内容正文:
3-2 化学反应 质量守恒定律
[答案见第187页]
一层基础训练
一、选择题
1.(2023·湖南邵阳)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,可节省石油资源,并在一定程度上减少汽车尾气污染。乙醇在空气中充分燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3X,试推测X的化学式是( )。
A.H2 B.H2O C.CO D.H2O2
2.(2024·青岛即墨一模)在一个密闭容器中放入M、N、Q、P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,关于此反应认识不正确的是( )。
物质
M
N
Q
P
反应前质量/g
18
1
2
32
反应后质量/g
X
26
2
12
A.反应后物质M的质量为5 g
B.物质Q可能是该反应的催化剂
C.反应中N、P的质量比为5∶4
D.该变化的基本反应类型是化合反应
3.(2023·湖北宜昌)下列现象能用质量守恒定律解释的是( )。
A.蔗糖溶于水后总质量不变
B.浓硫酸敞口放置质量增加
C.饱和硝酸钾溶液升温,溶液质量不变
D.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合,溶液质量减小
4.(2023·四川眉山)科学家利用某纳米纤维催化剂将二氧化碳转化为液体燃料甲醇(CH3OH),其微观示意图如下(图中的分子恰好完全反应)。下列说法错误的是( )。
A.生成物丙中碳元素的质量分数为37.5%
B.该反应的化学方程式为3H2+CO2CH3OH+H2O
C.生成物丙和丁的质量比为1∶1
D.该反应有助于实现“碳中和”
5.(2023·湖南邵阳)下列化学方程式书写正确的是( )。
A.S+O2SO2↑
B.KMnO4≜K2MnO4+MnO2+O2
C.Fe2O3+3CO═Fe2+3CO2
D.Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O
6.(2023·四川眉山改编)下列描述涉及反应的化学方程式正确的是( )。
A.服用含氢氧化铝的药物治疗胃酸过多:2Al(OH)3+3H2SO4═Al2(SO4)3+6H2O
B.用过氧化氢溶液制氧气:H2O2O2↑+H2O
C.将铁丝浸入稀盐酸中:2Fe+6HCl═2FeCl3+3H2↑
D.硫酸钠溶液与氯化钡溶液混合:Na2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2NaCl
7.(2024·河北)当前,氨气(NH3)的能源化应用逐渐成为研究热点。工业上常用氮气和氢气合成氨气,一定条件下,在密闭容器中加入反应物和催化剂进行该反应,反应前后各物质的质量如图所示,图中有两处被墨迹遮盖。下列说法正确的是( )。
A.反应后催化剂的质量为8 g
B.参加反应的氢气质量为6 g
C.氨气分子的微观示意图为
D.参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为4∶1
二、非选择题
8.(2023·广西)古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,“酢”即醋酸也;今有我国科研人员研究出制取醋酸(CH3COOH)的新方法。新方法的反应微观示意图如图所示:
(1)古法酿醋是用粮食经过发酵而成,发酵属于 变化。
(2)保持醋酸化学性质的最小微粒是 。
(3)新方法的反应化学方程式是 ;两种反应物共含有18 g碳元素,当生成醋酸质量最多时,消耗CO2的质量是 g。
(4)这一新方法的重要意义除了制取醋酸外,还有助于减缓 效应。
9.(2023·天津)写出下列反应的化学方程式。
(1)硫在氧气中燃烧:
;
(2)铜与硝酸银溶液反应:
;
(3)大理石与稀盐酸反应:
。
10.(2023·山东滨州)建立“宏观—微观—符号”之间的联系是学习化学的重要思维方法。下图是将二氧化碳转化成甲醇(CH3OH)的微观模拟示意图。请你结合图示内容,回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式: ,该反应中甲与丙的粒子数目之比为 。
(2)乙粒子构成的物质中氢元素的化合价为 。
(3)丁粒子构成的物质属于 (填“有机物”或“无机物”)。
11.(2023·湖北天门)现有O2、Fe、CO、稀硫酸、KOH溶液、CaCO3、MgCl2溶液七种物质,请选择适当的物质按照要求书写化学方程式(每种物质只能选用一次):
(1)化合反应: 。
(2)分解反应: 。
(3)置换反应: 。
(4)复分解反应: 。
12.(2023·江西)(1)万户飞天:明代万户飞天时用黑火药(含有硫、木炭和硝酸钾)作火箭燃料。黑火药属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)卫星发射:1970年我国首颗人造卫星“东方红一号”成功入轨。制造人造卫星常用到钛合金,工业制取钛(Ti)的一种方法:4Na+TiCl4Ti+xNaCl,式中x为 。
(3)载人航天:2003年“神舟五号”载人飞船成功发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼(C2H8N2)中氢、氮元素的质量比为 。
(4)探月探火:“祝融号”火星车发现火星低纬度地区存在液态水,为星际移民的能源供给提供了可能。利用太阳能电池电解水制氢气的化学方程式为 。
13.(2024·黑龙江一模)某化工厂以废金属(主要成分为Fe和Cu,表面有少量油污)为原料回收海绵铜,并制备氯化铁的流程图如下所示。
(1)洗涤的目的是除去废金属表面的油污,则试剂X可能是 (填字母)。
A.水 B.NaOH C.NaCl D.稀硫酸
(2)酸浸中发生反应的化学方程式为 。
(3)氧化中,反应的化学方程式为4FeCl2+4HCl+O24FeCl3+2R,则R的化学式为 。
(4)滤液甲中除NaNO2以外还一定含有的溶质是 (填化学式)。
二层能力提升
一、选择题
1.(2023·黑龙江龙东)煤油中含有噻吩(用X表示),噻吩具有令人不愉快的气味,其燃烧时发生反应的化学方程式表示为X+6O24CO2+SO2+2H2O,则噻吩的化学式为( )。
A.C4H4S B.C4H6S
C.CH4 D.C4H8S
2.(2023·山东滨州)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是( )。
A.物质甲是生成物
B.反应后乙物质的质量分数是18%
C.该化学反应中甲、乙两物质的质量比是14∶3
D.物质丁一定是该反应的催化剂
3.(2024·青岛西海岸二模)中国芯片蚀刻技术国际领先。用NF3进行硅芯片蚀刻时反应的微观示意图如下:
下列说法正确的是( )。
A.从微观构成看:四种物质均由分子构成
B.从守恒关系看:反应前后原子的种类、数目不变
C.从价态变化看:反应前后各元素的化合价不变
D.从表示方法看:反应的化学方程式为NF3+SiSiF4+N2
4.(2024·四川乐山)铁有多种氧化物,为探究其中一种氧化物FexOy的组成,某同学将m g FexOy和10 g CO置于密闭容器中在高温下发生反应。反应开始至某时刻,测得容器中部分物质的质量变化关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.a表示Fe的质量变化
B.n=5.6
C.FexOy中x∶y=2∶3
D.m≥11.6
5.(2023·黑龙江绥化)在化学反应A+2B═C+2D中,已知C和D的相对分子质量之比是22∶9,当6.4 g B与足量A完全反应后,生成3.6 g D。则在此反应中,B和C的质量比是( )。
A.8∶11 B.2∶11
C.16∶11 D.16∶9
6.(2024·江苏一模)物质甲被氧化为物质乙的过程如图所示。下列说法错误的是( )。
A.甲、乙完全燃烧的产物相同
B.转化中甲和氧气的分子个数之比为2∶1
C.反应前后原子种类没有改变
D.物质甲中碳元素的质量分数大于物质乙
7.(2024·安徽)某实验小组按图a装置验证质量守恒定律,一段时间后,发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是( )。
A.铁粉的质量 B.氮气的质量
C.氧元素的质量 D.固态物质的质量
8.(2023·黑龙江齐齐哈尔改编)下列图像能正确表示对应关系的是( )。
A B
C D
A.在充满空气的密闭容器中点燃一定质量的红磷
B.向两份质量相等且溶质质量分数相同的稀硫酸中分别加入足量的铁粉和锌粉
C.向氯化钙和盐酸的混合溶液中不断加入氢氧化钠溶液
D.等质量、等质量分数的过氧化氢溶液完全分解
二、非选择题
9.(2023·江西)兴趣小组对“化学反应前后物质的质量关系”进行探究,实验方案如下:
方案A 红磷燃烧
前后质量的测定 方案B 铁钉与硫酸铜溶
液反应前后质量的测定
【分析交流】
(1)方案A中红磷燃烧的现象为 ,方案B中铁与硫酸铜反应的化学方程式为 。两个方案反应前后天平均保持平衡,说明上述两个化学反应前后物质的总质量不变。
【发现问题】方案A中因有氧气参加反应,故采用密闭装置。但方案B中铁与硫酸铜反应,反应物和生成物都没有气体,为什么也要用密闭装置呢?
(2)于是在老师的指导下,小组同学再次实验,并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH,其数据如下图。分析图像可知,反应开始阶段溶液的酸性逐渐 (填“增强”或“减弱”),那么导致这一现象出现的原因又是什么?
【提出猜想】
猜想甲:硫酸铜溶液和铁作用所致;
猜想乙:硫酸铜溶液和空气作用所致;
猜想丙:硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。
【进行实验】
(3)为验证上述猜想,现提供如下用品:用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等,实验过程如下表,请完成表格中两处填空。
【反思拓展】
(4)通过以上探究活动,请分析方案B中用橡胶塞形成密闭装置的原因可能是
。
(5)蜡烛燃烧后固体质量减小,请设计实验验证该反应是否遵守质量守恒定律。写出你的简明方案:
。
10.(2024·黑龙江)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]受热分解产生三种氧化物B、C、D(分解过程中所有元素化合价保持不变)。已知,常温常压下B为液体、D为气体,I为HCl,J为磁铁矿的主要成分,K和N为常见的金属单质。它们之间的转化关系如图所示(部分反应条件和产物已略去)。
(1)写出碱式碳酸铜分解的化学方程式:
。
(2)C与盐酸发生化学反应的反应类型为 。
(3)M的化学式为 ;向L和M的混合溶液中加入一定量的K,充分反应后过滤,滤渣为纯净物,则滤液中溶质的成分可能有 (填数字)种情况。
(4)D与焦炭生成H的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应;反应中焦炭作 (填“氧化”或“还原”)剂。
(5)H与J反应生成K的化学方程式为 。
11.(2023·湖北咸宁)化学兴趣小组的同学为测定实验室里一瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数,进行了相关实验,实验数据记录如下:
过氧化氢
溶液34 g+二氧化
锰2 g固液残留
物35.2 g
请计算:
(1)生成氧气 g。
(2)此过氧化氢溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程)
12.(2023·山东德州)黄铜的主要成分是铜和锌,多用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等,某化学兴趣小组为了探究黄铜中铜的质量分数进行如下探究,根据图示实验过程和所提供的数据进行计算:
(1)生成氢气的质量为 。
(2)Cu-Zn合金中铜的质量分数。(写出计算过程)
13.(2023·黑龙江绥化)某同学取MgCl2和KCl固体混合物10.8 g,向其中加入115 g的水,使其完全溶解。将100 g一定质量分数的KOH溶液平均分成5等份,依次加入上述溶液中,生成沉淀的质量与KOH溶液的质量关系如下表:
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
KOH溶液 的质量/g
20
20
20
20
20
产生沉淀 的质量/g
1.45
m
4.35
5.8
5.8
请分析计算。
(1)表中m的值是 。
(2)所用KOH溶液中溶质的质量分数是多少。(写出计算过程)
(3)计算恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程)
14.(2023·四川广安)某化工产品是NaCl和NaOH组成的混合物。课外活动小组为测定该产品中NaCl的质量分数,进行了以下实验。取10.0 g该固体样品置于锥形瓶中,加入适量的水配成溶液,逐滴加入溶质质量分数为10%的稀盐酸,用pH传感器等电子设备测得滴加过程中溶液的pH与加入稀盐酸的质量关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)恰好完全反应时,消耗稀盐酸中溶质的质量为 g。
(2)计算样品中NaCl的质量分数。(写出计算过程)
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3-2 化学反应 质量守恒定律
【备考分层精练】
一层基础训练
1.B 2.A 3.D 4.C 5.D 6.D 7.B
8.(1)化学 (2)醋酸分子
(3)CO2+CH4CH3COOH 33 (4)温室
9.(1)S+O2SO2
(2)Cu+2AgNO3═2Ag+Cu(NO3)2
(3)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
10.(1)CO2+3H2CH3OH+H2O 1∶1
(2)0 (3)无机物
11.(1)2CO+O22CO2 (2)CaCO3CaO+CO2↑
(3)Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
(4)MgCl2+2KOH═2KCl+Mg(OH)2↓
12.(1)混合物 (2)4 (3)2∶7
(4)2H2O2H2↑+O2↑
13.(1)B (2)Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
(3)H2O (4)NaCl
二层能力提升
1.A 2.C 3.B 4.D 5.C 6.D 7.A 8.AB
9.(1)①剧烈燃烧,产生大量白烟,放出热量 ②Fe+CuSO4═FeSO4+Cu (2)增强 (3)5 丙 (4)防止溶液酸性增大与铁钉反应产生氢气使装置质量减小,无法验证质量守恒定律 (5)取一套装置气密性良好的集气瓶和带有燃烧匙的橡皮塞,将蜡烛固定在燃烧匙上,将蜡烛、橡皮塞、燃烧匙和集气瓶放在天平上称量后,放置在桌面上,点燃蜡烛迅速将蜡烛伸入集气瓶并塞紧橡皮塞,待蜡烛熄灭后将装置整体放在天平上称量,若质量不变,则遵循质量守恒定律
10.(1)Cu2(OH)2CO3≜2CuO+H2O+CO2↑
(2)复分解反应 (3)FeCl2 2 (4)吸热 还原
(5)4CO+Fe3O43Fe+4CO2
11.(1)0.8
(2)解:设此过氧化氢溶液中溶质的质量是x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 0.8 g
= 解得x=1.7 g
则此过氧化氢溶液中溶质的质量分数为×100%=5%
答:此过氧化氢溶液中溶质的质量分数为5%。
12.(1)0.2 g
(2)解:设Cu-Zn合金中锌的质量为x。
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.2 g
= x=6.5 g
铜的质量分数是×100%=75%
答:Cu-Zn合金中铜的质量分数是75%。
13.(1)2.9
(2)解:第四次恰好完全反应,此时加入氢氧化钾溶液的质量为80 g,生成沉淀氢氧化镁的质量为5.8 g,设80 g氢氧化钾溶液中氢氧化钾的质量为x。
MgCl2+2KOH═2KCl+Mg(OH)2↓
112 58
x 5.8 g
= x=11.2 g
所用KOH溶液中溶质的质量分数=×100%=14%
答:所用KOH溶液中溶质的质量分数是14%。
(3)解:恰好完全反应时,设参加反应的MgCl2的质量为y,生成KCl的质量为z。
MgCl2+2KOH═2KCl+Mg(OH)2↓
95 149 58
y z 5.8 g
= y=9.5 g
= z=14.9 g
所得溶液是氯化钾溶液,溶质质量分数=×100%=8.1%
答:恰好完全反应时,所得溶液的溶质质量分数是8.1%。
14.(1)7.3
(2)解:设参加反应的氢氧化钠的质量为x。
HCl+NaOH═NaCl+H2O
36.5 40
7.3 g x
=
x=8 g
则样品中NaCl的质量分数为×100%=20%
答:样品中NaCl的质量分数为20%。
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