请思考下列问题：
化学反应进行时，反应物的质量和生成物的质量如何变化？它们的总质量间有什么关系？
铜在空气中加热时，反应物总质量应该包含哪些物质的质量？

答题卡：
1. 在化学反应进行时，反应物的质量逐渐减少，生成物的质量逐渐增加；在一个封闭体系中，不论反应物如何转化，它们的总质量保持不变，即遵循质量守恒定律。
2.铜在空气中加热时，反应物总质量应包含铜的质量和参与反应的氧气的质量。

探究与实践
[实验目的]
1. 初步学会选取实验试剂，设计方案，探究物质反应前后总质量的变化。
2. 认识定量研究对化学科学发展的重要意义。
[实验原理]
化学反应非常多，有的会涉及气体的参加或生成，也有的反应不涉及气体的参加或生成。如果探究物质反应前后总质量的变化，你认为可以选择怎样的反应，说说你的想法。
实验准备
仪器：
烧杯（50mL）、锥形瓶（150mL）、酒精灯、电子天平（200g，0.1g）、玻璃棒、橡胶塞、鲁尔阀、注射器（20mL）、镊子、药匙、陶土网等。
试剂：
2%硫酸铜溶液、10%氢氧化钠溶液、5%盐酸、大理石颗粒（直径5～8mm）、红磷、黄沙。
安全事项
1. 使用酒精灯加热时要小心，防止烫伤或打翻酒精灯。
2. 操作时佩戴好护目镜。
选择有气体参加或生成的反应，探究反应前后物质总质量的变化，你认为在实验装置上需要解决的关键问题是什么，尝试选择反应、设计装置并简述操作步骤。
氢氧化钠与硫酸铜反应可以表示为：
氢氧化钠 + 硫酸铜 → 氢氧化铜 + 硫酸钠
通过观察，该反应既无气体参加也无气体生成。称量反应前的物质总质量和反应后的物质总质量，可以分析得出反应前后物质质量的变化。
红磷在空气中燃烧，消耗气体，即有气体参加反应。该反应可以表示为：
红磷 + 氧气 $\xrightarrow{点燃}$ 五氧化二磷
大理石的主要成分是碳酸钙，它与稀盐酸反应生成气体。该反应可以表示为：
碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳
通过测量这三个不同反应的反应前后物质总质量的变化，归纳得出化学反应前后质量守恒定律。
[实验步骤]
1. 探究不涉及气体的反应前后物质总质量的变化
（1）放好电子天平，调整水平后，打开电子天平电源预热。
（2）取两个50mL烧杯，分别倒入约5mL 2%的硫酸铜溶液和约5mL 10%的氢氧化钠溶液。
（3）按电子天平的“去皮”键，待电子天平显示为“0.0”后，将两个烧杯一起放至电子天平上称量总质量，如图6-12所示。等电子天平显示数字稳定后，记录数据。

（4）将氢氧化钠溶液沿烧杯壁小心地全部倒入硫酸铜溶液中，观察并记录现象。将空烧杯仍放置在电子天平上。
（5）设计表格，每隔一段时间记录一次电子天平显示的数据。
|时间/s|0|2|4|6|8|
|----|----|----|----|----|----|
|质量/g| | | | | |
|10|15|20| | | |
实验记录

反应前物质总质量为g。
实验记录
混合时，烧杯中出现。


2. 探究有气体参加的反应前后物质总质量的变化
（1）放好电子天平，调整水平后，打开电子天平电源预热。
（2）在锥形瓶底部加入黄沙，并使黄沙平铺在锥形瓶底。将少量红磷放置在锥形瓶底的黄沙中间，并确保带玻璃棒的橡胶塞塞紧，玻璃棒下旋后能接触到红磷。
（3）按电子天平的“去皮”键，待电子天平显示为“0.0”后，在锥形瓶上塞紧带玻璃棒的橡胶塞，将锥形瓶放在天平上，如图6-13(a)所示，待数据稳定后记录总质量。
（4）将锥形瓶放在陶土网上，取下橡胶塞，如图6-13(b)所示，将玻璃棒在酒精灯上加热至灼热。
（5）如图6-13(c)所示，将带玻璃棒的橡胶塞迅速塞进锥形瓶，将玻璃棒往下旋，使热玻璃棒接触到红磷，观察并记录现象。

（6）待锥形瓶冷却后，按电子天平的“去皮”键，待电子天平显示为“0.0”后，将锥形瓶放在天平上，待数据稳定后再次记录总质量。
实验记录
反应前物质总质量为g。
实验记录
热玻璃棒接触红磷后，。
操作提示
移取热玻璃棒时要小心，防止烫伤。
实验记录
反应后物质总质量为g。
3. 探究有气体生成的反应前后物质总质量的变化
（1）放好电子天平，调整水平后，打开电子天平电源预热。
（2）向锥形瓶中加入3～4粒大理石。塞紧带有鲁尔阀的橡胶塞，接上注射器，用注射器抽出部分空气后，关闭阀门。
（3）用另一注射器吸取约10mL稀盐酸后，连接到鲁尔阀上。按电子天平的“去皮”键，待电子天平显示为“0.0”后，将锥形瓶放在电子天平上，待数据稳定后记录总质量，如图6-14所示。

（4）打开阀门，将注射器中稀盐酸全部压入锥形瓶中，观察并记录现象，每隔一段时间记录一次电子天平显示的数据。
实验记录
反应前物质总质量为。
操作提示
1. 按压注射器时动作要轻，不可用力过猛。
2. 应将注射器中液体全部压入锥形瓶，防止堵塞。
实验记录
加入稀盐酸后，。
|时间/s|0|4|8|12|16|20|25|30|
|质量/g| | | | | | | | |
[实验结论]


。

1. 优先选择的反应类型

• 不涉及气体参与或生成的反应：
  这类反应在开放容器中也能准确测量质量变化，操作更简便。
  例如：铁与硫酸铜溶液反应（）、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应

• 反应选择

  红磷在空气中燃烧：

  装置设计

  • 带橡胶塞的锥形瓶、细沙、玻璃管、气球、天平
  • 锥形瓶底部铺细沙，玻璃管穿过橡胶塞，下端接近瓶底，上端系紧气球

  操作步骤

  1. 在锥形瓶中放入少量红磷，塞紧橡胶塞（连好玻璃管和气球），用天平称量总质量，记录为 m1​。
  2. 点燃酒精灯，加热玻璃管至红热，迅速伸入锥形瓶并塞紧，引燃红磷。
  3. 待反应结束、装置冷却至室温后，再次用天平称量总质量，记录为 m2​。
  4. 比较 m1​ 和 m2​，验证质量守恒。

实验记录（不涉及气体）：反应前物质总质量为100.0g；混合时，烧杯中出现蓝色沉淀；质量表格各时间点均为100.0g。
实验记录（有气体参加）：反应前物质总质量为120.0g；热玻璃棒接触红磷后，红磷燃烧，产生大量白烟，放热；反应后物质总质量为120.0g。
实验记录（有气体生成）：反应前物质总质量为150.0g；加入稀盐酸后，大理石表面有大量气泡产生，固体逐渐减少；质量表格各时间点均为150.0g。
实验结论：化学反应前后物质的总质量不变；参加化学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. 不涉及气体的反应：氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，反应前后无气体逸出或进入，总质量不变。
2. 有气体参加的反应：红磷燃烧消耗氧气，在密闭装置中进行，生成的五氧化二磷固体留在装置内，总质量不变。
3. 有气体生成的反应：大理石与盐酸反应生成二氧化碳，在密闭装置中进行，气体未逸出，总质量不变。