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称量化学反应:质量守恒定律

让石灰石与酸在天平上的烧瓶中反应,再打开烧瓶重复——并解释两者差异。

目标

验证密闭体系中质量守恒,并指出开放体系中“丢失”的质量去了哪里。

仪器与试剂

石灰石(大理石碎屑 CaCOX3\ce{CaCO3})、稀盐酸 HCl\ce{HCl}、带塞锥形瓶、电子天平。

步骤

  1. 选择“反应前”:记下装有 CaCOX3\ce{CaCO3} 和 HCl\ce{HCl} 的密闭烧瓶的天平读数。
  2. 切换到“反应后(仍密闭)”:混合物已冒泡,但请与第一步比较天平读数。
  3. 现在选择“打开烧瓶”:观察 COX2\ce{CO2} 逸出并读取新的质量。
  4. 总结:写出配平方程式 CaCOX3+2 HCl→CaClX2+COX2+HX2O\ce{CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O},并说明每一克的去向。

观察要点

  • 在密闭烧瓶中,冒泡前后天平读数相同:m前=m后m_{\text{前}} = m_{\text{后}}。
  • 打开瓶塞后读数约下降 3.8 g——正是逸出的 COX2\ce{CO2} 的质量。

讲解

反应中原子既不产生也不消灭,只是重新排列。密闭容器中所有产物都留在天平上,总质量不变——质量守恒定律(拉瓦锡)。打开烧瓶后气体逸出,天平只称量剩余部分。

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