实验08 质量守恒定律的验证-初中化学教材实验大盘点（沪教版）

第第页沪教版上册/第四章认识化学反应第2节化学反应中的质量关系实验08质量守恒定律的验证【实验目的】质量守恒定律的验证【实验仪器】托盘天平、锥形瓶、胶头滴管、注射器【实验试剂】硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、石灰石、稀盐酸【实验过程】实验1实验2反应原理NaOH＋CuSO4→Na2SO4＋Cu(OH)2CaCO3＋HCl→CaCl2＋H2O＋CO2实验装置实验现象产生蓝色絮状沉淀，天平保持平衡。锥形瓶中固体粉末溶解，有气泡产生，注射器活塞上移，实验结束后天平平衡。实验解释发生了化学反应，没有气体生成，也没有气体参加反应，故实验后天平平衡发生了化学反应，且反应在密闭容器中进行，故实验结束后天平平衡实验结论1）化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。（2）物质在发生化学反应前后，各物质的质量总和相等，是因为在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以各物质的质量总和相等。注意事项设计实验验证质量守恒定律时，应注意两点：（1）实验中必须发生化学变化，而非物理变化；（2）若反应中有气体参加或生成，必须在密闭容器中进行实验。质量守恒定律的注意事项：1.适用范围：适用于所有的化学反应，不适用于物理变化。2.研究的量：是质量的守恒，不包括体积等其他方面的守恒。3.研究对象：“参加化学反应”的物质。如有的反应需要使用催化剂，不能将催化剂视为反应物；有的物质没有全部参加反应，在利用该定律计算生成物的总质量时，不能将未反应的物质的质量计入反应物的质量总和当中。4.各物质：是指所有参加反应的反应物和生成物，包括固态、液态、气态的所有的物质。5.总质量：指物质的总质量守恒，而非某一种或几种物质的质量守恒。6.“质量和”相等，而非“质量比”相等。易错提示化学反应过程中的“变”与“不变”“六不变”：微观上，原子的种类、原子的数目、原子的质量不变；宏观上元素的种类、元素的质量、物质的总质量不变。“两一定改变”：微观：分子的种类一定改变；宏观：物质的种类一定改变。“两可能改变”：分子的数目可能改变；元素的化合价可能改变。【典例1】（24-25九年级上·全国·课后作业）用如图装置验证质量守恒定律。下列说法正确的是A．该实验中白磷必须过量B．实验过程中气球会一直膨胀变大C．瓶底的细沙起隔热作用，防止瓶底炸裂D．反应生成的质量等于该装置中白磷和氧气的质量之和【答案】C【解析】A、根据题意，该实验是验证质量守恒定律即反应前后物质的质量不变，故只要白磷和氧气反应，无论是否完全反应，只要质量守恒即可验证，故白磷不需要一定过量，选项错误；B、反应过程中，由于反应放热使气球膨胀，但由于消耗氧气生成的是五氧化二磷固体，因此随着反应结束，温度恢复室温，则气球会变瘪，选项错误；C、由于白磷燃烧会放热，因此为了防止锥形瓶受热不均炸裂，因此在平底铺上细沙，选项正确；D、根据质量守恒定律生成物的质量等于参加反应的白磷和氧气的质量，而不是所有的白磷和氧气的质量和，选项错误；故选：C。【典例2】（23-24八年级下·山东泰安·期中）下列说法中正确的是A．蜡烛燃烧后生成物的质量之和等于蜡烛减少的质量与消耗氧气的质量之和B．煤燃烧后剩余的煤渣比较轻，因此不符合质量守恒定律C．10g水全部蒸发变成10g水蒸气，因此符合质量守恒定律D．只要做一个“白磷燃烧前后质量测定”的实验就能得出质量守恒定律【答案】A【解析】A、根据质量守恒定律可知，蜡烛燃烧后生成的气态物质的质量之和等于蜡烛减少的质量与消耗的氧气的质量之和，故说法正确；B、煤燃烧后产生大量的气体(二氧化碳、水蒸气)，所以质量损失，在整个燃烧过程中质量是守恒的，故说法错误；C、质量守恒定律适用于化学变化，水蒸发不是化学反应，所以不能说符合质量守恒定律，故说法错误；D、仅用一个实验，便可得出质量守恒定律的说法是错误的，这个定律是通过无数实验而被发现的，故说法错误。故选A。【典例3】（23-24八年级下·山东淄博·期末）下列验证质量守恒定律的实验中，能得出正确结论的是A．白磷燃烧前后质量的测定（不考虑外力影响）B．蜡烛燃烧前后质量的测定C．镁条燃烧前后质量的测定D．碳酸钙与稀盐酸反应前后质量的测定【答案】A【解析】A、该反应在密闭环境中进行，能够验证质量守恒定律，故选项正确；B、蜡烛燃烧生成水蒸气和二氧化碳，没有在密闭环境中进行实验，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误；C、镁条燃烧生成白烟（MgO固体小颗粒），没有在密闭环境中进行试验，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误；D、碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳，也没有在密闭环境中进行实验，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误；故选：A。1.（2024·广东佛山·三模）回顾科学发展史，实验工具对科学研究提供重要的手段支持。例如，巧用天平，为化学推开定量研究的大门，提出质量守恒定律的是A．张青莲 B．卢瑟福 C．拉瓦锡 D．波义耳【答案】C【解析】拉瓦锡用较精确的定量实验法，研究氧化汞的分解与生成物中各物质质量之间的关系，得到质量守恒定律。故选C。2.（23-24八年级下·山东东营·期中）下列对质量守恒定律的认识，正确的是A．纸张燃烧后质量减小，不符合质量守恒定律B．100g水与100g酒精混合后总质量等于200g，符合质量守恒定律C．用石灰石与稀盐酸的反应来验证质量守恒定律时，应在密闭容器中进行D．根据质量守恒定律，1g氢气在9g氧气中充分燃烧，生成水的质量应为10g【答案】C【解析】A、纸燃烧生成了二氧化碳和水蒸气，进入空气中，因此灰烬的质量比纸小，纸燃烧是化学变化，能用质量守恒定律来解释，故A不符合题意；B、100g酒精和100g水混合在一起，没有发生化学变化，不能用质量守恒定律来解释，故B不符合题意；C、若用石灰石与稀盐酸的反应来验证质量守恒定律，由于石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳，所以必须在密闭的容器中才能够得出正确的结论，故C符合题意；D、氢气燃烧生成水，根据化学方程式可知，氢气和氧气恰好完全反应时氢气和氧气的质量比是1:8，1g氢气只能与8g氧气反应生成9g水，质量小于10g，故D不符合题意。故选C。3.（2024·云南昆明·一模）通过测定反应前后物质的质量，下列实验能验证质量守恒定律的是A． B．C． D．【答案】B【解析】A、锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，氢气是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小，无法验证质量守恒定律，不符合题意；B、硝酸银和氯化钾反应生成氯化银和硝酸钾，无气体参与或生成，化学反应前后，天平平衡，可以验证质量守恒定律，符合题意；C、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，空气中的氧气参与了反应，且生成的二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小，无法验证质量守恒定律，不符合题意；D、镁条燃烧生成氧化镁，空气中的氧气参与了反应，且生成的氧化镁会以白烟的形式散逸到空气中，反应后，天平不平衡，无法验证质量守恒定律，不符合题意。故选B。4．（2024·安徽合肥·三模）兴趣小组利用如图所示装置验证质量守恒定律(已知：红磷的着火点为240℃)，下列有关说法正确的是A．红磷燃烧产生大量白色烟雾B．气球先膨胀后变瘪，说明装置内压强先增大后减小C．加入药品前不需要检查装置气密性D．实验前称量装置质量后，只需将装置放入热水中即可引燃红磷【答案】B【解析】A、红磷燃烧产生大量白烟，没有白雾，不符合题意；B、红磷燃烧，放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球膨胀，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，气球变瘪，故气球先膨胀后变瘪，说明装置内压强先增大后减小，符合题意；C、该反应过程中消耗氧气，装置内最终压强小于外界大气压，故加入药品前需要检查装置气密性，防止装置漏气，影响实验，不符合题意；D、红磷的着火点为240℃，将装置放入热水中，温度达不到红磷的着火点，红磷不能燃烧，不符合题意。故选B。5.（23-24九年级上·贵州遵义·期末）下列实验能验证质量守恒定律的是A． B．C． D．【答案】B【解析】A、双氧水在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，生成的氧气逸出，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误；B、氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，故选项正确；C、铁粉生锈是与空气中的氧气、水共同作用的结果，有气体参加反应，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误；D、铜和稀硫酸都不发生反应，不能验证质量守恒定律，故选项错误。故选B。6.（23-24九年级下·甘肃武威·开学考试）下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是A． B． C． D．【答案】B【解析】A、镁燃烧生成氧化镁，由于不是在密封容器中进行，无法称量参与反应的氧气的质量，不能用于质量守恒定律的验证；B、铁与硫酸铜反应没有气体参加或生成，能用于质量守恒定律的验证；C、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成氧气，没有在密闭容器中进行，不能用于质量守恒定律的验证；D、稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳逸出装置，不能用于质量守恒定律的验证。故选B。7．（23-24九年级上·新疆喀什·期末）下列实验能够直接验证守恒定律的是A．干冰升华 B．镁条燃烧C．铁钉与硫酸铜溶液反应 D．碳酸钠与稀盐酸反应【答案】C【解析】A、质量守恒定律反映的是化学变化前后物质的质量关系，干冰升华属于物理变化，不能用于验证质量守恒定律，选项错误；B、镁条在氧气中燃烧过程中有气体氧气参加反应，装置不密封，造成固体质量增加，不能用于验证质量守恒定律，选项错误；C、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应没有气体参加，也没有气体生成，前后质量相等，天平平衡，能用于验证质量守恒定律，选项正确；D、碳酸钠与盐酸反应产生二氧化碳气体逸散到空气中，造成烧杯内质量减轻，不能用于验证质量守恒定律，选项错误。故选C。8.（23-24九年级上·山东青岛·期末）已知白醋能与鸡蛋壳反应生成二氧化碳气体，同学们利用内有过滤网的带盖塑料杯，设计如图实验验证质量守恒定律。实验前药品和装置的总质量为m1，倒立杯子充分反应后称量总质量为m2，打开杯盖后称量总质量为m3，三者的关系为m1=m2>m3，下列说法不正确的是A．m1=m2，说明该反应遵循质量守垣定律B．m1>m3，是因为打开杯盖后气体逸出C．白醋是否过量，不影响对质量守恒定律的验证结果D．通过该实验可知，验证质量守恒定律必须使用密封容器【答案】D【解析】A、实验前药品和装置的总质量为m1，倒立杯子充分反应后称量总质量为m2，化学反应前后，物质的总质量不变，说明该反应遵循质量守恒定律，不符合题意；B、实验前药品和装置的总质量为m1，倒立杯子充分反应后称量总质量为m2，打开杯盖后称量总质量为m3，m1>m3，是因为白醋能与鸡蛋壳反应生成二氧化碳气体，打开杯盖后气体逸出，不符合题意；C、质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，故白醋是否过量，不影响对质量守恒定律的验证结果，不符合题意；D、该实验有气体生成，故用该实验验证质量守恒定律，必须在密闭容器中进行，否则会影响实验，故有气体参加或生成的反应，验证质量守恒定律必须使用密封容器，但是无气体参加或生成的反应，验证质量守恒定律，无需使用密封容器，符合题意。故选D。9.（2024·湖北·模拟预测）某兴趣小组同学使用下图所示实验装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。下列图像是组内同学绘制的实验过程中锥形瓶内物质质量与时间关系，其中正确的是A． B． C．

D．【答案】D【解析】A、红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷，随着反应的进行，气体总质量减小，但是空气中氮气不参与反应，最终气体总质量不为0。A不正确；B、由于空气中氮气不参加反应，反应前后氮气质量不变。B不正确；C、固体红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，质量增加，完全反应后，固体质量不再发生变化。C不正确；D、根据质量守恒定律可知，化学反应前后，氧元素质量不变。D正确。综上所述：选择D。10．（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）用如图所示实验验证质量守恒定律；下列说法正确的是①三个实验都遵循质量守恒定律；②若实验一白磷燃烧时，瓶塞没有塞紧，待燃烧完毕后再塞紧，天平的指针向左偏转；③实验二中，反应装置没有密闭；生成的气体逸散，实验结束后，天平的指针向左偏转；④实验三中，反应前后天平始终保持平衡(忽略浮力)；⑤实验三中，气球先膨胀，后变瘪；⑥只有实验一能验证质量守恒定律。A．①④ B．①②③⑤ C．①③④⑤ D．②④⑤⑥【答案】A【解析】①一切化学反应皆遵守质量守恒定律，实验一白磷燃烧、实验二、三碳酸钠与稀盐酸反应，三个实验都发生了化学反应，都遵循质量守恒定律，故说法正确；②若实验一红磷燃烧时，瓶塞未塞紫，待燃烧完毕后再塞紧，会导致产生的白烟（也就是五氧化二磷）逸出，从而使装置内质量偏小，故则天平的指针将会偏右，故说法错误；③实验二中，反应装置没有密闭，生成了气体逸散，生成的二氧化碳没有称量，左盘质量减小，实验结束，天平不平衡，天平的指针向右偏转，故说法错误；④实验三中，装置密闭，其他操作不变，实验结束，天平平衡（忽略浮力），故说法正确；⑤实验三中，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳，气体增多，气压增大到最大后保持不变，气球胀大保持不变，故说法错误；⑥实验一有气体参加反应，实验三有气体生成，在密闭的容器中能验证质量守恒定律，故说法错误；故选：A。11.（24-25九年级上·广东茂名·开学考试）某校化学兴趣小组在老师的引导下进行“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”的实验探究。他们使用的实验装置和选用药品如图所示，现分别以A、B、C表示如下：A、B、C三个实验分别由甲、乙、丙三个组的同学来完成，他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。(1)A实验：引燃白磷待反应结束，锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡。结论是：质量守恒。反应的化学方程式为。实验过程中小气球的变化是。(2)乙组同学认为B实验验证了质量守恒定律。此处铁钉发生化学反应的现象是。(3)丙组同学得到的错误结论是“C实验说明质量不守恒”。你认为C实验天平不平衡的原因是。该反应的化学方程式为。【答案】(1)4P+5O22P2O5先膨胀后变小(2)铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色。(3)生成的O2散到空气中2H2O22H2O+O2↑【解析】（1）白磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，化学方程式为：4P+5O22P2O5；整个过程中小气球的变化是：白磷燃烧时，小气球膨胀，冷却后，小气球缩小，故填先膨胀后变小。（2）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，可观察到：铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色。（3）C实验过氧化氢分解反应后生成的氧气逸散到空气中，因此使得天平不平衡；该反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑。12.（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试）请根据甲、乙两个实验回答下列问题：(1)甲为探究可燃物燃烧条件的实验。实验时观察到明显的实验现象是：铜片上的燃烧，产生黄白色火焰，放热，冒出，生成白色固体。通过对比铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧可以得出：可燃物燃烧的条件是：。(2)乙为探究质量守恒定律的实验。反应结束后天平指针(填“向左偏转”或“向右偏转”或“不偏转”)，此实验(填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律。探究后同学们得出：化学反应遵守质量守恒定律的微观原因是：。【答案】(1)白磷大量白烟温度达到着火点(2)向右偏转遵守化学反应前后，原子的质量、种类、个数不变【解析】（1）铜片上的白磷既与氧气接触，温度也达到了白磷的着火点，所以发生燃烧，产生黄白色火焰，放热，冒出大量的白烟，生成白色固体；铜片上的红磷虽然与氧气接触，但是温度没有达到红磷的着火点，所以没有燃烧，说明可燃物燃烧的条件是：温度达到着火点；故填：白磷；冒出大量白烟；温度达到着火点（2）碳酸钠与盐酸反应释放出二氧化碳气体，该实验是在烧杯中进行的，产生的二氧化碳逸散到空气中，没有称量到，所以反应结束后天平指针向右偏转，此实验是化学反应，遵循质量守恒定律；探究后同学们得出：化学反应遵守质量守恒定律的微观原因是：化学反应前后，原子的质量、种类、个数不变；故填：向右偏转；遵守；化学反应前后，原子的质量、种类、个数不变。13.（24-25九年级上·全国·假期作业）在“质量守恒定律”的课堂学习中，同学们设计了如下图所示的实验来验证质量守恒定律。回答下列问题：【实