Question

11．質(zhì)量守恒定律是物質(zhì)科學(xué)中的一條重要規(guī)律，具體表述為：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和．某科學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置（天平略）來驗(yàn)證質(zhì)量守恒律，請回答下列問題：
（1）天辰同學(xué)將橡皮塞上的細(xì)玻璃管下端放到酒精燈火焰上灼燒至紅熱后，迅速用橡皮塞將錐形瓶塞緊，并引燃白磷（白磷著火點(diǎn)為40℃），實(shí)驗(yàn)過程如圖所示．
①寫出錐形瓶中白磷燃燒反應(yīng)的方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
②實(shí)驗(yàn)中氣球的作用是防止氣體逸出；
③實(shí)驗(yàn)觀察到A、C中氣球的大小不同，用理化知識解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是紅磷燃燒消耗氧氣，生成固體五氧化二磷，使瓶中壓強(qiáng)變小，小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，C中氣球變小，A內(nèi)壓強(qiáng)等于外界大氣壓，所以A、C中氣球大小不同；
（2）吳洋同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖A和B的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，志強(qiáng)同學(xué)立即反對，認(rèn)為這兩套裝置都不能用來驗(yàn)證質(zhì)量守恒．志強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為A實(shí)驗(yàn)不行的理由是酒精和水混合不會發(fā)生化學(xué)變化，所以不能用質(zhì)量守恒定律解釋，認(rèn)為B實(shí)驗(yàn)不行的理由是鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，生成的二氧化碳?xì)怏w逸出，所以B實(shí)驗(yàn)也不適用于驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律；

（3）昊鑫同學(xué)將B裝置進(jìn)行改進(jìn)，如圖C所示：
①C中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②待完全反應(yīng)后，將裝置C置于天平上稱量，所得數(shù)據(jù)較反應(yīng)前的�。�若整個操作過程無任何差錯，裝置氣密性也良好，則造成上述實(shí)驗(yàn)誤差的原因是氣球變大后，受到空氣的浮力，方向豎直向上，導(dǎo)致天平稱量反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量的讀數(shù)偏�。�

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法進(jìn)行分析解答；
②根據(jù)白磷燃燒放出熱量使瓶內(nèi)壓強(qiáng)變大進(jìn)行解答；
③根據(jù)氣球的大小與錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大小有關(guān)，若外界大氣壓大于錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)，氣球?qū)⒆冃。�可根�?jù)反應(yīng)后氣體的體積的變化結(jié)合壓強(qiáng)有關(guān)知識進(jìn)行分析解答；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律適用于化學(xué)反應(yīng)以及鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，生成的二氧化碳?xì)怏w逸出進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳進(jìn)行解答．

解答 解：（1）①白磷被引燃后，生成五氧化二磷，發(fā)生反應(yīng)的方程式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；故答案為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
②白磷燃燒放出熱量使瓶內(nèi)壓強(qiáng)變大，大于外界大氣壓，從而氣球變大，所以氣球的作用是防止氣體逸出；故填：防止氣體逸出；
③觀察到A、C中氣球的大小不同，解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是：內(nèi)外產(chǎn)生了壓強(qiáng)差；即紅磷燃燒消耗氧氣，生成固體五氧化二磷，使瓶中壓強(qiáng)變小，小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，C中氣球變小，A內(nèi)壓強(qiáng)等于外界大氣壓，所以A、C中氣球大小不同．故答案為：紅磷燃燒消耗氧氣，生成固體五氧化二磷，使瓶中壓強(qiáng)變小，小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，C中氣球變小，A內(nèi)壓強(qiáng)等于外界大氣壓，所以A、C中氣球大小不同；故
（2）質(zhì)量守恒定律適用于化學(xué)反應(yīng)，酒精和水混合不會發(fā)生化學(xué)變化，所以不能用質(zhì)量守恒定律解釋，而鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，生成的二氧化碳?xì)怏w逸出，所以B實(shí)驗(yàn)也不適用于驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律；故填：酒精和水混合不會發(fā)生化學(xué)變化，所以不能用質(zhì)量守恒定律解釋；鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，生成的二氧化碳?xì)怏w逸出，所以B實(shí)驗(yàn)也不適用于驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律；
（3）①鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②由于氣球體積比較大受到的浮力就比較大，所以氣球變大后，受到空氣的浮力，方向豎直向上，導(dǎo)致天平稱量反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量的讀數(shù)偏小．故填：氣球變大后，受到空氣的浮力，方向豎直向上，導(dǎo)致天平稱量反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量的讀數(shù)偏小．

點(diǎn)評 本題考查質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)裝置的選擇，所以正確理解質(zhì)量守恒定律和根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，即反應(yīng)物和生成物中是否有氣體或者煙霧，選擇什么樣的裝置是解決本題的關(guān)鍵．