Question

【題目】小明通過閱讀《科學(xué)的歷程》知道質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)、曲折的過程。

歷程與思考

歷程一：早在1663年，英國(guó)化學(xué)家波義耳將金屬汞放在密閉容器里煅燒，打開容器蓋冷卻后稱量，得出的結(jié)論是物質(zhì)的總質(zhì)量增加了，導(dǎo)致波義耳與質(zhì)量守恒定律失之交臂你認(rèn)為質(zhì)量增大的原因是_____。

歷程二：1756年，俄國(guó)化學(xué)家羅蒙諾索素夫?qū)⒔饘馘a放在密閉容器里煅燒，發(fā)現(xiàn)總質(zhì)量和煅燒前沒有變化。

歷程三：1774年，拉瓦錫將45.0份質(zhì)量的氧化汞加熱分解，恰好得到了41.5份質(zhì)量的汞和3.5份質(zhì)量的氧氣，得到了與羅蒙諾索夫相同的結(jié)論，從而總結(jié)出了質(zhì)量守恒定律。拉瓦錫還通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)研究了_____，成就了化學(xué)史上的另一經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。

驗(yàn)證與拓展

為了驗(yàn)證科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量守恒定律，小明設(shè)計(jì)了如圖所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，

（實(shí)驗(yàn)步驟）

如圖所示，甲、乙實(shí)驗(yàn)，用砝碼使天平平衡后，隨即使其發(fā)生反應(yīng)，丙實(shí)驗(yàn)對(duì)石棉網(wǎng)和打磨干凈的鎂條進(jìn)行反應(yīng)前后的稱量。三組實(shí)驗(yàn)小明都進(jìn)行了規(guī)范的操作以及準(zhǔn)確的稱量和認(rèn)真觀察。請(qǐng)完成下表內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	反應(yīng)化學(xué)方程式
甲	_____
乙	_____	_____
丙	_____	_____

（實(shí)驗(yàn)分析）通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析，小明認(rèn)為實(shí)驗(yàn)甲遵守質(zhì)量守恒定律，而實(shí)驗(yàn)乙和丙不遵守質(zhì)量守恒。小組同學(xué)認(rèn)為小明這種說法不正確，請(qǐng)分析導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)乙和丙反應(yīng)前后稱量質(zhì)量不相等的原因_____。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）化學(xué)反應(yīng)都遵守質(zhì)量守恒定律。

請(qǐng)從微觀的角度分析化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒的原因是_____。

（實(shí)驗(yàn)拓展）小明查閱資料發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)甲得到的銅在工業(yè)上能與氯化銅溶液和鹽酸在50℃時(shí)反應(yīng)制作電路，生成物經(jīng)處理又能轉(zhuǎn)化為氯化銅。反應(yīng)如下：

①；②；③

（1）反應(yīng)②中X的化學(xué)式為_____。

（2）反應(yīng)①中氯化銅的質(zhì)量_____（填“=”或“<”或“>”）反應(yīng)③中氯化銅的質(zhì)量。

（3）反應(yīng)①結(jié)束后，進(jìn)行蒸發(fā)操作得到固體的質(zhì)量為10.66g，其中銅元素的質(zhì)量為6.4g該固體的成分為_____。

Answer 1

【答案】反應(yīng)過程中消耗瓶?jī)?nèi)氧氣，冷卻后壓強(qiáng)減小，當(dāng)打開容器蓋后，空氣進(jìn)入，總體質(zhì)量增加 空氣中氧氣的含量 鐵的表面有紅色物質(zhì)生成，溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色，天平仍平衡 白色粉末溶解，有大量氣泡產(chǎn)生，天平向右傾斜 發(fā)出耀眼白光，生白色固體，放熱 沒有把參加反應(yīng)的反應(yīng)物及生成物質(zhì)量全部計(jì)算在內(nèi) 反應(yīng)中原子數(shù)目、種類、質(zhì)量不變 HC1 < CuCl2、CuC1

【解析】

歷程一：將金屬汞放在密閉容器里煅燒，反應(yīng)過程中消耗瓶?jī)?nèi)氧氣，冷卻后壓強(qiáng)減小，當(dāng)打開容器蓋后，空氣進(jìn)入，總體質(zhì)量增加；導(dǎo)致得出結(jié)論是物質(zhì)的總質(zhì)量增加了；

歷程三：拉瓦錫還通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)研究了空氣中氧氣的含量；

實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)甲中是硫酸銅溶液與鐵的反應(yīng)得到紅色銅和氯化亞鐵溶液，故現(xiàn)象為：鐵的表面有紅色物質(zhì)生成，溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色，天平平衡；

實(shí)驗(yàn)乙是鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳?xì)怏w和水，現(xiàn)象為：白色粉末溶解，有大量氣泡產(chǎn)生，天平向右傾斜（左邊跑掉二氧化碳?xì)怏w）；方程式為：；

實(shí)驗(yàn)丙是鎂帶在空氣中燃燒生成氧化鎂白色固體，現(xiàn)象為：發(fā)出耀眼白光，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；方程式為：；

實(shí)驗(yàn)所有化學(xué)反應(yīng)都遵守質(zhì)量守恒定律，為什么實(shí)驗(yàn)乙和丙反應(yīng)前后稱量質(zhì)量不相等？因?yàn)橐抑猩�成的二氧化碳�(xì)怏w跑掉，沒有計(jì)算到生成物內(nèi)；丙中產(chǎn)生大量白煙也就是氧化鎂固體也有一部分飛散到空氣中，沒有計(jì)算在內(nèi)，該同學(xué)開始也只稱量了鎂的質(zhì)量，反應(yīng)的氧氣也沒有計(jì)算在內(nèi)；

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒歸根到底的原因是反應(yīng)前后原子數(shù)目、種類、質(zhì)量不變；

實(shí)驗(yàn)拓展：

（1）根據(jù)方程式，反應(yīng)前后同種原子個(gè)數(shù)相等，得X的化學(xué)式為：HCl；

（2）由①；②；③三個(gè)反應(yīng)可得如下關(guān)系：→→2→，故③中得到氯化銅的質(zhì)量是①中的2倍；

（3）由于發(fā)生反應(yīng)，故蒸發(fā)后得到固體一定含有CuCl；根據(jù)銅元素質(zhì)量為6.4g，可得固體中氯元素質(zhì)量為10.66g-6.4g＝4.26g，則固體中銅原子和氯原子個(gè)數(shù)比為：，而CuCl中銅原子與氯原子的個(gè)數(shù)比為＞，如果還有銅，只會(huì)使銅原子比例更大，不可能等于；CuCl2中銅原子與氯原子的個(gè)數(shù)比＜，CuCl和CuCl2的混合物中銅原子和氯原子的個(gè)數(shù)比是可能等于的，故固體的成分為CuCl2、CuC1。