Question

某校研究性學習小組的同學查閱化學史料時發(fā)現(xiàn)：
早在300多年前，英國化學家波義耳在一個敞口的容器中加熱一種金屬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后整個容器質(zhì)量增加了，由此得出反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒．之后，俄國化學家羅蒙諾索夫在密閉玻璃瓶內(nèi)燃燒金屬，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后整個容器質(zhì)量不變，由此得出反應(yīng)前后質(zhì)量守恒．
這兩位科學家的實驗相似，為何結(jié)論不同？該學習小組沿著科學家的足跡進行實驗探究，請你完成以下相關(guān)內(nèi)容：
（1）提出問題：兩位科學家得出不同的結(jié)論究竟與哪些實驗因素有關(guān)？
（2）假設(shè)：若用同種金屬、同一容器進行實驗，兩位科學家得出不同結(jié)論主要是由于

反應(yīng)容器敞開與密閉的差異

的緣故．
（3）實驗驗證：
已知：鈉在空氣中受熱燃燒生成過氧化鈉固體．

操作步驟及實驗現(xiàn)象	簡答
①在底部鋪有細沙的錐形瓶中，放入一小塊金屬鈉，塞緊橡皮塞，稱量，用砝碼使天平平衡．	稱量前需要 檢查天平是否平衡
②取下錐形瓶，放在墊有石棉網(wǎng)的三腳架上微熱，觀察到金屬鈉著火燃燒，冷卻后，再稱量．	稱量時觀察到 天平保持平衡
③將錐形瓶塞取出一會兒后，蓋上瓶塞，再稱量．	稱量時觀察到 天平指針向左偏轉(zhuǎn)

（4）得出結(jié)論：假設(shè)成立．
（5）交流與討論：依據(jù)以上實驗事實，解釋兩位科學家的實驗結(jié)論：

羅蒙諾索夫是在密閉容器內(nèi)實驗，金屬燃燒后質(zhì)量的增加來自瓶內(nèi)空氣中氧氣的減少，因此反應(yīng)后質(zhì)量不變

波義爾是在敞口容器中實驗，金屬燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣后，瓶外的空氣不斷補充流入瓶內(nèi)，因此反應(yīng)后容器內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量增加了

．
（6）拓展與提高：小組內(nèi)的同學又做了如下兩個小實驗．
①測定蠟燭燃燒前后的質(zhì)量：實驗前小組內(nèi)同學推測蠟燭燃燒后質(zhì)量會變輕，實驗結(jié)果與推測一致．原因是生成的二氧化碳和水蒸汽擴散到空氣中．請你接著分析，生成的二氧化碳和水蒸汽的總質(zhì)量

大于

（填“大于”、“等于”或“小于”）燃燒掉的蠟燭的質(zhì)量，原因是

二氧化碳和水的質(zhì)量應(yīng)該等于燃燒掉的蠟燭的質(zhì)量和參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量之和

．
②測定鎂條燃燒前后的質(zhì)量：實驗前小組內(nèi)同學推測燃燒后生成物的質(zhì)量比原來鎂條的質(zhì)量大，理由是

生成物氧化鎂的質(zhì)量應(yīng)該等于鎂條的質(zhì)量和參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量之和

．但實際測定的結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)質(zhì)量比原來鎂條的質(zhì)量減少了，請你幫他們分析可能的原因是

坩堝鉗上沾有一部分固體氧化鎂粉末

冒出的大量白煙損失掉一部分氧化鎂

．

Answer 1

分析：（2）容器是否敞口事關(guān)實驗結(jié)論的正確與否；
（3）加熱時鈉能夠燃燒；
（5）得到的實驗結(jié)論不同是由于容器敞口造成的；
（6）根據(jù)反應(yīng)物的質(zhì)量總和等于生成物的質(zhì)量總和進行解答；

解答：解：（2）兩位科學家得出不同的結(jié)論與容器是否敞口有關(guān)；
（3）加熱時鈉能夠燃燒生成過氧化鈉，故答案為：

操作步驟及實驗現(xiàn)象	簡答
①在底部鋪有細沙的錐形瓶中，放入一小塊金屬鈉，塞緊橡皮塞，稱量，用砝碼使天平平衡．	稱量前需要檢查天平是否平衡
②取下錐形瓶，放在墊有石棉網(wǎng)的三腳架上微熱，觀察到金屬鈉著火燃燒，冷卻后，再稱量．	稱量時觀察到天平保持平衡
③將錐形瓶塞取出一會兒后，蓋上瓶塞，再稱量．	稱量時觀察到天平指針向左偏轉(zhuǎn)

（5）羅蒙諾索夫是在密閉容器內(nèi)實驗，金屬燃燒后質(zhì)量的增加來自瓶內(nèi)空氣中氧氣的減少，因此反應(yīng)后質(zhì)量不變；波義爾是在敞口容器中實驗，金屬燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣后，瓶外的空氣不斷補充流入瓶內(nèi)，因此反應(yīng)后容器內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量增加了．
（6）①二氧化碳和水的質(zhì)量應(yīng)該等于燃燒掉的蠟燭的質(zhì)量和參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量之和，所以生成的二氧化碳和水蒸汽的總質(zhì)量小于燃燒掉的蠟燭的質(zhì)量；②生成物氧化鎂的質(zhì)量應(yīng)該等于鎂條的質(zhì)量和參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量之和，燃燒后生成物的質(zhì)量比原來鎂條的質(zhì)量大．質(zhì)量比原來鎂條的質(zhì)量減少了，可能的原因是坩堝鉗上沾有一部分固體氧化鎂粉末和冒出的大量白煙損失掉一部分氧化鎂．
故答案為：（2）反應(yīng)容器敞開與密閉的差異；
（3）①檢查天平是否平衡；②天平保持平衡；③天平指針向左偏轉(zhuǎn)；
（5）羅蒙諾索夫是在密閉容器內(nèi)實驗，金屬燃燒后質(zhì)量的增加來自瓶內(nèi)空氣中氧氣的減少，因此反應(yīng)后質(zhì)量不變；波義爾是在敞口容器中實驗，金屬燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣后，瓶外的空氣不斷補充流入瓶內(nèi)，因此反應(yīng)后容器內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量增加了．
（6）①大于；二氧化碳和水的質(zhì)量應(yīng)該等于燃燒掉的蠟燭的質(zhì)量和參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量之和．②生成物氧化鎂的質(zhì)量應(yīng)該等于鎂條的質(zhì)量和參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量之和；坩堝鉗上沾有一部分固體氧化鎂粉末；冒出的大量白煙損失掉一部分氧化鎂．

點評：在化學反應(yīng)中遵循質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量等于反應(yīng)后生成的物質(zhì)的質(zhì)量．