向 右边 。
【装置改进】同学们为了验证质量守恒定律，对甲组实验装置进行了如下三种改进。

你认为最佳的装置为 B ，请分别简述其他两个装置的缺点：A装置中产生的气体充满气球，产生向上的浮力，会影响实验结果；C中产生的气体导致锥形瓶中气压增大，可能会导致瓶塞飞出，影响实验结果。 优点：使反应在密闭容器中进行
方案四：镁在空气中燃烧，反应前后质量的测定
1.实验装置图

2.反应原理： 2Mg+O2 2MgO(用化学方程式表示)。
3.实验现象：产生大量 白烟 ，反应后天平指针 不平衡 。
4. 实验结论及分析：
产生的氧化镁大多以白烟的形式扩散到空气中，称量时不是全部生成物的质量，所以质量减轻了。
〖注意事项〗
(1)实验前应将氧化镁用 砂纸打磨干净 ，除去表面 MgO (用化学式填空)好和污物，方便点燃。
(2)验证质量守恒定律时，有气体、烟、雾生成或参加时，应在密 闭容器中 进行。

1、在验证质量守恒定律时，有气体参加或生成的反应，应在密闭容器中进行。
2、如有气态物质参加在敞口装置中进行，则空气中没有参加反应的气体进入装置中，影响测量的结果。反应中若生成气体在敞口装置中进行，则气体会逸出装置，影响测量的结果。两种情况均无法通过实验验证化学反应遵循质量守恒定律。但不代表反应不遵循质量守恒定律。

1．(2021·云南德宏·三模)图是在探究质量守恒定律时所做的实验。以下说法中错误的是( )

A．当两种药品混合时，产生大量的气泡
B．反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转
C．该反应遵守质量守恒定律
D．反应停止后，将烧杯放回天平，天平仍然平衡
【答案】D
【解析】A、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以当两种药品混合时，观察到产生大量的气泡，选项正确；B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，烧杯中的物质的质量减少，所以反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转，选项正确；C、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应后有新物质生成，属于化学变化，所以的化学变化均遵循质量守恒定律，选项正确；D、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，烧杯中的物质的质量减少，所以反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转，选项错误，故选D。
2．(2021·山东高新技术产业开发区·二模)小明欲用如图装置验证“质量守恒定律”，则下列说法中不正确的是( )

A．根据实验目的，小明应该测量的数据是反应前、后整个反应装罝的质量
B．如图中的石灰石和盐酸混合后，观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生
C．若天平的指针向右偏，说明该反应不遵循质量守恒定律
D．空气对膨胀后的气球产生的浮力会影响实验验证
【答案】C
【解析】A、要验证质量守恒定律，则小明应该测量的数据是反应前后整个反应装置的质量，根据质量的变化情况而验征“质量守恒定律”，故A正确；B、石灰石与稀盐酸的反应方程式为，反应有气体生成，故可观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生，故B正确；C、若天平的指针向右偏，是由于空气的浮力作用使装置受到向上的浮力，干扰了实验结果，并不是不遵循质量守恒定律，任何化学反应都遵循质量守恒定律，故C错误；D、空气会对膨胀后的气球产生浮力作用会影响实验验证，故D正确；故选C。
3．(2021·吉林·长春市绿园区教师进修学校模拟预测)如图是《质量守恒定律》的验证实验。将橡胶塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后，迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧，并将红磷引燃。回答下列有关问题

(1)红磷燃烧的化学方程式为___________；
(2)在实验设计上，玻璃管上方系一小气球的目的是___________；
(3)3.1克的红磷完全燃烧可生成五氧化二磷的质量为___________。
【答案】(1)4P + 5O2 2P2O5；(2)平衡气压，防止胶塞被弹开；(3)7.1g。
【解析】(1)红磷燃烧生成五氧化二磷，化学方程式为4P + 5O22P2O5；(2)燃烧放热，装置内气压升高可能将胶塞被弹开导致实验失败。玻璃管上方系一小气球的目的是平衡气压，防止胶塞被弹开。
(3)设生成五氧化二磷的质量为x

答：生成五氧化二磷的质量为7.1g。
4．(2021·广西·三美学校一模)质量守恒定律的发现对化学的发展做出了重要贡献。
(1)通过称量下列各组试剂在密闭容器内混合前后的总质量，能验证质量守恒定律的是___________(填字母)。
A．蔗糖和水 B．铜和稀硫酸溶液 C．铝和硫酸铜溶液
(2)在氧气中点燃红磷的实验过程，固体质量变化如图所示。

①从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因为___________。
②参加反应的氧气质量为___________g。
(3)黑火药爆炸时发生反应的化学方程式是，则X的化学式是___________。
(4)一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表：该反应基本类型为___________。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
2
8
30
50
反应后质量/g
36
8
24
22
【答案】(1)C；(2)温度没有达到红磷的着火点8；(3)KNO3；(4)化合反应
【解析】(1)A、蔗糖和水不能反应，不能验证质量守恒定律；B、铜和稀硫酸溶液不能反应，不能验证质量守恒定律；C、铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，能够验证质量守恒定律。故填：C。(2)①从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因为温度没有达到红磷的着火点；②参加反应的氧气质量为：14.2g-6.2g=8g；(3)根据化学方程式可知，反应后的钾原子是2个，反应前应该是2个，包含在未知物质中，反应前后硫原子都是1个，碳原子都是3个，反应后的氧原子是6个，反应前应该是6个，包含在未知物质中，反应后的氮原子是2个，反应前应该是2个，包含在未知物质中，则X的化学式是KNO3；(4)反应后甲质量增大，是生成物，乙的质量不变，丙、丁的质量减小，都是反应物，即丙和丁反应生成甲，是化合反应。

1．(2021·河南安阳·二模)某同学设计了如图实验验证质量守恒定律。

(1)这个反应前后的称量结果是否会有变化？
(2)写出反应的化学方程式。
【答案】(1)有变化(或变小)；(2)
【解析】(1)盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳散逸到空气中，导致质量减小，故答案为：有变化(或变小)；(2)碳酸钠和盐酸反应生成了氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故答案为：(1)有变化；(2)。
2．(2021·河南南召·一模)如图，反应前天平平衡，取下锥形瓶(装置气密性良好)将其倾斜，使稀盐酸和大理石接触充分反应后再将其放回天平左盘。

(1)写出相关反应的化学方程式：___________；
(2)利用该装置能否达到验证质量守恒定律的目的(判断并解释)？__________。
【答案】反应中生成气体使气球膨胀，气球所受的向上浮力增大，天平左盘的压力减小，天平指针向右偏转，所以不能达到实验目的。
【解析】(1)大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙、水，相关反应的化学方程式：；(2)利用该装置验证质量守恒定律时，反应中生成气体使气球膨胀，气球所受的向上浮力增大，天平左盘的压力减小，天平指针向右偏转，反应后天平不平衡，即不能测定出反应前后物质的总质量不变，所以不能达到实验目的。
3．(2021·山东东平·三模)化学是以实验为基础的科学，质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。

(1)小东同学按照课本上的实验进行验证(如图所示)一段时间后，可以观察到铁钉表面出现___________，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。根据反应的化学反应方程式分析，烧杯内溶液质量如何变化__________(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(2)小东想既能验证质量守恒定律，又能更快地观察到溶液颜色的变化，提出了以下设想：
(提出设想)设想一：增大硫酸铜溶液的浓度
设想二：用更活泼的金属锌代替铁钉
(实验验证)小东将以上实验进行了如下改进：

实验内容
实验现象
实验1
烧杯中换成饱和硫酸铜溶液
①几小时后溶液颜色几乎不变
②天平读数不变
③铁钉表面有变化
实验2
铁钉换成锌粒
①溶液颜色明显变浅
②天平读数减小
③锌粒表面有变化
(实验分析)(3)从以上现象分析，两个设想都不合适，其中按设想_________(填“一”或“二”)进行的实验能够验证质量守恒定律。
(4)实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是__________(填序号)。
a.铁与饱和硫酸铜溶液不反应
b.铁表面形成了一层氧化膜，阻止了反应的进一步进行
c.生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行
d.水也参与了该反应，但饱和硫酸铜溶液中水太少
(5)实验2虽然很快观察到溶液颜色变化，但出现了反应后总质量减小的情况，老师提醒小东，硫酸铜溶液呈酸性，所以总质量减小的原因可能是_____________。
(6)小东通过反复实验和探究得出：向实验1的饱和硫酸铜溶液中加入等体积的水，将实验2中的烧杯换成如图所示装置，均能达到实验目的，但该装置中缺少一种物品，请你在装置图中画出__________。

【答案】 红色固体 减小 一 C 溶液呈酸性，与锌反应生成的氢气从容器内逸出
【解析】(1)铁比铜活泼，所以铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，故观察到铁钉表面出现红色固体，反应中的质量关系为：，故烧杯内溶液质量减小。(3)实验1中天平读数不变，所以按设想一进行的实验能够验证质量守恒定律，故填：一。(4)实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行，故选：C。(5)硫酸铜溶液呈酸性，与锌反应生成的氢气从容器内逸出，造成总质量减小，故填：溶液呈酸性，与锌反应生成的氢气从容器内逸出。(6)为防止生成的氢气从装置内逸出，该实验应在密闭容器内进行，故需要在装置的导管口处接一个气球，具体见答案。
4．如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列关于该实验的说法正确的是(　　)

A．实验过程中气球一直变大
B．该反应遵循质量守恒定律
C．白磷燃烧结束，立即将锥形瓶放在天平上称量
D．反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】B
【解析】A、白磷燃烧放热，导致气球膨胀，完全反应后降低至室温，由于氧气消耗，气球缩小，该选项说法不正确；B、该反应遵循质量守恒定律，该选项说法正确；C、白磷燃烧结束，不能立即将锥形瓶放在天平上称量，是因为此时气球膨胀，产生向上的浮力，导致天平失去平衡，该选项说法不正确；D、反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量不一定等于反应后生成五氧化二磷的质量，例如白磷或氧气过量时，生成的五氧化二磷质量小于反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量，该选项说法不正确。故选B。

1．以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段，请你参与探究并帮忙填写空格(包括表中的空格)。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等？
【猜想与假设】猜想1：不相等； 猜想2：相等。
【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。

【反思评价】究竟哪种猜想正确？通过讨论，同学们发现甲组中有气体逸出，导致指针向右偏转。得到启示：在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时，凡有气体生成或参加的反应一定要在 中进行。
【优化装置】同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如图所示三种改进(注溶液能吸收气体)。你认为最佳装置是 (填序号)，从另外两种装置中任选一种指出其不足 。

【得出结论】同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究，均得出猜想2正确。进一步分析发现，反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变，最终得出结论： 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。
【解释应用】解释：化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不变，所以质量守恒。
应用：某固体物质受热会发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该固体物质一定由 元素组成。
【答案】(1)Fe+CuSO4====Cu+FeSO4 (2)密闭容器； (3)B装置中产生的二氧化碳气体能被氢氧化钠溶液吸收，能够更好地验证质量守恒定律，因此如图所示三种改进中最佳装置是B；另外两种装置中，A中产生的气体充满气球，产生向上的浮力，影响实验结果；C中产生的气体导致锥形瓶中气压增大，从而可能导致瓶塞飞出，影响实验结果；(4)参加反应 ；(5)氧、铜、氢、碳
【解析】化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和。
化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变。1.铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4====Cu+FeSO4。2.密闭容器，甲组中有气体逸出，导致指针向右偏转，因此在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时，凡有气体生成或参加的反应一定要在密闭容器中进行。故答案为：密闭容器。3. B装置中产生的二氧化碳气体能被氢氧化钠溶液吸收，能够更好地验证质量守恒定律，因此如图所示三种改进中最佳装置是B；另外两种装置中，A中产生的气体充满气球，产生向上的浮力，影响实验结果；C中产生的气体导致锥形瓶中气压增大，从而可能导致瓶塞飞出，影响实验结果。故答案为：B；A中产生的气体充满气球，产生向上的浮力，影响实验结果；或C中产生的气体导致锥形瓶中气压增大，从而可能导致瓶塞飞出，影响实验结果。4. 反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变，最终得出结论：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。故答案为：参加反应。5. 化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不变，所以质量守恒，某固体物质受热会发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该固体物质一定由氧、铜、氢、碳元素组成。故答案为：氧、铜、氢、碳。
2．实验是化学学习的一个重要环节，请回答下列问题。

(1)实验1中所用的白磷过量，反应前称得左盘内装置及物质总质量为ag，实验时，白磷燃烧过程中看到的现象是 ；实验后冷却至室温，将锥形瓶倒置于盛满水的水槽中，取下瓶塞，则进入锥形瓶中的水约占锥形瓶体积的 。
(2)实验2结束后，发现天平指针偏右，你认为该化学反应 (选填“遵循”或“不遵循”)质量守恒定律。天平指针偏右的原因是 。
(3)实验3是电解水的装置，装置通电后，若a管内产生气体体积为12mL，则连接电源正极b管内的气体体积为 mL，写出电解水的化学方程式： 。
【答案】(1)产生大量白烟，气球胀大；1/5；(2)遵循；石灰石和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体逸散；(3)6；2H2O 2H2↑+O2↑
【解析】白磷和氧气在点燃的条件下生成大量白烟，放出热量使得装置内气体膨胀，引起气球胀大，因为空气中氧气占其总体积的五分之一，氧气被消耗，因此进入集气瓶内水的体积就是氧气的体积，因此进入锥形瓶中的水约占锥形瓶体积的1/5，故填：产生大量白烟，气球胀大；1/5；质量守恒定律使用与一切化学反应，左边烧杯中石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，由于装置不密封，导致生成的气体逸散，因此左边质量小于右边质量，故填：遵循；石灰石和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体逸散；电解水时，电源的正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，体积比为1:2，因此a管内产生气体体积为12mL，则连接电源正极b管内的气体体积为6ml，故填：6；2H2O 2H2↑+O2↑；
故答案为：(1)产生大量白烟，气球胀大；1/5；(1)遵循；石灰石和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体逸散；(2)6；2H2O 2H2↑+O2↑。
3．(2021·广东海丰·一模)以下是四组同学分别设计的验证质量守恒定律的四个实验，请你参与探究：
(提出问题)化学反应前后各物质的质量总和是否相等？
(猜想与假设)猜想1：不相等。 猜想2：______。
(实验过程)四组同学各按以下实验方案进行探究。
组别
第一组
第二组
第三组
第四组
实验装置




实验步骤
称量仪器及所盛物质混合或点燃前的总质量，再称量仪器及物质混合或点燃后的总质量，观察现象
实验现象
_______，天平指针向右偏转
有红色固体析出，溶液变色，天平指针不偏转。反应的化学方程式为________
红磷燃烧，产生____；气球先膨胀后缩小；天平指针最终不偏转
无明显现象发生，天平指针不偏转
实验结论
猜想_______正确
猜想2正确
猜想2正确
猜想2正确
(讨论交流)
甲同学认为第一组的实验是因为有________而造成天平指针向右偏转，若在一个_______装置中进行该反应，就能得到与其它三组相同的结论。乙同学认为第四组的实验不能证明猜想2正确，他的理由是______。
(拓展反思)
请你根据以上实验和讨论，归纳出用实验验证质量守恒定律的注意事项：______(任写一点即可)。
【答案】相等 产生气泡 白烟 1 气体逸出 密闭 酒精与水混合不是化学变化 过程有气体参加或生成的反应要在密闭装置中进行(合理即可)
【详解】
猜想与假设：猜想有相等、不相等两种情况。
实验过程：第一组：碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳逸散到空气中，故现象为：产生气泡，天平指针向右偏转，天平指针偏转就说明不等，符合猜想1；
第二组：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：；
第三组：红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，气球受热膨胀，燃烧结束后温度恢复到室温，瓶内氧气被消耗，压强减小，因此气球先膨胀后缩小，该反应属于化学反应且在密封装置中进行，遵循质量守恒定律，因此最终天平指针不偏转。
讨论交流;第一组有气体逸出，故造成天平指针向右偏转，故需要在密闭装置来进行实验；
酒精与水互溶，无新物质生成，属于物理变化，不属于化学反应，不遵守质量守恒定律，不能证明猜想2正确；
反思拓展：由以上分析可知，有气体参加或生成的反应要在密闭装置中进行。

1．(2018·内蒙古赤峰·中考真题)质量守恒定律的发现，对化学的发展作出了重要贡献。

(1)通过分别称量下列两组试剂在密闭容器内混合前后的总质量，能验证质量守恒定律的是__(填标号)。
a．大理石和稀盐酸 b．NaOH溶液和Na2SO4溶液
(2)在足量氧气中点燃镁条的实验过程中，固体质量变化如图一。
①从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因是__。
②该反应的化学方程式为__；
③参加反应的氧气质量为__g。
(3)在一定条件下，A和B反应生成C，微观示意图如图二。回答下列问题：
①一个A分子由__个原子构成；
②C分子中元素的质量比N:O＝__；
③该反应的化学基本反应类型为__；
④上述反应中一定发生改变的是__(填标号)。
a．元素种类 b．原子种类 c．分子种类
【答案】a；温度未达到金属镁的着火点； 2Mg＋O22MgO； 1.6； 2； 7:16；化合反应； c
【解析】(1)在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，需要在密闭容器内进行，a中大理石和稀盐酸能反应生成氯化钙、水和二氧化碳，可以用来验证，b中氢氧化钠和硫酸钠不会发生化学反应，不能用来验证质量守恒定律；(2)从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因是刚开始温度较低，还没有达到镁条的着火点；发生的反应是镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，反应的化学方程式是2Mg＋O22MgO；参加反应的氧气的质量，即固体增加的质量，为1.6g；(3)根据微观示意图可知一个A分子由2个原子构成；C分子中元素的质量比N:O＝14：32=7：16；该反应是两种物质反应生成一种物质，属于化合反应；上述反应中一定发生改变的是分子的种类，而元素的种类，原子的种类一定不变。
2．(2021·辽宁抚顺·中考真题)根据下图所示的实验回答相关问题。

A燃烧条件探究 B量取水的体积 C蜡烛燃烧前后质量的测定
(1)A实验中白磷燃烧，红磷不燃烧，可得出的燃烧条件是_______。
(2)配制一定溶质质量分数的溶液时，在其他操作和步骤均正确的情况下，B操作会使所得溶液的溶质质量分数_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)C实验_______(填“能”或“不能”)用于验证质量守恒定律，在此过程中燃烧掉的蜡烛质量_______(填“大于”、“小于”或“等于”)生成的二氧化碳和水蒸气的总质量。
【答案】温度达到着火点 偏大 不能 小于
【解析】(1) A实验中白磷和红磷都是可燃物、都与氧气接触了、都在80的热水中，白磷燃烧，红磷不燃烧，可得出的燃烧条件是温度达到着火点；(2)B操作是俯视读数，读数偏大，实际量取水的体积减小，会使所得溶液的溶质质量分数偏大；(3)蜡烛燃烧有氧气参加，同时生成了水和二氧化碳气体，实验没有密封，所以C实验不能用于验证质量守恒定律，在此过程中燃烧掉的蜡烛质量小于生成的二氧化碳和水蒸气的总质量，因为生成的二氧化碳和水蒸气的总质量包含了参加反应的蜡烛和氧气的质量。
3．(2019·山东东营·中考真题)小英同学从资料中得知：质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程。
(实验回顾)
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，冷却后在密闭容器里称量，发现总质量和煅烧前没有变化。
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，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。
(实验重现)
小英同学在老师的指导下，将铁粉、活性炭粉、食盐按一定比例加水混合后，涂在用铁片折成的连续的Z形架表面，然后放入盛满氧气的集气瓶中。通过如图所示装置对“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”进行实验探究，实验过程中做到操作规范，准确称量和细致观察。
(1)证明化学反应发生且体现质量守恒定律的现象有：_____，_____。
(2)此实验用氧气替代空气的主要目的是_____。
(3)实验室里现有过氧化氢溶液，二氧化锰粉末，以及下列仪器：

①写出编号仪器的名称：B_____。
②利用上述药品，仅器：制取少量纯净氧气，其简易制取装置应选择的仪器有_____(填序号)，反应的化学方程式为_____，能否组装一套制氧气的装置，以控制反应的发生和停止。_____(填“能”或“否”)，并说明理由_____。
(总结与反思)
1663年，英国化学家波义耳将金属汞放在密闭容器里煅烧，冷却后称量时打开了盖，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：_____。
【答案】空气的成分或空气中氧气的含量铁片上的物质变红或有红色物质生成天平平衡或质量不变加快反应的速率或增大反应物的浓度等锥形瓶 CDHIA 2H2O22H2O+O2↑ 否二氧化锰是粉末状，无法实现固液分离有空气进入
【解析】[实验回顾]拉瓦锡还通过这个实验研究了空气的成分或空气中氧气的含量等，成就了化学史上的另一经典实验；故填：空气的成分或空气中氧气的含量等(合理即可)；[实验重现]解：(1)证明化学反应发生且体现质量守恒定律的现象有：铁片上的物质变红或有红色物质生成；天平平衡或质量不变；故填：铁片上的物质变红或有红色物质生成：天平平衡或质量不变；(2)此实验用氧气替代空气的主要目的是：加快反应的速率或增大反应物的浓度等；故填：加快反应的速率或增大反应物的浓度等；(3)①锥形瓶是常用的反应容器；②利用上述药品，仅器：制取少量纯净氧气，其简易制取装置应选择的仪器有：CDHIA；过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；不能组装一套制氧气的装置，以控制反应的发生和停止，因为二氧化锰是粉末状，无法实现固液分离；故填：①锥形瓶；②CDHIA；2H2O22H2O+O2↑；否；二氧化锰是粉末状，无法实现固液分离；[总结与反思]导致波义耳与质量守恒定律失之交臂，我认为质量增大的原因是：有空气进入；故填：有空气进入(合理即可)
4．(2019·陕西·中考真题)下列实验能达到实验目的的是( )
A．证明分子在不停地运动
B．除去CO中混有的CO2
C．探究可燃物燃烧的条件
D．验证质量守恒定律
【答案】C
【解析】A、石蕊和稀硫酸都是不易挥发的物质，不能观察到现象，A实验不能达到实验目的；B、CO会和CuO发生反应，，CO2不和CuO反应，B实验不能达到实验目的；C、打开气阀前，左右两边白磷都不燃烧，打开气阀后，左边白磷不燃烧，右边白磷燃烧。由“打开气阀前，右边白磷不燃烧，打开气阀后，右边白磷燃烧”的现象对比，可以得出燃烧需要氧气；由“打开气阀后，左边白磷不燃烧，右边白磷燃烧” 的现象对比，可以得出燃烧需要温度达到可燃物的着火点，故C实验可以达到实验目的；D、硫酸钠和稀盐酸不反应，故无法验证质量守恒定律，无法达到实验目的；故选C。
5．(2017·山东德州·中考真题)化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验(如右图)。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。
(1)请写出镁条燃烧的化学方程式____________。
(2)同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是：_______________。
(3)小红按右下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。

(提出问题)黄色固体是什么？
(查阅资料)①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(做出猜想)黄色固体是Mg3N2
(实验探究)请设计实验，验证猜想
实验操作

实验现象及结论

_______________________

_______________________

(反思与交流)①氮化镁中氮元素的化合价是_______________________；
②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是：_______________________ ；
③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：_______________________。
【答案】2Mg+O22MgO 大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全收集产物中的黄色固体放人试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色；黄色固体是Mg3N2 -3 氮气化学性质不如氧气活泼燃烧不一定需要有氧气参加
【解析】(1)镁条燃烧的化学方程式为：2Mg+O22MgO ；(2)镁条燃烧后收集到的产物质量小于镁条的质量，出现这样实验结果的原因可能是：大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全。(3)[实验探究]将收集的产物中的黄色固体放人试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸；有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色；得到结论：黄色固体是Mg3N2。[反思与交流]①化合物各元素化合价的代数和为零。②氮气化学性质不如氧气活泼。③燃烧不一定需要有氧气参加。