2022年中考化学实验探究题高分突破04 有关质量守恒定律的探究（含答案）

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高分突破04 有关质量守恒定律的探究
-备战2022年中考化学实验探究题高分突破

1. 在实验室开放日，为验证质量守恒定律，甲、乙两组同学分别设计了以下实验，并进行了规范的操作和细致的观察。请参与并完成相关问题：

【提出问题】
两组实验都能验证质量守恒定律吗？
【进行实验】
甲组同学在实验过程中发现，化学反应前后天平平衡，成功验证了质量守恒定律，其化学方程式为 ______。乙组同学在实验过程中发现天平指针向右倾斜，其原因是 ____。此反应 ______（填“遵循”或“不遵循”）质量守恒定律。
【实验结论】
在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的化学反应，一定要在 _______装置中进行。
【发现问题】
实验过后，两组同学对乙组烧杯中的废液进行了探究。废液中所含溶质是什么？
【猜想与假设】
猜想Ⅰ：只有NaCl；
猜想Ⅱ：NaCl、Na2CO3和HCl；
猜想Ⅲ：NaCl和HCl；
猜想Ⅳ：______。
【交流讨论】
经过讨论，甲组同学认为，猜想_______是错误的，原因是_______（用化学方程式回答）。
【实验与结论】
甲组同学先将少量废液滴入试管中，然后滴入酚酞溶液，现象为 _____，原因是 ______，则猜想Ⅳ正确。乙组同学将少量废液滴入试管中，然后滴入氯化钡溶液，现象为 _______，则猜想Ⅳ正确。
【拓展与应用】
（1）若想验证猜想Ⅲ正确，可选择的试剂有______（填字母序号）。
A.紫色石蕊溶液 B.铁粉
C.氢氧化钠溶液 D.碳酸钾溶液
（2）若猜想Ⅲ正确，想得到废液中的氯化钠固体，根据盐酸的性质，无需另加试剂，只需对废液进行______操作即可。

2. 关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧
（1）酒精、煤（含硫）、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有的现象是______（填字母序号）。
A发光 B产生有刺激性气味的气体 C放热 D产生使澄清石灰水变浑浊的气体
（2）写出酒精（C2H5OH）完全燃烧的化学方程式______。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化
（3）该小组同学按下列实验步骤开展探究。
步骤1：室温下，按如图组装装置，装入药品，称量装置总质量为m1g。

步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。
步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1，和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。
步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。
步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。
①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是______。
②m1、m2、m3的大小关系是______。
【任务三】调控燃烧
（4）报道显示：国内外一些煤田因发生煤层自燃，带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃，请给出一条合理的灭火建议______。
【任务四】再探铁的燃烧
（5）查阅文献：颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。
结合已有知识，回答下列问题：
①影响铁燃烧的因素有_______、_______（至少答出2点）。
②铁与氧气反应的条件不同，产物不同。若5．6g铁与氧气反应可得ag产物，且铁无剩余，则a的取值范围是______。

3．市场上常见的苏打水有苏打气泡水和无汽苏打水两种。它们的主要成分中都含有碳酸氢钠，俗称小苏打，具有以下性质。
性质一：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（NaHCO3在50℃以上开始逐渐分解）
性质二：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
（1）苏打气泡水中含有大量二氧化碳，瓶盖一打开就有大量气泡产生，所以叫气泡水。无汽苏打水则不含二氧化碳，但小明认为他喝入体内也会产生二氧化碳，主要是利用了碳酸氢钠的性质 （选填“一”或“二”），理由是 。
（2）小明查阅了相关资料想自制苏打水，于是购买了一袋小苏打，包装袋上标注的碳酸氢钠含量是99%。真的有这么高吗？小明取了10克小苏打样品放入装置，逐次加入稀硫酸进行实验，得到相关数据。请通过计算帮助小明判断包装袋上的标注是否准确。（2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑）

序号
反应前
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀硫酸溶液质量/克
0
10
10
10
10
10
C装置中溶液总质量/克
100.0
101.1
102.2
103.3
104.4
105.0
（3）如果去掉装置B，测量结果将会 （选填“偏大”或“偏小”）。

4．1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成：往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的可燃空气。最终，拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。

（1）将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去 。
（2）将B装置收集到的可燃空气在氧气中点燃，生成了水，可燃空气的名称是 。
（3）若该实验中生成的黑色固体质量为m1，可燃空气的质量为m2，可燃空气完全燃烧生成水的质量为m3，如果水是由“氧元素”和“可燃空气元素”组成的，则m1、m2、m3三者应满足的关系是 。

5. 小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎200mL注射器入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄氢气U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……

（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前操作是___________。
（2）装置末端连接的气球的作用是___________。
（3）实验过程中，当观察到___________现象时可判断一定有产物水生成。
（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为___________（用含有a式子表示）时，可判断氧化铜已完全转化为铜。

6.下列实验均用到红磷或白磷，请分析并回答相关问题。

实验1测定空气里氧气的含量
实验2红磷燃烧前后质量的测定
实验3燃烧条件的实验
（1）实验1中红磷要过量的目的是___________。
（2）实验2中红磷___________（填“需要”或“不需要”）过量。
（3）实验1中，为达到实验目的，红磷___________（填“能”或“不能”）用铁丝替代。
（4）实验3水中白磷未燃烧的原因是___________。

7．某化学学习小组同学通过实验探究物质化学反应前后物质质量的变化。

【查阅资料】无水硫酸铜是一种白色固体，遇水变蓝色，可以检验是否有水，也可以吸收水。
【提出问题】反应前后物质的总质量存在什么关系？
【提出假设】参加化学反应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和相等。
【设计实验】甲同学设计的实验如A图所示，乙同学设计的实验如B图所示，他们反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察，甲同学观察到红磷燃烧时气球的变化是______。
【实验结论】甲认为：在化学反应中，生成物的总质量与参加反应的反应物的总质量相等；
乙认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等，你认为____（填：“甲”或“乙”）结论正确，请解释导致另一种结论错误的原因______。
【结论分析】请你从原子的角度说明质量守恒的原因：_______。
【反思拓展】
（1）小明设计了实验C来验证质量守恒定律，小刚认为该实验设计是错误的，原因是_______。
（2）实验D中镁条燃烧的化学方程式是____。丙同学发现镁条燃烧后生成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。丁同学对此提出了异议，丁同学的理由是____。
（3）应用质量守恒定律从元素的角度解释为什么不能“点石成金”。（石头的主要成分是CaCO3）________。
【交流应用】为了测定蜡烛的元素组成，小华设计了蜡烛燃烧实验并用下列装置吸收反应生成的二氧化碳和水，实验过程已省略。

测定质量结果如下表：

A装置
B装置
C装置
反应前的质量/g
65.9
80
105
反应后的质量/g
64.4
81.8
109.4
请根据实验数据计算：
（1）蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为_________。
（2）蜡烛中________（填：“含”或“不含”）氧元素。




高分突破04 有关质量守恒定律的探究
-备战2022年中考化学实验探究题高分突破

1. 在实验室开放日，为验证质量守恒定律，甲、乙两组同学分别设计了以下实验，并进行了规范的操作和细致的观察。请参与并完成相关问题：

【提出问题】
两组实验都能验证质量守恒定律吗？
【进行实验】
甲组同学在实验过程中发现，化学反应前后天平平衡，成功验证了质量守恒定律，其化学方程式为 ______。乙组同学在实验过程中发现天平指针向右倾斜，其原因是 ____。此反应 ______（填“遵循”或“不遵循”）质量守恒定律。
【实验结论】
在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的化学反应，一定要在 _______装置中进行。
【发现问题】
实验过后，两组同学对乙组烧杯中的废液进行了探究。废液中所含溶质是什么？
【猜想与假设】
猜想Ⅰ：只有NaCl；
猜想Ⅱ：NaCl、Na2CO3和HCl；
猜想Ⅲ：NaCl和HCl；
猜想Ⅳ：______。
【交流讨论】
经过讨论，甲组同学认为，猜想_______是错误的，原因是_______（用化学方程式回答）。
【实验与结论】
甲组同学先将少量废液滴入试管中，然后滴入酚酞溶液，现象为 _____，原因是 ______，则猜想Ⅳ正确。乙组同学将少量废液滴入试管中，然后滴入氯化钡溶液，现象为 _______，则猜想Ⅳ正确。
【拓展与应用】
（1）若想验证猜想Ⅲ正确，可选择的试剂有______（填字母序号）。
A.紫色石蕊溶液 B.铁粉
C.氢氧化钠溶液 D.碳酸钾溶液
（2）若猜想Ⅲ正确，想得到废液中的氯化钠固体，根据盐酸的性质，无需另加试剂，只需对废液进行______操作即可。
【答案】【进行实验】①. BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2 反应生成的二氧化碳逸出装置 遵循 【实验结论】. 密封 【猜想与假设】. NaCl、Na2CO3
【交流讨论】. Ⅱ Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 【实验与结论】 溶液变红色 碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色 产生白色沉淀 【拓展与应用】 ABD 蒸发
【解析】
进行实验
甲组同学在实验过程中发现，化学反应前后天平平衡，成功验证了质量守恒定律，过程中氯化钡和硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜，其化学方程式为：BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2；
乙组同学在实验过程中发现天平指针向右倾斜，其原因是反应生成的二氧化碳逸出装置，此反应遵循质量守恒定律。
故填：BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2；反应生成的二氧化碳逸出装置；遵循。
实验结论
在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的化学反应，一定要在密封装置中进行。
故填：密封。
猜想与假设
猜想Ⅰ：恰好完全反应时只有NaCl；
猜想Ⅱ：NaCl、Na2CO3和HCl；
猜想Ⅲ：盐酸过量时是NaCl和HCl；
猜想Ⅳ：碳酸钠过量时是NaCl、Na2CO3。
故填：NaCl、Na2CO3。
交流讨论
经过讨论，甲组同学认为，猜想Ⅱ是错误的，原因是碳酸钠和盐酸不能共存，即碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
故填：Ⅱ；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
实验与结论
甲组同学先将少量废液滴入试管中，然后滴入酚酞溶液，溶液变红色，原因是碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色，则猜想Ⅳ正确；
乙组同学将少量废液滴入试管中，然后滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，则猜想Ⅳ正确。
故填：溶液变红色；碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；产生白色沉淀。
拓展与应用
（1）A.盐酸显酸性，能使石蕊试液变红色，可以用紫色石蕊溶液；
B.铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，可以用铁粉；
C.氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，不能用氢氧化钠溶液；
D.碳酸钾和盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，可以用碳酸钾溶液。
故填：ABD。
（2）若猜想Ⅲ正确，想得到废液中的氯化钠固体，根据盐酸的性质，无需另加试剂，只需对废液进行蒸发操作即可，是因为随着蒸发进行，氯化氢挥发逸出。
故填：蒸发

2. 关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧
（1）酒精、煤（含硫）、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有的现象是______（填字母序号）。
A发光 B产生有刺激性气味的气体 C放热 D产生使澄清石灰水变浑浊的气体
（2）写出酒精（C2H5OH）完全燃烧的化学方程式______。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化
（3）该小组同学按下列实验步骤开展探究。
步骤1：室温下，按如图组装装置，装入药品，称量装置总质量为m1g。

步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。
步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1，和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。
步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。
步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。
①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是______。
②m1、m2、m3的大小关系是______。
【任务三】调控燃烧
（4）报道显示：国内外一些煤田因发生煤层自燃，带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃，请给出一条合理的灭火建议______。
【任务四】再探铁的燃烧
（5）查阅文献：颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。
结合已有知识，回答下列问题：
①影响铁燃烧的因素有_______、_______（至少答出2点）。
②铁与氧气反应的条件不同，产物不同。若5．6g铁与氧气反应可得ag产物，且铁无剩余，则a的取值范围是______。
【答案】 (1). B (2). C2H5OH+3O22CO2+3H2O (3). 步骤2中白磷未燃烧，步骤4中白磷燃烧，产生白烟 m1>m2=m3 . (4).取土填埋，隔绝空气 (5) 铁的表面积 氧气的浓度（温度） 7.2≤a≤8.0
【解析】本题考查燃烧的条件和灭火的原理、化学方程式的书写、质量守恒定律。
（1） 燃烧一般都会发光、放热，由于这3种物质中都含有碳元素，燃烧后都会产生二氧化碳气体，酒精和天然气中没有硫元素，不会产生有刺激性气味的气体；
（2） 酒精燃烧是酒精与空气中的氧气在点燃条件下生成水和二氧化碳，化学方程式为：C2H5OH+3O22CO2+3H2O
（3） ①步骤2中锥形瓶中是二氧化碳，白磷没有燃烧，而步骤4中通入了氧气，白磷燃烧，产生白烟，说明燃烧需要氧气，②由于开始装置中充入的是二氧化碳时装置总质量为m1，通入50mL氧气后，由于氧气的密度比二氧化碳的密度小，所以m1>m2，白磷燃烧是在密闭容器中进行，装置的总质量没有发生变化m2＝m3；
（4） 煤层自燃我们可以用隔绝空气的方法取土填埋，也可以用降低温度到着火点以下的原理用水灭火等方法合理均可；
（5）①影响铁燃烧的因素很多，主要有铁的表面积、氧气的浓度、温度等都会影响铁燃烧的生成物，②铁燃烧可能生成氧化亚铁、四氧化三铁、氧化铁等，采用极端假设法，5.6g铁燃烧完全生成以上三种物质的质量分别为7.2g、7.73g、8g，所以a的取值范围是：7.2g≤a≤8g。
【关键点解读】灭火就是破坏燃烧所需的一个或多个条件：
可燃物 →清除或移去可燃物
燃烧的条件 氧气 →隔绝氧气 灭火的原理
温度达到着火点→降低温度至着火点以下

3．市场上常见的苏打水有苏打气泡水和无汽苏打水两种。它们的主要成分中都含有碳酸氢钠，俗称小苏打，具有以下性质。
性质一：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（NaHCO3在50℃以上开始逐渐分解）
性质二：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
（1）苏打气泡水中含有大量二氧化碳，瓶盖一打开就有大量气泡产生，所以叫气泡水。无汽苏打水则不含二氧化碳，但小明认为他喝入体内也会产生二氧化碳，主要是利用了碳酸氢钠的性质 （选填“一”或“二”），理由是 。
（2）小明查阅了相关资料想自制苏打水，于是购买了一袋小苏打，包装袋上标注的碳酸氢钠含量是99%。真的有这么高吗？小明取了10克小苏打样品放入装置，逐次加入稀硫酸进行实验，得到相关数据。请通过计算帮助小明判断包装袋上的标注是否准确。（2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑）

序号
反应前
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀硫酸溶液质量/克
0
10
10
10
10
10
C装置中溶液总质量/克
100.0
101.1
102.2
103.3
104.4
105.0
（3）如果去掉装置B，测量结果将会 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）二，人体内不能达到50℃的温度或人体内有盐酸；（2）包装袋上的标注不准确；（3）偏大。
【分析】（1）根据题目中所给的信息和碳酸氢钠的性质分析；
（2）根据图中的实验过程。A装置硫酸与碳酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，B装置干燥二氧化碳气体，C装置吸收生成的二氧化碳，因此C装置中溶液增加量即为生成的二氧化碳气体，据二氧化碳的质量进行计算；
（3）根据装置的作用分析。
【解析】
解：（1）因为人体内不能达到50℃的温度，所以他喝入无汽苏打水体内也会产生二氧化碳不是受热分解，主要是因为人体的为中有盐酸，盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，因此喝入无汽苏打水体内也会产生二氧化碳；故填：二，人体内不能达到50℃的温度或人体内有盐酸；
（2）由题意得：生成二氧化碳的质量为105.0g﹣100.0g＝5.0g
设样品中碳酸氢钠的质量为x
2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑
168 88
x 5.0g
＝
x≈9.55g
样品中碳酸氢钠的质量分数为：×100%＝95.5%≠99%，因此包装袋上的标注不准确；
答：包装袋上的标注不准确；
（3）根据图中的实验过程。A装置硫酸与碳酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，B装置干燥二氧化碳气体，C装置吸收生成的二氧化碳，因此C装置中溶液增加量即为生成的二氧化碳气体，因此如果去掉装置B，则水蒸气也进入C装置，导致二氧化碳的质量增大，计算所得的碳酸氢钠的质量增大，测量结果将会偏大；故填：偏大。
【点评】本题考查了物质的性质以及根据化学方程式的计算，根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整。

4．1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成：往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的可燃空气。最终，拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。

（1）将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去 。
（2）将B装置收集到的可燃空气在氧气中点燃，生成了水，可燃空气的名称是 。
（3）若该实验中生成的黑色固体质量为m1，可燃空气的质量为m2，可燃空气完全燃烧生成水的质量为m3，如果水是由“氧元素”和“可燃空气元素”组成的，则m1、m2、m3三者应满足的关系是 。
【答案】（1）水蒸气 （2）氢气 （3）8/29m1+m2＝m3
【解析】
（1） 水蒸气与灼热的铁反应，生成黑色固体Fe3O4和“可燃空气”,水蒸气参加反应，会造成生成的气体不纯，为了收集到纯净的可燃空气，可将气体通过放在冷水中的铜管来除去水蒸气。
（2） 化学反应前后元素的种类不变，铁与水蒸气反应前有铁、氢、氧三种元素，生成四氧化三铁中有铁、氧两种元素，且气体具有可燃性，因此可燃空气的名称是氢气。
（3）黑色固体Fe3O4中氧元素的质量与可燃空气H2的质量之和等于生成水的质量，即×100%×m1+m2＝m3，即8/29m1+m2＝m3。

5. 小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎200mL注射器入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄氢气U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……

（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前操作是___________。
（2）装置末端连接的气球的作用是___________。
（3）实验过程中，当观察到___________现象时可判断一定有产物水生成。
（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为___________（用含有a式子表示）时，可判断氧化铜已完全转化为铜。
【答案】 ①. 通入氢气 ②. 收集尾气（或防止空气中水蒸气进入） ③. U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝 （4）0.8a。
【解析】
（1）氢气具有可燃性，不纯时点燃或加热可能产生爆炸，故做氢气还原氧化铜实验时要先通一段时间氢气将空气排净后再加热；
（2）装置末端连接的气球的作用是收集尾气或防止空气中的水蒸气进入。
（3）无水硫酸铜遇到水会变成蓝色，所以当观察到U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝现象时可判断一定有产物水生成。
（4） 解：设ag氧化铜完全反应生成铜的质量为x


x=0.8a，
故当b为0.8a时，可判断氧化铜已完全转化为铜。

6.下列实验均用到红磷或白磷，请分析并回答相关问题。

实验1测定空气里氧气的含量
实验2红磷燃烧前后质量的测定
实验3燃烧条件的实验
（1）实验1中红磷要过量的目的是___________。
（2）实验2中红磷___________（填“需要”或“不需要”）过量。
（3）实验1中，为达到实验目的，红磷___________（填“能”或“不能”）用铁丝替代。
（4）实验3水中白磷未燃烧的原因是___________。
【答案】 ①. 消耗完装置中的氧气 ②. 不需要 ③. 不能 ④. 白磷未与空气（或氧气）接触
【解析】
（1）实验1中红磷要过量的是为了消耗完装置中的氧气，这样就不会影响测定的结果；
（2）实验2中，根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，红磷的量不影响验证质量守恒定律，故实验2中红磷不需要过量；
（3）实验1中，为达实验目的，红磷不能用铁丝代替，因为铁丝不能在空气中燃烧，只能在纯氧中燃烧；
（4）实验3中，铜片上的白磷燃烧，是因为温度达到了白磷的着火点且与氧气接触，而热水中白磷未燃烧的原因是白磷未与空气（或氧气）接触。

7．某化学学习小组同学通过实验探究物质化学反应前后物质质量的变化。

【查阅资料】无水硫酸铜是一种白色固体，遇水变蓝色，可以检验是否有水，也可以吸收水。
【提出问题】反应前后物质的总质量存在什么关系？
【提出假设】参加化学反应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和相等。
【设计实验】甲同学设计的实验如A图所示，乙同学设计的实验如B图所示，他们反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察，甲同学观察到红磷燃烧时气球的变化是______。
【实验结论】甲认为：在化学反应中，生成物的总质量与参加反应的反应物的总质量相等；
乙认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等，你认为____（填：“甲”或“乙”）结论正确，请解释导致另一种结论错误的原因______。
【结论分析】请你从原子的角度说明质量守恒的原因：_______。
【反思拓展】
（1）小明设计了实验C来验证质量守恒定律，小刚认为该实验设计是错误的，原因是_______。
（2）实验D中镁条燃烧的化学方程式是____。丙同学发现镁条燃烧后生成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。丁同学对此提出了异议，丁同学的理由是____。
（3）应用质量守恒定律从元素的角度解释为什么不能“点石成金”。（石头的主要成分是CaCO3）________。
【交流应用】为了测定蜡烛的元素组成，小华设计了蜡烛燃烧实验并用下列装置吸收反应生成的二氧化碳和水，实验过程已省略。

测定质量结果如下表：

A装置
B装置
C装置
反应前的质量/g
65.9
80
105
反应后的质量/g
64.4
81.8
109.4
请根据实验数据计算：
（1）蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为_________。
（2）蜡烛中________（填：“含”或“不含”）氧元素。
【答案】 先膨胀后收缩 甲 反应中涉及到有气体的，实验时装置应该密闭 化学反应前后，原子质量、原子种类以及原子数目都保持不变 质量守恒定律只使用于化学变化，而酒精和水混合没有产生新的物质（答案合理即可） 根据质量守恒定律，反应生成物的质量应该等于参加反应的镁和氧气的质量之和，但是参加反应的氧气的质量没有称到，所以生成物的质量大于反应物镁条的质量（答案合理即可） 化学反应前后，原子种类持不变，所以元素的种类也不改变，而反应前石头中只含有钙、碳、氧元素，不含金元素，所以反应后也不会产生含金元素的物质 6:1 含
【解析】
设计实验：白磷燃烧放热，气压增大，导致气球膨胀，完全反应后温度降低，氧气消耗，气压减小，气球缩小，观察到白磷燃烧时气球的变化是先膨胀后缩小；
实验结论：甲结论正确，乙结论错误，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气是气体，散逸到了空气中，反应中涉及到有气体的，实验时装置应该密闭；
结论分析：质量守恒的原因是化学反应前后，原子的质量、原子的种类、原子的个数不变；
反思拓展：（1）小刚认为该实验设计是错误的，原因是酒精和蒸馏水混合发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释；
（2）实验D中镁条燃烧生成氧化镁，反应的化想方程式为：；丙同学发现镁条燃烧后生成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，丁同学对此提出了异议，丁同学的理由是根据质量守恒定律，反应生成物的质量应该等于参加反应的镁和氧气的质量之和，但是参加反应的氧气的质量没有称到，所以生成物的质量大于反应物镁条的质量；
（3）石头的主要成分是CaCO3，化学反应前后，原子种类持不变，所以元素的种类也不改变，而反应前石头中只含有钙、碳、氧元素，不含金元素，所以反应后也不会产生含金元素的物质；
交流应用：（1）无水硫酸铜具有吸水性，可以吸收蜡烛燃烧后产生的水蒸气，澄清的石灰水可吸收蜡烛燃烧后生成的二氧化碳气体，所以装置B和C增加的质量分别是水和二氧化碳的质量，反应后生成的水：81.8g-80g=1. 8g，反应后生成的二氧化碳：109.4g-105g=4. 4g，蜡烛中碳元素的质量为：，氢元素的质量为：，蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为1. 2g：0. 2g=6:1；
（2）参加反应的石蜡的质量是：65.9g-64.4g=1.5g，氧元素的质量是1.5g-1.2g-0.2g=0.1g，所以蜡烛中含氧元素。