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14. 某化学兴趣小组的同学用如图1所示反应来验证质量守恒定律。
(1)小涵同学将5 g镁条燃烧完后,称量陶土网上所得固体物质时,发现质量减少了,小雅同学认为该反应没有遵守质量守恒定律。你认为这种说法正确吗?
(2)小涵同学重新称得5 g镁条,放在“密闭容器”中点燃,待反应完全后,称出所得全部固体质量为a,则a
(3)利用该反应来验证质量守恒定律时,最合理的实验装置是(如图2所示)
(4)小菊同学查阅资料发现,镁条在二氧化碳中也可以燃烧。于是她将纯净、足量的二氧化碳通入放有镁条的硬质玻璃管中,点燃使其燃烧,待反应停止并冷却,观察到管壁附着黑色颗粒和白色物质。经老师指点,证实了黑色固体为单质碳,白色固体是一种氧化物,于是小菊猜想白色固体是氧化镁。其依据是
(1)小涵同学将5 g镁条燃烧完后,称量陶土网上所得固体物质时,发现质量减少了,小雅同学认为该反应没有遵守质量守恒定律。你认为这种说法正确吗?
错误
(填“正确”或“错误”)。(2)小涵同学重新称得5 g镁条,放在“密闭容器”中点燃,待反应完全后,称出所得全部固体质量为a,则a
＞
(填“＞”“＜”或“=”)5 g。(3)利用该反应来验证质量守恒定律时,最合理的实验装置是(如图2所示)
C
(填字母)。(4)小菊同学查阅资料发现,镁条在二氧化碳中也可以燃烧。于是她将纯净、足量的二氧化碳通入放有镁条的硬质玻璃管中,点燃使其燃烧,待反应停止并冷却,观察到管壁附着黑色颗粒和白色物质。经老师指点,证实了黑色固体为单质碳,白色固体是一种氧化物,于是小菊猜想白色固体是氧化镁。其依据是
化学反应前后,元素种类不变
,并写出了镁条在二氧化碳中燃烧的化学方程式:$\ce{2Mg + CO_{2}\xlongequal{点燃}C + 2MgO}$
。答案
错误
＞
C
化学反
应前后元素种类不变，反应物镁和二氧化碳中含有镁元素和氧元素，因此生成的白色氧化物为氧化镁
$\ce{2Mg + CO_{2}\xlongequal{点燃}C + 2MgO}$
＞
C
化学反
应前后元素种类不变，反应物镁和二氧化碳中含有镁元素和氧元素，因此生成的白色氧化物为氧化镁
$\ce{2Mg + CO_{2}\xlongequal{点燃}C + 2MgO}$
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律的验证及镁的燃烧反应展开，需结合质量守恒定律的内涵、实验装置的选择依据、化学反应前后元素种类不变的规律来分析各问题：
1. 镁条燃烧时，部分生成的氧化镁会以白烟形式逸散，导致称量固体质量减少，但反应仍遵守质量守恒定律；
2. 密闭容器中镁与氧气反应，生成固体质量为参加反应的镁和氧气的质量和，故大于镁条质量；
3. 验证质量守恒定律需密闭装置，防止气体逸出，需选择能缓冲压强的密闭装置；
4. 依据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，可推断白色固体的成分，进而书写化学方程式。
【解析】
(1) 镁条燃烧的反应为$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃}2MgO}$，根据质量守恒定律，参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成氧化镁的质量。实验中部分氧化镁以白烟形式逸散到空气中，导致称量的固体质量减少，但反应仍遵守质量守恒定律，因此小雅的说法错误。
(2) 密闭容器中，5g镁条与氧气反应，参加反应的镁和氧气的质量之和等于生成氧化镁的质量，故所得固体质量$a＞5\ \mathrm{g}$。
(3) 验证质量守恒定律时，若反应有气体参与，需用密闭装置防止气体逸出。装置A敞口，无法收集逸散物质；装置B为密闭但无压强缓冲，镁燃烧放热可能使塞子弹出；装置C为密闭且有气球缓冲压强，能保证反应前后质量不变，故选C。
(4) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应物为镁和二氧化碳，含镁、碳、氧元素，黑色固体为碳，白色固体为氧化物，应含镁和氧元素，故猜想为氧化镁；镁在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁，化学方程式为$\ce{2Mg + CO_{2}\xlongequal{点燃}C + 2MgO}$。
【答案】
错误；＞；C；化学反应前后元素种类不变，反应物镁和二氧化碳中含有镁元素和氧元素，因此生成的白色氧化物为氧化镁；$\ce{2Mg + CO_{2}\xlongequal{点燃}C + 2MgO}$
【知识点】
质量守恒定律、镁的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题结合镁的燃烧实验，考查质量守恒定律的理解与应用，以及实验装置的选择、化学方程式的书写，需明确质量守恒定律中“参加反应的物质总质量”的含义，掌握化学反应前后元素种类不变的规律，是化学实验与理论结合的典型题目。
【难度系数】
0.5
本题围绕质量守恒定律的验证及镁的燃烧反应展开，需结合质量守恒定律的内涵、实验装置的选择依据、化学反应前后元素种类不变的规律来分析各问题：
1. 镁条燃烧时，部分生成的氧化镁会以白烟形式逸散，导致称量固体质量减少，但反应仍遵守质量守恒定律；
2. 密闭容器中镁与氧气反应，生成固体质量为参加反应的镁和氧气的质量和，故大于镁条质量；
3. 验证质量守恒定律需密闭装置，防止气体逸出，需选择能缓冲压强的密闭装置；
4. 依据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，可推断白色固体的成分，进而书写化学方程式。
【解析】
(1) 镁条燃烧的反应为$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃}2MgO}$，根据质量守恒定律，参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成氧化镁的质量。实验中部分氧化镁以白烟形式逸散到空气中，导致称量的固体质量减少，但反应仍遵守质量守恒定律，因此小雅的说法错误。
(2) 密闭容器中，5g镁条与氧气反应，参加反应的镁和氧气的质量之和等于生成氧化镁的质量，故所得固体质量$a＞5\ \mathrm{g}$。
(3) 验证质量守恒定律时，若反应有气体参与，需用密闭装置防止气体逸出。装置A敞口，无法收集逸散物质；装置B为密闭但无压强缓冲，镁燃烧放热可能使塞子弹出；装置C为密闭且有气球缓冲压强，能保证反应前后质量不变，故选C。
(4) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应物为镁和二氧化碳，含镁、碳、氧元素，黑色固体为碳，白色固体为氧化物，应含镁和氧元素，故猜想为氧化镁；镁在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁，化学方程式为$\ce{2Mg + CO_{2}\xlongequal{点燃}C + 2MgO}$。
【答案】
错误；＞；C；化学反应前后元素种类不变，反应物镁和二氧化碳中含有镁元素和氧元素，因此生成的白色氧化物为氧化镁；$\ce{2Mg + CO_{2}\xlongequal{点燃}C + 2MgO}$
【知识点】
质量守恒定律、镁的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题结合镁的燃烧实验，考查质量守恒定律的理解与应用，以及实验装置的选择、化学方程式的书写，需明确质量守恒定律中“参加反应的物质总质量”的含义，掌握化学反应前后元素种类不变的规律，是化学实验与理论结合的典型题目。
【难度系数】
0.5
15. 已知草酸钙$\ce{(CaC_{2}O_{4})}$加热易分解。某实验小组对其分解产物进行探究。
【查阅资料】草酸钙加热分解产生金属氧化物和非金属氧化物。
【提出问题】非金属氧化物的成分是什么？
【作出猜想】猜想一:$\ce{CO}$;猜想二:$\ce{CO_{2}}$;猜想三:$\ce{CO}$和$\ce{CO_{2}}$;猜想四:$\ce{H_{2}O}$。
【提出质疑】
(1)猜想四不成立,原因是
【设计实验】
(2)实验装置如图:
【实验结论】
(3)猜想
【交流反思】
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是
【查阅资料】草酸钙加热分解产生金属氧化物和非金属氧化物。
【提出问题】非金属氧化物的成分是什么？
【作出猜想】猜想一:$\ce{CO}$;猜想二:$\ce{CO_{2}}$;猜想三:$\ce{CO}$和$\ce{CO_{2}}$;猜想四:$\ce{H_{2}O}$。
【提出质疑】
(1)猜想四不成立,原因是
根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中不含氢元素,不可能生成水
。【设计实验】
(2)实验装置如图:
【实验结论】
(3)猜想
三
成立,则草酸钙分解的化学方程式为$\ce{CaC_{2}O_{4}\xlongequal{\Delta}CaO + CO\uparrow + CO_{2}\uparrow}$
。【交流反思】
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是
缺少尾气处理装置
。答案
根据质量守恒定
律，化学反应前后元素种类不变，草酸钙中不含氢元素，不可能生成水
$\ce{CO_{2}}($或二氧化碳)
黑色固体逐渐变为红色
三
$\ce{CaC_{2}O_{4}\xlongequal{\Delta} CaO + CO\uparrow + CO_{2}\uparrow}$
缺少尾气处理装置，未反应的一氧化碳逸散到空气中会污染环境
律，化学反应前后元素种类不变，草酸钙中不含氢元素，不可能生成水
$\ce{CO_{2}}($或二氧化碳)
黑色固体逐渐变为红色
三
$\ce{CaC_{2}O_{4}\xlongequal{\Delta} CaO + CO\uparrow + CO_{2}\uparrow}$
缺少尾气处理装置，未反应的一氧化碳逸散到空气中会污染环境
解析
【分析】
这道题是探究草酸钙分解产生的非金属氧化物成分，解题思路如下：首先依据质量守恒定律判断猜想四是否成立；接着通过实验验证非金属氧化物，需先检验$\ce{CO_{2}}$，除去$\ce{CO_{2}}$后利用$\ce{CO}$的还原性检验$\ce{CO}$，确定猜想是否成立；最后从环保角度分析实验装置的不足，考虑有毒气体$\ce{CO}$的处理问题。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，草酸钙（$\ce{CaC_{2}O_{4}}$）由钙、碳、氧三种元素组成，不含氢元素，因此不可能生成含氢元素的水，故猜想四不成立。
(2) 实验中，先通过澄清石灰水检验$\ce{CO_{2}}$，除去$\ce{CO_{2}}$后，气体通过灼热氧化铜，若观察到黑色固体（氧化铜）逐渐变为红色（铜），说明气体中含有$\ce{CO}$（$\ce{CO}$还原$\ce{CuO}$生成$\ce{Cu}$和$\ce{CO_{2}}$）。
(3) 结合实验现象，分解产物中既有$\ce{CO_{2}}$又有$\ce{CO}$，因此猜想三成立；草酸钙加热分解生成氧化钙、一氧化碳和二氧化碳，化学方程式为$\ce{CaC_{2}O_{4}\xlongequal{\Delta} CaO + CO\uparrow + CO_{2}\uparrow}$。
(4) 一氧化碳有毒，会污染空气，该实验装置未对未反应的一氧化碳进行处理，因此不足之处是缺少尾气处理装置。
【答案】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，草酸钙中不含氢元素，不可能生成水
(2) 黑色固体逐渐变为红色
(3) 三；$\ce{CaC_{2}O_{4}\xlongequal{\Delta} CaO + CO\uparrow + CO_{2}\uparrow}$
(4) 缺少尾气处理装置，未反应的一氧化碳逸散到空气中会污染环境
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、一氧化碳的性质
【点评】
本题为化学实验探究题，结合质量守恒定律和常见气体性质分析分解产物，同时考查实验装置的环保评价，注重基础知识点的应用和实验思维的培养，是初中化学典型题型。
【难度系数】
0.6
这道题是探究草酸钙分解产生的非金属氧化物成分，解题思路如下：首先依据质量守恒定律判断猜想四是否成立；接着通过实验验证非金属氧化物，需先检验$\ce{CO_{2}}$，除去$\ce{CO_{2}}$后利用$\ce{CO}$的还原性检验$\ce{CO}$，确定猜想是否成立；最后从环保角度分析实验装置的不足，考虑有毒气体$\ce{CO}$的处理问题。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，草酸钙（$\ce{CaC_{2}O_{4}}$）由钙、碳、氧三种元素组成，不含氢元素，因此不可能生成含氢元素的水，故猜想四不成立。
(2) 实验中，先通过澄清石灰水检验$\ce{CO_{2}}$，除去$\ce{CO_{2}}$后，气体通过灼热氧化铜，若观察到黑色固体（氧化铜）逐渐变为红色（铜），说明气体中含有$\ce{CO}$（$\ce{CO}$还原$\ce{CuO}$生成$\ce{Cu}$和$\ce{CO_{2}}$）。
(3) 结合实验现象，分解产物中既有$\ce{CO_{2}}$又有$\ce{CO}$，因此猜想三成立；草酸钙加热分解生成氧化钙、一氧化碳和二氧化碳，化学方程式为$\ce{CaC_{2}O_{4}\xlongequal{\Delta} CaO + CO\uparrow + CO_{2}\uparrow}$。
(4) 一氧化碳有毒，会污染空气，该实验装置未对未反应的一氧化碳进行处理，因此不足之处是缺少尾气处理装置。
【答案】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，草酸钙中不含氢元素，不可能生成水
(2) 黑色固体逐渐变为红色
(3) 三；$\ce{CaC_{2}O_{4}\xlongequal{\Delta} CaO + CO\uparrow + CO_{2}\uparrow}$
(4) 缺少尾气处理装置，未反应的一氧化碳逸散到空气中会污染环境
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、一氧化碳的性质
【点评】
本题为化学实验探究题，结合质量守恒定律和常见气体性质分析分解产物，同时考查实验装置的环保评价，注重基础知识点的应用和实验思维的培养，是初中化学典型题型。
【难度系数】
0.6
