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5.某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色(红棕色物质为铁锈$\ce{Fe_{2}O_{3}·xH_{2}O}$，由铁与氧气和水反应生成)。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(
A.铁粉的质量
B.氮气的质量
C.氧元素的质量
D.固态物质的质量
A
)A.铁粉的质量
B.氮气的质量
C.氧元素的质量
D.固态物质的质量
答案
5.A
解析
【分析】首先明确实验原理：铁在食盐水作用下与氧气、水发生缓慢氧化生成铁锈（$\ce{Fe_{2}O_{3}·xH_{2}O}$），装置为密闭体系。需结合图b“质量随时间下降后趋于稳定”的趋势，逐一分析各选项物质的质量变化：铁粉是反应物，反应中会被消耗；氮气不参与反应；密闭体系内元素总质量守恒；固态物质包含铁粉和铁锈，铁锈质量大于反应的铁粉质量，据此判断选项。
【解析】铁生锈是铁与氧气、水的反应，装置密闭：
A. 铁粉作为反应物，随反应进行不断被消耗，质量逐渐减小，铁粉完全反应后质量不再变化，与图b的质量变化趋势一致；
B. 氮气化学性质稳定，不参与反应，瓶内氮气质量始终不变，不符合；
C. 根据质量守恒定律，密闭容器内氧元素总质量不变，不会减少，不符合；
D. 固态物质包括未反应的铁粉和生成的铁锈，铁锈的质量是反应的铁粉结合氧、水的质量，因此固态物质总质量会先增加后稳定，不符合图b的下降趋势。
【答案】A
【知识点】铁的锈蚀、质量守恒定律
【点评】本题结合铁生锈的反应，考查对质量守恒定律的理解及物质质量变化的分析，需明确各物质在反应中的角色，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】铁生锈是铁与氧气、水的反应，装置密闭：
A. 铁粉作为反应物，随反应进行不断被消耗，质量逐渐减小，铁粉完全反应后质量不再变化，与图b的质量变化趋势一致；
B. 氮气化学性质稳定，不参与反应，瓶内氮气质量始终不变，不符合；
C. 根据质量守恒定律，密闭容器内氧元素总质量不变，不会减少，不符合；
D. 固态物质包括未反应的铁粉和生成的铁锈，铁锈的质量是反应的铁粉结合氧、水的质量，因此固态物质总质量会先增加后稳定，不符合图b的下降趋势。
【答案】A
【知识点】铁的锈蚀、质量守恒定律
【点评】本题结合铁生锈的反应，考查对质量守恒定律的理解及物质质量变化的分析，需明确各物质在反应中的角色，难度适中。
【难度系数】0.5
6.质量守恒定律是一条重要定律,请利用该定律的相关知识回答下列问题。
(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑氧气参加反应),若固体质量随时间的变化情况用图甲表示,则$m_2$与$m_1$之差表示的质量。
(2)实验过程中,镁条点燃后实验现象如图乙所示,镁条完全燃烧后,称量得知陶土网上留下的固体质量反而比反应前镁条质量还轻,其原因可能是
。
(3)实验结束后,同学们通过交流反思得到启示,在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时,对于有气体参加或生成的化学反应,一定要在装置中进行。
(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑氧气参加反应),若固体质量随时间的变化情况用图甲表示,则$m_2$与$m_1$之差表示的质量。
(2)实验过程中,镁条点燃后实验现象如图乙所示,镁条完全燃烧后,称量得知陶土网上留下的固体质量反而比反应前镁条质量还轻,其原因可能是
。
(3)实验结束后,同学们通过交流反思得到启示,在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时,对于有气体参加或生成的化学反应,一定要在装置中进行。
答案
6.(1)参加反应的氧气 (2)生成的氧化镁部分以烟(固体)的形式逸散到空气中 (3)密闭
点拨:(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑氧气参加反应),固体质量增加是因为氧气参加了反应,故$m_2$与$m_1$之差表示参加反应的氧气的质量。(2)实验过程中,镁条点燃后实验现象如题图乙所示,通过观察可知,镁条燃烧时,部分生成的氧化镁以烟(固体)的形式逸散到空气中,所以导致陶土网上留下的固体质量反而比反应前镁条质量还轻。
点拨:(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑氧气参加反应),固体质量增加是因为氧气参加了反应,故$m_2$与$m_1$之差表示参加反应的氧气的质量。(2)实验过程中,镁条点燃后实验现象如题图乙所示,通过观察可知,镁条燃烧时,部分生成的氧化镁以烟(固体)的形式逸散到空气中,所以导致陶土网上留下的固体质量反而比反应前镁条质量还轻。
解析
【分析】
首先，问题(1)：镁条燃烧是镁与氧气反应生成氧化镁，反应前固体为镁的质量（对应$m_1$），反应后固体为氧化镁的质量（对应$m_2$），根据质量守恒定律，反应后固体增加的质量等于参加反应的氧气质量，因此$m_2$与$m_1$的差是参加反应的氧气质量。
问题(2)：镁燃烧时，生成的氧化镁部分以固体小颗粒（烟）的形式逸散到空气中，未被称量，导致剩余固体质量比反应前镁条轻。
问题(3)：有气体参加或生成的反应，若装置不密闭，气体会逸出或进入，无法准确验证质量守恒，因此需在密闭装置中进行。
【解析】
(1) 镁条燃烧的化学方程式为$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃} 2MgO}$，反应前固体是镁，质量为$m_1$，反应后固体是氧化镁，质量为$m_2$。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的氧化镁质量，即$m_2 = m_1 + $参加反应的氧气质量，故$m_2 - m_1$表示参加反应的氧气的质量。
(2) 由图乙可知，镁条燃烧时，部分生成的氧化镁以固体烟的形式逸散到空气中，这部分固体未被陶土网称量，因此陶土网上留下的固体质量比反应前镁条质量轻。
(3) 对于有气体参加或生成的化学反应，敞口装置会导致气体逸出或进入，使称量的质量与实际反应前后总质量不符，因此需在密闭装置中进行实验，才能准确探究化学反应前后物质的总质量变化。
【答案】
(1) 参加反应的氧气；(2) 生成的氧化镁部分以烟(固体)的形式逸散到空气中；(3) 密闭
【知识点】
质量守恒定律；化学反应质量变化；实验装置选择
【点评】
本题结合镁条燃烧实验考查质量守恒定律的应用，要求学生理解反应前后固体质量变化的原因，分析实验误差，同时明确有气体参与的实验的装置要求，是基础知识点的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.7
首先，问题(1)：镁条燃烧是镁与氧气反应生成氧化镁，反应前固体为镁的质量（对应$m_1$），反应后固体为氧化镁的质量（对应$m_2$），根据质量守恒定律，反应后固体增加的质量等于参加反应的氧气质量，因此$m_2$与$m_1$的差是参加反应的氧气质量。
问题(2)：镁燃烧时，生成的氧化镁部分以固体小颗粒（烟）的形式逸散到空气中，未被称量，导致剩余固体质量比反应前镁条轻。
问题(3)：有气体参加或生成的反应，若装置不密闭，气体会逸出或进入，无法准确验证质量守恒，因此需在密闭装置中进行。
【解析】
(1) 镁条燃烧的化学方程式为$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃} 2MgO}$，反应前固体是镁，质量为$m_1$，反应后固体是氧化镁，质量为$m_2$。根据质量守恒定律，参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成的氧化镁质量，即$m_2 = m_1 + $参加反应的氧气质量，故$m_2 - m_1$表示参加反应的氧气的质量。
(2) 由图乙可知，镁条燃烧时，部分生成的氧化镁以固体烟的形式逸散到空气中，这部分固体未被陶土网称量，因此陶土网上留下的固体质量比反应前镁条质量轻。
(3) 对于有气体参加或生成的化学反应，敞口装置会导致气体逸出或进入，使称量的质量与实际反应前后总质量不符，因此需在密闭装置中进行实验，才能准确探究化学反应前后物质的总质量变化。
【答案】
(1) 参加反应的氧气；(2) 生成的氧化镁部分以烟(固体)的形式逸散到空气中；(3) 密闭
【知识点】
质量守恒定律；化学反应质量变化；实验装置选择
【点评】
本题结合镁条燃烧实验考查质量守恒定律的应用，要求学生理解反应前后固体质量变化的原因，分析实验误差，同时明确有气体参与的实验的装置要求，是基础知识点的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.7
7.某化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验,验证质量守恒定律。
(1)实验一:称量装置和药品的总质量为$m_1$,保持装置密闭。使红磷燃烧,待装置冷却后,再次称量装置和药品的总质量为$m_2$,$m_1$与$m_2$的大小关系是$m_1$
(2)实验二:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中,观察到的现象是
(3)为克服实验二中气球受浮力的影响。在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子天平称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作为
(4)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
(1)实验一:称量装置和药品的总质量为$m_1$,保持装置密闭。使红磷燃烧,待装置冷却后,再次称量装置和药品的总质量为$m_2$,$m_1$与$m_2$的大小关系是$m_1$
=
$m_2$。(2)实验二: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
。(3)为克服实验二中气球受浮力的影响。在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子天平称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作为
倾斜瓶子,使稀盐酸和碳酸钠混合
,待反应结束后,再次称量装置和药品的总质量,电子天平示数不变。(4)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
没有改变,数目
没有增减,质量
没有变化。答案
7.(1)= (2)产生气泡,气球膨胀,电子天平示数减小 (3)倾斜瓶子,使稀盐酸和碳酸钠混合 (4)种类 数目 质量
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律的验证展开，需结合各实验装置特点、化学反应现象及质量守恒定律的微观本质分析。实验一为密闭装置，红磷燃烧在密闭体系中进行，总质量不变；实验二是碳酸钠与稀盐酸反应，生成气体使气球膨胀，受浮力影响天平示数变化；实验三需让两种药品混合反应，结合质量守恒定律的微观原因即可解答各问题。
【解析】
(1) 实验一装置密闭，红磷燃烧属于化学变化，根据质量守恒定律，密闭体系内反应前后总质量不变，故$m_1 = m_2$。
(2) 碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，因此会观察到产生气泡；生成的气体使气球膨胀，气球膨胀后受到空气的浮力增大，导致电子天平示数减小，故现象为产生气泡，气球膨胀，电子天平示数减小。
(3) 实验三的目的是让稀盐酸和碳酸钠混合发生反应，因此接下来的操作是倾斜瓶子，使稀盐酸和碳酸钠混合接触。
(4) 化学反应的微观本质是原子的重新组合，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，质量没有变化，因此化学反应遵守质量守恒定律。
【答案】
(1)= (2)产生气泡,气球膨胀,电子天平示数减小 (3)倾斜瓶子,使稀盐酸和碳酸钠混合 (4)种类 数目 质量
【知识点】
质量守恒定律；化学变化的微观本质
【点评】
本题通过三个不同实验装置考查质量守恒定律的验证，既涉及宏观实验现象分析，也包含质量守恒定律的微观原因，是初中化学基础重点题型，需学生理解装置特点与质量守恒的内涵。
【难度系数】
0.7
本题围绕质量守恒定律的验证展开，需结合各实验装置特点、化学反应现象及质量守恒定律的微观本质分析。实验一为密闭装置，红磷燃烧在密闭体系中进行，总质量不变；实验二是碳酸钠与稀盐酸反应，生成气体使气球膨胀，受浮力影响天平示数变化；实验三需让两种药品混合反应，结合质量守恒定律的微观原因即可解答各问题。
【解析】
(1) 实验一装置密闭，红磷燃烧属于化学变化，根据质量守恒定律，密闭体系内反应前后总质量不变，故$m_1 = m_2$。
(2) 碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，因此会观察到产生气泡；生成的气体使气球膨胀，气球膨胀后受到空气的浮力增大，导致电子天平示数减小，故现象为产生气泡，气球膨胀，电子天平示数减小。
(3) 实验三的目的是让稀盐酸和碳酸钠混合发生反应，因此接下来的操作是倾斜瓶子，使稀盐酸和碳酸钠混合接触。
(4) 化学反应的微观本质是原子的重新组合，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，质量没有变化，因此化学反应遵守质量守恒定律。
【答案】
(1)= (2)产生气泡,气球膨胀,电子天平示数减小 (3)倾斜瓶子,使稀盐酸和碳酸钠混合 (4)种类 数目 质量
【知识点】
质量守恒定律；化学变化的微观本质
【点评】
本题通过三个不同实验装置考查质量守恒定律的验证，既涉及宏观实验现象分析，也包含质量守恒定律的微观原因，是初中化学基础重点题型，需学生理解装置特点与质量守恒的内涵。
【难度系数】
0.7
