2020年中考化学专题复习热点题型解读：质量守恒定律探究

质量守恒定律探究 例1某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。(1)请写出镁条与氧气反应的化学方程式_______________。(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。我_____(“同意”或“不同意”)小明的观点，因为___________。(3)小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。【提出问题】黄色固体是什么呢？【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。【做出猜想】黄色固体是Mg3N2【实验探究】请设计实验，验证猜想实验操作实验现象及结论  【反思与交流】空气中N2的含量计远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，为什么呢？请给出合理的解释_____________。(4)该兴趣小组又做了镁条与盐溶液反应的实验，发现均能产生H2，实验现象如下：实验序号实验1实验2实验3 与镁条反应的溶液NH4ClNaClNa2SO4H2O实验现象有大量气泡产生有较多气泡产生有少量气泡产生气泡极少加热后，实验现象气泡明显增多可闻到氨味气泡增多气泡增多气泡增多上表中，用水进行实验的目的是_________________。根据上表中的实验现象，请写出三条结论，并分析可能的原因：①_______；②________；③________。解析  (1)镁在氧气中燃烧生成白色固体氧化镁(MgO)。(2)任何化学反应都遵守质量守恒定律，由于镁条燃烧时空气中有气体参加了反应，从而导致燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量。(3)由于氮化镁(Mg3N2)可与水剧烈反应产生氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。因此若要验证镁条在空气中燃烧的产物中有少量黄色固体Mg3N2，可以取燃烧的产物于试管中，加入少量的水，再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明燃烧产物中含有黄色固体Mg3N2；虽然空气中N2的含量远大于O2的含量，但是氧气的化学性质比氮气的活泼，所以镁条在空气中燃烧生成的氧化镁远多于氮化镁。(4)本实验选取NH4Cl、NaCl、Na2SO4这三种盐溶液与镁条反应，且以水与镁条反应作为对照实验。通过实验现象可以归纳出：①不加热时，镁条与盐溶液反应比纯水反应快；②不加热时，镁条在氯化铵溶液和氯化钠溶液(两者的水溶液中均存在Cl－)中的反应速率要比在硫酸钠溶液(其水溶液中存在SO42－)中反应快，说明Cl－比SO42－的作用强，可能是Cl－对反应起催化作用；③加热时，镁条与盐溶液反应的速率均加快；④加热时，实验1中的镁条与氯化铵溶液反应气泡明显增多，同时闻到氨味，说明加热时镁条与氯化铵溶液不仅生成氢气还生成氨气(NH3)；⑤加热时，实验1中的反应明显加快，原因是温度升高使镁与氯化铵溶液反应加快，消耗溶液中的HCl，由于盐酸被消耗，从而促进氨气的逸出；因为氨气的逸出，同时又促进溶液中盐酸浓度的增大，最终导致反应明显加快。答案  (1)2Mg+O2===点燃2MgO  (2)不同意  任何反应都遵循质量守恒定律，该反应前后质量不相等的原因是空气中有气体参与了反应  (3)实验操作实验现象及结论取燃烧后的产物于试管中，加少量水，再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明燃烧产物中含有Mg3N2O2比N2活泼(其他合理答案均可)  (4)对照实验(或空白实验)  ①加热时，各组反应均加快。原因是升高温度反应加快  ②加热时，实验1的反应中气泡明显增多。原因是不仅有H2生成，还有NH3逸出  ③实验2比实验3反应快。原因是Cl－比SO42－的作用强  ④实验1反应最快。原因是NH4Cl溶液在反应过程中产生HCl，从而与Mg反应加快  ⑤加热时，实验1中的反应明显加快。原因是升温使镁与NH4Cl溶液反应加快，消耗HCl，促进逸出NH3；而NH3的逸出，又促使盐酸浓度增大，最终导致反应明显加快(其他合理答案均可)例2  小明同学欲通过化学实验证明“质量守恒定律”，确定以“稀盐酸与碳酸钙反应”为研究对象，设计的实验装罝如图所示。(1)根据实验目的，小明应该测量的数据是____________(填“只有反应前”“只有反应后”“反应前、后”之一)整个反应装罝(包括锥形瓶、气球和药品)的质量。(2)实验步骤如下：①按如图方式放好仪器，使天平平衡，记录称量数据。②将碳酸钙粉末全部倒入锥形瓶中，观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是__________，发生反应的化学方程式是____________________。③当反应结束时，气球已经完全鼓起，小明发现天平的指针巳经向右偏了。小明又重新称量，记录了数据。他感到困惑：其他操作均正常，实验现象与数据为何与预测结果不符？你认为出现该实验现象的合理解释最应该是下列各项中的__________(填序号)。A.该反应前后原子的种类、数目变少B.该反应生成物的总质量小于反应物的总质量C.空气的浮力作用干扰了实验结果D.生成气体的反应不遵守质量守恒定律解析  (1)验证质量守恒定律，则需要测定反应前后物质的总质量；(2)②碳酸钙和稀盐酸反应能生成氯化钙、水和二氧化碳，故会观察到有气泡产生；③该反应前后原子的种类、数目不变，A错误；该反应生成物的总质量等于反应物的总质量，B错误；空气的浮力作用使装置收到向上的浮力，干扰了实验结果，Ｃ正确；生成气体的反应也遵守质量守恒定律，Ｄ错误。答案  (1)反应前、后  (2)②有气泡产生  CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑  ③C跟踪训练1.右图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.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 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.瓶底的细砂起隔热作用2.亮亮同学做镁条在空气中燃烧的实验时，发现镁条燃烧除生成白色固体(MgO)外，还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢？亮亮在老师的指导下进行有关实验探究。【实验探究】将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。【实验现象】在烧杯中产生白色沉淀，并有刺激性的氨味气体产生。【教师指导】上述反应产生的白色沉淀为Mg(OH)2，生成的气体为NH3；反应过程中没有任何元素化合价的改变。【问题解决】此淡黄色固体中肯定含有镁元素和______________元素，判断的依据是____________；若该物质仅由两种元素组成，其化学式为______________，此物质与水反应的化学方程式为____________________________。【相关结论】空气中氮气(N2)和氧气(O2)的体积比约为_______，但镁条在空气中燃烧只生成少量的淡黄色固体，由此得出的一个结论是______________。答案  1.A  2.氮  质量守恒定律  Mg3N2  Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑  4﹕1  氮气含量多但是很稳定，难以发生反应