【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

C

【分析】要直接验证质量守恒定律，需满足两个核心条件：一是发生化学变化，二是若反应中有气体参与或生成，装置必须密闭，防止气体逸出或进入，确保反应前后总质量不变。接下来逐一分析各选项：A选项中镁条燃烧，会与空气中的氧气反应，且生成的氧化镁部分以白烟形式扩散到空气中，反应后剩余固体质量会变化，无法直接验证；B选项中食盐溶于水，没有新物质生成，属于物理变化，不适用质量守恒定律；C选项中铁与硫酸铜溶液反应，属于化学变化，且装置密闭，反应前后总质量不会改变，可直接验证；D选项中过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，氧气会逸散到空气中，反应后烧杯内总质量减小，无法直接验证。
【解析】根据质量守恒定律，验证质量守恒定律的实验需满足：①属于化学变化；②若反应涉及气体，装置需密闭，保证反应前后总质量相等。A选项镁条燃烧是化学变化，但有氧气参与且白烟扩散，反应后质量变化，不能直接验证；B选项食盐溶于水是物理变化，不符合要求；C选项铁与硫酸铜反应（Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu），为化学变化，装置密闭，反应前后总质量不变，可直接验证；D选项过氧化氢分解生成氧气，氧气逸出，反应后质量减小，无法直接验证。因此答案选C。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律，化学变化与物理变化
【点评】本题考查质量守恒定律的验证，解题关键是明确验证实验的两个必要条件：化学变化、装置密闭（有气体参与或生成时），需准确判断每个实验的变化类型和装置是否密闭。
【难度系数】0.5

【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图所示的两个实验，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,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。

(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

【分析】
本题围绕质量守恒定律的实验验证展开，需结合碳酸钠与稀盐酸的反应特点、实验装置的改进目的以及质量守恒定律的微观本质分析。实验一中碳酸钠与稀盐酸反应生成气体，会产生对应现象；实验二需让两种药品接触反应以完成验证；质量守恒的微观原因是反应前后原子的种类、数目、质量不变。
【解析】
(1) 碳酸钠与稀盐酸反应：$\ce{Na_{2}CO_{3} + 2HCl = 2NaCl + H_{2}O + CO_{2}↑}$，生成二氧化碳气体，因此观察到产生气泡；气体使装置内压强增大，气球膨胀；气球膨胀后受到空气浮力，装置对天平的压力减小，故电子天平示数减小。
(2) 实验二需让稀盐酸与碳酸钠混合发生反应，操作是倾斜瓶子，使瓶内的稀盐酸与碳酸钠接触，引发反应。
(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没有改变、数目没有增减、原子的质量也没有变化，因此参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，即遵守质量守恒定律。
【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，碳酸钠与盐酸反应，质量守恒的微观解释
【点评】
本题通过两个实验装置对比，考查质量守恒定律的实验验证及微观本质，注重实验操作和反应原理的理解，属于基础题型。
【难度系数】
0.6