4.2 化学反应中的质量关系（知识解读）-2024-2025学年九年级化学上册同步知识解读与专题训练（沪教版2024）

4.2 化学反应中的质量关系（知识解读）（原卷版） •知识点1 验证质量守恒定律实验 •知识点2 质量守恒定律及其应用 •作业 巩固训练 知识点1 验证质量守恒定律实验 实验1 红磷燃烧P + O2 → P2O5 （1）实验装置 （2）实验现象 红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。 反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，天平保持平衡。 （3）实验分析 ①气球变化的原因？ 结论：气球先胀大是因为红磷燃烧放热，后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气，使瓶内气体压强小于外界大气压； ②气球的作用是什么？ 红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒，能扩散到空气中，从而损失五氧化二磷；另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积，从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。 实验2:铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu （1）实验装置 步骤1：铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量 步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中，观察天平的平衡情况 （2）实验现象：铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色，反应前后，物质的总质量不变，天平保持平衡。 实验3:化学实验验证质量守恒定律的注意事项 实验方案 实验步骤： 1、小烧杯放碳酸钠粉末，小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。 2、倾斜试管，倒入稀盐酸，发生反应。 3、实验完成，称量m2。 实验步骤： 1、称量砂纸打磨镁条和石棉网质量m1。 2、在石棉网上方点燃镁条。 3、实验完成，称量m2。 实验现象 白色粉末溶解，有大量气泡迅速产生。 天平向右偏转。 产生白色固体(还有少量白烟产生)， 天平不平衡，发出耀眼的白光，放出 热量。 反应原理 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2 实验分析 由于镁条燃烧，消耗了空气中的氧气，生成氧化镁，根据质量守恒定律，应该是生成物氧化镁的质量等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和，所以实验理论结果应该是m2﹥m1。但是在实际反应时，镁条不仅和空气中的氧气反应，还和空气中的氮气发生反应生成氮化镁（Mg3N2），和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，所以反应后固体的质量可能增大。但伴随着白烟现象，如果逸散的白烟质量小于增加的气体质量，m1<m2，若相等，m1=m2，若逸散质量大于增加的气体质量，m1>m2。 实验结论 所有的化学反应均遵守质量守恒定律；有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成的反应），要验证质量守恒定律，必须在密闭容器里进行。 【典例1-1】下列验证质量守恒定律的实验中，能得出正确结论的是 A．白磷燃烧前后质量的测定（不考虑外力影响） B．蜡烛燃烧前后质量的测定 C．镁条燃烧前后质量的测定 D．碳酸钙与稀盐酸反应前后质量的测定 【典例1-2】如图是A、B两组同学分别设计的质量守恒定律的两个验证实验。请根据图示进行思考回答（假设A、B两组药品混合前质量均为m前、混合后质量均为m后）。 (1)A组药品混合前、后质量关系为：m前 m后（填“＞”或“=”或“＜”）。 (2)B组药品混合前、后质量关系为：m前＞m后，请解释原因 。 (3)有同学认为白糖和水混合前后的质量也相等，说明该实验也能验证质量守恒定律，这种说法对吗？ 为什么？ 。 【典例1-3】为探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变，在老师的指导下，同学们设计如下实验： (1)以上三个实验能用于验证质量守恒定律的是 （填字母）。 (2)甲组同学按图A装置进行实验，反应前，托盘天平的指针指向分度盘的中间：两种物质反应后，托盘天平的指针 （选填“向左”、“向右”或“不”）偏转，原因是 。 (3)同学们通过交流反思得到启示：用实验来探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，当有气体参加或生成的化学反应时，必须在 装置中进行。 (4)交流完，乙组同学又补做实验C，其中气球所起的作用为 ；实验过程中可观察到白磷燃烧、发出黄光，放出热量、 ，气球 ，反应后天平仍然平衡。该实验验证了大家的共识。 (5)请从微观的角度分析，在化学反应前后一定不变的是 （选填序号）。 ①分子种类  ②原子种类  ③原子数目  ④分子数目  ⑤分子质量  ⑥原子质量 【变式1-1】某兴趣小组同学使用下图所示实验装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。下列图像是组内同学绘制的实验过程中锥形瓶内物质质量与时间关系，其中正确的是 A． B． C．     D． 【变式1-2】化学是一门以实验为基础的学科。下列是初中化学课堂演示实验或学生分组实验的部分实验图示，请根据实验图示，按要求填空。 (1)实验①中，将溶液进行过滤的操作时，玻璃棒所起的作用是 。 (2)实验②中，用于测定空气中氧气的含量，实验所用的物质是 (填木炭、磷、铁粉)。 (3)实验③中，向装有硬水和软水的烧杯中滴入肥皂水搅拌，属于软水是 (填A或B)杯。 (4)实验④中，观察到烧杯中溶液逐渐变成红色，从微观分子角度分析，此现象可说明的结论是 。 (5)实验⑤验证了质量守恒定律，该实验能在敞口容器中进行的原因是 。 【变式1-3】红磷在初中化学实验中常被使用，请回答下列问题： (1)请写出红磷燃烧的化学方程式是 ，该反应的基本类型是 反应。 (2)实验①中，冷却后打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶，瓶中液面最终达到刻度线1，说明空气中氧气约占空气总体积的 。 (3)实验②中红磷是否需要足量？ (填“是”或“否”)。 (4)实验③中观察到烧杯I的热水中白磷不燃烧，烧杯II的热水中白磷燃烧，由此得出的结论是 。 知识点2 质量守恒定律及其应用 1、质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。 （1）适用范围：所有化学变化（物理变化不讨论质量守不守恒的关系）。 （2）守恒概念：质量守恒，不是体积、密度、分子个数等守恒。 （3）质量范围：所有参加反应的反应物质量（不包括没有反应完的部分和催化剂的质量）。 和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。 2、微观解释质量守恒定律的原因：电解水反应微观过程 （1）化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是：化学反应是分子破裂成原子，原子 重新组合成新的分子。 （2）化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。 （3）归纳化学变化前后变与不变： 3、质量守恒定律的应用 （1）求某种反应物或生成物的质量。 （2）推断反应物或生成物的组成（化学式）。 （3）推断反应物是否全部参加了反应。 （4）利用原子、分子知识解释质量守恒原因。 【典例2-1】中国科学院首创室温制氢方案，其反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的化学方程式是 B．反应前后原子数目、分子数目都不变 C．该反应前后氧元素的化合价不变 D．该反应过程中催化剂的质量和性质不变 【典例2-2】1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成水蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加，拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。 (1)此实验中参加化学反应的反应物有 。 (2)实验中收集到的可燃性气体可能是 。实验室点燃该气体前应进行的操作是 。 (3)拉瓦锡通过此实验推翻了“水是单一元素物质”的观点，从化学反应前后元素守恒的角度进行分析，你 (填“认同”或“不认同”)认同拉瓦锡的观点，理由是 。 【典例2-3】我国承诺：2030年“碳达峰”，2060年“碳中和”，体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2，被人为努力和自然过程所吸收。我国科学家在实验室实现以CO2和H2为原料人工合成淀粉(C6H10O5)n，若用44gCO2人工合成淀粉（假设反应过程中无含碳物质的加入和损失），理论上制得淀粉的质量为 g。 【变式2-1】在玻璃管两端同时放入蘸有浓氨水和浓盐酸的棉球，几秒钟后玻璃管内有一团白烟（如图所示），下列说法不正确的是 A．白烟是氯化铵的固体小颗粒 B．保持氨气化学性质的微观粒子是氨气分子 C．该实验说明分子在不断地运动 D．该实验说明化学反应前后分子和原子种类均不变 【变式2-2】甲烷在氧气充足时燃烧的化学方程式为 。在一定条件下，一定质量的甲烷与氧气恰好完全反应，生成了10.8g 水、4.4g 二氧化碳和xg一氧化碳，则 x= 。 【变式2-3】在盛有一定质量氧气的密闭容器中放入1.8g碳，给容器加热至无碳剩余。待冷却至室温后，将容器中的气体全部通过足量澄清石灰水，有白色沉淀生成，澄清石灰水增重4.4g。求反应后密闭容器内的气体种类及质量。 一、选择题 1．“碳循环”和“氧循环”是自然界中的重要循环，下列有关分析中，其中正确的    A．变化观：“碳循环”和“氧循环”主要发生物理变化 B．守恒观：“碳循环”和“氧循环”的过程中分子种类不变 C．微粒观：绿色植物的光合作用使自然界中的碳原子总数减少 D．平衡观：“碳循环”和“氧循环”有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 2．我国成功运行千吨级太阳燃料合成示范项目CH3OH—“液体阳光”，首次将太阳能转化成液体燃料甲醇(CH3OH)，为2060年实现“碳中和”目标迈出了坚实的一步。下列说法错误的是 A．“碳中和”中的“碳”指的是CO2 B．“液体阳光”项目实现了CO2变废为宝 C．参加反应的CO2、H2分子个数比为1∶4 D．参加反应的CO2和H2总质量与生成的CH3OH和H2O总质量相等 3．实验是学习化学的重要方法，实验可以培养学生的科学思维和推理能力。下列实验设计不能达到对应实验目的的是 A．验证CO2能使石蕊变红 B．验证质量守恒定律 C．验证蜡烛中含氢元素 D．探究可燃物燃烧的条件 4．下图为处理汽车尾气时发生反应的微观示意图。下列有关说法错误的是 A．该反应能使有害气体转化为无害物质 B．反应前后原子的种类、数目不变 C．反应物甲和乙均为氧化物 D．反应生成丙和丁的质量比为 5．在密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及时各物质质量变化情况如图所示，下列说法正确的是 A．该反应类型为分解反应 B．丙可能是催化剂 C．生成丁的质量 D．参加反应的甲、乙质量比为 6．下列有关化学观念的例证，说法正确的是 A．微粒观：水由2个氢原子和1个氧原子构成 B．守恒观：16g木炭在32g氧气中充分燃烧生成CO2的质量为48g C．结构观：氧原子与硫原子的最外层电子数相同，因而它们的化学性质相似 D．元素观：某物质在纯氧中完全燃烧只生成CO2和H2O，推知该物质由C、H、O元素组成 7．在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表，则关于此反应的认识不正确的是 物质 X Y Z W 反应前的质量（克） 2 1 16 16 反应后的质量（克） 19 待测 2 13 A．物质Y可能是该反应的催化剂 B．若X和Z的相对分子质量比为17：28，则反应中X与Z的计量数之比为1：2 C．参加反应的基本类型为化合反应 8．在密闭容器内有氧气、二氧化碳、水蒸气和一种未知物质W，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如表所示，则下列说法中错误的是 物质 氧气 二氧化碳 水蒸气 W 反应前质量/g 50 1 1 23 反应后质量/g 2 45 28 X A．X的值是0 B．该反应中的二氧化碳和水蒸气的质量比为44：27 C．该反应属于氧化反应 D．物质W的相对原子质量一定是23 二、填空题 9．2023年杭州亚运会的主火炬燃料为零碳甲醇(CH3OH)，是将工业尾气中的二氧化碳转化成甲醇燃料，实现了二氧化碳的资源化利用，其微观示意图如下图所示 (图中的微观粒子恰好完全反应)。构成物质丙的微观粒子属于 (填“分子”、“原子”或“离子”)；图中方框内物质丁的化学式为 。 10．按如图所示回答下列问题。 A．测定空气中氧气的含量 B．反应前后的质量测定 C．探究燃烧的条件 (1)如图A所示，如果实验成功，观察到集气瓶内水平面上升到 ；若实验不成功，则可能的原因是 (答一条即可)。 (2)如图B所示，反应时，烧杯内可观察到的现象是 ；反应后观察到天平不平衡，该反应 (填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律，天平不平衡的原因是 。 (3)图C所示实验中，根据Y型管左右两侧现象对比，可得到的实验结论是 ；该实验中，Y型管顶端气球的主要作用是 。 11．在一密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应后，测得反应后各物质的质量如下： 物质 A B C D 反应前质量/g 4 10 1 21 反应后质量/g 0 12 15 x (1)参加反应的物质是 ，反应后生成的物质是 。 (2)反应后D的质量x为 g。 12．根据化学知识，回答下列问题 (1)地壳中最多的金属元素是 ；空气中最多的元素是 。 (2)相同数目分子的二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3)的质量比为 。 (3)氧原子的相对原子质量为16，氧原子的质子数为 ，中子数为 。 (4)石墨作铅笔芯是由于 ；活性炭可用于净水，利用它的 性。 (5)质量守恒定律的六不变是 。 三、实验题 13．科学研究要敢于质疑，勇于创新，结合书本知识回答： 实验1：测定空气中氧气含量   实验2：验证质量守恒定律    实验3：探究的性质 (1)实验1：点燃酒精灯，观察到白磷燃烧，利用了粗铜丝的 性。若测得空气中氧气体积分数小于五分之一，可能原因是 。 (2)实验2：除铁钉表面有红色物质析出外，还观察到有无色无味气体产生的“异常”现象。结合质量守恒定律，该气体可能是 （单选，填序号）。 A．    B．    C．    D． 根据上述实验现象，你认为利用铁钉和硫酸铜溶液验证质量守恒定律时装置 （填“需要”或“不需要”）密闭。 (3)实验3：可观察到紫色石蕊溶液变红，原因是 ；能否由该装置中蜡烛自下而上依次熄灭，得出密度比空气密度大的结论？ （填“是”或“否”）。 14．化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验，验证质量守恒定律。 (1)实验一：称量装置和药品的总质量为m1保持装置密闭。使红磷燃烧，锥形瓶内的现象是 ，待装置冷却后。再次称量装置和药品的总质量为m2，m1与m2的大小关系是：m1 m2； (2)实验二：将气球中的碳酸钠粉末倒入稀盐酸后，观察到的现象是 ，白色固体消失。受浮力影响电子天平示数减小； (3)为克服实验二中气球受浮力的影响。在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置，用电子天平称量装置和药品的总质量，接下来的实验操作为 ，待反应结束后，再次称量装置和药品的总质量，电子天平示数不变； (4)化学反应遵守质量守恒定律，其微观原因是：反应前后原子的 没有改变， 没有增减， 没有变化。 15．在“质量守恒定律”的课堂教学中、甲、乙、丙、丁四个小组的同学分别做了A、B、C、D四个实验。他们都进行了规范的操作，准确的称量和细致的观察。 (1)A实验：在实验过程中观察到气球的变化是 。 (2)丙组同学认为C实验说明了质量守恒，请你从原子的角度说明守恒的原因： 。 (3)乙、丁两组同学得到的结论是：化学反应前后总质量不守恒。老师引导学生分析了B、D两个实验。你认为B实验天平不平衡的原因是 。实验D中理论上镁条燃烧后的质量应该比反应前增重，原因是 ，但在实际实验时，有的同学发现质量增重了、有的同学发现质量减轻了、还有的同学发现质量几乎没有变化，原因是 。 (4)通过上述实验，得到的启示是：有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时应该在 装置中进行实验。 16．【提出问题】蔗糖是我们生活中经常接触的一种食品，你知道蔗糖是由哪些元素组成的吗？ 【猜想】生活中，我们偶尔会看到蔗糖在锅里加热时间过长，呈黑色，因此猜想蔗糖中含碳元素，或许还有其他元素。 【收集资料】 (1)蔗糖属于有机化合物（一般是指含碳元素的化合物），有机化合物一般可以燃烧，受热易分解，这属于有机化合物的 （填“物理”或“化学”）性质。 (2)化学反应的微观实质是 ，因此在化学反应前后，原子的种类 （填“变多”“不变”或“变少”，下同），元素的种类 。 (3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 【设计实验】小明、小强分别设计了如下方案进行实验探究： 小明：将蔗糖在空气中点燃，分别用干燥的玻璃片和蘸有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方，观察现象。 小强：将蔗糖放在密闭无氧的容器中加强热，观察现象。 【实验现象】小明实验观察到的现象为：玻璃片上有水珠，澄清石灰水变浑浊。 小强实验的现象为：容器底部有黑色物质，容器壁上有水珠。 【结论】蔗糖是由 三种元素组成的。 【反思与评价】小明和小强两位同学的实验方案你会选择哪一个？ 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.2 化学反应中的质量关系（知识解读）（解析版） •知识点1 验证质量守恒定律实验 •知识点2 质量守恒定律及其应用 •作业 巩固训练 知识点1 验证质量守恒定律实验 实验1 红磷燃烧P + O2 → P2O5 （1）实验装置 （2）实验现象 红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。 反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，天平保持平衡。 （3）实验分析 ①气球变化的原因？ 结论：气球先胀大是因为红磷燃烧放热，后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气，使瓶内气体压强小于外界大气压； ②气球的作用是什么？ 红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒，能扩散到空气中，从而损失五氧化二磷；另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积，从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。 实验2:铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu （1）实验装置 步骤1：铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量 步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中，观察天平的平衡情况 （2）实验现象：铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色，反应前后，物质的总质量不变，天平保持平衡。 实验3:化学实验验证质量守恒定律的注意事项 实验方案 实验步骤： 1、小烧杯放碳酸钠粉末，小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。 2、倾斜试管，倒入稀盐酸，发生反应。 3、实验完成，称量m2。 实验步骤： 1、称量砂纸打磨镁条和石棉网质量m1。 2、在石棉网上方点燃镁条。 3、实验完成，称量m2。 实验现象 白色粉末溶解，有大量气泡迅速产生。 天平向右偏转。 产生白色固体(还有少量白烟产生)， 天平不平衡，发出耀眼的白光，放出 热量。 反应原理 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2 实验分析 由于镁条燃烧，消耗了空气中的氧气，生成氧化镁，根据质量守恒定律，应该是生成物氧化镁的质量等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和，所以实验理论结果应该是m2﹥m1。但是在实际反应时，镁条不仅和空气中的氧气反应，还和空气中的氮气发生反应生成氮化镁（Mg3N2），和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，所以反应后固体的质量可能增大。但伴随着白烟现象，如果逸散的白烟质量小于增加的气体质量，m1<m2，若相等，m1=m2，若逸散质量大于增加的气体质量，m1>m2。 实验结论 所有的化学反应均遵守质量守恒定律；有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成的反应），要验证质量守恒定律，必须在密闭容器里进行。 【典例1-1】下列验证质量守恒定律的实验中，能得出正确结论的是 A．白磷燃烧前后质量的测定（不考虑外力影响） B．蜡烛燃烧前后质量的测定 C．镁条燃烧前后质量的测定 D．碳酸钙与稀盐酸反应前后质量的测定 【答案】A 【详解】A、该反应在密闭环境中进行，能够验证质量守恒定律，故选项正确； B、蜡烛燃烧生成水蒸气和二氧化碳，没有在密闭环境中进行实验，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误； C、镁条燃烧生成白烟（MgO固体小颗粒），没有在密闭环境中进行试验，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误； D、碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳，也没有在密闭环境中进行实验，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误； 故选：A。 【典例1-2】如图是A、B两组同学分别设计的质量守恒定律的两个验证实验。请根据图示进行思考回答（假设A、B两组药品混合前质量均为m前、混合后质量均为m后）。 (1)A组药品混合前、后质量关系为：m前 m后（填“＞”或“=”或“＜”）。 (2)B组药品混合前、后质量关系为：m前＞m后，请解释原因 。 (3)有同学认为白糖和水混合前后的质量也相等，说明该实验也能验证质量守恒定律，这种说法对吗？ 为什么？ 。 【答案】(1)= (2)反应生成的CO2气体从烧杯中逸出，总质量减少 (3) 不对 因为两种物质未发生化学反应，所以不能验证质量守恒定律 【详解】（1）根据质量守恒定律，可知A组药品混合前、后质量关系为：：m前=m后。故填：=。 （2）稀盐酸与碳酸钠溶液反应有二氧化碳气体生成，生成的气体从烧杯中逸出，总质量减少，所以B组药品混合前、后质量关系为：m前＞m后。故填：反应生成的CO2气体从烧杯中逸出，总质量减少。 （3）质量守恒定律解释的是化学反应前后物质的质量关系，而白糖和水混合属于物理变化，所以该实验不能验证质量守恒定律。故填：不对；因为两种物质未发生化学反应，所以不能验证质量守恒定律。 【典例1-3】为探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变，在老师的指导下，同学们设计如下实验： (1)以上三个实验能用于验证质量守恒定律的是 （填字母）。 (2)甲组同学按图A装置进行实验，反应前，托盘天平的指针指向分度盘的中间：两种物质反应后，托盘天平的指针 （选填“向左”、“向右”或“不”）偏转，原因是 。 (3)同学们通过交流反思得到启示：用实验来探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，当有气体参加或生成的化学反应时，必须在 装置中进行。 (4)交流完，乙组同学又补做实验C，其中气球所起的作用为 ；实验过程中可观察到白磷燃烧、发出黄光，放出热量、 ，气球 ，反应后天平仍然平衡。该实验验证了大家的共识。 (5)请从微观的角度分析，在化学反应前后一定不变的是 （选填序号）。 ①分子种类  ②原子种类  ③原子数目  ④分子数目  ⑤分子质量  ⑥原子质量 【答案】(1)BC (2) 向右 反应装置是敞口容器，产生气体的逸散空气中，导致质量减少 (3)密闭 (4) 调节气压，防止瓶塞被冲开 冒白烟 先变鼓后变瘪 (5)②③⑥ 【详解】（1）碳酸钙与盐酸反应会产生二氧化碳气体，逸散到空气中，造成质量减轻，不能用于验证质量守恒定律；氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应前后烧杯内质量不变，所以可以用于验证质量守恒定律；白磷与氧气反应产生五氧化二磷，有气体参加反应，但装置密闭，反应前后锥形瓶内质量不变，所以可以用于验证质量守恒定律。 故选BC； （2）碳酸钙与盐酸反应会产生二氧化碳气体，逸散到空气中，造成质量减轻，所以天平指针偏向右； （3）用实验来探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，当有气体参加或生成的化学反应时，为防止气体进入装置造成质量增重或逸散到空气中造成质量减轻，必须在密闭装置中进行； （4）红磷燃烧会放出大量的热，造成气体受热膨胀，为防止瓶塞被冲开，造成气体逸出，所以实验时利用系气球的玻璃管，调节气压； （5）化学变化是分子分成原子，原子重新组合成新分子的过程，所以化学变化中原子的种类、数目、质量一定不变；分子种类一定反应变化，分子质量也发生了变化，分子个数可能会变，故选②③⑥。 【变式1-1】某兴趣小组同学使用下图所示实验装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。下列图像是组内同学绘制的实验过程中锥形瓶内物质质量与时间关系，其中正确的是 A． B． C．     D． 【答案】D 【详解】A、红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷，随着反应的进行，气体总质量减小，但是空气中氮气不参与反应，最终气体总质量不为0。A不正确； B、由于空气中氮气不参加反应，反应前后氮气质量不变。B不正确； C、固体红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，质量增加，完全反应后，固体质量不再发生变化。C不正确； D、根据质量守恒定律可知，化学反应前后，氧元素质量不变。D正确。 综上所述：选择D。 【变式1-2】化学是一门以实验为基础的学科。下列是初中化学课堂演示实验或学生分组实验的部分实验图示，请根据实验图示，按要求填空。 (1)实验①中，将溶液进行过滤的操作时，玻璃棒所起的作用是 。 (2)实验②中，用于测定空气中氧气的含量，实验所用的物质是 (填木炭、磷、铁粉)。 (3)实验③中，向装有硬水和软水的烧杯中滴入肥皂水搅拌，属于软水是 (填A或B)杯。 (4)实验④中，观察到烧杯中溶液逐渐变成红色，从微观分子角度分析，此现象可说明的结论是 。 (5)实验⑤验证了质量守恒定律，该实验能在敞口容器中进行的原因是 。 【答案】(1)引流（或引流，防止液体洒出等） (2)磷 (3)B (4)分子在不断运动 (5)反应过程中没有气体参与或生成 【详解】（1）过滤时，玻璃棒的作用是：引流； （2）实验②中，用于测定空气中氧气的含量，实验所用的物质是磷，因为磷只能与空气中的氧气反应，且生成物是固体，可以测定空气中氧气的含量，木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量，铁粉在空气中不能燃烧，无法测定空气中氧气的含量，故填：磷； （3）实验③中，向装有硬水和软水的烧杯中滴入肥皂水搅拌，硬水中浮渣多，泡沫少，软水中泡沫多，浮渣少，故属于软水的是B； （4）实验④中，观察到烧杯 A 中溶液逐渐变成红色，是因为浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子不断运动，当运动到A中时，氨气溶于水形成氨水，氨水显碱性，能使无色酚酞试液变红，故可说明的结论是：分子在不断运动； （5）该实验反应过程中没有气体参与或生成，化学反应前后，物质的总质量不变，故该实验能在敞口容器中进行。 【变式1-3】红磷在初中化学实验中常被使用，请回答下列问题： (1)请写出红磷燃烧的化学方程式是 ，该反应的基本类型是 反应。 (2)实验①中，冷却后打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶，瓶中液面最终达到刻度线1，说明空气中氧气约占空气总体积的 。 (3)实验②中红磷是否需要足量？ (填“是”或“否”)。 (4)实验③中观察到烧杯I的热水中白磷不燃烧，烧杯II的热水中白磷燃烧，由此得出的结论是 。 【答案】(1) 化合 (2) (3)否 (4)燃烧需要氧气 【详解】（1）红磷与氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，化学反应方程式为，满足“多变一”的特点，属于化合反应，故填：；化合； （2）实验①中，冷却后打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，瓶中液面最终达到刻度线1，说明空气中氧气约占空气总体积的，故填：； （3）实验②为验证质量守恒定律，红磷无需足量，故填：否； （4）实验③中观察到烧杯I的热水中白磷没有和氧气接触，不燃烧；烧杯II的热水中白磷与氧气接触，燃烧；故得出结论燃烧需要氧气，故填：燃烧需要氧气。 知识点2 质量守恒定律及其应用 1、质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。 （1）适用范围：所有化学变化（物理变化不讨论质量守不守恒的关系）。 （2）守恒概念：质量守恒，不是体积、密度、分子个数等守恒。 （3）质量范围：所有参加反应的反应物质量（不包括没有反应完的部分和催化剂的质量）。 和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。 2、微观解释质量守恒定律的原因：电解水反应微观过程 （1）化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是：化学反应是分子破裂成原子，原子 重新组合成新的分子。 （2）化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。 （3）归纳化学变化前后变与不变： 3、质量守恒定律的应用 （1）求某种反应物或生成物的质量。 （2）推断反应物或生成物的组成（化学式）。 （3）推断反应物是否全部参加了反应。 （4）利用原子、分子知识解释质量守恒原因。 【典例2-1】中国科学院首创室温制氢方案，其反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的化学方程式是 B．反应前后原子数目、分子数目都不变 C．该反应前后氧元素的化合价不变 D．该反应过程中催化剂的质量和性质不变 【答案】D 【分析】根据反应微观示意图可知，该反应的化学方程式是：。 【详解】A、由分析可知，该反应的化学方程式是：，故说法正确； B、由可知，该反应前后原子数目、分子数目都不变，故说法正确； C、该反应中氧元素的化合价都为-2价，即反应前后氧元素化合价不变，故说法正确； D、由催化剂的概念可知，反应前后催化剂的质量和化学性质不变，故说法错误。 故选D。 【典例2-2】1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成水蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加，拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。 (1)此实验中参加化学反应的反应物有 。 (2)实验中收集到的可燃性气体可能是 。实验室点燃该气体前应进行的操作是 。 (3)拉瓦锡通过此实验推翻了“水是单一元素物质”的观点，从化学反应前后元素守恒的角度进行分析，你 (填“认同”或“不认同”)认同拉瓦锡的观点，理由是 。 【答案】(1)铁、水 (2) 氢气/H2 验纯 (3) 认同 生成物中含有铁元素、氧元素和氢元素，反应物中铁只含铁元素，根据元素守恒，水中含有氢、氧元素 【详解】（1）将水加热成水蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体，则反应物有铁、水。 （2）水中含有氢、氧元素，铁中含有铁元素，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变，这些元素能组成的可燃性气体是氢气（H2）。 点燃氢气前，必须进行的操作是验纯，以防点燃不纯的气体引发爆炸。 （3）从化学反应前后元素守恒的角度进行分析，应认同拉瓦锡的观点，生成物氢气中含有氢元素，而铁转化为氧化物，氧化物是由两种元素组成的含有氧元素的化合物，则生成物中含有铁元素、氧元素和氢元素，反应物中铁只含铁元素，根据元素守恒，可知水中含有氢、氧元素。 故填：认同；生成物中含有铁元素、氧元素和氢元素，反应物中铁只含铁元素，根据元素守恒，可知水中含有氢、氧元素。 【典例2-3】我国承诺：2030年“碳达峰”，2060年“碳中和”，体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2，被人为努力和自然过程所吸收。我国科学家在实验室实现以CO2和H2为原料人工合成淀粉(C6H10O5)n，若用44gCO2人工合成淀粉（假设反应过程中无含碳物质的加入和损失），理论上制得淀粉的质量为 g。 【答案】27 【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，即二氧化碳中碳元素的质量等于生成淀粉中碳元素的质量，则用44gCO2人工合成淀粉的质量为，故填：27。 【变式2-1】在玻璃管两端同时放入蘸有浓氨水和浓盐酸的棉球，几秒钟后玻璃管内有一团白烟（如图所示），下列说法不正确的是 A．白烟是氯化铵的固体小颗粒 B．保持氨气化学性质的微观粒子是氨气分子 C．该实验说明分子在不断地运动 D．该实验说明化学反应前后分子和原子种类均不变 【答案】D 【详解】A、氨气和氯化氢气体反应生成氯化铵固体，观察到有白烟生成，所以白烟是氯化铵的固体小颗粒，故A正确； B、分子是保持物质化学性质的最小粒子，氨气是由氨气分子构成的，所以保持氨气化学性质的粒子是氨气分子，故B正确； C、两种物质没有直接接触但能发生反应，说明分子在不断运动，故C正确； D、反应前的分子是氯化氢分子和氨气分子，生成物的分子是氯化铵分子，所以反应前后分子种类发生改变，故D错误。 故选：D。 【变式2-2】甲烷在氧气充足时燃烧的化学方程式为 。在一定条件下，一定质量的甲烷与氧气恰好完全反应，生成了10.8g 水、4.4g 二氧化碳和xg一氧化碳，则 x= 。 【答案】 CH4+2O2CO2+2H2O 5.6 【详解】甲烷在氧气充足时燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O； 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类、质量不变，则甲烷的质量为(10.8g××100%)÷(×100%)=4.8g，4.8g甲烷中碳元素的质量为4.8g××100%=3.6g，4.4g二氧化碳中碳元素的质量为4.4g××100%=1.2g，则一氧化碳的质量为(3.6g-1.2g)÷(×100%)=5.6g； 故填：CH4+2O2CO2+2H2O；5.6。 【变式2-3】在盛有一定质量氧气的密闭容器中放入1.8g碳，给容器加热至无碳剩余。待冷却至室温后，将容器中的气体全部通过足量澄清石灰水，有白色沉淀生成，澄清石灰水增重4.4g。求反应后密闭容器内的气体种类及质量。 【答案】解：在盛有一定质量氧气的密闭容器中放入1.8g碳，给容器加热至无碳剩余，碳能在氧气中燃烧生成二氧化碳、一氧化碳。 澄清石灰水增重4.4g，即生成二氧化碳的质量为4.4g，其中含有碳元素的质量为4.4g××100%=1.2g。 生成一氧化碳气体的质量为(1.8g-1.2g)÷(×100%)=1.4g。 答：反应后密闭容器内的气体种类为二氧化碳和一氧化碳；其质量分别是4.4g、1.4g。 【分析】根据碳能在氧气中燃烧生成二氧化碳、一氧化碳，由题意将容器中的气体全部通过足量澄清石灰水，有白色沉淀生成，澄清石灰水增重4.4g，即生成二氧化碳的质量为4.4g，计算出二氧化碳含有碳元素的质量，进而可计算出生成一氧化碳的质量。 【详解】详解见答案。 【点睛】掌握质量守恒定律、有关化学式的计算、碳的化学性质是正确解答本题的关键。 一、选择题 1．“碳循环”和“氧循环”是自然界中的重要循环，下列有关分析中，其中正确的    A．变化观：“碳循环”和“氧循环”主要发生物理变化 B．守恒观：“碳循环”和“氧循环”的过程中分子种类不变 C．微粒观：绿色植物的光合作用使自然界中的碳原子总数减少 D．平衡观：“碳循环”和“氧循环”有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 【答案】D 【详解】A、自然界中的碳循环和氧循环主要通过动植物的呼吸，化石燃料的燃烧，植物的光合作用等，这些过程中均有新物质生成，属于化学变化，选项说法错误； B、“碳循环”和“氧循环”的过程中发生了化学变化，分子种类改变，选项说法错误； C、光合作用有新物质氧气生成，属于化学变化，根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，故绿色植物的光合作用不能使自然界中的氧原子总数增加，氧原子总数不变，选项说法不正确； D、碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，选项说法正确。 故选D。 2．我国成功运行千吨级太阳燃料合成示范项目CH3OH—“液体阳光”，首次将太阳能转化成液体燃料甲醇(CH3OH)，为2060年实现“碳中和”目标迈出了坚实的一步。下列说法错误的是 A．“碳中和”中的“碳”指的是CO2 B．“液体阳光”项目实现了CO2变废为宝 C．参加反应的CO2、H2分子个数比为1∶4 D．参加反应的CO2和H2总质量与生成的CH3OH和H2O总质量相等 【答案】C 【详解】A、碳中和一般是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”；“碳中和”中的“碳”指的是CO2，说法正确； B、“液体阳光”项目首次将太阳能转化成液体燃料甲醇(CH3OH)，实现了CO2变废为宝，说法正确； C、根据微观示意图可知，反应过程中有1个“”没有参加反应，参加反应的CO2、H2分子个数比为1∶3，说法错误； D、根据质量守恒定律可知，参加反应的CO2和H2总质量与生成的CH3OH和H2O总质量相等，说法正确。 故选C。 3．实验是学习化学的重要方法，实验可以培养学生的科学思维和推理能力。下列实验设计不能达到对应实验目的的是 A．验证CO2能使石蕊变红 B．验证质量守恒定律 C．验证蜡烛中含氢元素 D．探究可燃物燃烧的条件 【答案】A 【详解】A、将湿润的紫色石蕊小花放入二氧化碳中，紫色石蕊小花变红，不能说明二氧化碳能使石蕊变红，还可能是二氧化碳和水发生反应生成的物质使石蕊变红，符合题意； B、该实验中，红磷燃烧生成五氧化二磷，有新物质生成，属于化学变化，且该反应在密闭容器中进行，待冷却至室温后，天平平衡，可以验证质量守恒定律，不符合题意； C、将冷而干燥的烧杯放在蜡烛火焰上方，烧杯内壁有水雾出现，说明蜡烛燃烧生成了水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，水由H、O元素组成，反应物氧气由氧元素组成，说明蜡烛中含氢元素，不符合题意； D、铜片上的白磷与氧气接触，温度达到了着火点，燃烧，水中的白磷温度达到了着火点，但是隔绝氧气，不燃烧，说明燃烧需要与氧气接触，铜片上的白磷与氧气接触，温度达到了着火点，燃烧，红磷与氧气接触，温度没有达到着火点，不燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，可以探究可燃物的燃烧条件，不符合题意。 故选A。 4．下图为处理汽车尾气时发生反应的微观示意图。下列有关说法错误的是 A．该反应能使有害气体转化为无害物质 B．反应前后原子的种类、数目不变 C．反应物甲和乙均为氧化物 D．反应生成丙和丁的质量比为 【答案】D 【分析】如图所示，该反应是一氧化碳和一氧化氮在催化剂的条件下反应生成氮气和二氧化碳，化学方程式是：； 【详解】A、根据分析可知，反应物是一氧化氮和一氧化碳都是有毒的气体，而生成的二氧化碳和氮气无毒，因此该反应将有害气体转化为了无害的物质，选项正确； B、根据图示以及质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和数目不变，选项正确； C、氧化物是由两种元素组成的其中一种元素是氧元素的纯净物，根据分析可知一氧化碳和一氧化氮都是由两种元素组成其中一种是氧元素的化合物即氧化物，选项正确； D、根据分析计算 丙和丁的质量比是，选项错误； 故选：D。 5．在密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及时各物质质量变化情况如图所示，下列说法正确的是 A．该反应类型为分解反应 B．丙可能是催化剂 C．生成丁的质量 D．参加反应的甲、乙质量比为 【答案】B 【分析】根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。反应后质量增加的是生成物，反应后质量减少的是反应物，由图中信息可知：反应后丁质量增加了8g-1g=7g，是生成物；反应后乙质量减少了4g-2g=2g，是反应物；反应前后丙质量不变，则丙可能是该反应的催化剂，也可能是没有参与反应的杂质；反应后甲质量减少了6g-1g=5g，是反应物；故反应物是甲和乙，生成物是丁，符合“多变一”的特点，是化合反应。 【详解】A、由分析可知，反应物是甲和乙，生成物是丁，符合“多变一”的特点，是化合反应，故A说法错误； B、反应前后丙质量不变，则丙可能是该反应的催化剂，也可能是没有参与反应的杂质，故B说法正确； C、生成丁的质量8g-1g=7g，故C说法错误； D、参加反应的甲、乙质量比为（6g-1g）：（4g-2g）=5：2，故D说法错误； 故选：B。 6．下列有关化学观念的例证，说法正确的是 A．微粒观：水由2个氢原子和1个氧原子构成 B．守恒观：16g木炭在32g氧气中充分燃烧生成CO2的质量为48g C．结构观：氧原子与硫原子的最外层电子数相同，因而它们的化学性质相似 D．元素观：某物质在纯氧中完全燃烧只生成CO2和H2O，推知该物质由C、H、O元素组成 【答案】C 【详解】A、1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。A不正确； B、设：质量为的木炭在32g氧气中充分燃烧生成CO2。 ，，解得：=12g。则生成CO2的质量=12g+32g=44g。即12g木炭在32g氧气中充分燃烧生成CO2的质量为44g。B不正确； C、在原子中，最外层电子数相同，化学性质相似。所以氧原子与硫原子的最外层电子数相同，因而它们的化学性质相似。C正确； D、二氧化碳由碳、氧元素组成，水由氢、氧元素组成，所以某物质在纯氧中完全燃烧只生成CO2和H2O，推知该物质一定由C、H元素组成，可能含有氧元素。D不正确。 故选：C。 7．在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表，则关于此反应的认识不正确的是 物质 X Y Z W 反应前的质量（克） 2 1 16 16 反应后的质量（克） 19 待测 2 13 A．物质Y可能是该反应的催化剂 B．若X和Z的相对分子质量比为17：28，则反应中X与Z的计量数之比为1：2 C．参加反应的基本类型为化合反应 【答案】B 【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则2g+1g+16g+16g-19g-2g-13g=1g，反应后，X的质量增加，X是生成物，Y的质量不变，Y可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，Z的质量减小，Z是反应物，W的质量减小，W是反应物。 【详解】A、化学反应前后，Y的质量不变，Y可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，不符合题意； B、该反应中，生成X和参加反应的Z的质量比为：（19g-2g）：（16g-2g）=17:14，若X和Z的相对分子质量比为17：28，则反应中X与Z的计量数之比为：，符合题意； C、该反应中，X是生成物，Z、W是反应物，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意。 故选B。 8．在密闭容器内有氧气、二氧化碳、水蒸气和一种未知物质W，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如表所示，则下列说法中错误的是 物质 氧气 二氧化碳 水蒸气 W 反应前质量/g 50 1 1 23 反应后质量/g 2 45 28 X A．X的值是0 B．该反应中的二氧化碳和水蒸气的质量比为44：27 C．该反应属于氧化反应 D．物质W的相对原子质量一定是23 【答案】D 【详解】A、由表格中数据可知，参加反应的氧气的质量是50g-2g=48g，生成二氧化碳的质量为45g-1g=44g；生成水的质量是28g-1g=27g；根据质量守恒定律，参加反应的的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。参加反应的W的质量为44g+27g-48g=23g，X的值是0，故说法正确； B、由A中的分析可知该反应中的二氧化碳和水蒸气的质量比为44:27，故说法正确； C、该反应是W物质与氧气的反应，属于氧化反应，故说法正确； D、据质量守恒定律可知参加反应的W的质量为23g，该反应是23gW和48g氧气反应生成44g二氧化碳和27g水，可以求出氧气、二氧化碳、水的分子个数比为，由此可推断出W的化学式为C2H6O，该物质的相对分子质量为46，故说法错误； 故选D。 二、填空题 9．2023年杭州亚运会的主火炬燃料为零碳甲醇(CH3OH)，是将工业尾气中的二氧化碳转化成甲醇燃料，实现了二氧化碳的资源化利用，其微观示意图如下图所示 (图中的微观粒子恰好完全反应)。构成物质丙的微观粒子属于 (填“分子”、“原子”或“离子”)；图中方框内物质丁的化学式为 。 【答案】 分子 H2O 【详解】由微观示意图可知，丙是甲醇，甲醇由甲醇分子构成； 根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子种类及数目不变，由微观示意图可知，左边有6个氢原子、1个碳原子和2个氧原子，右边有4个氢原子、1个碳原子和1个氧原子，则丁中含有2个氢原子和1个氧原子，故丁的化学式为H2O。 10．按如图所示回答下列问题。 A．测定空气中氧气的含量 B．反应前后的质量测定 C．探究燃烧的条件 (1)如图A所示，如果实验成功，观察到集气瓶内水平面上升到 ；若实验不成功，则可能的原因是 (答一条即可)。 (2)如图B所示，反应时，烧杯内可观察到的现象是 ；反应后观察到天平不平衡，该反应 (填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律，天平不平衡的原因是 。 (3)图C所示实验中，根据Y型管左右两侧现象对比，可得到的实验结论是 ；该实验中，Y型管顶端气球的主要作用是 。 【答案】(1) 刻度1 装置漏气（或红磷量不足，合理即可） (2) 有大量的气泡产生 遵守 反应生成的二氧化碳逸出装置 (3) 可燃物燃烧需要达到着火点 防止红磷燃烧产生的五氧化二磷污染空气 【详解】（1）红磷将瓶中的氧气消耗后，瓶内的压强减小，所以烧杯内的水会进入集气瓶中，空气中氧气约占五分之一体积，则水会进入集气瓶剩余体积的五分之一，则瓶中水面会上升到刻度1处；实验失败：氧气的体积分数明显小于五分之一，可能原因是装置漏气、红磷量不足； 进入集气瓶内水的体积明显大于瓶内原空气体积的五分之一，可能的原因是：弹簧夹未夹紧、点燃红磷后伸入集气瓶中速度过慢等； （2）碳酸钠和盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳，则烧杯中的现象是有大量的气泡产生；化学反应都遵循质量守恒定律，则该反应遵守质量守恒定律；当反应后可观察到天平不平衡，其原因是反应生成的二氧化碳逸出装置； （3）红磷为可燃物，两侧都与空气充分接触，Y型管左侧被加热的红磷燃烧，而右侧红磷不燃烧，通过左右两侧对比，可得到的实验结论是可燃物燃烧需要达到着火点； 红磷燃烧放出热量，产生大量的白烟，白烟是五氧化二磷，所以该实验中，Y型管顶端气球的主要作用是防止红磷燃烧产生的五氧化二磷污染空气（或收集白烟）合理即可。 11．在一密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应后，测得反应后各物质的质量如下： 物质 A B C D 反应前质量/g 4 10 1 21 反应后质量/g 0 12 15 x (1)参加反应的物质是 ，反应后生成的物质是 。 (2)反应后D的质量x为 g。 【答案】(1) AD BC (2)9 【分析】由表中数据分析可知，反应后A的质量减少了，故A是反应物；反应后B的质量增加了，B是生成物；反应后C的质量增加了，C是生成物；由质量守恒定律可知，化学反应前后物质的总质量不变，则反应后D的质量为4g+10g+1g+21g-0g-12g-15g=9g，反应后D的质量减少，则D是反应物； 【详解】（1）由分析可知，参加反应的物质是AD，反应后生成的物质是BC； （2）由分析可知，反应后D的质量x为9g。 12．根据化学知识，回答下列问题 (1)地壳中最多的金属元素是 ；空气中最多的元素是 。 (2)相同数目分子的二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3)的质量比为 。 (3)氧原子的相对原子质量为16，氧原子的质子数为 ，中子数为 。 (4)石墨作铅笔芯是由于 ；活性炭可用于净水，利用它的 性。 (5)质量守恒定律的六不变是 。 【答案】(1) 铝元素/Al 氮元素/N (2)4:5 (3) 8 8 (4) 石墨质软且具有深灰色金属光泽 吸附 (5)原子质量、种类、个数不变；元素种类、质量不变；物质质量不变 【详解】（1）地壳中最多的金属元素是铝元素；空气中氮气含量最多，氮气是由氮元素组成，空气中最多的元素是氮元素。 （2）相同数目分子的二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3)，设其分子数为n，相同数目分子的二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3)的质量比=。 （3）氧原子的相对原子质量为16，质子数为8的原子叫做氧原子，氧原子的质子数为8，中子数+质子数=相对原子质量，中子数=16-8=8。 （4）石墨质软且具有深灰色金属光泽，可用作铅笔芯；活性炭表面具有疏松多孔的结构，具有吸附性，活性炭可用于净水，利用它的吸附性。 （5）质量守恒定律的六不变是原子质量、种类、个数不变；元素种类、质量不变；物质质量不变。 三、实验题 13．科学研究要敢于质疑，勇于创新，结合书本知识回答： 实验1：测定空气中氧气含量   实验2：验证质量守恒定律    实验3：探究的性质 (1)实验1：点燃酒精灯，观察到白磷燃烧，利用了粗铜丝的 性。若测得空气中氧气体积分数小于五分之一，可能原因是 。 (2)实验2：除铁钉表面有红色物质析出外，还观察到有无色无味气体产生的“异常”现象。结合质量守恒定律，该气体可能是 （单选，填序号）。 A．    B．    C．    D． 根据上述实验现象，你认为利用铁钉和硫酸铜溶液验证质量守恒定律时装置 （填“需要”或“不需要”）密闭。 (3)实验3：可观察到紫色石蕊溶液变红，原因是 ；能否由该装置中蜡烛自下而上依次熄灭，得出密度比空气密度大的结论？ （填“是”或“否”）。 【答案】(1) 导热 装置漏气等（合理即可） (2) A 需要 (3) 二氧化碳和水反应生成的碳酸显酸性 是 【详解】（1）通过加热铜引燃红磷，利用了铜的导热性；若测得空气中氧气体积分数小于五分之一，可能的原因有：装置漏气、白磷量不足或未冷却就打开止水夹等； （2）将铁钉放入硫酸铜溶液中，铁钉表面有紫红色物质析出，还有无色无味气体产生的“异常”现象，应该是铁与酸反应生成的氢气，故选A；反应过程中生成了气体，会逸出，所以利用铁钉和硫酸铜溶液验证质量守恒定律时装置是需要密闭； （3）通入CO2后，CO2与紫色石蕊溶液中的水反应生成碳酸（H2CO3），碳酸使紫色石蕊变红；蜡烛熄灭说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大。 14．化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验，验证质量守恒定律。 (1)实验一：称量装置和药品的总质量为m1保持装置密闭。使红磷燃烧，锥形瓶内的现象是 ，待装置冷却后。再次称量装置和药品的总质量为m2，m1与m2的大小关系是：m1 m2； (2)实验二：将气球中的碳酸钠粉末倒入稀盐酸后，观察到的现象是 ，白色固体消失。受浮力影响电子天平示数减小； (3)为克服实验二中气球受浮力的影响。在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置，用电子天平称量装置和药品的总质量，接下来的实验操作为 ，待反应结束后，再次称量装置和药品的总质量，电子天平示数不变； (4)化学反应遵守质量守恒定律，其微观原因是：反应前后原子的 没有改变， 没有增减， 没有变化。 【答案】(1) 剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量 等于 (2)有气泡产生，气球膨胀 (3)倾斜瓶子，使稀盐酸和碳酸钠混合 (4) 种类 数目 质量 【详解】（1）锥形瓶内红磷燃烧的现象：红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量，用气密性良好的不同装置进行实验，称量装置和药品的总质量为m1保持装置密闭，反应结束后冷却至室温，反应前后，没有物质进出，m1与m2的大小关系是：m1= m2； （2）碳酸钠与稀盐酸反应有气泡生成，将气球中的碳酸钠粉末倒入稀盐酸后，观察到的现象是有气泡生成，气球体积变大，白色固体小时； （3）稀盐酸与稀盐酸接触有气泡生成，在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置，用电子天平称量装置和药品的总质量，接下来的实验操作为倾斜瓶子，使稀盐酸和碳酸钠混合。 （4）化学反应遵守质量守恒定律，其微观原因是：反应前后原子的种类没有改变、数目没有增减，质量没有变化。 15．在“质量守恒定律”的课堂教学中、甲、乙、丙、丁四个小组的同学分别做了A、B、C、D四个实验。他们都进行了规范的操作，准确的称量和细致的观察。 (1)A实验：在实验过程中观察到气球的变化是 。 (2)丙组同学认为C实验说明了质量守恒，请你从原子的角度说明守恒的原因： 。 (3)乙、丁两组同学得到的结论是：化学反应前后总质量不守恒。老师引导学生分析了B、D两个实验。你认为B实验天平不平衡的原因是 。实验D中理论上镁条燃烧后的质量应该比反应前增重，原因是 ，但在实际实验时，有的同学发现质量增重了、有的同学发现质量减轻了、还有的同学发现质量几乎没有变化，原因是 。 (4)通过上述实验，得到的启示是：有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时应该在 装置中进行实验。 【答案】(1)先膨胀后变瘪 (2)反应前后原子的种类、质量和个数不变 (3) 生成的氧气逸散到空气中 反应消耗氧气 镁燃烧生成白烟 (4)密闭 【详解】（1）白磷燃烧放热，装置中的温度升高，压强增大，则气球膨胀，但随着氧气的消耗，且反应后会降温，则装置中的压强会减小，且最终小于开始时的压强，则小气球又变瘪。 （2）化学反应的实质为原子的重新组合，而反应前后，原子的种类、质量、个数都不变，则物质的总质量不变。 （3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，产生的氧气会逸散到空气中，则反应后质量减小，天平不平衡； 镁燃烧消耗氧气生成氧化镁固体，则反应后质量增大； 镁燃烧产生大量白烟，白烟会逸散到空气中，则反应后的质量可能增大，也可能减小或不变。 （4）由于气体的质量不易称量，则对于有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时应该在密闭装置中进行实验。 16．【提出问题】蔗糖是我们生活中经常接触的一种食品，你知道蔗糖是由哪些元素组成的吗？ 【猜想】生活中，我们偶尔会看到蔗糖在锅里加热时间过长，呈黑色，因此猜想蔗糖中含碳元素，或许还有其他元素。 【收集资料】 (1)蔗糖属于有机化合物（一般是指含碳元素的化合物），有机化合物一般可以燃烧，受热易分解，这属于有机化合物的 （填“物理”或“化学”）性质。 (2)化学反应的微观实质是 ，因此在化学反应前后，原子的种类 （填“变多”“不变”或“变少”，下同），元素的种类 。 (3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 【设计实验】小明、小强分别设计了如下方案进行实验探究： 小明：将蔗糖在空气中点燃，分别用干燥的玻璃片和蘸有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方，观察现象。 小强：将蔗糖放在密闭无氧的容器中加强热，观察现象。 【实验现象】小明实验观察到的现象为：玻璃片上有水珠，澄清石灰水变浑浊。 小强实验的现象为：容器底部有黑色物质，容器壁上有水珠。 【结论】蔗糖是由 三种元素组成的。 【反思与评价】小明和小强两位同学的实验方案你会选择哪一个？ 。 【答案】(1)化学 (2) 分子破裂，原子重新组合 不变 不变 (3) 碳、氢、氧 小强 【详解】（1）可以燃烧，受热易分解这些性质都需要通过发生化学变化才能表现出来，所以可以燃烧，受热易分解，这属于有机化合物的化学性质。故填：化学。 （2）化学反应的微观实质是分子破裂，原子重新组合。因此在化学反应前后，原子的种类不变，元素的种类不变。故填：分子破裂，原子重新组合；不变；不变。 （3）根据小强实验的现象可知，容器底部有黑色物质，说明蔗糖中含有碳元素；容器壁上有水珠，水由氢氧元素组成，说明蔗糖中含有氢元素、氧元素。即蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。由于小明的实验方案不严密，不能确定氧元素是否存在，所以小明和小强两位同学的实验方案选择小强的。故填：碳、氢、氧；小强。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$