1.在设计实验验证质量守恒定律时,在装置和试剂的选择方面,你有什么好的建议?
应该注意哪些问题?
应该注意哪些问题?
答案
解:
1. 试剂选择方面:
建议优先选用反应现象明显,且没有气体参加、也没有气体生成的化学反应试剂,例如铁钉与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的组合,实验操作简便,现象直观。
若选用有气体生成或有气体参加的反应,需避免直接在敞口体系下使用会逸散气体的试剂组合。
2. 装置选择方面:
若选用无气体参与、也无气体/挥发性物质生成的反应,可使用敞口装置配合托盘天平完成实验。
若选用有气体参与反应、或者反应会生成气体、烟类物质的实验,必须选用气密性良好的密闭装置,防止反应体系内的物质逸散到空气中,也避免外界物质进入反应体系,确保反应前后所有物质的总质量都被准确称量。
如果反应过程中装置内压强明显增大,可在密闭装置上加装小气球作为缓冲,既保证装置密闭,也能防止压强过大冲开瓶塞,保障实验安全。
3. 其他注意事项:
称量操作符合托盘天平的使用规范,反应结束后待装置冷却至室温再进行第二次称量,避免温度因素干扰称量结果。
1. 试剂选择方面:
建议优先选用反应现象明显,且没有气体参加、也没有气体生成的化学反应试剂,例如铁钉与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的组合,实验操作简便,现象直观。
若选用有气体生成或有气体参加的反应,需避免直接在敞口体系下使用会逸散气体的试剂组合。
2. 装置选择方面:
若选用无气体参与、也无气体/挥发性物质生成的反应,可使用敞口装置配合托盘天平完成实验。
若选用有气体参与反应、或者反应会生成气体、烟类物质的实验,必须选用气密性良好的密闭装置,防止反应体系内的物质逸散到空气中,也避免外界物质进入反应体系,确保反应前后所有物质的总质量都被准确称量。
如果反应过程中装置内压强明显增大,可在密闭装置上加装小气球作为缓冲,既保证装置密闭,也能防止压强过大冲开瓶塞,保障实验安全。
3. 其他注意事项:
称量操作符合托盘天平的使用规范,反应结束后待装置冷却至室温再进行第二次称量,避免温度因素干扰称量结果。
解析
【分析】
要验证质量守恒定律,核心是确保反应前后所有物质的总质量都能被准确称量,无物质逸出或外界物质进入体系。因此需从试剂是否涉及气体、装置是否密闭、操作细节三个维度思考:试剂优先选无气体参与/生成的反应,若涉及气体则需密闭装置;装置根据试剂情况选敞口或密闭,压强过大时加气球缓冲;操作要符合天平规范,冷却后再称量,避免误差。
【解析】
1. 试剂选择建议:优先选用反应现象明显、无气体参与和生成的反应试剂,如铁钉与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液,操作简便且现象直观;若选用有气体参与或生成的反应,不能直接用敞口装置。
2. 装置选择建议:无气体参与/生成的反应,可使用敞口装置配合托盘天平;有气体参与或生成、生成烟类物质的反应,必须选用气密性良好的密闭装置,防止物质逸散或外界物质进入;若反应压强明显增大,可加装小气球缓冲,保障安全。
3. 其他注意事项:称量需符合托盘天平使用规范,反应结束后待装置冷却至室温再进行第二次称量,避免温度干扰结果。
【答案】
解:1. 试剂选择方面:建议优先选用反应现象明显,且没有气体参加、也没有气体生成的化学反应试剂,例如铁钉与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的组合,实验操作简便,现象直观。若选用有气体生成或有气体参加的反应,需避免直接在敞口体系下使用会逸散气体的试剂组合。2. 装置选择方面:若选用无气体参与、也无气体/挥发性物质生成的反应,可使用敞口装置配合托盘天平完成实验。若选用有气体参与反应、或者反应会生成气体、烟类物质的实验,必须选用气密性良好的密闭装置,防止反应体系内的物质逸散到空气中,也避免外界物质进入反应体系,确保反应前后所有物质的总质量都被准确称量。如果反应过程中装置内压强明显增大,可在密闭装置上加装小气球作为缓冲,既保证装置密闭,也能防止压强过大冲开瓶塞,保障实验安全。3. 其他注意事项:称量操作符合托盘天平的使用规范,反应结束后待装置冷却至室温再进行第二次称量,避免温度因素干扰称量结果。
【知识点】
质量守恒定律;实验装置选择;实验试剂选择
【点评】
本题考查质量守恒定律验证实验的设计要点,需结合实验原理分析试剂与装置的选择逻辑,属于实验基础应用类题目,注重对实验细节的理解,难度适中。
【难度系数】
0.3
要验证质量守恒定律,核心是确保反应前后所有物质的总质量都能被准确称量,无物质逸出或外界物质进入体系。因此需从试剂是否涉及气体、装置是否密闭、操作细节三个维度思考:试剂优先选无气体参与/生成的反应,若涉及气体则需密闭装置;装置根据试剂情况选敞口或密闭,压强过大时加气球缓冲;操作要符合天平规范,冷却后再称量,避免误差。
【解析】
1. 试剂选择建议:优先选用反应现象明显、无气体参与和生成的反应试剂,如铁钉与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液,操作简便且现象直观;若选用有气体参与或生成的反应,不能直接用敞口装置。
2. 装置选择建议:无气体参与/生成的反应,可使用敞口装置配合托盘天平;有气体参与或生成、生成烟类物质的反应,必须选用气密性良好的密闭装置,防止物质逸散或外界物质进入;若反应压强明显增大,可加装小气球缓冲,保障安全。
3. 其他注意事项:称量需符合托盘天平使用规范,反应结束后待装置冷却至室温再进行第二次称量,避免温度干扰结果。
【答案】
解:1. 试剂选择方面:建议优先选用反应现象明显,且没有气体参加、也没有气体生成的化学反应试剂,例如铁钉与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的组合,实验操作简便,现象直观。若选用有气体生成或有气体参加的反应,需避免直接在敞口体系下使用会逸散气体的试剂组合。2. 装置选择方面:若选用无气体参与、也无气体/挥发性物质生成的反应,可使用敞口装置配合托盘天平完成实验。若选用有气体参与反应、或者反应会生成气体、烟类物质的实验,必须选用气密性良好的密闭装置,防止反应体系内的物质逸散到空气中,也避免外界物质进入反应体系,确保反应前后所有物质的总质量都被准确称量。如果反应过程中装置内压强明显增大,可在密闭装置上加装小气球作为缓冲,既保证装置密闭,也能防止压强过大冲开瓶塞,保障实验安全。3. 其他注意事项:称量操作符合托盘天平的使用规范,反应结束后待装置冷却至室温再进行第二次称量,避免温度因素干扰称量结果。
【知识点】
质量守恒定律;实验装置选择;实验试剂选择
【点评】
本题考查质量守恒定律验证实验的设计要点,需结合实验原理分析试剂与装置的选择逻辑,属于实验基础应用类题目,注重对实验细节的理解,难度适中。
【难度系数】
0.3
1.下列现象不能用质量守恒定律解释的是(
A.高锰酸钾受热分解后固体质量减小
B.水汽化成质量相同的水蒸气
C.镁带在密闭容器中燃烧,反应前后物质的总质量不变
D.蜡烛燃烧后质量减小
B
)A.高锰酸钾受热分解后固体质量减小
B.水汽化成质量相同的水蒸气
C.镁带在密闭容器中燃烧,反应前后物质的总质量不变
D.蜡烛燃烧后质量减小
答案
1.B
解析
【分析】
首先明确质量守恒定律的适用范围:质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。解题时需先判断每个选项的变化类型,再结合质量守恒定律的适用条件分析:A选项是化学变化,B选项是物理变化,C、D选项是化学变化,据此选出不能用质量守恒定律解释的选项。
【解析】
质量守恒定律是指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,该定律仅适用于化学变化,物理变化不能用其解释。
选项A:高锰酸钾受热分解属于化学变化,反应生成氧气逸出,因此固体质量减小,可用质量守恒定律解释;
选项B:水汽化成水蒸气只是水的状态改变,没有新物质生成,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释;
选项C:镁带在密闭容器中燃烧属于化学变化,反应前后物质总质量不变,符合质量守恒定律;
选项D:蜡烛燃烧属于化学变化,生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,因此蜡烛质量减小,可用质量守恒定律解释。
综上,答案选B。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律的适用范围、物理变化与化学变化的判断
【点评】
本题考查质量守恒定律的核心适用条件,关键在于区分物理变化和化学变化,难度较低,属于基础题型,学生只要掌握质量守恒定律仅适用于化学变化即可正确作答。
【难度系数】
0.6
首先明确质量守恒定律的适用范围:质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。解题时需先判断每个选项的变化类型,再结合质量守恒定律的适用条件分析:A选项是化学变化,B选项是物理变化,C、D选项是化学变化,据此选出不能用质量守恒定律解释的选项。
【解析】
质量守恒定律是指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,该定律仅适用于化学变化,物理变化不能用其解释。
选项A:高锰酸钾受热分解属于化学变化,反应生成氧气逸出,因此固体质量减小,可用质量守恒定律解释;
选项B:水汽化成水蒸气只是水的状态改变,没有新物质生成,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释;
选项C:镁带在密闭容器中燃烧属于化学变化,反应前后物质总质量不变,符合质量守恒定律;
选项D:蜡烛燃烧属于化学变化,生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,因此蜡烛质量减小,可用质量守恒定律解释。
综上,答案选B。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律的适用范围、物理变化与化学变化的判断
【点评】
本题考查质量守恒定律的核心适用条件,关键在于区分物理变化和化学变化,难度较低,属于基础题型,学生只要掌握质量守恒定律仅适用于化学变化即可正确作答。
【难度系数】
0.6
2.化学反应前后,肯定没有变化的是(
①原子的种类 ②分子的种类 ③元素的种类 ④各物质的质量总和 ⑤原子的数目 ⑥物质的种类 ⑦物质的状态 ⑧原子的质量 ⑨分子的数目
A.①③④⑤⑧
B.①③④⑤⑦⑧⑨
C.①③⑤⑥⑦
D.①②③⑤⑥⑧
A
)①原子的种类 ②分子的种类 ③元素的种类 ④各物质的质量总和 ⑤原子的数目 ⑥物质的种类 ⑦物质的状态 ⑧原子的质量 ⑨分子的数目
A.①③④⑤⑧
B.①③④⑤⑦⑧⑨
C.①③⑤⑥⑦
D.①②③⑤⑥⑧
答案
2.A
解析
【分析】首先明确化学反应的本质是分子破裂为原子,原子重新组合成新分子的过程;再结合质量守恒定律,分析各量在反应前后的变化情况:原子的种类、数目、质量不变,元素种类不变,物质总质量不变;分子种类、物质种类一定改变;分子数目、物质状态可能改变。据此判断选项。
【解析】根据质量守恒定律及化学反应本质:①原子种类、⑤原子数目、⑧原子质量均不变;③元素种类不变;④各物质的质量总和不变。②分子种类、⑥物质种类一定改变;⑦物质状态、⑨分子数目可能改变。因此肯定没有变化的是①③④⑤⑧,对应选项A。
【答案】A
【知识点】质量守恒定律、化学反应的本质
【点评】本题考查化学反应前后的“变”与“不变”,属于基础概念题,需准确记忆质量守恒定律的相关内容,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】根据质量守恒定律及化学反应本质:①原子种类、⑤原子数目、⑧原子质量均不变;③元素种类不变;④各物质的质量总和不变。②分子种类、⑥物质种类一定改变;⑦物质状态、⑨分子数目可能改变。因此肯定没有变化的是①③④⑤⑧,对应选项A。
【答案】A
【知识点】质量守恒定律、化学反应的本质
【点评】本题考查化学反应前后的“变”与“不变”,属于基础概念题,需准确记忆质量守恒定律的相关内容,难度较低。
【难度系数】0.8
3.下列实验可用于验证质量守恒定律的是(

A
)答案
3.A
解析
【分析】
要验证质量守恒定律,需满足两个核心条件:一是反应必须为化学变化,二是若反应有气体参与或生成,必须在密闭容器中进行,防止气体与外界发生质量交换,导致天平无法平衡。接下来逐一分析各装置:
1. 装置A:红磷燃烧是化学变化,且装置为密闭锥形瓶(气球可缓冲气压,反应前后总质量不变),符合验证要求;
2. 装置B:糖水和食盐水混合是物理变化,质量守恒定律仅适用于化学变化,无法验证;
3. 装置C:稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳气体,装置为敞口烧杯,气体逸散到空气中,反应后总质量减小,无法验证;
4. 装置D:过氧化氢在二氧化锰催化下生成氧气,装置为敞口(导管通外界),氧气逸散,反应后总质量减小,无法验证。
【解析】
验证质量守恒定律需针对化学变化,且有气体参与或生成的反应需在密闭容器中进行:
A选项:红磷燃烧属于化学变化,装置密闭,反应前后总质量不变,可验证质量守恒定律;
B选项:糖水与食盐水混合是物理变化,质量守恒定律不适用于物理变化,不能验证;
C选项:稀盐酸和石灰石反应生成CO₂,装置敞口,CO₂逸出,反应后质量减小,无法验证;
D选项:过氧化氢分解生成O₂,装置敞口,O₂逸出,反应后质量减小,无法验证。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律验证、化学变化与物理变化
【点评】
本题考查质量守恒定律的验证条件,核心是明确“化学变化”和“密闭装置(有气体参与/生成时)”两个关键,需注意区分物理变化和化学变化,以及装置是否密闭对实验结果的影响。
【难度系数】
0.5
要验证质量守恒定律,需满足两个核心条件:一是反应必须为化学变化,二是若反应有气体参与或生成,必须在密闭容器中进行,防止气体与外界发生质量交换,导致天平无法平衡。接下来逐一分析各装置:
1. 装置A:红磷燃烧是化学变化,且装置为密闭锥形瓶(气球可缓冲气压,反应前后总质量不变),符合验证要求;
2. 装置B:糖水和食盐水混合是物理变化,质量守恒定律仅适用于化学变化,无法验证;
3. 装置C:稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳气体,装置为敞口烧杯,气体逸散到空气中,反应后总质量减小,无法验证;
4. 装置D:过氧化氢在二氧化锰催化下生成氧气,装置为敞口(导管通外界),氧气逸散,反应后总质量减小,无法验证。
【解析】
验证质量守恒定律需针对化学变化,且有气体参与或生成的反应需在密闭容器中进行:
A选项:红磷燃烧属于化学变化,装置密闭,反应前后总质量不变,可验证质量守恒定律;
B选项:糖水与食盐水混合是物理变化,质量守恒定律不适用于物理变化,不能验证;
C选项:稀盐酸和石灰石反应生成CO₂,装置敞口,CO₂逸出,反应后质量减小,无法验证;
D选项:过氧化氢分解生成O₂,装置敞口,O₂逸出,反应后质量减小,无法验证。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律验证、化学变化与物理变化
【点评】
本题考查质量守恒定律的验证条件,核心是明确“化学变化”和“密闭装置(有气体参与/生成时)”两个关键,需注意区分物理变化和化学变化,以及装置是否密闭对实验结果的影响。
【难度系数】
0.5
4.化学兴趣小组的同学以“化学反应中的反应物与生成物的质量关系”为课题,进行科学探究活动。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【作出猜想】猜想1:不相等;猜想2:相等。
【实验探究】
(1)甲、乙两组同学用天平分别称量反应前后物质的总质量,如下表所示。

【交流讨论】
(2)通过讨论,同学们认为甲组实验方案不合理。同学们对甲组天平左盘中的反应装置进行了图1所示的改进,你认为最佳装置是

【实验结论】
(3)重新实验后,证明猜想2正确。请从微观角度解释原因:
【扩展延伸】
如图2所示,在一根中间用细铜丝吊着的玻璃棒两端分别绕上10 cm长的粗铜丝,并使玻璃棒保持水平,然后用酒精灯加热a端的粗铜丝2 min。
(4)冷却后观察到的现象是a端铜丝由红色变为黑色,
(5)该实验
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【作出猜想】猜想1:不相等;猜想2:相等。
【实验探究】
(1)甲、乙两组同学用天平分别称量反应前后物质的总质量,如下表所示。
【交流讨论】
(2)通过讨论,同学们认为甲组实验方案不合理。同学们对甲组天平左盘中的反应装置进行了图1所示的改进,你认为最佳装置是
A
(填序号)。【实验结论】
(3)重新实验后,证明猜想2正确。请从微观角度解释原因:
化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变
。【扩展延伸】
如图2所示,在一根中间用细铜丝吊着的玻璃棒两端分别绕上10 cm长的粗铜丝,并使玻璃棒保持水平,然后用酒精灯加热a端的粗铜丝2 min。
(4)冷却后观察到的现象是a端铜丝由红色变为黑色,
玻璃棒左端(或a端)下降,右端(或b端)上升
。(5)该实验
不能
(填“能”或“不能”)用来验证质量守恒定律。答案
4.(1)有气泡产生,固体粉末逐渐消失 向右 红色固体
(2)A
(3)化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变
(4)玻璃棒左端(或a端)下降,右端(或b端)上升
(5)不能
(2)A
(3)化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变
(4)玻璃棒左端(或a端)下降,右端(或b端)上升
(5)不能
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律的探究展开,需结合实验反应特点、装置要求、质量守恒的微观本质及验证条件分析各问题:
1. 甲组实验为碳酸钠与稀盐酸反应,生成二氧化碳气体,敞口装置中气体逸出导致左盘质量减小,据此分析实验现象与天平偏转方向;
2. 改进甲组装置需密封体系防止气体逸出,选择能密封且安全的装置;
3. 质量守恒的微观本质是反应前后原子的种类、数目、质量不变,据此解释反应前后总质量相等的原因;
4. 铜加热时与氧气反应生成氧化铜,固体质量增加,据此分析玻璃棒的变化;
5. 验证质量守恒定律需在密闭体系中进行,该实验中反应的氧气来自空气,无法测量所有物质的总质量,据此判断能否验证。
【解析】
(1) 甲组实验中碳酸钠与稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,观察到有气泡产生,固体粉末逐渐消失;由于二氧化碳气体逸出,左盘质量减小,天平指针向右偏转;
(2) 甲组实验的缺陷是生成的气体逸出,改进装置需密封以防止气体逸出,最佳装置为A(A装置能密封且避免压强过大引发危险);
(3) 化学反应的微观本质是分子破裂为原子,原子重新组合成新分子,反应前后原子的种类、数目和质量均不变,因此化学反应前后各物质的质量总和相等;
(4) 加热a端粗铜丝时,铜与氧气反应生成黑色的氧化铜,固体质量增加,冷却后观察到a端铜丝变黑,玻璃棒a端下降,b端上升;
(5) 该实验中,参加反应的氧气来自空气中,整个装置无法测量所有反应物和生成物的总质量,不符合质量守恒定律的验证要求,因此不能用来验证质量守恒定律。
【答案】
(1) 有气泡产生,固体粉末逐渐消失;向右;红色固体
(2) A
(3) 化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变
(4) 玻璃棒a端下降,b端上升
(5) 不能
【知识点】
质量守恒定律及其应用;金属的化学性质;化学实验方案的改进
【点评】
本题以质量守恒定律的探究为核心,综合考查实验现象分析、装置改进、微观解释及质量守恒定律的验证条件,需学生理解质量守恒的本质,明确验证时需保证体系密闭,整体难度适中,注重对实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.6
本题围绕质量守恒定律的探究展开,需结合实验反应特点、装置要求、质量守恒的微观本质及验证条件分析各问题:
1. 甲组实验为碳酸钠与稀盐酸反应,生成二氧化碳气体,敞口装置中气体逸出导致左盘质量减小,据此分析实验现象与天平偏转方向;
2. 改进甲组装置需密封体系防止气体逸出,选择能密封且安全的装置;
3. 质量守恒的微观本质是反应前后原子的种类、数目、质量不变,据此解释反应前后总质量相等的原因;
4. 铜加热时与氧气反应生成氧化铜,固体质量增加,据此分析玻璃棒的变化;
5. 验证质量守恒定律需在密闭体系中进行,该实验中反应的氧气来自空气,无法测量所有物质的总质量,据此判断能否验证。
【解析】
(1) 甲组实验中碳酸钠与稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,观察到有气泡产生,固体粉末逐渐消失;由于二氧化碳气体逸出,左盘质量减小,天平指针向右偏转;
(2) 甲组实验的缺陷是生成的气体逸出,改进装置需密封以防止气体逸出,最佳装置为A(A装置能密封且避免压强过大引发危险);
(3) 化学反应的微观本质是分子破裂为原子,原子重新组合成新分子,反应前后原子的种类、数目和质量均不变,因此化学反应前后各物质的质量总和相等;
(4) 加热a端粗铜丝时,铜与氧气反应生成黑色的氧化铜,固体质量增加,冷却后观察到a端铜丝变黑,玻璃棒a端下降,b端上升;
(5) 该实验中,参加反应的氧气来自空气中,整个装置无法测量所有反应物和生成物的总质量,不符合质量守恒定律的验证要求,因此不能用来验证质量守恒定律。
【答案】
(1) 有气泡产生,固体粉末逐渐消失;向右;红色固体
(2) A
(3) 化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变
(4) 玻璃棒a端下降,b端上升
(5) 不能
【知识点】
质量守恒定律及其应用;金属的化学性质;化学实验方案的改进
【点评】
本题以质量守恒定律的探究为核心,综合考查实验现象分析、装置改进、微观解释及质量守恒定律的验证条件,需学生理解质量守恒的本质,明确验证时需保证体系密闭,整体难度适中,注重对实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.6
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