Question

3．對比分析是化學研究和學習基本方法．甲、乙、丙三位同學利用圖中的裝置，圍繞“用稱量的方法驗證化學反應是否遵守質量守恒定律并分析實驗條件”這一探究目的開展活動．

【實驗步驟】
①如圖所示，甲將白磷和反應裝置、乙將裝有稀鹽酸的小試管和碳酸鈉粉末的燒杯，分別放在兩個托盤天平上，并用砝碼使天平平衡．丙對石棉網和打磨干凈的鎂條進行稱量．
②三位同學分別利用裝置進行化學反應．
③甲、乙同學在反應結束且甲的裝置冷卻后，將反應裝置及裝置內的物質放在反應前使用的托盤天平上，觀察天平是否平衡．丙同學實驗結束后稱量石棉網和石棉網上氧化鎂的質量，比較反應前后質量．
【實驗分析】
（1）請你仿照示例，完成實驗現象的記錄和分析．

	實驗現象
甲同學	①白磷燃燒，產生濃濃的白煙，放出熱量，氣球先變大后又變小，天平平衡	4P+5O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P2O5	該反應遵守質量守恒定律
乙同學	②燒杯內產生大量氣泡，天平不平衡	③Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑	該反應遵守質量守恒定律
丙同學	鎂條劇烈燃燒，發出耀眼白光，放熱，生成 白色固體．反應前后稱量質量不相等．	④2Mg+O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO	該反應不遵守質量守恒定律

（2）比較甲、丙同學的實驗有許多相似之處，如生成物都屬于下列選項中的B．
A、酸          B、氧化物         C、堿          D、鹽
（3）通過對上述實驗的對比分析，甲乙兩位同學發現丙同學的實驗現象是正確的，但結論卻是錯誤的．在實驗操作完全正確的情況下，請分析導致丙同學實驗前后稱量質量不相等的原因有反應前未稱量參加反應的氧氣的質量，反應后生成的氧化鎂部分外溢，無法稱量．
【實驗結論】化學反應都遵守質量守恒定律．
【實驗反思】（4）請從微觀角度分析化學反應遵守質量守恒定律的原因是化學反應前后原子的種類、數目、質量都沒有發生改變．

Answer 1

分析 根據質量守恒定律內容分析解答：參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和；其中的關鍵詞為：參加  生成   各物質   化學反應  質量總和等．
根據白磷在空氣中燃燒，發出黃光，放出熱量，冒出白煙，由于反應在密封的容器中進行，反應前后稱量質量相等；碳酸鈉和稀鹽酸反應有二氧化碳氣體生成，由于氣體逸出，反應前后稱量質量不相等等知識進行分析；根據有氣體參與和生成的反應，在驗證質量守恒定律時應在密閉容器中進行，鎂條燃燒有氧氣參與，會導致反應前后固體的質量不相等進行分析．

解答 解：（1）①白磷燃燒有氧氣的參加，反應后又有濃煙的產生，因此反應需在密閉容器中進行，所以能夠驗證參加化學反應的反應物的總質量和生成物的總質量相等．變化結合磷燃燒的現象和氣球的變化，答案為：白磷燃燒，產生濃濃的白煙，放出熱量，氣球先變大后又變小，天平平衡；
②碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，根據質量守恒定律，參加反應的碳酸鈉與氯化氫的質量和等于生成的氯化鈉、水和二氧化碳的質量和，因有二氧化碳氣體溢出，故反應后總質量比反應前總質量減少，觀察到天平不平衡；答案為：燒杯內產生大量氣泡，天平不平衡；反應的方程式為：③Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；   
④鎂條燃燒生成氧化鎂，參加反應的是鎂和氧氣，生成的是氧化鎂固體，根據質量守恒定律，生成的氧化鎂固體質量等于參加反應的鎂和氧氣的質量和，但反應沒有在密閉容器中進行了，所以燃燒后的總質量大于反應前的總質量，反應的方程式為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；
（2）磷燃燒的產物五氧化二磷和鎂燃燒的產物氧化鎂均是由兩種元素組成，且其中一種是氧元素，故都是氧化物；
（3）天平不平衡的原因可能是有氣體的參加反應或有氣體、熱量等的溢出，故答案為：反應前未稱量參加反應的氧氣的質量，反應后生成的氧化鎂部分外溢，無法稱量； 
（4）從微觀角度分析化學反應遵守質量守恒定律的原因是原子的“三個不變”，即化學反應前后原子的種類、數目、質量都沒有發生改變．
故答案為：（1）【實驗分析】

	實驗現象
甲同學	白磷燃燒，產生濃濃的白煙，放出熱量，氣球先變大后又變小，天平平衡	4P+502$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P2O5	該反應遵守質量守恒定律
乙同學	燒杯內產生大量氣泡，天平不平衡	Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑	該反應遵守質量守恒定律
丙同學	鎂條劇烈燃燒，發出耀眼白光，放熱，生成 白色固體．反應前后稱量質量不相等．	2Mg+O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO	該反應不遵守質量守恒定律

（2）B；
（3）反應前未稱量參加反應的氧氣的質量，反應后生成的氧化鎂部分外溢，無法稱量；
（4）化學反應前后原子的種類、數目、質量都沒有發生改變．

點評 要驗證質量守恒定律需根據反應物的狀態和產物的狀態選擇敞口或密閉裝置，若有氣體參加或生成的反應需在密閉容器中進行．