Question

2．通過對第五單元的學習大家認識到了定量研究對于化學科學發(fā)展的重大作用，某化學興趣小組的同學對此很感興趣，欲通過化學實驗自己驗證“質量守恒定律”，設計的實驗如圖1所示．

（1）質量守恒定律是自然的基本定律之一，請根據(jù)質量守恒定律解釋蠟燭為什么會越燃燒越短：蠟燭燃燒時生成二氧化碳和水．
【提出問題】碳酸鈣一稀鹽酸反應是否遵守質量守恒定律？
【提出假設】該反應遵守質量守恒定律
（2）【進行實驗】實驗步驟如下：
①按如圖1方式放好儀器，使天平平衡，記錄稱量數(shù)據(jù)．
②將小試管中的稀鹽酸全部倒入燒杯中，觀察到燒杯內(nèi)劇烈反應，并有氣泡冒出．
（3）【收集證據(jù)】當反應結束時，同學們發(fā)現(xiàn)天平的指針偏向右邊．同學們又重新稱量，記錄了數(shù)據(jù)．他們感到困惑：其他操作均正常，實驗數(shù)據(jù)為何與預測結果不符？請你幫他們分析導致天平不平衡的；原因是稀鹽酸與碳酸鈣反應生成的二氧化碳逸出，使反應后質量減少．
（4）【反思評價】若不考慮；該因素的影響，該反應是否遵循質量守恒定律？是填“是”或“否”），請從微觀方面說明原因化學反應前后原子種類沒有改變、原子的數(shù)目沒有增減、原子的質量沒有改變，所以化學反應前后物質的總質量不變．
（5）【總結問題】同學們經(jīng)過討論，意識到了自己所犯的錯誤，對實驗進行了如圖2的改進，但有同學卻說該實驗不能用來驗證質量守恒定律，請你根據(jù)以上的實驗，總結歸納用稱量的方法來驗證質量守恒定律時，對物質的變化及實驗裝置的選擇的要求是：有氣體生成時，需要在密閉容器中反應．
（6）另一組同學研究了物質W的組成．一定條件下，W在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應前后各物質的質量如下圖所示：

其中：X=52g，W中所含有的元素是C、H、O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳和氧氣在點燃的條件下生成水和二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳進行分析；
（3）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應生成的二氧化碳逸散到空氣中進行分析；
（4）根據(jù)質量守恒定律的微觀解釋進行分析；
（5）根據(jù)驗證質量守恒定律時，有氣體生成或參與的化學反應必須在密閉裝置內(nèi)進行；
（6）根據(jù)質量守恒定律：參加化學反應的各物質質量總和等于反應后生成的各物質質量總和，利用在發(fā)生化學反應時反應物質量會減小，生成物質量會增多，判斷反應物與生成物的質量，以及物質的元素組成．

解答 解：（1）蠟燭燃燒時生成二氧化碳和水，所以蠟燭燃燒會越燒越短；
（2）碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，所以觀察到燒杯內(nèi)劇烈反應，并有氣泡冒出；
（3）碳酸鈣和鹽酸反應生成的二氧化碳逸散到空氣中，所以導致天平不平衡的原因是：稀鹽酸與碳酸鈣反應生成的二氧化碳逸出，使反應后質量減少；
（4）化學反應前后原子種類沒有改變、原子的數(shù)目沒有增減、原子的質量沒有改變，所以化學反應前后物質的總質量不變；化學反應都遵守質量守恒定律，若不考慮該因素的影響，該反應是遵循質量守恒定律；
（5）驗證質量守恒定律時，有氣體生成或參與的化學反應必須在密閉裝置內(nèi)進行；
（6）由于四種物質中W和氧氣質量減小，所以是反應物，且反應物的總質量是23g+（64g-16g）=71g，而水的質量增加，且增加值是32g-5g=27g，依據(jù)質量守恒定律參加化學反應的各物質質量總和等于反應后生成的各物質質量總和，所以二氧化碳必是生成物且生成的質量是71g-27g=44g，此反應的表達式可表示為W+O₂→CO₂+H₂O，所以X的值等于44+8=52，根據(jù)質量守恒定律，由反應表達式可以看出W中一定含有碳、氫兩種元素，是否含有氧元素則要通過生成物中的氧元素與反應的氧氣質量進行比較，生成的水中氧元素的質量為：27g×$\frac{16}{18}$=24g，二氧化碳中氧元素的質量：44g×$\frac{32}{44}$=32g，兩者的質量和為56g，而參加反應的氧氣的質量=64g-16g=48g，所以可判斷W中含有氧元素．
故答案為：（1）蠟燭燃燒時生成二氧化碳和水；
（2）氣泡；
（3）稀鹽酸與碳酸鈣反應生成的二氧化碳逸出，使反應后質量減少；
（4）是；化學反應前后原子種類沒有改變、原子的數(shù)目沒有增減、原子的質量沒有改變，所以化學反應前后物質的總質量不變；
（5）有氣體生成時，需要在密閉容器中反應；
（6）52，C、H、O．

點評 本題考查了質量守恒定律的實驗探究，完成此題，可以依據(jù)探究過程中的注意事項進行．