14.(6分)探究化学反应前后物质的质量关系。

(1)实验方法:如图所示,先称量。将锥形瓶放在陶土网上,用酒精灯加热,反应结束待装置冷却后,再称量。
(2)实验原理:图锥形瓶中发生反应的化学方程式为。(2分)
(3)实验现象:图锥形瓶中观察到的现象是。
(4)实验结论:。
[问题与思考]
(5)按如图所示进行实验,反应结束后再称量,烧杯中物质的质量(选填“增加”“不变”或“减少”)。
(6)比较上述两个实验,利用图化学反应设计实验时,应注意的问题是。

14.(2)$2Cu+O_{2}\stackrel{\Delta}{=\!=\!=}2CuO$
(3)红色粉末变黑
(4)化学反应前后物质的质量总和相等
(5)减少
(6)在密闭容器中进行

【分析】
本题围绕质量守恒定律的验证展开，包含两个对比实验：图1是铜与氧气加热反应的实验，图2是碳酸钠与稀盐酸反应的实验。解题时需结合反应原理、实验现象、质量守恒定律的核心内容，以及有气体生成的反应验证质量守恒的装置要求分析：
1. 图1中，铜在加热条件下与锥形瓶内氧气反应生成氧化铜，据此书写化学方程式、描述实验现象；
2. 图1的实验可验证化学反应前后物质总质量不变，即质量守恒定律；
3. 图2中，碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体逸散会导致烧杯内物质质量变化；
4. 设计验证质量守恒的实验时，若反应有气体参与或生成，需防止气体逸出，因此要选择密闭装置。
【解析】
(2) 图1锥形瓶中，铜和氧气在加热条件下反应生成氧化铜，化学方程式为：$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$；
(3) 铜为红色粉末，反应生成黑色的氧化铜，因此观察到的现象是红色粉末变黑；
(4) 图1实验中，反应前后称量的总质量相等，因此结论是化学反应前后物质的质量总和相等；
(5) 图2中，碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体逸散到空气中，因此反应后烧杯中物质的质量减少；
(6) 图2的反应有气体生成，若要验证质量守恒定律，需防止气体逸出影响质量测定，因此设计实验时应注意在密闭容器中进行。
【答案】
(2)$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$；(3)红色粉末变黑；(4)化学反应前后物质的质量总和相等；(5)减少；(6)在密闭容器中进行
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、实验装置设计
【点评】
本题通过两个对比实验考查质量守恒定律的应用，既要求掌握反应的原理和现象，又要求理解有气体参与或生成的反应验证质量守恒时的装置要求，是初中化学质量守恒定律部分的基础典型题，能帮助学生深化对质量守恒定律的理解。
【难度系数】
0.6

15. (9分)某化学兴趣小组用下列不同的装置进行实验活动,验证质量守恒定律。
[提出问题]化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
[提出猜想]猜想1:相等;猜想2:不相等。
[设计实验]三位同学分别设计了如图甲、乙、丙所示的实验。

(1)实验甲中左侧铜丝变黑并下沉,原因是 (用化学方程式表示)。(2分)
(2)实验乙不能用来验证质量守恒定律,理由是。
(3)实验丙中观察到的现象是。
[反思评价]
(4)对实验乙的装置进行改进后就能用于验证质量守恒定律,请你写出一种方法:。
[实验结论]
(5)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,当反应中有气体参加或生成时应在装置中进行。
[拓展延伸]实验后小组同学又继续对实验乙进行了改造,探究$\ce{H_{2}O_{2}}$分解生成氧气速率的影响因素,借助如图丁所示的实验装置(夹持装置已略去)进行了三次实验,三次实验的部分数据如下表所示。


(6)此实验探究的是对过氧化氢分解速率的影响。
(7)继续实验发现,过氧化氢溶液浓度对该反应速率有影响。进行探究过氧化氢溶液浓度对该反应速率的影响实验时,不需要控制相同的因素是(填字母)。
A.催化剂的种类 B.催化剂的质量
C.水浴温度 D.过氧化氢溶液的浓度
(8)实验结束后,若要证明$\ce{MnO_{2}}$是催化剂,还必须证明它在反应前后的质量和不变。

15.(1)$2Cu+O_{2}\stackrel{\Delta}{=\!=\!=}2CuO$
(2)产生的氧气会逸散到空气中
(3)产生蓝色沉淀
(4)在导管末端系上气球(合理即可)
(5)密闭
(6)温度
(7)D
(8)化学性质

【分析】
本题围绕质量守恒定律的验证及相关实验展开，需结合化学反应原理、实验装置特点、控制变量法等知识逐一分析：
(1) 铜在加热条件下与氧气反应生成氧化铜，据此书写化学方程式；
(2) 实验乙中反应生成气体，装置敞口导致气体逸出，无法保证反应前后总质量相等；
(3) 实验丙是氢氧化钠与硫酸铜的反应，生成氢氧化铜蓝色沉淀；
(4) 改进有气体生成的实验装置需密闭，防止气体逸出；
(5) 有气体参与或生成的反应，验证质量守恒需密闭装置；
(6) 探究分解速率的影响因素时，需确定实验变量；
(7) 探究浓度对反应速率的影响，需控制其他变量相同，仅改变浓度；
(8) 催化剂的定义是反应前后质量和化学性质不变，据此分析。
【解析】
(1) 铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，化学方程式为：$\ce{2Cu + O_{2}\stackrel{\Delta}{=\!=\!=}2CuO}$；
(2) 实验乙中过氧化氢分解生成氧气，装置未密闭，产生的氧气逸散到空气中，导致反应后装置内总质量减小，无法验证质量守恒定律；
(3) 实验丙中氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应，生成氢氧化铜蓝色沉淀，因此观察到的现象是产生蓝色沉淀；
(4) 改进实验乙的装置，需使装置密闭，可在导管末端系上气球，收集逸出的氧气，保证装置密闭；
(5) 当反应中有气体参加或生成时，为防止气体逸出或进入，需在密闭装置中进行实验，才能验证质量守恒定律；
(6) 结合实验设计，本次实验的变量是温度，因此探究的是温度对过氧化氢分解速率的影响；
(7) 探究过氧化氢溶液浓度对反应速率的影响时，需控制催化剂的种类、质量、水浴温度等因素相同，仅改变过氧化氢溶液的浓度，因此不需要控制的是D；
(8) 催化剂在化学反应前后，质量和化学性质均不变，因此要证明$\ce{MnO_{2}}$是催化剂，还需证明其反应前后质量和化学性质不变。
【答案】
(1)$\ce{2Cu + O_{2}\stackrel{\Delta}{=\!=\!=}2CuO}$
(2)产生的氧气会逸散到空气中
(3)产生蓝色沉淀
(4)在导管末端系上气球(合理即可)
(5)密闭
(6)温度
(7)D
(8)化学性质
【知识点】
质量守恒定律、催化剂的概念、影响化学反应速率的因素
【点评】
本题围绕质量守恒定律的验证展开，结合实验装置改进、催化剂探究等内容，考查学生对化学实验原理、控制变量法的应用能力，是初中化学的重点题型，注重基础与实验能力的结合。
【难度系数】
0.6