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【典型例题1】下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是()。
思路导引 镁条在空气中燃烧，与氧气反应生成氧化镁，有气体参加反应，生成的白烟扩散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律；食盐溶于水的过程没有新物质生成，属于物理变化，不能直接用于验证质量守恒定律；铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，装置密闭，能用于验证质量守恒定律；过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应后氧气逸出，不能直接用于验证质量守恒定律。
答案 C
思路导引 镁条在空气中燃烧，与氧气反应生成氧化镁，有气体参加反应，生成的白烟扩散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律；食盐溶于水的过程没有新物质生成，属于物理变化，不能直接用于验证质量守恒定律；铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，装置密闭，能用于验证质量守恒定律；过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应后氧气逸出，不能直接用于验证质量守恒定律。
答案 C
答案
C
解析
【分析】
要验证质量守恒定律，需满足两个核心条件：一是发生化学变化（质量守恒定律仅适用于化学变化）；二是若反应有气体参与或生成，装置必须密闭，防止气体逸出或进入，保证反应前后总质量相等。接下来逐一分析选项：A选项镁条燃烧有气体参与且产物白烟扩散，装置不密闭；B选项食盐溶解是物理变化；C选项铁与硫酸铜反应是化学变化且装置密闭；D选项过氧化氢分解有气体逸出，装置不密闭，据此判断。
【解析】
根据质量守恒定律的验证要求，对各选项分析如下：
1. 选项A：镁条燃烧发生反应$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2MgO}$，该反应有气体（$\ce{O_{2}}$）参与，且生成的氧化镁部分以白烟形式扩散到空气中，装置未密闭，反应后左盘质量减小，天平不平衡，无法直接验证质量守恒定律。
2. 选项B：食盐溶于水，没有新物质生成，属于物理变化，质量守恒定律仅适用于化学变化，因此不能用于验证质量守恒定律。
3. 选项C：铁与硫酸铜溶液发生反应$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，属于化学变化，装置为密闭体系，反应前后无物质逸出或进入，天平保持平衡，可直接用于验证质量守恒定律。
4. 选项D：过氧化氢在二氧化锰催化下分解$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$，生成的氧气逸出到空气中，装置未密闭，反应后左盘质量减小，天平不平衡，无法直接验证质量守恒定律。
综上，只有选项C符合要求。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律的验证、化学变化与物理变化的判断
【点评】
本题考查质量守恒定律的验证，解题关键是明确验证的前提（化学变化）和装置要求（有气体参与/生成时需密闭），需仔细分析每个选项的变化类型和装置特点，难度适中。
【难度系数】
0.7
要验证质量守恒定律，需满足两个核心条件：一是发生化学变化（质量守恒定律仅适用于化学变化）；二是若反应有气体参与或生成，装置必须密闭，防止气体逸出或进入，保证反应前后总质量相等。接下来逐一分析选项：A选项镁条燃烧有气体参与且产物白烟扩散，装置不密闭；B选项食盐溶解是物理变化；C选项铁与硫酸铜反应是化学变化且装置密闭；D选项过氧化氢分解有气体逸出，装置不密闭，据此判断。
【解析】
根据质量守恒定律的验证要求，对各选项分析如下：
1. 选项A：镁条燃烧发生反应$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2MgO}$，该反应有气体（$\ce{O_{2}}$）参与，且生成的氧化镁部分以白烟形式扩散到空气中，装置未密闭，反应后左盘质量减小，天平不平衡，无法直接验证质量守恒定律。
2. 选项B：食盐溶于水，没有新物质生成，属于物理变化，质量守恒定律仅适用于化学变化，因此不能用于验证质量守恒定律。
3. 选项C：铁与硫酸铜溶液发生反应$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，属于化学变化，装置为密闭体系，反应前后无物质逸出或进入，天平保持平衡，可直接用于验证质量守恒定律。
4. 选项D：过氧化氢在二氧化锰催化下分解$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$，生成的氧气逸出到空气中，装置未密闭，反应后左盘质量减小，天平不平衡，无法直接验证质量守恒定律。
综上，只有选项C符合要求。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律的验证、化学变化与物理变化的判断
【点评】
本题考查质量守恒定律的验证，解题关键是明确验证的前提（化学变化）和装置要求（有气体参与/生成时需密闭），需仔细分析每个选项的变化类型和装置特点，难度适中。
【难度系数】
0.7
必备知识 质量守恒定律验证实验的设计
1. 注意事项
(1)实验中必须发生化学反应，而非物理变化。
(2)若反应中有气体参加或生成，必须在密闭容器中进行实验。
2. 误差分析
(1)有的反应物或生成物呈现不同状态，其质量没有计算在内。
(2)反应装置气密性不好，使部分物质进入或逸散，造成反应前后质量发生变化。
(3)用气球收集反应生成的气体时忽略浮力的影响。
【即学即练1】
(2023·吉林中考改编)化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下页所示的两个实验，验证质量守恒定律。
(1)实验一:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中,观察到的现象是
(2)为消除实验一中气球所受浮力带来的影响,实验二采用硬塑料瓶改进实验装置,并用电子天平称量装置和试剂的总质量,接下来的实验操作是
(3)化学反应遵守质量守恒定律,其微观原因是
1. 注意事项
(1)实验中必须发生化学反应，而非物理变化。
(2)若反应中有气体参加或生成，必须在密闭容器中进行实验。
2. 误差分析
(1)有的反应物或生成物呈现不同状态，其质量没有计算在内。
(2)反应装置气密性不好，使部分物质进入或逸散，造成反应前后质量发生变化。
(3)用气球收集反应生成的气体时忽略浮力的影响。
【即学即练1】
(2023·吉林中考改编)化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下页所示的两个实验，验证质量守恒定律。
(1)实验一:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中,观察到的现象是
产生气泡,气球膨胀,电子天平示数减小
。(2)为消除实验一中气球所受浮力带来的影响,实验二采用硬塑料瓶改进实验装置,并用电子天平称量装置和试剂的总质量,接下来的实验操作是
倾斜瓶子,使稀盐酸与碳酸钠混合
,待反应结束后,再次称量装置和试剂的总质量,电子天平示数不变。(3)化学反应遵守质量守恒定律,其微观原因是
反应前后原子的种类、数目和质量都不变
。答案
(1)产生气泡,气球膨胀,电子天平示数减小
(2)倾斜瓶子,使稀盐酸与碳酸钠混合
(3)反应前后原子的种类、数目和质量都不变
(2)倾斜瓶子,使稀盐酸与碳酸钠混合
(3)反应前后原子的种类、数目和质量都不变
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律的验证实验展开，需结合反应原理分析实验现象，根据实验目的设计操作，从微观角度解释质量守恒定律。第(1)问，碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，结合气球的变化和浮力对天平的影响分析现象；第(2)问，实验二需让两种药品接触反应，据此设计操作；第(3)问，从化学反应的微观本质分析质量守恒的原因。
【解析】
(1) 碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应时会产生气泡；生成的二氧化碳使气球膨胀，而膨胀的气球受到空气浮力，导致电子天平示数减小，因此观察到的现象是产生气泡，气球膨胀，电子天平示数减小。
(2) 实验二中稀盐酸和碳酸钠分别放置在塑料瓶的不同位置，需倾斜瓶子，使稀盐酸与碳酸钠混合，让反应发生。
(3) 化学反应的本质是原子的重新组合，反应前后原子的种类、数目和质量都没有发生改变，所以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，即化学反应遵守质量守恒定律。
【答案】
(1) 产生气泡，气球膨胀，电子天平示数减小
(2) 倾斜瓶子，使稀盐酸与碳酸钠混合
(3) 反应前后原子的种类、数目和质量都不变
【知识点】
质量守恒定律、化学实验现象、质量守恒的微观解释
【点评】
本题结合具体实验装置考查质量守恒定律的相关知识，涵盖实验现象分析、实验操作设计和微观本质解释，属于基础题型，侧重对核心知识点的应用。
【难度系数】
0.7
本题围绕质量守恒定律的验证实验展开，需结合反应原理分析实验现象，根据实验目的设计操作，从微观角度解释质量守恒定律。第(1)问，碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，结合气球的变化和浮力对天平的影响分析现象；第(2)问，实验二需让两种药品接触反应，据此设计操作；第(3)问，从化学反应的微观本质分析质量守恒的原因。
【解析】
(1) 碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应时会产生气泡；生成的二氧化碳使气球膨胀，而膨胀的气球受到空气浮力，导致电子天平示数减小，因此观察到的现象是产生气泡，气球膨胀，电子天平示数减小。
(2) 实验二中稀盐酸和碳酸钠分别放置在塑料瓶的不同位置，需倾斜瓶子，使稀盐酸与碳酸钠混合，让反应发生。
(3) 化学反应的本质是原子的重新组合，反应前后原子的种类、数目和质量都没有发生改变，所以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，即化学反应遵守质量守恒定律。
【答案】
(1) 产生气泡，气球膨胀，电子天平示数减小
(2) 倾斜瓶子，使稀盐酸与碳酸钠混合
(3) 反应前后原子的种类、数目和质量都不变
【知识点】
质量守恒定律、化学实验现象、质量守恒的微观解释
【点评】
本题结合具体实验装置考查质量守恒定律的相关知识，涵盖实验现象分析、实验操作设计和微观本质解释，属于基础题型，侧重对核心知识点的应用。
【难度系数】
0.7
