化学规律建立在实验基础之上,质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。
(1)小东同学按照课本上的实验进行验证(如图所示)。一段时间后,可以观察到铁钉表面出现_____,其反应的化学反应方程式为__,反应前后天平读数不变,但溶液颜色变化不明显。
(2)小东想既能验证质量守恒定律,又能更快地观察到溶液颜色的变化,提出了以下设想:
(提出设想)设想一:增大硫酸铜溶液的浓度
设想二:用更活泼的金属锌代替铁钉
(实验验证)小东将以上实验进行了如下改进:
| 实验内容 | 实验现象 |
实验1 | 烧杯中换成饱和硫酸铜溶液 | ①几小时后溶液颜色几乎不变 ②天平读数不变 ③铁钉表面有变化 |
实验2 | 铁钉换成锌粒 | ①溶液颜色明显变浅 ②天平读数减小 ③锌粒表面有变化 |
(实验分析)(3)从以上现象分析,两个设想都不合适,其中按设想_____(填“一”或“二”)进行的实验能够验证质量守恒定律。
(4)实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是_____(填序号)。
A 铁与饱和硫酸铜溶液不反应
B 铁表面形成了一层氧化膜,阻止了反应的进一步进行
C 生成的铜快速沉积在铁表面,阻止了反应的进一步进行
D 水也参与了该反应,但饱和硫酸铜溶液中水太少
(5)实验2虽然很快观察到溶液颜色变化,但出现了反应后总质量减小的情况,老师提醒小东,硫酸铜溶液呈酸性,所以总质量减小的原因可能是____。
(6)小东通过反复实验和探究得出:向实验1的饱和硫酸铜溶液中加入等体积的水,将实验2中的烧杯换成如图所示装置,均能达到实验目的,但该装置中缺少一种物品,请你在装置图中画出____。
答案:
红色的固体 二 C 锌和酸反应放出氢气
【解析】
铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,锌和酸反应生成盐和氢气。
(1)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故一段时间后,可以观察到铁钉表面出现红色的固体,其反应的化学反应方程式为,反应前后天平读数不变,但溶液颜色变化不明显。
[实验分析]
(3)质量守恒定律是化学反应前后反应物的总质量等于生成物的总质量,锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,硫酸铜溶液显蓝色,铁钉换成锌粒,溶液颜色明显变浅,天平读数减小,锌粒表面有变化,说明发生了化学反应,可以验证质量守恒定律,故按设想二进行的实验能够验证质量守恒定律。
(4)A、铁与饱和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,故A不正确;
B、生成的铜快速沉积在铁表面,阻止了反应的进一步进行,而不是铁表面形成了一层氧化膜为氧化铁,阻止了反应的进一步进行,故B错误;
C、生成的铜快速沉积在铁表面,阻止了反应的进一步进行,故C正确;
D、铁和水不反应,则水不参与反应,故D不正确。故选BC。
(5)硫酸铜溶液呈酸性,锌和酸反应生成盐和氢气,所以总质量减小的原因可能是锌和酸反应放出氢气。
(6)硫酸铜溶液呈酸性,锌和酸反应生成盐和氢气,验证质量守恒定律,生成气体,需要在密闭容器中进行,应该用弹簧夹夹住导管,故图为。