Question

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

歷程與思考

歷程一：早在1663年，英國化學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，得出的結論是物質的總質量增加了，導致波義耳與質量守恒定律失之交臂你認為質量增大的原因是_____。

歷程二：1756年，俄國化學家羅蒙諾索素夫將金屬錫放在密閉容器里煅燒，發(fā)現(xiàn)總質量和煅燒前沒有變化。

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

驗證與拓展

為了驗證科學家們發(fā)現(xiàn)的質量守恒定律，小明設計了如圖所示的三個實驗，

（實驗步驟）

如圖所示，甲、乙實驗，用砝碼使天平平衡后，隨即使其發(fā)生反應，丙實驗對石棉網(wǎng)和打磨干凈的鎂條進行反應前后的稱量。三組實驗小明都進行了規(guī)范的操作以及準確的稱量和認真觀察。請完成下表內(nèi)容。

實驗	實驗現(xiàn)象	反應化學方程式
甲	_____
乙	_____	_____
丙	_____	_____

（實驗分析）通過對上述實驗的對比分析，小明認為實驗甲遵守質量守恒定律，而實驗乙和丙不遵守質量守恒。小組同學認為小明這種說法不正確，請分析導致實驗乙和丙反應前后稱量質量不相等的原因_____。

（實驗結論）化學反應都遵守質量守恒定律。

請從微觀的角度分析化學反應遵循質量守恒的原因是_____。

（實驗拓展）小明查閱資料發(fā)現(xiàn)，實驗甲得到的銅在工業(yè)上能與氯化銅溶液和鹽酸在50℃時反應制作電路，生成物經(jīng)處理又能轉化為氯化銅。反應如下：

①；②；③

（1）反應②中X的化學式為_____。

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

（3）反應①結束后，進行蒸發(fā)操作得到固體的質量為10.66g，其中銅元素的質量為6.4g該固體的成分為_____。

Answer 1

【答案】反應過程中消耗瓶內(nèi)氧氣，冷卻后壓強減小，當打開容器蓋后，空氣進入，總體質量增加 空氣中氧氣的含量 鐵的表面有紅色物質生成，溶液由藍色變?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 沒有把參加反應的反應物及生成物質量全部計算在內(nèi) 反應中原子數(shù)目、種類、質量不變 HC1 < CuCl2、CuC1

【解析】

歷程一：將金屬汞放在密閉容器里煅燒，反應過程中消耗瓶內(nèi)氧氣，冷卻后壓強減小，當打開容器蓋后，空氣進入，總體質量增加；導致得出結論是物質的總質量增加了；

歷程三：拉瓦錫還通過這個實驗研究了空氣中氧氣的含量；

實驗步驟：實驗甲中是硫酸銅溶液與鐵的反應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生成，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色，天平平衡；

實驗乙是鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、二氧化碳氣體和水，現(xiàn)象為：白色粉末溶解，有大量氣泡產(chǎn)生，天平向右傾斜（左邊跑掉二氧化碳氣體）；方程式為：；

實驗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：；

實驗所有化學反應都遵守質量守恒定律，為什么實驗乙和丙反應前后稱量質量不相等？因為乙中生成的二氧化碳氣體跑掉，沒有計算到生成物內(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，沒有計算在內(nèi)，該同學開始也只稱量了鎂的質量，反應的氧氣也沒有計算在內(nèi)；

實驗結論：化學反應遵循質量守恒歸根到底的原因是反應前后原子數(shù)目、種類、質量不變；

實驗拓展：

（1）根據(jù)方程式，反應前后同種原子個數(shù)相等，得X的化學式為：HCl；

（2）由①；②；③三個反應可得如下關系：→→2→，故③中得到氯化銅的質量是①中的2倍；

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