四、实验实施
1. 探究质量守恒定律
| 实验 | 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| --- | --- | --- | --- |
| 实验1 | 如图装置，锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5 mL的装有3 mL过氧化氢溶液（5%）的注射器针头插入胶塞，另将一支注射器的针头（无针筒）插入胶塞，使瓶内与大气相通。实验时，推压注射器活塞至1 mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 | 实验现象：


$m_{反应前}=$ g
$m_{反应后}=$ g | 反应前物质的总质量（填“＝”或“≠”）反应后物质的总质量 |
| 实验2 | 如图2装置，按照实验1的步骤，不插入无针筒的注射器针头，使其形成密闭体系。推压注射器活塞至1 mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 | 实验现象：


$m_{反应前}=$ g
$m_{反应后}=$ g | 反应前物质的总质量（填“＝”或“≠”）反应后物质的总质量 |
| 实验3 | 如图3装置，锥形瓶中装入5 mL硫酸铜溶液，将一支量程为5 mL的装有3 mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞，再插入一支无针筒的针头（同实验1）。推压注射器活塞至1 mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 | 实验现象：


$m_{反应前}=$ g
$m_{反应后}=$ g | 反应前物质的总质量（填“＝”或“≠”）反应后物质的总质量 |
续表
| 实验 | 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| --- | --- | --- | --- |
| 实验4 | 如图装置，按照实验3的步骤，不插入无针筒的注射器针头，使其形成密闭体系。推压注射器活塞至1 mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 | 实验现象：


$m_{反应前}=$ g
$m_{反应后}=$ g | 反应前物质的总质量（填“＝”或“≠”）反应后物质的总质量 |
2. 注意事项 & 安全提醒
（1）小心注射器的针头不要戳到自己和他人；（2）实验时请戴好手套、护目镜。

实验1：
实验现象：锥形瓶内产生大量气泡。质量由具体实验而定。
反应前物质的总质量≠反应后物质的总质量
实验2：
实验现象：锥形瓶内产生大量气泡，注射器活塞被生成气体推开。质量由具体实验而定。
反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量
实验3：
实验现象：产生蓝色沉淀，溶液蓝色变浅。质量由具体实验而定。
反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量
实验4：
实验现象：产生蓝色沉淀，溶液蓝色变浅。质量由具体实验而定。
反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量

【分析】
本实验通过四组对比实验探究质量守恒定律，核心逻辑是：验证质量守恒定律的关键是反应前后总质量是否相等，这取决于两个因素：反应是否有气体参与或生成，以及装置是否密闭。实验1为敞口装置，过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生氧气，气体会逸散到空气中，导致反应后总质量减少；实验2为密闭装置，生成的氧气无法逸出，总质量保持不变；实验3中硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，无气体生成，即使敞口装置总质量也不会变化；实验4为密闭装置，反应无气体生成，总质量同样不变。通过对比不同装置和反应类型，明确质量守恒定律的适用条件。
【解析】
实验1：过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，敞口装置中生成的氧气逸散，因此实验现象为锥形瓶内产生大量气泡；由于气体逸出，反应前物质的总质量≠反应后物质的总质量。
实验2：装置密闭，生成的氧气无法逸出，实验现象为锥形瓶内产生大量气泡，注射器活塞被生成的气体推开；反应前后总质量不变，即反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量。
实验3：硫酸铜与氢氧化钠发生复分解反应，生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，无气体生成，实验现象为产生蓝色沉淀，溶液蓝色变浅；反应前后总质量不变，即反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量。
实验4：装置密闭，反应无气体生成，实验现象为产生蓝色沉淀，溶液蓝色变浅；反应前后总质量不变，即反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量。
【答案】
实验1：
实验现象：锥形瓶内产生大量气泡；
反应前物质的总质量≠反应后物质的总质量；
实验2：
实验现象：锥形瓶内产生大量气泡，注射器活塞被生成气体推开；
反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量；
实验3：
实验现象：产生蓝色沉淀，溶液蓝色变浅；
反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量；
实验4：
实验现象：产生蓝色沉淀，溶液蓝色变浅；
反应前物质的总质量＝反应后物质的总质量；
【知识点】
质量守恒定律的验证，化学反应现象观察
【点评】
本题为初中化学基础对比实验题，通过不同装置（敞口/密闭）和不同反应类型的对比，帮助学生理解质量守恒定律的适用条件，即有气体参与或生成的反应需在密闭体系中才能准确验证质量守恒，注重对实验变量控制和质量守恒本质的理解。
【难度系数】
0.3