专题06 探究质量守恒定律
实验要求：必须发生化学反应且有明显现象。
装置：如有气体参加或生成，则必须在密闭容器中进行。
1．实验1 红磷在锥形瓶中燃烧
反应原理:P＋O2P2O5
实验现象：白磷燃烧，产生大量 白烟 ，放出大量的热，气球鼓起，冷却后气球变瘪，最终天平平衡。
实验分析：
（1）实验时气球先鼓起后变瘪的原因：①由于红磷燃烧放出大量的热，使锥形瓶内气体温度升高，锥形瓶内压强增大，导致气球膨胀；②红磷燃烧消耗锥形瓶内的氧气，瓶内气体减少，冷却后瓶内压强减小，所以气球变瘪。
（2）锥形瓶底部铺一层细沙的目的：防止红磷燃烧时锥形瓶底部受热不均匀而炸裂。
（3）气球的作用：①调节锥形瓶内的压强，起缓冲作用；②密封作用，防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换。
（4）在称量反应后的物质质量时，必须等锥形瓶（或烧杯）冷却至室温后再称量，以免称量前后因温度不同对实验结果产生影响。
实验结论：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。
实验改进：用如图所示装置验证质量守恒定律的优点是装置简单，操作方便，现象明显（合理即可）
装置：如有气体参加或生成，则必须在密闭容器中进行。
2．实验2 铁钉放入硫酸铜溶液中
反应原理：Fe＋CuSO4→FeSO4＋Cu
实验现象：铁钉表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 ，实验结束后天平平衡。
实验结论：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。
3.实验3 碳酸钠粉末和稀盐酸反应
反应原理:Na2CO3＋ HCl→NaCl＋H2O＋CO2
实验现象：烧杯中有大量气泡产生，实验结束后天平指针向右偏转。
实验分析：按教材上的操作方法，观察到天平不再平衡，只能从理论分析是因为二氧化碳逸散到空气中，但没有通过实验证明，同时由于小试管的容积小，所盛盐酸很少，产生的气体的质量小，天平指针偏转不明显。
实验改进：
（1）在可乐瓶中加入适量的碳酸钠粉末，在小试管中加入一定量的稀盐酸，并将试管放入可乐瓶中，拧紧瓶盖。
（2）称量可乐瓶及其内物质的总质量，使天平平衡。
（3）倾斜试管，让试管中的稀盐酸流入可乐瓶中，使碳酸钠和稀盐酸反应，这时可以看到有气泡产生。
（4）充分反应后，将可乐瓶放回天平的左盘，这时可以看到天平仍然平衡。学生可以很直观地观察到反应前后的总质量相等。
（5）拧开瓶盖，能听到“呼”的一声响，这是因为二氧化碳逸散到空气中了。
（6）再将可乐瓶放到左盘上，发现天平不平衡了，更容易理解导致天平不平衡原因。
实验评价：
（1）本实验装置简单，操作方便，采用了生活中常见的物品-可乐瓶。实验中为什么选用可乐瓶而不用矿泉水瓶，是因为在实验中要使二氧化碳气体不逸出，必然增大瓶中的压强，而可乐瓶能承受更大的压强，使实验更安全。
（2）图A这个实验装置使用了气球，反应后气球会胀大，其所受浮力就会增大，使实验结果出现偏差。而改进的实验中，气体收集在可乐瓶中，不会使可乐瓶的体积变大，所以实验设计更科学合理。
（3）也可用锥形瓶，安装配有胶头滴管的单孔塞。但药品用量要小。
4.实验4 镁条在空气中燃烧
反应原理：Mg＋O2 MgO
实验现象：镁条燃烧，发出耀眼的白光，产生少量白烟，生成白色固体，反应前后用天平称量时，指针有可能向左或向右偏转，也可能不偏转。
5.解释
（1）天平为何有的平衡，有的不平衡？实验1和实验2发生了化学反应，且反应均在密闭容器中进行，故实验结束后天平平衡；实验3在敞口烧杯中进行，反应生成的气体逸散到空气中，烧杯中物质的质量减少，故实验结束后天平指针向右偏转；实验4在空气中进行，由于参与反应的氧气和生成的白烟的质量无法称量，故反应前后用天平称量时，指针有可能向左或向右偏转，也可能不偏转。
（2）质量相等的微观解释：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。
6．实验结论：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。
1.下列实验能够用于直接验证质量守恒定律的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】要验证质量守恒定律，必须是化学反应；有气体生成或参加的反应，应在密闭容器中进行。故选B。
2.用如下图所示的2个实验验证质量守恒定律。
（1）其中能达到实验目的的是________（填图中字母序号）。
（2）图A所示实验：此实验中气球的主要作用________。
（3）用B装置研究质量守恒定律时，实验步骤如下：如图将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触，一段时间后再把烧杯放在天平上，发现天平的指针偏右。造成天平的指针向右偏转的原因是________。
（4）由上述现象可见，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验，在装置设计方面应做到________。
【答案】 （1）A
（2）缓冲作用，防止白磷燃烧放热瓶内压强变大，冲开橡胶塞
（3）碳酸钠和稀盐酸反应生成CO2气体逸散到空气中
（4）密闭
【解析】（1）图A中白磷在密闭装置内燃烧，消耗氧气生成五氧化二磷，质量不变，可以验证质量守恒定律；图B中碳酸钠与盐酸反应产生气体扩散到空气中，导致质量减小，不能用来验证质量守恒定律。故填：A；（2）白磷燃烧放热，瓶内压强增大，用小气球可以调节压强变化，防止瓶塞被冲开产生实验误差。故填：缓冲作用，防止白磷燃烧放热瓶内压强变大，冲开橡胶塞；（3）碳酸钠与盐酸反应产生二氧化碳，扩散到空气中，质量减小，天平指针向右偏转。故填：碳酸钠和稀盐酸反应生成CO2气体逸散到空气中；（4）通过图A和图B的对比可知，用有气体参与的反应，来探究质量守恒定律，装置一定要密闭，以防止气体扩散产生质量变化导致实验误差。故填：密闭。
1.下列装置所示的实验不能验证质量守恒定律的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B。
【解析】A、白磷在密闭容器中与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，可以验证质量守恒定律；
B、稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气体逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能验证质量守恒定律；
C、氢氧化钠溶液和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，可以验证质量守恒定律；
D、反应在密闭容器中进行，反应前后容器中物质的总质量不变，可以验证质量守恒定律。
2.如图5-1-8所示是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列说法错误的是 ( )
A.瓶底的细沙起隔热作用
B.白磷燃烧结束，锥形瓶应冷却后再放在天平上称量
C.实验过程中气球先变大后变瘪
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】D
【解析】A项，白磷燃烧放出热量，瓶底的细沙起隔热作用，正确。B项，白磷燃烧放出热量，锥形瓶中的气体受热膨胀，气球鼓起，受到的浮力增大，若此时将锥形瓶放在天平上称量，所得结果会小于实际结果，所以应冷却后再放在天平上称量，正确。C项，反应放出热量，锥形瓶中的气体受热膨胀，气球鼓起，但因燃烧消耗了氧气，所以燃烧结束后冷却，气球逐渐变瘪，正确。D项，锥形瓶内白磷和氧气不一定恰好反应，如果恰好反应，则反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量等于反应后生成五氧化二磷的质量；如果不是恰好反应，则反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量大于反应后生成五氧化二磷的质量，错误。
3．下列装置所示的实验不能验证质量守恒定律的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B。
【解析】A、白磷在密闭容器中与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，可以验证质量守恒定律；
B、稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气体逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能验证质量守恒定律；
C、氢氧化钠溶液和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，可以验证质量守恒定律；
D、反应在密闭容器中进行，反应前后容器中物质的总质量不变，可以验证质量守恒定律。
4．（中考试题创编）（多选）下列实验能达到相应目的的是（ ）
A．验证质量守恒定律（2022四川成都市中考）
B．用NaHCO3溶于水验证质量守恒定律（2022四川凉山州中考）
C．验证质量守恒定律 （2022新疆中考）
D． 验证质量守恒定律（2021四川中考）
【答案】AC
【解析】
A、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，在密闭环境中二氧化碳不会逸出。只要少滴稀盐酸不使锥形瓶内压强过大即可。所以B实验能达到相应目的。
B、碳酸氢钠溶于水后没有生成新物质，属于物理变化，质量守恒定律是化学变化中的一种规律，所以用NaHCO3溶于水不能验证质量守恒定律，选项错误；
C、如图在密闭容器内，红磷燃烧后生成五氧化二磷固体，反应前后物质的总质量不变，从而验证质量守恒定律，选项正确；
D、蜡烛燃烧产生气体逸散到空气中，因此需要在密闭装置内进行验证，选项错误；
5.化学建立在实验基础之上，质量守恒定律可以用大量化学实验加以验证。同学们按如图进行验证。待天平平衡后，将小试管中的硫酸铜溶液倒入烧杯中，并将小试管再次放入烧杯。
一段时间后，可以观察到烧杯中现象是________________， 反应完成后天平指针的位置在________（选填左侧、右侧、中间）。
【答案】 铁钉表面有红色固体生成，蓝色液体变成浅绿色；中间
【解析】铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故一段时间后，可以观察到烧杯中现象是：铁钉表面有红色固体生成，蓝色液体变成浅绿色；
该反应无气体生成，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故应完成后天平指针的位置在中间。
6.质量守恒定律具有非常意要的价值和意义。将下列A、B、C装置分别放在装置D天平上，用砝码平衡。然后取下锥形瓶，将锥形瓶倾斜，使液体药品与固体药品换触，一段时间后再 把锥形瓶放在天平上。
（1）①以上实验能验证质量守恒定律的是 （填字母）。
②选一个实验，写出能证明“质量守恒定律”的实验现象 ，并写出相应反应的化学方程式 。
（2）以上实验中，选一个不能验证质量守恒定律的实验，解释原因 。
【答案】（1）①B；②天平的示数不变；Fe+CuSO4=Cu+FeSO4； （2）A实验中生成氧气，气球膨胀，在受到浮力作用下，天平上称得反应后锥形瓶内物质的质量要小于反应前物质的质量（答案合理即 可）。
【解析】（1）A实验中生成氧气，气球膨胀，在受到浮力作用下，天平上称得反应后锥形瓶内物质的质量要小于反应前物质的质量； B实验中硫酸铜和铁反应生成铜和硫酸亚铁，没有生成气体，反应后锥形瓶内物质质量不变； C实验中碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳跑了，反应后锥形瓶内物质质量减小；
（2）A实验中生成氧气，气球膨胀，在受到浮力作用下，天平上称得反应后锥形瓶内物质的质量要小于反应前物质的质量； C实验中碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳跑了，反应后锥形瓶内物质质量减小。
7. 下图为甲、乙两位同学用称量的方法验证质量守恒定律的实验装置图，请回答：
（1）甲同学所做实验有何现象？ _____________________________。
（2）乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸（HCl）与碳酸钠粉末（Na2CO3）接触，反应结束后发现天平的指针____________（选填“偏左”“偏右”或“不偏转”），该反应____________（填“符合”或“不符合”）质量守恒定律。接下来，乙同学继续用丙装置完成实验，其他操作不变，装置气密性良好，最后天平仍不平衡，原因是__________________。
（3）结合本实验，你认为对于有_________________（填物质状态）生成的反应，在验证该反应是否符合质量守恒定律时，应在密闭的体系中进行，并且还需避免受浮力的影响。
【答案】白磷燃烧放出热量，产生大量白烟，气球先膨胀后变小、天平先向右偏后平衡 偏右 符合 反应产生的二氧化碳使气球膨胀，产生了向上的浮力，从而影响了称量质量 气体
【解析】（1）白磷燃烧后，放出热量，并产生白烟，此时内部气体受热膨胀，气球体积变大，此时受到浮力的影响，左边质量减小，使天平指针往右偏，当冷却至室温时，气体不再受热膨胀，恢复正常体积，气球变小，不再受浮力影响，天平重新平衡；（2）乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸（HCl）与碳酸钠粉末（Na2CO3）接触，盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水、二氧化碳，由于是敞口装置，生成的二氧化碳气体释放至空中，左边质量减小，故反应结束后发现天平的指针偏右，天平不平衡是因为生成的气体释放至空中，该反应符合质量守恒定律；本实验中的烧杯替换成带有气球的锥形瓶，此时反应装置为密闭装置，反应产生的二氧化碳使气球膨胀，产生了向上的浮力，从而影响了称量质量。（3）在探究质量守恒定律时，对于有气体生成的化学反应，在验证该反应是否符合质量守恒定律时，应在密闭的体系中进行，并且还需避免受浮力的影响。
8. 在学习了法国科学家拉瓦锡关于“质量守恒定律”的相关实验后，某实验小组的同学对化学反应中反应物和生成物的质量关系进行了相应的研究：
（1）将一根蜡烛放在电子秤上，记录数据后将其点燃（如图一），一段时间后秤示数变小；
（2）将蜡烛熄灭，用一处理过的塑料瓶（如图二）罩在蜡烛上方，重新记录数据，点燃蜡烛（如图三），经过相同的时间后发现示数增大。
两次实验的结果均不符合质量守恒定律，试解释原因：① ；② 。
分析以上两个实验可知，要验证质量守恒定律，化学反应通常应在 容器内进行 。
【答案】① 图一中蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳气体扩散到空气中 ；② 蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳气体被碱石灰吸收，空气不断进入塑料瓶 。密闭
【解析】两次实验的结果均不符合质量守恒定律，原因：图一中蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳气体扩散到空气中，蜡烛燃烧生成的水蒸气 和二氧化碳气体被碱石灰吸收，空气不断进入塑料瓶； 分析以上两个实验可知，要验证质量守恒定律，化学反应通常应在密闭容器内进行。
9.草木灰的主要成分是K2CO3，它与盐酸反应的化学方程式为K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑，又知CO2气体能被澄清石灰水吸收。为了探究草木灰与盐酸反应前后物质的总质量是否相等，某学生利用下列试剂与仪器进行实验。
图5-1-12
(1)在实验装置D中，为保证两次称量所得质量相等，甲处应放置的实验装置是________(填序号)。
实验步骤∶
第一步 天平调零；
第二步 称量反应前________装置的质量；
第三步 ____________________________________________________________；
第四步 称量反应后________装置的质量；
第五步 观察反应前后质量是否相等。
(2)若选取了B装置，则反应前左盘的质量________(填“大于”“小于”或“等于”)反应后左盘的质量，理由是________________________________________________________；若选取了另一装置，则反应前左盘质量________(填“大于”“小于”或“等于”)反应后左盘的质量，理由是________________________
【答案】
(1)A A 从天平上取下装置A，挤压胶头滴管，使稀盐酸与草木灰反应 A
(2)大于 产生的CO，会使气球膨胀，气球所受向上的浮力增大，对天平托盘的压力减小 大于 C中产生的CO2气体逸出，使总质量减小
【解析】草木灰与稀盐酸反应后有气体生成，A装置是密闭装置，可用于验证质量守恒定律；B装置也是密闭装置，但是生成的气体使气球膨胀，所受向上的浮力会增大；C装置是敞口装置，生成的气体会逸散到空气中。
10．同学们为了探究物质发生化学反应前后总质量是否改变，分别设计了下面两个实验：
（1）甲组同学利用图1所示的实验进行探究．
把盛有适量硫酸铜溶液的小试管放入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，将烧杯放在托盘天平上，用砝码平衡．取下烧杯，将硫酸铜溶液小心倒入烧杯中，烧杯中出现的现象是 然后把烧杯连同试管再放回天平上，天平仍然平衡．根据实验得出的结论是
（2）乙组同学利用图2所示的实验进行探究．
取一根用砂纸打磨干净的长镁带和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上，用砝码平衡．取下石棉网，在石棉网上方点燃镁带，发生反应的文字表达式为 ．燃烧结束后将所得的物质与石棉网一起再放回托盘天平上称量，意外发现质量减轻了．请你分析产生这一现象的原因可能 ．
【答案】产生蓝色沉淀；化学反应前后物质的总质量不变．Mg+O2MgO；
部分生成物以白烟形式逸散到空气中．
【解析】（1）硫酸铜和氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠，由于反应前后元素种类不变，原子种类、总个数和质量都不变，因此反应前后总质量不变，将硫酸铜溶液小心倒入烧杯中，烧杯中出现的现象是产生蓝色沉淀，然后把烧杯连同试管再放回天平上，天平仍然平衡．根据实验得出的结论是化学反应前后物质的总质量不变．
故填：产生蓝色沉淀；化学反应前后物质的总质量不变．
（2）镁在空气中燃烧生成氧化镁，燃烧过程中，产生大量白烟，产生的白烟是生成的氧化镁固体，在石棉网上方点燃镁带，发生反应的文字表达式为：Mg+O2MgO；
燃烧结束后将所得的物质与石棉网一起再放回托盘天平上称量，意外发现质量减轻了，产生这一现象的原因可能是部分生成物以白烟形式逸散到空气中。
故填：Mg+O2MgO；部分生成物以白烟形式逸散到空气中。
11．某化学课外小组同学用如图所示实验探究质量守恒定律：
(1)甲同学用图A所示实验：在瓶中先铺一层细沙，再引燃白磷，为什么？__________________。此实验中气球的主要作用是__________，实验过程中产生的现象是_____________________________________。
(2)乙同学用B装置研究质量守恒定律时，一段时间后发现天平的指针偏右。造成天平的指针向右偏转的原因是__________________________________。
(3)丙同学用C实验说明了质量守恒定律，C实验能在敞口容器中进行实验的原因____________。
(4)丁同学用图D中的镁带在空气中燃烧的实验来探究质量守恒定律时，发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁带的质量轻，联系实验现象，可能的原因是__________________________，如果在燃着的镁条上方罩上罩，使生成物全部收集起来称量，出现的结果是______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)综上所述，A、B、C、D所示四个实验中能用质量守恒定律解释的是实验________(选填字母序号，下同)；上述现象能用来验证质量守恒定律的是实验________。
【答案】（1）防止锥形瓶底部炸裂 缓冲作用 白磷燃烧产生白烟，气球先变大后变小，天平仍然平衡 （2）产生的二氧化碳气体逸散到空气中 （3）没有气体参加反应，反应过程也没有气体生成 （4） 一部分氧化镁逸散到空气中 偏大 （5）ABCD AC
【解析】（1）白磷燃烧产生的热量使锥形瓶底部炸裂，因此锥形瓶底放层细沙；为防止白磷燃烧产生的热量把橡皮塞冲出，因此加一个小气球，起到缓冲的作用；实验过程中产生的现象是：白磷燃烧产生白烟，气球先变大后变小，天平仍然平衡；
(2)由于稀盐酸和碳酸钠反应，生成的气体逸出。因此造成天平的指针向右偏转的原因是：产生的二氧化碳气体逸散到空气中；
(3)丙同学用C实验说明了质量守恒定律，C实验能在敞口容器中进行实验的原因：没有气体参加反应，反应过程也没有气体生成；
(4)镁带在空气中燃烧的实验来探究质量守恒定律时，发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁带的质量轻，联系实验现象，可能的原因是坩埚钳中残留一部分的氧化镁或逸散到空气中去，如果在燃着的镁条上方罩上罩，出现的结果是偏大；
(5) 综上所述，A、B、C、D所示四个实验中能用质量守恒定律解释的是实验ABCD；上述现象能用来验证质量守恒定律的是实验：AC。可见，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验，在装置设计方面应做到装置密闭，体积不变。
12.（2021青海中考）根据以下实验方案，“探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”，请将你的思考及实验结果写在短线处。
（猜想假设）：猜想1：相等猜想2：______
（实验探究）：
实验方案 方案一 方案二
实验装置
实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯，将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察到的现象是______、溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；再将其放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。 取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。*写出该反应的化学方程式______
（反思评价）
你认为猜想______是错误的，其原因是______。
【答案】不相等 铁钉表面有红色物质析出 不 向右 2 因反应没有在密闭容器中进行，使生成的二氧化碳气体逸出，再称量时质量减少（只要答出“反应没有在密闭容器中进行”或者“生成的二氧化碳气体逸出”均参照给分）
【解析】猜想假设：该实验的目的是探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等，故猜想1：相等；猜想2：不相等；
实验探究：方案一：实验过程：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故观察到：铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；
再将其放回托盘天平，该反应无气体生成，天平的指针不偏转；
方案二：取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针向右偏转，因为碳酸钠与稀盐酸反应生成了氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，散逸到了空气中，该反应的化学方程式为：；
反思评价：猜想2是错误的，因为反应没有在密闭容器中进行，使生成的二氧化碳气体逸出，再称量时质量减少。
1．（2022年四川省成都市中考）下列实验能达到相应目的的是（ ）
A．观察乳化现象
B．验证质量守恒定律
C．比较铁、铝金属活动性
D．测定空气中氧气含量
【答案】B
【解析】
A、图中无乳化剂（如洗涤剂等），无法观察乳化现象。所以A实验不能达到相应目的。
B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，在密闭环境中二氧化碳不会逸出。只要少滴稀盐酸不使锥形瓶内压强过大即可。所以B实验能达到相应目的。
C、铁片与铝粉与5%稀硫酸反应速率不同，但不能比较铁、铝金属活动性，还应控制铁、铝的形状相同。所以C实验不能达到相应目的。
D、测定空气中氧气含量应用红磷作反应物，用足量木炭生成二氧化碳是气体占据了消耗的氧气体积，压强变化不明显。测定失败。所以D实验不能达到相应目的。
综上所述：选择B。
2．（2022年四川省凉山州中考）实验是学习化学的基础。下列装置所示的实验操作正确且能达到实验目的的是（ ）
A．用NaHCO3溶于水验证质量守恒定律
B．蒸发食盐水
C．探究水是铁生锈的必要条件之一
D．测空气中O2的含量
【答案】C
【解析】
A、碳酸氢钠溶于水后没有生成新物质，属于物理变化，质量守恒定律是化学变化中的一种规律，所以用NaHCO3溶于水不能验证质量守恒定律，选项错误；
B、蒸发食盐水时，应边加热边用玻璃棒搅拌，防止液体受热不匀发生飞溅，图中缺少玻璃棒，选项错误；
C、由图可知，左侧试管中的铁钉既能够与空气接触，也能够与水接触，右侧试管中的铁钉只能够接触空气，不接触水分，一段时间后，观察到U型管中红墨水左侧液面上升，右侧液面下降，说明左侧的铁钉发生了锈蚀，证明水是铁生锈的必要条件之一，选项正确；
D、碳与装置中的空气中的氧气反应生成二氧化碳气体，实验后，装置中剩余的气体的体积不变或变化较小，则实验结果为零或偏小，选项错误，故选C。
3．（2022年新疆中考）下列实验能达到目的的是（ ）
A．测定空气中氧气的含量
B．探究甲烷中是否含碳元素
C．验证质量守恒定律
D．配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液
【答案】C
【解析】
A、木炭燃烧后生成二氧化碳，不能是装置内气压减小，水不能到吸入装置则无法测定空气中氧气含量，选项错误；
B、如图所示，反应后可观察到烧杯内壁出现小水滴，证明甲烷燃烧后生成水，说明甲烷含氢元素，但无法证明甲烷是否含碳元素，选项错误；
C、如图在密闭容器内，红磷燃烧后生成五氧化二磷固体，反应前后物质的总质量不变，从而验证质量守恒定律，选项正确；
D、配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液时，量筒是用于量取水的体积的，不能用于溶解氯化钠，选项错误；
答案为：C。
4．（2022年安徽省中考）某同学在学习质量守恒定律时，称取0.6g镁条进行燃烧实验（如下图）。
(1)计算：镁条完全燃烧生成氧化镁的质量（写出计算过程）。
(2)该同学称得反应后固体的质量小于0.6g，原因可能是______。
【答案】(1)1g
(2)一部分生成的氧化镁扩散到空气中
【解析】
(1)解：设0.6g镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为。
解得：=1g
答：0.6g镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为1g。
(2)根据质量守恒定律，参加反应的反应物总质量等于生成的生成物的总质量，所以参加反应的镁和氧气的总质量等于生成的氧化镁的总质量，但该反应在敞口装置进行，通过观察实验可知，镁条燃烧时，一部分生成的氧化镁扩散到空气中，使得反应后称量的固体质量小于反应前。
5.（2022湖北宜昌中考）如图所示，利用红磷与空气中的氧气反应验证质量守恒定律。
①用红热的玻璃管引燃红磷，其燃烧过程中能观察到的现象是___________，反应的化学方程式为___________。
②待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因可能是___________。
A．装置漏气
B．用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢
C．红磷太少
D．没有等锥形瓶冷却就再次称量
【答案】（3）①. 冒白烟、放热、气球膨胀 ②. ③. ABD
【解析】（3）①用红热的玻璃管引燃红磷，红磷在瓶内空气中燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷是一种白色固体，装置中玻璃管上端套有气球，整个装置始终处于密闭状态，燃烧过程中放出大量的热，瓶内气体受热体积膨胀，故其燃烧过程中能观察到的现象是：冒白烟、放热、气球膨胀。红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：。
②待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因可能是：ABD。
A．如果装置漏气，燃烧过程中瓶内压强增大，会有气体逸出，但冷却后不能回到瓶内，天平不再平衡，符合题意；
B．用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢，红磷燃烧产生的热使得瓶内气体体积膨胀，部分气体从瓶内逸出，冷却后不能再回到瓶内，天平不再平衡，符合题意；
C．如果装置气密性良好，红磷太少，瓶内发生的反应很快就会停止，但瓶内与瓶外没有发生物质交流，天平平衡，不符合题意；
D．实验时没有等锥形瓶冷却就再次称量，此时气球还处于膨胀状态，产生浮力，天平不再平衡，符合题意。专题06 探究质量守恒定律
实验要求：必须发生化学反应且有明显现象。
装置：如有气体参加或生成，则必须在密闭容器中进行。
1．实验1 红磷在锥形瓶中燃烧
反应原理:P＋O2P2O5
实验现象：白磷燃烧，产生大量 白烟 ，放出大量的热，气球鼓起，冷却后气球变瘪，最终天平平衡。
实验分析：
（1）实验时气球先鼓起后变瘪的原因：①由于红磷燃烧放出大量的热，使锥形瓶内气体温度升高，锥形瓶内压强增大，导致气球膨胀；②红磷燃烧消耗锥形瓶内的氧气，瓶内气体减少，冷却后瓶内压强减小，所以气球变瘪。
（2）锥形瓶底部铺一层细沙的目的：防止红磷燃烧时锥形瓶底部受热不均匀而炸裂。
（3）气球的作用：①调节锥形瓶内的压强，起缓冲作用；②密封作用，防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换。
（4）在称量反应后的物质质量时，必须等锥形瓶（或烧杯）冷却至室温后再称量，以免称量前后因温度不同对实验结果产生影响。
实验结论：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。
实验改进：用如图所示装置验证质量守恒定律的优点是装置简单，操作方便，现象明显（合理即可）
装置：如有气体参加或生成，则必须在密闭容器中进行。
2．实验2 铁钉放入硫酸铜溶液中
反应原理：Fe＋CuSO4→FeSO4＋Cu
实验现象：铁钉表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 ，实验结束后天平平衡。
实验结论：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。
3.实验3 碳酸钠粉末和稀盐酸反应
反应原理:Na2CO3＋ HCl→NaCl＋H2O＋CO2
实验现象：烧杯中有大量气泡产生，实验结束后天平指针向右偏转。
实验分析：按教材上的操作方法，观察到天平不再平衡，只能从理论分析是因为二氧化碳逸散到空气中，但没有通过实验证明，同时由于小试管的容积小，所盛盐酸很少，产生的气体的质量小，天平指针偏转不明显。
实验改进：
（1）在可乐瓶中加入适量的碳酸钠粉末，在小试管中加入一定量的稀盐酸，并将试管放入可乐瓶中，拧紧瓶盖。
（2）称量可乐瓶及其内物质的总质量，使天平平衡。
（3）倾斜试管，让试管中的稀盐酸流入可乐瓶中，使碳酸钠和稀盐酸反应，这时可以看到有气泡产生。
（4）充分反应后，将可乐瓶放回天平的左盘，这时可以看到天平仍然平衡。学生可以很直观地观察到反应前后的总质量相等。
（5）拧开瓶盖，能听到“呼”的一声响，这是因为二氧化碳逸散到空气中了。
（6）再将可乐瓶放到左盘上，发现天平不平衡了，更容易理解导致天平不平衡原因。
实验评价：
（1）本实验装置简单，操作方便，采用了生活中常见的物品-可乐瓶。实验中为什么选用可乐瓶而不用矿泉水瓶，是因为在实验中要使二氧化碳气体不逸出，必然增大瓶中的压强，而可乐瓶能承受更大的压强，使实验更安全。
（2）图A这个实验装置使用了气球，反应后气球会胀大，其所受浮力就会增大，使实验结果出现偏差。而改进的实验中，气体收集在可乐瓶中，不会使可乐瓶的体积变大，所以实验设计更科学合理。
（3）也可用锥形瓶，安装配有胶头滴管的单孔塞。但药品用量要小。
4.实验4 镁条在空气中燃烧
反应原理：Mg＋O2 MgO
实验现象：镁条燃烧，发出耀眼的白光，产生少量白烟，生成白色固体，反应前后用天平称量时，指针有可能向左或向右偏转，也可能不偏转。
5.解释
（1）天平为何有的平衡，有的不平衡？实验1和实验2发生了化学反应，且反应均在密闭容器中进行，故实验结束后天平平衡；实验3在敞口烧杯中进行，反应生成的气体逸散到空气中，烧杯中物质的质量减少，故实验结束后天平指针向右偏转；实验4在空气中进行，由于参与反应的氧气和生成的白烟的质量无法称量，故反应前后用天平称量时，指针有可能向左或向右偏转，也可能不偏转。
（2）质量相等的微观解释：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。
6．实验结论：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。
1.下列实验能够用于直接验证质量守恒定律的是（ ）
A．B．C．D．
2.用如下图所示的2个实验验证质量守恒定律。
（1）其中能达到实验目的的是________（填图中字母序号）。
（2）图A所示实验：此实验中气球的主要作用________。
（3）用B装置研究质量守恒定律时，实验步骤如下：如图将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触，一段时间后再把烧杯放在天平上，发现天平的指针偏右。造成天平的指针向右偏转的原因是________。
（4）由上述现象可见，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验，在装置设计方面应做到________。
1.下列装置所示的实验不能验证质量守恒定律的是（ ）
A． B．
C． D．
2.如图5-1-8所示是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列说法错误的是 ( )
A.瓶底的细沙起隔热作用
B.白磷燃烧结束，锥形瓶应冷却后再放在天平上称量
C.实验过程中气球先变大后变瘪
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
3．下列装置所示的实验不能验证质量守恒定律的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（中考试题创编）（多选）下列实验能达到相应目的的是（ ）
A．验证质量守恒定律（2022四川成都市中考）
B．用NaHCO3溶于水验证质量守恒定律（2022四川凉山州中考）
C．验证质量守恒定律 （2022新疆中考）
D． 验证质量守恒定律（2021四川中考）
5.化学建立在实验基础之上，质量守恒定律可以用大量化学实验加以验证。同学们按如图进行验证。待天平平衡后，将小试管中的硫酸铜溶液倒入烧杯中，并将小试管再次放入烧杯。
一段时间后，可以观察到烧杯中现象是________________， 反应完成后天平指针的位置在________（选填左侧、右侧、中间）。
6.质量守恒定律具有非常意要的价值和意义。将下列A、B、C装置分别放在装置D天平上，用砝码平衡。然后取下锥形瓶，将锥形瓶倾斜，使液体药品与固体药品换触，一段时间后再 把锥形瓶放在天平上。
（1）①以上实验能验证质量守恒定律的是 （填字母）。
②选一个实验，写出能证明“质量守恒定律”的实验现象 ，并写出相应反应的化学方程式 。
（2）以上实验中，选一个不能验证质量守恒定律的实验，解释原因 。
7. 下图为甲、乙两位同学用称量的方法验证质量守恒定律的实验装置图，请回答：
（1）甲同学所做实验有何现象？ _____________________________。
（2）乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸（HCl）与碳酸钠粉末（Na2CO3）接触，反应结束后发现天平的指针____________（选填“偏左”“偏右”或“不偏转”），该反应____________（填“符合”或“不符合”）质量守恒定律。接下来，乙同学继续用丙装置完成实验，其他操作不变，装置气密性良好，最后天平仍不平衡，原因是__________________。
（3）结合本实验，你认为对于有_________________（填物质状态）生成的反应，在验证该反应是否符合质量守恒定律时，应在密闭的体系中进行，并且还需避免受浮力的影响。
8. 在学习了法国科学家拉瓦锡关于“质量守恒定律”的相关实验后，某实验小组的同学对化学反应中反应物和生成物的质量关系进行了相应的研究：
（1）将一根蜡烛放在电子秤上，记录数据后将其点燃（如图一），一段时间后秤示数变小；
（2）将蜡烛熄灭，用一处理过的塑料瓶（如图二）罩在蜡烛上方，重新记录数据，点燃蜡烛（如图三），经过相同的时间后发现示数增大。
两次实验的结果均不符合质量守恒定律，试解释原因：① ；② 。
分析以上两个实验可知，要验证质量守恒定律，化学反应通常应在 容器内进行 。
9.草木灰的主要成分是K2CO3，它与盐酸反应的化学方程式为K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑，又知CO2气体能被澄清石灰水吸收。为了探究草木灰与盐酸反应前后物质的总质量是否相等，某学生利用下列试剂与仪器进行实验。
图5-1-12
(1)在实验装置D中，为保证两次称量所得质量相等，甲处应放置的实验装置是________(填序号)。
实验步骤∶
第一步 天平调零；
第二步 称量反应前________装置的质量；
第三步 ____________________________________________________________；
第四步 称量反应后________装置的质量；
第五步 观察反应前后质量是否相等。
(2)若选取了B装置，则反应前左盘的质量________(填“大于”“小于”或“等于”)反应后左盘的质量，理由是________________________________________________________；若选取了另一装置，则反应前左盘质量________(填“大于”“小于”或“等于”)反应后左盘的质量，理由是________________________
10．同学们为了探究物质发生化学反应前后总质量是否改变，分别设计了下面两个实验：
（1）甲组同学利用图1所示的实验进行探究．
把盛有适量硫酸铜溶液的小试管放入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，将烧杯放在托盘天平上，用砝码平衡．取下烧杯，将硫酸铜溶液小心倒入烧杯中，烧杯中出现的现象是 然后把烧杯连同试管再放回天平上，天平仍然平衡．根据实验得出的结论是
（2）乙组同学利用图2所示的实验进行探究．
取一根用砂纸打磨干净的长镁带和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上，用砝码平衡．取下石棉网，在石棉网上方点燃镁带，发生反应的文字表达式为 ．燃烧结束后将所得的物质与石棉网一起再放回托盘天平上称量，意外发现质量减轻了．请你分析产生这一现象的原因可能 ．
11．某化学课外小组同学用如图所示实验探究质量守恒定律：
(1)甲同学用图A所示实验：在瓶中先铺一层细沙，再引燃白磷，为什么？__________________。此实验中气球的主要作用是__________，实验过程中产生的现象是_____________________________________。
(2)乙同学用B装置研究质量守恒定律时，一段时间后发现天平的指针偏右。造成天平的指针向右偏转的原因是__________________________________。
(3)丙同学用C实验说明了质量守恒定律，C实验能在敞口容器中进行实验的原因____________。
(4)丁同学用图D中的镁带在空气中燃烧的实验来探究质量守恒定律时，发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁带的质量轻，联系实验现象，可能的原因是__________________________，如果在燃着的镁条上方罩上罩，使生成物全部收集起来称量，出现的结果是______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)综上所述，A、B、C、D所示四个实验中能用质量守恒定律解释的是实验________(选填字母序号，下同)；上述现象能用来验证质量守恒定律的是实验________。
12.（2021青海中考）根据以下实验方案，“探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”，请将你的思考及实验结果写在短线处。
（猜想假设）：猜想1：相等猜想2：______
（实验探究）：
实验方案 方案一 方案二
实验装置
实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯，将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察到的现象是______、溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；再将其放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。 取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。*写出该反应的化学方程式______
（反思评价）
你认为猜想______是错误的，其原因是______。
1．（2022年四川省成都市中考）下列实验能达到相应目的的是（ ）
A．观察乳化现象
B．验证质量守恒定律
C．比较铁、铝金属活动性
D．测定空气中氧气含量
2．（2022年四川省凉山州中考）实验是学习化学的基础。下列装置所示的实验操作正确且能达到实验目的的是（ ）
A．用NaHCO3溶于水验证质量守恒定律
B．蒸发食盐水
C．探究水是铁生锈的必要条件之一
D．测空气中O2的含量
3．（2022年新疆中考）下列实验能达到目的的是（ ）
A．测定空气中氧气的含量
B．探究甲烷中是否含碳元素
C．验证质量守恒定律
D．配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液
4．（2022年安徽省中考）某同学在学习质量守恒定律时，称取0.6g镁条进行燃烧实验（如下图）。
(1)计算：镁条完全燃烧生成氧化镁的质量（写出计算过程）。
(2)该同学称得反应后固体的质量小于0.6g，原因可能是______。
5.（2022湖北宜昌中考）如图所示，利用红磷与空气中的氧气反应验证质量守恒定律。
①用红热的玻璃管引燃红磷，其燃烧过程中能观察到的现象是___________，反应的化学方程式为___________。
②待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因可能是___________。
A．装置漏气
B．用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢
C．红磷太少
D．没有等锥形瓶冷却就再次称量
