内容正文:
重难点04 质量守恒定律
目录
1.命题趋势解读:明考情、知方向
2.核心知识脉络:搭基础、建体系
3.重难考点诠释:知重难、掌技巧、攻薄弱
考点01 推断物质的质量、元素组成
考点02 推断物质的化学式
考点03 质量守恒定律的综合应用
4.限时检测训练:重难通关、争分培优
三年考情分析
2025考向预测
1.题型与分值:在上海近三年中考化学试题里,质量守恒定律考查形式丰富,在试卷中占据一定比重,分值约 3-6 分。选择题常考查对质量守恒定律概念的理解.填空题多涉及利用质量守恒定律推导未知物质的化学式、元素组成,或根据反应前后物质质量变化进行简单计算,分值在 2-3 分。实验探究题则通过设计实验验证质量守恒定律,分析实验误差等方式考查,分值可达 2-3 分。
2.知识点考查重点:质量守恒定律的微观本质,即化学反应前后原子的种类、数目、质量不变,是考查热点。在根据化学方程式计算方面,常结合质量守恒定律,依据已知反应物或生成物的质量,计算其他物质的质量。
3.能力考查倾向:注重考查学生对知识的理解应用和逻辑推理能力。在复杂的化学反应情境中,学生需要准确运用质量守恒定律提取关键信息,建立解题思路。实验探究题则着重考查学生设计实验、观察实验现象、分析实验数据并得出结论的能力,以及对实验误差的分析与改进能力,培养学生科学探究的素养。
预测2025年中考会涉及以下考点考法:
1.情境多元化:可能会结合当下热门的环保话题,如碳循环过程中涉及的化学反应,利用质量守恒定律分析碳排放与碳吸收的关系;或者结合新能源材料研发,如锂电池充放电过程中的化学反应,考查物质质量变化和元素守恒
2.考查深度与综合性提升:在化学式推导方面,可能会出现更复杂的未知物质结构,需要学生综合考虑多种元素的化合价、原子成键规律以及质量守恒定律来确定化学式。化学方程式计算将与其他化学知识,如溶液中溶质质量分数计算、物质的纯度计算等深度融合。例如,在一个涉及化学反应的溶液体系中,既要求学生根据质量守恒定律计算反应中某物质的质量,又要结合溶液知识计算反应后溶液的溶质质量分数,全面考查学生的综合分析与计算能力。
考点01 质量守恒定律
1.内容:参加化学反应的各反应物的 等于 的质量总和。
2.微观原理:化学变化前后,原子的 类没有改变, 没有增减, 没有变化。
3.化学变化的实质:分子分解为 , 又重新组合成新的分子。
4.对定律的理解
(1)“化学反应”是前提。
质量守恒定律的适用范围是 ,不适用于物理变化,任何 都遵循质量守恒定律。
(2)“参加反应”是基础。
概念中明确指出是“参加反应”的各物质的质量总和,不参加反应的物质质量不能计算在内。
(3)“质量总和”是核心。
无论是参加反应的物质,还是反应后生成的物质,计算时不能漏掉任何一项。
(4)“质量守恒”是目的。
定律只适用于“质量”守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
5、定律的宏观、微观解释
化学反应的实质是参加反应的原子重新组合形成新物质的过程。
即化学反应前后 、 、 没有改变,因此,化学反应前后物质的总质量守恒。
微观解释质量守恒定律的原因:
电解水反应微观过程
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。
化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不变。
归纳化学变化前后变与不变:
考点02 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。
考向01 推断物质的质量、元素组成
1.(2025·上海杨浦·二模)对水的组成研究经历了漫长的过程。
(1)1766年,英国化学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”,写出反应的化学方程式 。1781年,卡文迪许改进了原来的实验方案,将“可燃空气”在氧气中燃烧,观察到火焰呈 ,同时有水雾产生。但他没能突破“燃素说”的束缚,错误地认为两种气体里都含有水这种“元素”。
(2)1785年,拉瓦锡将水蒸气通过1000多摄氏度红热的铁制枪管,获得了“可燃空气”和黑色固体,写出此反应的化学方程式 ,并解释枪管质量增重的原因是 。由此他认为水不是一种元素,而是 (填“单质”或“化合物”)。1787年,拉瓦锡命名这种“可燃空气”为 (填名称)。
(3)1800年英国科学家尼克尔森和卡里斯特尔用“伏打电池”,在常温下进行了水的电解实验获得成功,进一步证明了拉瓦锡的结论。由此得出水是由 组成的。
2.(2025·上海杨浦·二模)从多角度认识化学反应,有助于形成系统思维。如图是乙炔()燃烧反应的微观示意图。
(1)物质变化角度。
① 从微观角度分析,反应前后发生改变的微观粒子是 (填“分子”或“原子”)。若有0.1molO2参与反应,生成物中共含有氧原子约 个。写出乙炔燃烧的化学方程式 。
②从宏观角度分析,该反应产生了新物质。请设计实验验证其中一种产物:点燃纯净的乙炔气体, (写出后续操作、现象及结论)。
(2)能量变化角度。乙炔燃烧时,将化学能转化为 。
(3)反应条件角度。使用乙炔燃烧产生的火焰切割金属时,若有黑烟冒出,可 (填“调大”或“调小”)氧气的进气量,从而调控燃烧。请另列举一个调控化学反应的实例 。
3.(2025·上海奉贤·一模)奉贤博物馆今年展出了青铜器精品,被称为“中华第一灯”的西汉长信宫灯(图1)。其设计精妙,能防止空气污染保持室内清洁,又被称为环保灯。工作原理如图2所示。
(1)长信宫灯表面存在绿色铜锈[主要成分]。产生铜锈的过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。由 种元素组成,中约含 个碳原子。
(2)研究长信宫灯以动物脂肪(主要含碳、氢、氧元素)为燃料,燃烧产生的气体有 (任写一种)。
(3)长信宫灯的灯罩可自由开合,以调节进风量的大小。当有大量黑烟产生时,应 (选填“增大”或“减小”)进风口从而促进燃料充分燃烧。
(4)长信宫灯中盛放清水的作用是 。
4.(24-25九年级上·上海黄浦·期末)甲醇 (CH4O) 在常温下是一种液体,沸点为64.7℃,能作为燃料。可利用工业尾气中的二氧化碳与氢气反应制得甲醇,主要的生产过程如图所示。
Ⅱ中反应的化学方程式为:
(1)甲醇分子中,氢原子和氧原子的个数比为 。
(2)甲醇中所含碳元素的质量百分数为 %。
(3)I 的过程中气体分子之间的 发生了改变。
(4)Ⅱ中加入的催化剂含氧化铝等物质,氧化铝的化学式是 。
(5)Ⅲ中为了初步分离甲醇气体和水蒸气,可采用的一种物理方法是 。
(6)请写出用二氧化碳与氢气为原料,制取甲醇的一条优点 。
(7)甲醇也是一种储氢材料,在一定条件下,能与水反应产生氢气和二氧化碳。
一定量的甲醇和水恰好完全反应,判断所得氢气中氢元素的质量和反应物甲醇中氢元素质量的关系并说明理由。 。
5.(2024·上海·中考真题)人类对水的认识历经了不懈的探索。
(1)18世纪,科学家将制得的氢气点燃,观察到氢气燃烧时火焰呈 色,并证明了生成物为水,但他们并不知道可燃物燃烧是与氧气发生反应。根据当时的认识和实验,所能获得的结论用现在的语言可表达为“水中含 (元素符号)”。
(2)氧气的发现解释了燃烧的本质,进而揭示了水不是一种单质。
①氧气在空气中的体积分数约为 。
②氢气在空气、氧气中都能燃烧,通过 (填基本反应类型)生成水。
③从实验设计的严谨性出发,若要证明“水的元素组成”,应使氢气在 (选填“空气”或“氧气”)中燃烧。
(3)电解水实验也能证明水的组成,电解时每生成32g氧气的同时,生成 氢气。
(4)经大量实验最终确认了水的化学式是。某课题组通过实验将水分解成了一种化合物Y和,欲根据该实验相关物质的数据确定Y中各原子的个数比,需获取的数据有 。
考向02 推断物质的化学式
6.(2025·上海松江·二模)醋是中国传统的调味品,有着悠久的酿造历史。《本草纲目》记载了用粟米等谷物制米醋的过程。
(1)粟米经过粉碎和发酵等过程制得米醋。粟米粉碎过程,属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)醋酸(CH3COOH)是由 种元素组成,0.25molCH3COOH中约含 个氢原子。
(3)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:
①该反应中CH4属于 (选填“无机物”或“有机物”)。写出该反应的化学方程式: 。
②若生成0.1mol醋酸,消耗CO2的质量是 克。
③新方法制取醋酸的优点是 。(写出一点即可)
7.(24-25九年级上·上海杨浦·期末)天然气的综合利用是重要的研究课题。
(1)天然气属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源,其主要成分为甲烷(CH4),甲烷完全燃烧生成二氧化碳的化学方程式是 。
(2)天然气中含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢在催化剂作用下能与甲烷反应,其反应微观示意图如下:
甲中氢元素的存在形态为 (填“化合态”或“游离态”)。参加反应的甲和乙的物质的量之比是 。若反应生成0.5mol丙,则它的质量是 g,约含有 个丙分子。
(3)甲烷与水蒸气催化重整生成氢气的部分流程如图所示:
①甲烷和水蒸气在高温及催化剂的作用下反应的化学方程式是 。
②氢气可以通过钯膜,而其他气体却无法通过。推测氢分子的直径比一氧化碳分子 (填“大”或“小”)。钯膜除了作催化剂外,还能起 作用。
③尾气中可循环利用的物质有 。
8.(24-25九年级上·上海黄浦·期末)获得氧气的方法有多种。
(1)实验室选择制取氧气的原料,从物质组成角度分析,均需满足的一点是 。
(2)用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气。如图检查装置气密性,最适宜的方法是 (选填编号)。
(3)写出氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气的化学方程式 。
(4)某款简易家用制氧机的产氧原料是双氧水,写出不选用氯酸钾的一条理由。
(5)过氧化钙 (CaO2)可作鱼塘的增氧剂,夏季鱼塘容易出现缺氧的原因是 。
(6)过氧化钙能与水缓慢反应生成氧气,请配平化学方程式。
(7)某鱼塘在水中加入了30mol 过氧化钙,最多可使水中增加钙元素 g。
9.(24-25九年级上·上海宝山·期末)化学使生活更美好,生活中处处有化学。
(1)自来水生产中常用液氯 (Cl2) 作消毒剂、明矾作絮凝剂。Cl2+H2O=HClO+X反应生成的 HClO具有杀菌消毒作用,X的化学式为 ;明矾是 KAl(SO4)2·12H2O的俗称,KAl(SO4)2·12H2O中结晶水分子数为 个。
(2)我国的能源结构以煤炭为主。煤炭未脱硫易引发 ;煤的综合利用方法之一是煤液化,产物为汽油、煤油等液态燃料,写出一种提高液态燃料的利用率的方法 。
(3)山梨酸 (C6H8O2) 是一种高效安全防腐保鲜剂。山梨酸中含有 种元素,山梨酸的靡尔质量为 ,0.5 mol 山梨酸中含有 个氧原子。
10.(24-25九年级上·上海松江·期末)古代铜匠以孔雀石和木炭为原料炼铜。
(1)孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,Cu2(OH)2CO3由 种元素组成,0.5molCu2(OH)2CO3含 个铜原子。
(2)冶炼时,首先将孔雀石灼烧分解成氧化铜,然后高温下将木炭与氧化铜混合炼铜,写出木炭和氧化铜反应化学方程式 ,反应后固体的质量 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)木炭与氧化铜反应不能用于实验室制取二氧化碳,理由是 。写出实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式 。
考向03 质量守恒定律的综合应用
11.(2025·上海松江·二模)醋是中国传统的调味品,有着悠久的酿造历史。《本草纲目》记载了用粟米等谷物制米醋的过程。
(1)粟米经过粉碎和发酵等过程制得米醋。粟米粉碎过程,属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)醋酸(CH3COOH)是由 种元素组成,0.25molCH3COOH中约含 个氢原子。
(3)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:
①该反应中CH4属于 (选填“无机物”或“有机物”)。写出该反应的化学方程式: 。
②若生成0.1mol醋酸,消耗CO2的质量是 克。
③新方法制取醋酸的优点是 。(写出一点即可)
12.(24-25九年级上·上海杨浦·期末)天然气的综合利用是重要的研究课题。
(1)天然气属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源,其主要成分为甲烷(CH4),甲烷完全燃烧生成二氧化碳的化学方程式是 。
(2)天然气中含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢在催化剂作用下能与甲烷反应,其反应微观示意图如下:
甲中氢元素的存在形态为 (填“化合态”或“游离态”)。参加反应的甲和乙的物质的量之比是 。若反应生成0.5mol丙,则它的质量是 g,约含有 个丙分子。
(3)甲烷与水蒸气催化重整生成氢气的部分流程如图所示:
①甲烷和水蒸气在高温及催化剂的作用下反应的化学方程式是 。
②氢气可以通过钯膜,而其他气体却无法通过。推测氢分子的直径比一氧化碳分子 (填“大”或“小”)。钯膜除了作催化剂外,还能起 作用。
③尾气中可循环利用的物质有 。
1.(2025·上海青浦·二模)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,装置中固体质量的变化如图所示.下列说法正确的是
A.点处固体成分是氯酸钾和氯化钾
B.反应过程中,固体中氯元素的质量保持不变
C.反应过程中,在固体中的质量分数保持不变
D.原混合物中氧元素质量分数等于
2.(2025·上海长宁·二模)实验室可用酒精(化学式为)喷灯煅烧石灰石(主要成分为)制取生石灰,以下说法正确的是
A.在上方罩上一只内壁涂有澄清石灰水的烧杯,一段时间后,石灰水变浑浊,说明石灰石分解产生了二氧化碳
B.在上方罩上一只内壁干燥的烧杯,一段时间后,烧杯内壁出现小液滴,该液滴不是分解产生的
C.取少量煅烧后石灰石表面的固体,依次滴加水和酚酞,溶液变红色,说明石灰石已完全分解为生石灰
D.向煅烧后的石灰石表面滴加滴稀盐酸,未产生气泡,说明石灰石已完全分解为生石灰
3.(2025·上海嘉定·二模)观察水发生变化的微观示意图,下列说法正确的是
A.①的变化中,水分子本身发生改变
B.②的变化中,分子、原子都没有改变
C.水通电时,氧气与氢气的体积比为2:1
D.水通电时,参加反应的水与生成气体的质量比为1:1
4.(24-25八年级下·上海闵行·期中)如图是两个关于水的实验,有关说法正确的是
A.实验一试管2中得到的气体能燃烧
B.实验一中反应前后原子的种类和个数均改变
C.实验一中试管1、2中产生气体的质量之比是
D.实验二中水变化前后分子的种类不变
5.(2025·上海金山·二模)如图为某反应的微观示意图,下列说法正确的是
A.反应后原子个数减少 B.该反应属于置换反应
C.甲物质属于有机物 D.生成物丙、丁的物质的量之比为1∶1
6.(24-25八年级上·上海崇明·期末)蔗糖是我们生活中经常接触的一种食品添加剂,同学们对蔗糖的成分展开探究。
【分析生活实例】
生活实例:生活中,我们偶尔会看到蔗糖在锅里加热时间过长会变成黑色物质(炭黑)。
(1)资料:蔗糖属于有机化合物(含碳元素的化合物,CO、CO2、含碳酸根的化合物等除外),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)初步猜想:蔗糖中除含有 元素,还含有其他元素。
【实验探究】
实验步骤
实验现象
方案一
在空气中点燃蔗糖,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。
干燥的玻璃片上有液体(可确定为水),澄清石灰水变浑浊。
方案二
将蔗糖放在真空、密闭的容器中加强热,观察现象。
容器底部有黑色固体物质(炭黑),容器壁上有液体(可确定为水)。
(3)结论和反思:蔗糖是由 三种元素组成的。
(4)你会选择 (填“方案一”或“方案二”)的实验方案,原因是 。
7.(24-25九年级上·上海徐汇·阶段练习)实验室有一瓶敞口放置的氧化钙,兴趣小组猜测该氧化钙可能变质。
【实验一】
(1)小明为确定该瓶氧化钙的成分进行了实验探究,如表所示:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量该氧化钙样品于烧杯中,加水搅拌,静置,取上层清液滴加紫色石蕊试液
①烧杯壁变热,溶液显蓝色
样品中含有CaO和Ca(OH)2
②烧杯底部有白色固体
样品中含有CaCO3
小组讨论后,认为:“现象①”不足以证明样品中有氢氧化钙,原因是 (用化学方程式表示);“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙,原因是 。
【实验二】测定该瓶氧化钙的成分,取10.0g固体进行如下实验。
已知:氢氧化钙高温下能分解:Ca(OH)2CaO+H2O↑
碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
连接装置,通一会儿空气,观察到C、D的质量不变时,点燃酒精喷灯,反应至C、D的质量不再增加,继续通空气至装置冷却。测得C增重0.9g,D增重1.1g。
(2)实验前后通入空气的目的分别是 、 。
(3)根据实验,该氧化钙样品中的成分是 ,其中氧化钙的质量分数是 。
(4)兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应,再蒸发制取产品氯化钙固体,与变质前的氧化钙相比,变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量是否会有影响,为什么? 。
8.(2023·上海浦东新·二模)某固体粉末中可能含有铁粉、木炭粉、碳酸钠、氯化钠、氧化铜中的一种或几种。
(1)为确定该固体粉末的成分,进行如下实验:
Ⅰ、固体A的化学式为 。
Ⅱ、滤液C中一定含有的溶质是 。
Ⅲ、为确定滤液C中可能含有的溶质,你的实验方案是 (写出实验操作、可能的现象和结论)。
为判断固体D的成分,进行如下实验,谓完成实验记录。
(2)为测定固体D中碳元素的含量,取3.0克固体D进行实验,装置如下图所示。(木炭粉中的杂质及空气中CO2对实验的影响忽略不计)
通入足量O2,点燃酒精灯,使固体充分燃烧,反应结束后继续通入O2至乙中质量不再增加。实验前后乙装置中溶液增重4.4g,丙中始终未出现浑浊。
Ⅰ、写出乙处反应的化学方程式 。
Ⅱ、根据乙装置中溶液增重4.4g,能否确定固体D中碳元素的含量,请分析说明 。
9.(22-23九年级上·上海浦东新·期末)“天宫课堂”由中国航天员担任“太空教师”,以青少年为主要对象,采取天地协同互动方式进行太空授课。课堂上演示了许多有趣的实验。
(1)水球光学实验使用了“人造空气”,“人造空气”中氧气、氮气、二氧化碳的体积分数分别为 21%、78%、0.7%。上述气体中可供给呼吸的是 。
(2)太空“冰雪”实验:从一个袋子中缓缓挤出一个圆圆的液体球,随后用沾有晶体粉末的小棒触碰一下,液体球迅速“结冰”,成为一个通体洁白的“冰球”悬浮在空中。液体球“结冰”实际是溶液中析出了晶体。无论降温结晶还是蒸发结晶,饱和溶液析出晶体后,一定减小的是 。(填字母序号)
A.溶质质量 B.溶剂质量 C.溶质的质量分数
(3)地面分课堂的同学提出问题:“在空间站里,氧气和二氧化碳是怎么循环的呢?”下图展示了空间站中氧气和二氧化碳的循环流程。
i .在氧气生成系统中,运用电解水的方法制氧气,反应的化学方程式是 ,每位航天员每天大概会消耗 25 mol 氧气,需要电解 g 水。
ii .在萨巴蒂尔反应系统中,发生的反应为,则 X 的化学式为 ,构成 X 的微粒是 (填名称)。
(4)机场、车站等公共场所设有许多直饮水机,能将自来水进一步净化处理得到可直接饮用水,其处理水的过程如下图所示。紫外线灯管照射的作用是 ,净化后的直接饮用水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
10.(2024·上海·中考真题)我国青铜器的铸造和使用具有悠久的历史,探寻铜锈的奥秘有利于保护青铜文物。
(1)火的使用促进了炼铜技术的发展。采用火法炼铜时,木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,写出反应的化学方程式: 。
(2)青铜器在自然环境下会产生铜锈,铜锈中包含、(氧化亚铜)、(碱式碳酸铜)等。
①产生氧化铜的过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
②、在青铜器表面形成的保护层可以减缓锈蚀。中的化合价为 价;若用稀盐酸来除铜锈,会破坏保护层,写出与稀盐酸反应的化学方程式: 。
③为保护青铜文物,要抑制和转化为疏松的。含 种元素。在上述转化过程中,空气中参与反应的物质除了氧气外,还有 。
11.(2024·上海·模拟预测)水是一切生命体生存所必需的物质。
(1)在1800年,某科学家利用“伏打电池”在常温下对水进行通电分解,当正极产生了10mL的 ,负极产生的气体约为 mL,再次确认了水的组成。
(2)《茶疏》中对泡茶过程有如下记载:“治壶、投茶、出浴、淋壶、烫杯、酾茶、品茶”,以上过程涉及的操作有溶解、过滤等。在实验室进行过滤操作时玻璃棒的作用是 。过滤 (填“能”或“不能”)将硬水软化。
(3)二氧化氯(ClO2)是一种消毒剂,能对饮用水消毒,可以有效杀灭病毒。将Cl2通入NaClO2溶液中可制得ClO2和一种生活中常见的盐,反应的化学方程式为,其中X的化学式为 。
(4)航天员呼吸所需的O2来自水的电解,其反应的化学方程式是 。
(5)理论上,通过测量外星球矿样中氢元素的质量,可换算出矿样中水的质量。若1.0g某矿样含氢的质量为8.0×10-5g,则含水的质量m(H2O)= g
12.(2024·上海松江·二模)空气是宝贵的资源,对人类生活有重要的影响。
(1)空气中的气体X能与氢气在一定条件下发生化合反应,生成氨气( 气体X是 。
(2)加压降温条件下,氧气变成液氧,液氧的化学式是 ,氧气与液氧 (选填“属于”或“不属于”) 同素异形体。
(3)稀有气体有奇特的性质和用途。用氦气代替氢气填充飞艇的优点是 。
(4)燃放烟花爆竹会产生二氧化硫、二氧化碳等气体,其中二氧化硫可能会引起的环境问题是 。如图是二氧化硫、二氧化碳与水反应时pH变化曲线,由图可知,二氧化硫与水反应所得溶液的酸性比碳酸 (选填“强”或“弱”);可选择 (选填“酸”或“碱”) 试剂吸收二氧化硫、二氧化碳。
(5)空气质量与人体的健康息息相关。除在规定地域燃放烟花爆竹外,再写出一条防治空气污染的措施: 。
13.(2023·上海嘉定·一模)央视栏目《遇鉴文明》展现了人类文明的魅力,其中有许多中外文明主题互鉴。
(1)瓷器与陶器一一景德镇瓷器之都,兵马俑陶器的精华。
烧制瓷器用的黏土中含氧、硅、铝等元素,写出其中属于金属元素的元素符号: ;考古学家在兵马俑彩绘研究中发现其原料有二氧化硅、石绿(一种铜锈)和一氧化铅等。其中二氧化硅属于 (“单质”或“化合物”),一氧化铅(PbO)中Pb元素的化合价 。O2、H2O、Cu、X共同作用生成铜锈【Cu2(OH)2CO3】,则X中一定含有 元素。
(2)国画与油画——国画气韵生动,油画抽象浪漫。博物馆保存珍贵名画时用氮气作保护气,因为氮气的化学性质 。
(3)茶与咖啡——中国茶清香四溢,西方咖啡醇香浓厚。从微观角度解释闻到香味的原因是 。
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重难点04 质量守恒定律
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1.命题趋势解读:明考情、知方向
2.核心知识脉络:搭基础、建体系
3.重难考点诠释:知重难、掌技巧、攻薄弱
考点01 推断物质的质量、元素组成
考点02 推断物质的化学式
考点03 质量守恒定律的综合应用
4.限时检测训练:重难通关、争分培优
三年考情分析
2025考向预测
1.题型与分值:在上海近三年中考化学试题里,质量守恒定律考查形式丰富,在试卷中占据一定比重,分值约 3-6 分。选择题常考查对质量守恒定律概念的理解.填空题多涉及利用质量守恒定律推导未知物质的化学式、元素组成,或根据反应前后物质质量变化进行简单计算,分值在 2-3 分。实验探究题则通过设计实验验证质量守恒定律,分析实验误差等方式考查,分值可达 2-3 分。
2.知识点考查重点:质量守恒定律的微观本质,即化学反应前后原子的种类、数目、质量不变,是考查热点。在根据化学方程式计算方面,常结合质量守恒定律,依据已知反应物或生成物的质量,计算其他物质的质量。
3.能力考查倾向:注重考查学生对知识的理解应用和逻辑推理能力。在复杂的化学反应情境中,学生需要准确运用质量守恒定律提取关键信息,建立解题思路。实验探究题则着重考查学生设计实验、观察实验现象、分析实验数据并得出结论的能力,以及对实验误差的分析与改进能力,培养学生科学探究的素养。
预测2025年中考会涉及以下考点考法:
1.情境多元化:可能会结合当下热门的环保话题,如碳循环过程中涉及的化学反应,利用质量守恒定律分析碳排放与碳吸收的关系;或者结合新能源材料研发,如锂电池充放电过程中的化学反应,考查物质质量变化和元素守恒
2.考查深度与综合性提升:在化学式推导方面,可能会出现更复杂的未知物质结构,需要学生综合考虑多种元素的化合价、原子成键规律以及质量守恒定律来确定化学式。化学方程式计算将与其他化学知识,如溶液中溶质质量分数计算、物质的纯度计算等深度融合。例如,在一个涉及化学反应的溶液体系中,既要求学生根据质量守恒定律计算反应中某物质的质量,又要结合溶液知识计算反应后溶液的溶质质量分数,全面考查学生的综合分析与计算能力。
考点01 质量守恒定律
1.内容:参加化学反应的各反应物的质量总和等于生成物的质量总和。
2.微观原理:化学变化前后,原子的种类没有改变,数目没有增减,质量没有变化。
3.化学变化的实质:分子分解为原子,原子又重新组合成新的分子。
4.对定律的理解
(1)“化学反应”是前提。
质量守恒定律的适用范围是化学变化,不适用于物理变化,任何化学变化都遵循质量守恒定律。
(2)“参加反应”是基础。
概念中明确指出是“参加反应”的各物质的质量总和,不参加反应的物质质量不能计算在内。
(3)“质量总和”是核心。
无论是参加反应的物质,还是反应后生成的物质,计算时不能漏掉任何一项。
(4)“质量守恒”是目的。
定律只适用于“质量”守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
5、定律的宏观、微观解释
化学反应的实质是参加反应的原子重新组合形成新物质的过程。
即化学反应前后原子的种类、原子的数目、原子的质量没有改变,因此,化学反应前后物质的总质量守恒。
微观解释质量守恒定律的原因:
电解水反应微观过程
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。
化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不变。
归纳化学变化前后变与不变:
考点02 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。
考向01 推断物质的质量、元素组成
1.(2025·上海杨浦·二模)对水的组成研究经历了漫长的过程。
(1)1766年,英国化学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”,写出反应的化学方程式 。1781年,卡文迪许改进了原来的实验方案,将“可燃空气”在氧气中燃烧,观察到火焰呈 ,同时有水雾产生。但他没能突破“燃素说”的束缚,错误地认为两种气体里都含有水这种“元素”。
(2)1785年,拉瓦锡将水蒸气通过1000多摄氏度红热的铁制枪管,获得了“可燃空气”和黑色固体,写出此反应的化学方程式 ,并解释枪管质量增重的原因是 。由此他认为水不是一种元素,而是 (填“单质”或“化合物”)。1787年,拉瓦锡命名这种“可燃空气”为 (填名称)。
(3)1800年英国科学家尼克尔森和卡里斯特尔用“伏打电池”,在常温下进行了水的电解实验获得成功,进一步证明了拉瓦锡的结论。由此得出水是由 组成的。
【答案】(1) 淡蓝
(2) 铁与氧结合成四氧化三铁,四氧化三铁质量等于参加反应的金属铁与水中氧元素质量和 化合物 氢气
(3)氢元素和氧元素
【详解】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,方程式为:;
氢气燃烧火焰为淡蓝色;
(2)铁与水蒸气在高温的条件下生成四氧化三铁和氢气,方程式为:;
铁与氧结合成四氧化三铁,根据质量守恒定律,四氧化三铁质量等于参加反应的金属铁与水中氧元素质量和,故枪管质量增重;
铁与水蒸气在高温的条件下生成四氧化三铁和氢气,根据反应前有元素种类不变,说明水同时提供氢元素和氧元素,故他认为水不是一种元素,而是化合物;
1787年,拉瓦锡命名这种“可燃空气”为氢气;
(3)电解水生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,故水是由氢元素和氧元素组成的。
2.(2025·上海杨浦·二模)从多角度认识化学反应,有助于形成系统思维。如图是乙炔()燃烧反应的微观示意图。
(1)物质变化角度。
① 从微观角度分析,反应前后发生改变的微观粒子是 (填“分子”或“原子”)。若有0.1molO2参与反应,生成物中共含有氧原子约 个。写出乙炔燃烧的化学方程式 。
②从宏观角度分析,该反应产生了新物质。请设计实验验证其中一种产物:点燃纯净的乙炔气体, (写出后续操作、现象及结论)。
(2)能量变化角度。乙炔燃烧时,将化学能转化为 。
(3)反应条件角度。使用乙炔燃烧产生的火焰切割金属时,若有黑烟冒出,可 (填“调大”或“调小”)氧气的进气量,从而调控燃烧。请另列举一个调控化学反应的实例 。
【答案】(1) 分子 1.204×1023 2C2H2+5O24CO2+2H2O 在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯,若烧杯内壁变浑浊,说明乙炔燃烧生成二氧化碳/在火焰上方罩一个干冷的烧杯,若烧杯内壁出现水雾,说明乙炔燃烧生成水
(2)光能和热能
(3) 调大 碳在足量氧气中燃烧生成二氧化碳(合理即可)
【详解】(1)①由微粒的构成可知,反应前后发生改变的微观粒子是分子;由质量守恒定律可知,化学反应前后,原子的种类与数目不变,若有0.1mol O2参与反应,生成物中共含有氧原子约为6.02×1023个×2×0.1=1.204×1023个;乙炔与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水,反化学方程式为2C2H2+5O24CO2+2H2O,故填:分子;1.204×1023;2C2H2+5O24CO2+2H2O;
②乙炔燃烧生成二氧化碳和水,二氧化碳的检验方法是点燃纯净的乙炔气体,在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯,若烧杯内壁变浑浊,说明乙炔燃烧生成二氧化碳;水的检验方法是点燃纯净的乙炔气体,在火焰上方罩一个干冷的烧杯,若烧杯内壁出现水雾,说明乙炔燃烧生成水;
故填:在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯,若烧杯内壁变浑浊,说明乙炔燃烧生成二氧化碳或在火焰上方罩一个干冷的烧杯,若烧杯内壁出现水雾,说明乙炔燃烧生成水;
(2)乙炔燃烧时,将化学能转化为光能和热能,故填:光能和热能;
(3)使用乙炔燃烧产生的火焰切割金属时,若有黑烟冒出,这是乙炔不充分燃烧,氧气不足造成的,可调大氧气的进气量,从而调控燃烧;另一个调控化学反应的实例:碳在足量氧气中燃烧生成二氧化碳,碳在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,通过控制氧气的量可以控制生成物,故填:调大;碳在足量氧气中燃烧生成二氧化碳(合理即可)。
3.(2025·上海奉贤·一模)奉贤博物馆今年展出了青铜器精品,被称为“中华第一灯”的西汉长信宫灯(图1)。其设计精妙,能防止空气污染保持室内清洁,又被称为环保灯。工作原理如图2所示。
(1)长信宫灯表面存在绿色铜锈[主要成分]。产生铜锈的过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。由 种元素组成,中约含 个碳原子。
(2)研究长信宫灯以动物脂肪(主要含碳、氢、氧元素)为燃料,燃烧产生的气体有 (任写一种)。
(3)长信宫灯的灯罩可自由开合,以调节进风量的大小。当有大量黑烟产生时,应 (选填“增大”或“减小”)进风口从而促进燃料充分燃烧。
(4)长信宫灯中盛放清水的作用是 。
【答案】(1) 化学 四/4 6.02×1023
(2)CO2/CO
(3)增大
(4)有效吸收、过滤烟尘
【详解】(1)产生铜锈的过程,有新物质铜锈生成,属于化学变化;是由铜、氧、氢、碳四种元素组成的;1个分子中含有1个碳原子,则1mol中约含6.02×1023个×1=6.02×1023个碳原子,故填:化学;四或4;6.02×1023;
(2)研究长信宫灯以动物脂肪(主要含碳、氢、氧元素)为燃料,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,燃烧产生的气体有CO2、CO等,故填:CO2或CO;
(3)当有大量黑烟产生时,说明燃料燃烧不充分,应增大进风口从而促进燃料充分燃烧,故填:增大;
(4)由图中信息可知,长信宫灯中盛放清水的作用是有效吸收、过滤烟尘,故填:有效吸收、过滤烟尘。
4.(24-25九年级上·上海黄浦·期末)甲醇 (CH4O) 在常温下是一种液体,沸点为64.7℃,能作为燃料。可利用工业尾气中的二氧化碳与氢气反应制得甲醇,主要的生产过程如图所示。
Ⅱ中反应的化学方程式为:
(1)甲醇分子中,氢原子和氧原子的个数比为 。
(2)甲醇中所含碳元素的质量百分数为 %。
(3)I 的过程中气体分子之间的 发生了改变。
(4)Ⅱ中加入的催化剂含氧化铝等物质,氧化铝的化学式是 。
(5)Ⅲ中为了初步分离甲醇气体和水蒸气,可采用的一种物理方法是 。
(6)请写出用二氧化碳与氢气为原料,制取甲醇的一条优点 。
(7)甲醇也是一种储氢材料,在一定条件下,能与水反应产生氢气和二氧化碳。
一定量的甲醇和水恰好完全反应,判断所得氢气中氢元素的质量和反应物甲醇中氢元素质量的关系并说明理由。 。
【答案】(1)4:1
(2)37.5
(3)间隔
(4)Al2O3
(5)冷凝
(6)减少温室气体排放,变废为宝(合理即可)
(7)所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量,理由是根据质量守恒定律,在化学反应前后,元素质量不变。因此,反应物(甲醇和水)中的氢元素总质量等于生成物(氢气)中的氢元素总质量,所以所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量
【详解】(1)1个甲醇分子是由1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子构成,则甲醇分子中氢原子和氧原子的个数比为4:1,故填:4:1;
(2)甲醇中所含碳元素的质量百分数为=37.5%,故填:37.5;
(3)分子间有间隔,过程Ⅰ中是将原料压缩,受压后,气体分子之间的间隔变小,故填:间隔;
(4)Ⅱ中加入的催化剂含氧化铝等物质,氧化铝中铝元素化合价为+3价,氧元素化合价为-2价,其化学式为Al2O3,故填:Al2O3;
(5)由于甲醇和水的沸点不同(甲醇的沸点约为64.7℃,而水的沸点为100℃),可以将混合气体通过冷凝管,使得较高沸点的成分(水)优先液化分离出来,故填:冷凝;
(6)通过将二氧化碳作为原料用于合成甲醇,可以有效地减少温室气体排放,变废为宝,故填:减少温室气体排放,变废为宝(合理即可);
(7)氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量,理由是根据质量守恒定律,在化学反应前后,元素质量不变。因此,反应物(甲醇和水)中的氢元素总质量等于生成物(氢气)中的氢元素总质量,所以所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量;
故填:所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量,理由是根据质量守恒定律,在化学反应前后,元素质量不变。因此,反应物(甲醇和水)中的氢元素总质量等于生成物(氢气)中的氢元素总质量,所以所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量。
5.(2024·上海·中考真题)人类对水的认识历经了不懈的探索。
(1)18世纪,科学家将制得的氢气点燃,观察到氢气燃烧时火焰呈 色,并证明了生成物为水,但他们并不知道可燃物燃烧是与氧气发生反应。根据当时的认识和实验,所能获得的结论用现在的语言可表达为“水中含 (元素符号)”。
(2)氧气的发现解释了燃烧的本质,进而揭示了水不是一种单质。
①氧气在空气中的体积分数约为 。
②氢气在空气、氧气中都能燃烧,通过 (填基本反应类型)生成水。
③从实验设计的严谨性出发,若要证明“水的元素组成”,应使氢气在 (选填“空气”或“氧气”)中燃烧。
(3)电解水实验也能证明水的组成,电解时每生成32g氧气的同时,生成 氢气。
(4)经大量实验最终确认了水的化学式是。某课题组通过实验将水分解成了一种化合物Y和,欲根据该实验相关物质的数据确定Y中各原子的个数比,需获取的数据有 。
【答案】(1) 淡蓝 H
(2) 21% 化合反应 氧气
(3)2
(4)消耗水的质量,生成的质量、Y的质量(答2点,合理即可)
【详解】(1)氢气燃烧火焰呈淡蓝色;
氢气燃烧生成水,氢气是由氢元素组成,故水中含有氢元素,元素符号为:H;
(2)①空气中氧气的体积分数约为21%;
②氢气燃烧是氢气与氧气反应生成水的过程,反应符合多变一,属于化合反应;
③因为空气中含有水蒸气,从实验设计的严谨性出发,若要证明“水的元素组成”,应使氢气在氧气中燃烧;
(3)氧气的相对分子质量为32,故32g氧气的物质的量为1mol,电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1,在同温同压条件下,气体的体积比等于物质的量比,故产生氢气和氧气的物质的量比为2:1,故产生氢气为2mol;
(4)根据质量守恒定律可知,该化合物含有氢、氧两者元素,确定Y中各原子的个数比,可先求出Y中氢氧元素的质量比,再根据质量比等于相对原子质量乘个数比,确定出原子个数比,所以需要知道水的质量和氢气质量,根据水的质量求出水中氢、氧元素的质量,然后用水中氢元素质量减去氢气质量就等于Y中氢元素质量,水中氧元素质量等于Y中氧元素质量。(合理即可)
考向02 推断物质的化学式
6.(2025·上海松江·二模)醋是中国传统的调味品,有着悠久的酿造历史。《本草纲目》记载了用粟米等谷物制米醋的过程。
(1)粟米经过粉碎和发酵等过程制得米醋。粟米粉碎过程,属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)醋酸(CH3COOH)是由 种元素组成,0.25molCH3COOH中约含 个氢原子。
(3)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:
①该反应中CH4属于 (选填“无机物”或“有机物”)。写出该反应的化学方程式: 。
②若生成0.1mol醋酸,消耗CO2的质量是 克。
③新方法制取醋酸的优点是 。(写出一点即可)
【答案】(1)物理
(2) 三/3 6.02×1023
(3) 有机物 CH4+CO2CH3COOH 4.4 减缓温室效应
【详解】(1)粟米粉碎过程,只是物体的形状发生改变,没有新物质生成,属于物理变化;
(2)由化学式的意义可知,醋酸(CH3COOH)是由碳、氢、氧三(或3)种元素组成,CH3COOH中约含有氢原子的个数=0.25×6.02×1023×4=6.02×1023;
(3)①该反应中CH4是含碳的化合物,属于有机物;由制取醋酸(CH3COOH)的新方法的微观示意图可知,该反应的化学方程式为:CH4+CO2 CH3COOH;
②由方程式CH4+CO2催化剂 CH3COOH的意义可知,若生成0.1mol醋酸,消耗CO2的物质的量是0.1mol,质量=0.1mol×44g/mol=4.4g;
③新方法制取醋酸减少了二氧化碳的量,优点是减缓温室效应等。
7.(24-25九年级上·上海杨浦·期末)天然气的综合利用是重要的研究课题。
(1)天然气属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源,其主要成分为甲烷(CH4),甲烷完全燃烧生成二氧化碳的化学方程式是 。
(2)天然气中含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢在催化剂作用下能与甲烷反应,其反应微观示意图如下:
甲中氢元素的存在形态为 (填“化合态”或“游离态”)。参加反应的甲和乙的物质的量之比是 。若反应生成0.5mol丙,则它的质量是 g,约含有 个丙分子。
(3)甲烷与水蒸气催化重整生成氢气的部分流程如图所示:
①甲烷和水蒸气在高温及催化剂的作用下反应的化学方程式是 。
②氢气可以通过钯膜,而其他气体却无法通过。推测氢分子的直径比一氧化碳分子 (填“大”或“小”)。钯膜除了作催化剂外,还能起 作用。
③尾气中可循环利用的物质有 。
【答案】(1) 不可再生 CH4+2O2CO2+2H2O
(2) 化合态 2:1 38 3.01×1023
(3) CH4+H2OCO+3H2 小 分离氢气 甲烷、水蒸气
【详解】(1)天然气是化石燃料,其形成需要漫长的地质年代和特定条件,在人类历史时期内无法再生,所以天然气属于不可再生能源;甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为:CH4+2O2CO2+2H2O;
(2)甲为硫化氢,其中的氢元素与碳元素结合形成化合物,所以氢元素的存在形态为化合态;根据微观示意图可知,该反应的化学方程式为CH4+2H2S CS2+4H2;参加反应的硫化氢和甲烷的物质的量之比为化学计量数之比,即2:1;若反应生成0.5mol丙分子,则它的质量=0.5mol×76g/mol=38g,约含有0.5mol×6.02×1023=3.01×1023个丙分子;
(3)①根据流程图可知,甲烷和水蒸气在高温及催化剂的作用下生成氢气和一氧化碳,反应的化学方程式是CH4+H2O CO+3H2。
②因为氢气能通过钯膜,而一氧化碳等其他气体不能通过,说明氢分子的直径比一氧化碳分子小;钯膜除了作催化剂外,还能起分离一氧化碳和氢气的作用;
③根据流程图可知,尾气中甲烷和水蒸气反应过程中剩余物,可循环利用。
8.(24-25九年级上·上海黄浦·期末)获得氧气的方法有多种。
(1)实验室选择制取氧气的原料,从物质组成角度分析,均需满足的一点是 。
(2)用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气。如图检查装置气密性,最适宜的方法是 (选填编号)。
(3)写出氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气的化学方程式 。
(4)某款简易家用制氧机的产氧原料是双氧水,写出不选用氯酸钾的一条理由。
(5)过氧化钙 (CaO2)可作鱼塘的增氧剂,夏季鱼塘容易出现缺氧的原因是 。
(6)过氧化钙能与水缓慢反应生成氧气,请配平化学方程式。
(7)某鱼塘在水中加入了30mol 过氧化钙,最多可使水中增加钙元素 g。
【答案】(1)组成中含有氧元素
(2)B
(3)
(4)需要加热,双氧水制氧气不需要加热
(5)温度升高,氧气的溶解度降低
(6) 2 2 2
(7)1200
【详解】(1)化学反应前后,元素种类不变,故实验室选择制取氧气的原料组成中一定含有氧元素;
(2)检查装置气密性,最适宜的方法是B;
(3)氯酸钾在加热及二氧化锰的催化作用下生成氯化钾与氧气,该反应的化学方程式为:;
(4)双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,不需要加热,氯酸钾制取氧气需要加热,故制氧机不选用氯酸钾;
(5)夏季鱼塘容易出现缺氧是因为夏季温度升高,氧气的溶解度下降;
(6)化学反应前后,原子的种类与数目均不变,故填2,2,2;
(7)30mol中过氧化钙中钙离子为30mol,化学反应前后元素质量不变,故30mol中过氧化钙可使水中增加钙元素30mol,可增加钙元素的质量为。
9.(24-25九年级上·上海宝山·期末)化学使生活更美好,生活中处处有化学。
(1)自来水生产中常用液氯 (Cl2) 作消毒剂、明矾作絮凝剂。Cl2+H2O=HClO+X反应生成的 HClO具有杀菌消毒作用,X的化学式为 ;明矾是 KAl(SO4)2·12H2O的俗称,KAl(SO4)2·12H2O中结晶水分子数为 个。
(2)我国的能源结构以煤炭为主。煤炭未脱硫易引发 ;煤的综合利用方法之一是煤液化,产物为汽油、煤油等液态燃料,写出一种提高液态燃料的利用率的方法 。
(3)山梨酸 (C6H8O2) 是一种高效安全防腐保鲜剂。山梨酸中含有 种元素,山梨酸的靡尔质量为 ,0.5 mol 山梨酸中含有 个氧原子。
【答案】(1) HCl 12
(2) 酸雨 将液态燃料雾化后燃烧使用(合理即可)
(3) 三 112g/mol 6.02×1023
【详解】(1)由反应的化学方程式,反应前氯、氢、氧原子个数分别为2、2、1,反应后的生成物中氯、氢、氧原子个数分别为1、1、1,则X中含有1个H原子和1个Cl,故X的化学式为HCl;
由化学式可知,1个KAl(SO4)2·12H2O中结晶水分子数为12个;
(2)煤炭未脱硫燃烧时产生二氧化硫,二氧化硫排放到空气中易引发酸雨;
增大燃料与氧气的接触面积或增大氧气的浓度均可以使燃料充分燃烧,故提高液态燃料的利用率的方法可以是将液态燃料雾化后燃烧使用;
(3) 山梨酸是由碳、氢、氧三种元素组成的;
摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,山梨酸的相对分子质量是12×6+ 1×8+ 16×2=112,故山梨酸的摩尔质量是112g/mol;
1mol任何物质中含有6.02×1023个分子,一个山梨酸分子含有2个氧原子,则0. 5mol山梨酸含有氧原子的个数为0.5mol×2×6.02×1023=6.02×1023。
10.(24-25九年级上·上海松江·期末)古代铜匠以孔雀石和木炭为原料炼铜。
(1)孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,Cu2(OH)2CO3由 种元素组成,0.5molCu2(OH)2CO3含 个铜原子。
(2)冶炼时,首先将孔雀石灼烧分解成氧化铜,然后高温下将木炭与氧化铜混合炼铜,写出木炭和氧化铜反应化学方程式 ,反应后固体的质量 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)木炭与氧化铜反应不能用于实验室制取二氧化碳,理由是 。写出实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式 。
【答案】(1) 4/四 6.02×1023
(2) 减小
(3) 反应条件是高温,操作复杂,生成的二氧化碳不易收集
【详解】(1)根据碱式碳酸铜的化学式可知,碱式碳酸铜由铜、氧、氢、碳四种元素组成,0.5molCu2(OH)2CO3含有0.5mol×2即1mol铜原子,1mol铜原子含有6.02×1023个铜原子。故填:4或四;6.02×1023。
(2)木炭主要成分碳与氧化铜高温条件下反应生成铜和二氧化碳,化学方程式;由于反应生成气体二氧化碳逸出,所以反应后固体的质量减小。故填:;减小。
(3)由于木炭与氧化铜的反应条件是高温,操作复杂,生成的二氧化碳不易收集,所以木炭与氧化铜反应不能用于实验室制取二氧化碳;实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式。故填:反应条件是高温,操作复杂,生成的二氧化碳不易收集;。
考向03 质量守恒定律的综合应用
11.(2025·上海松江·二模)醋是中国传统的调味品,有着悠久的酿造历史。《本草纲目》记载了用粟米等谷物制米醋的过程。
(1)粟米经过粉碎和发酵等过程制得米醋。粟米粉碎过程,属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)醋酸(CH3COOH)是由 种元素组成,0.25molCH3COOH中约含 个氢原子。
(3)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:
①该反应中CH4属于 (选填“无机物”或“有机物”)。写出该反应的化学方程式: 。
②若生成0.1mol醋酸,消耗CO2的质量是 克。
③新方法制取醋酸的优点是 。(写出一点即可)
【答案】(1)物理
(2) 三/3 6.02×1023
(3) 有机物 CH4+CO2CH3COOH 4.4 减缓温室效应
【详解】(1)粟米粉碎过程,只是物体的形状发生改变,没有新物质生成,属于物理变化;
(2)由化学式的意义可知,醋酸(CH3COOH)是由碳、氢、氧三(或3)种元素组成,CH3COOH中约含有氢原子的个数=0.25×6.02×1023×4=6.02×1023;
(3)①该反应中CH4是含碳的化合物,属于有机物;由制取醋酸(CH3COOH)的新方法的微观示意图可知,该反应的化学方程式为:CH4+CO2 CH3COOH;
②由方程式CH4+CO2催化剂 CH3COOH的意义可知,若生成0.1mol醋酸,消耗CO2的物质的量是0.1mol,质量=0.1mol×44g/mol=4.4g;
③新方法制取醋酸减少了二氧化碳的量,优点是减缓温室效应等。
12.(24-25九年级上·上海杨浦·期末)天然气的综合利用是重要的研究课题。
(1)天然气属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源,其主要成分为甲烷(CH4),甲烷完全燃烧生成二氧化碳的化学方程式是 。
(2)天然气中含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢在催化剂作用下能与甲烷反应,其反应微观示意图如下:
甲中氢元素的存在形态为 (填“化合态”或“游离态”)。参加反应的甲和乙的物质的量之比是 。若反应生成0.5mol丙,则它的质量是 g,约含有 个丙分子。
(3)甲烷与水蒸气催化重整生成氢气的部分流程如图所示:
①甲烷和水蒸气在高温及催化剂的作用下反应的化学方程式是 。
②氢气可以通过钯膜,而其他气体却无法通过。推测氢分子的直径比一氧化碳分子 (填“大”或“小”)。钯膜除了作催化剂外,还能起 作用。
③尾气中可循环利用的物质有 。
【答案】(1) 不可再生 CH4+2O2CO2+2H2O
(2) 化合态 2:1 38 3.01×1023
(3) CH4+H2OCO+3H2 小 分离氢气 甲烷、水蒸气
【详解】(1)天然气是化石燃料,其形成需要漫长的地质年代和特定条件,在人类历史时期内无法再生,所以天然气属于不可再生能源;甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为:CH4+2O2CO2+2H2O;
(2)甲为硫化氢,其中的氢元素与碳元素结合形成化合物,所以氢元素的存在形态为化合态;根据微观示意图可知,该反应的化学方程式为CH4+2H2S CS2+4H2;参加反应的硫化氢和甲烷的物质的量之比为化学计量数之比,即2:1;若反应生成0.5mol丙分子,则它的质量=0.5mol×76g/mol=38g,约含有0.5mol×6.02×1023=3.01×1023个丙分子;
(3)①根据流程图可知,甲烷和水蒸气在高温及催化剂的作用下生成氢气和一氧化碳,反应的化学方程式是CH4+H2O CO+3H2。
②因为氢气能通过钯膜,而一氧化碳等其他气体不能通过,说明氢分子的直径比一氧化碳分子小;钯膜除了作催化剂外,还能起分离一氧化碳和氢气的作用;
③根据流程图可知,尾气中甲烷和水蒸气反应过程中剩余物,可循环利用。
1.(2025·上海青浦·二模)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,装置中固体质量的变化如图所示.下列说法正确的是
A.点处固体成分是氯酸钾和氯化钾
B.反应过程中,固体中氯元素的质量保持不变
C.反应过程中,在固体中的质量分数保持不变
D.原混合物中氧元素质量分数等于
【答案】B
【详解】A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,二氧化锰作为催化剂,反应前后质量不变,P点处固体质量还在继续减小,此时氯酸钾有剩余,固体成分是氯酸钾、氯化钾、二氧化锰,故选项说法错误;
B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,根据质量守恒定律,反应过程中固体中氯元素的质量保持不变,故选项说法正确;
C、二氧化锰在反应中作催化剂,反应前后质量不变,反应过程中,氧气逸出,剩余固体的质量逐渐减少,则在固体中的质量分数逐渐增大,至完全反应不再发生改变,故选项说法错误;
D、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,根据质量守恒定律,生成氧气的质量是(a-b)g即为氯酸钾中氧元素的质量,原混合物中氧元素质量包括氯酸钾中氧元素的质量和二氧化锰中氧元素的质量,则原混合物中氧元素质量大于(a-b)g,则原混合物中氧元素质量分数大于,故选项说法错误;
故选:B。
2.(2025·上海长宁·二模)实验室可用酒精(化学式为)喷灯煅烧石灰石(主要成分为)制取生石灰,以下说法正确的是
A.在上方罩上一只内壁涂有澄清石灰水的烧杯,一段时间后,石灰水变浑浊,说明石灰石分解产生了二氧化碳
B.在上方罩上一只内壁干燥的烧杯,一段时间后,烧杯内壁出现小液滴,该液滴不是分解产生的
C.取少量煅烧后石灰石表面的固体,依次滴加水和酚酞,溶液变红色,说明石灰石已完全分解为生石灰
D.向煅烧后的石灰石表面滴加滴稀盐酸,未产生气泡,说明石灰石已完全分解为生石灰
【答案】B
【详解】A、酒精燃烧也会生成二氧化碳,在上方罩一只内壁涂有澄清石灰水的烧杯,石灰水变浑浊,不能确定是石灰石分解产生的二氧化碳,还是酒精燃烧产生的二氧化碳,该选项错误;
B、碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,不会生成水。在上方罩一只内壁干燥的烧杯,一段时间后,烧杯内壁出现小液滴,该液滴是酒精燃烧生成的水,不是CaCO3分解产生的,该选项正确;
C、取少量煅烧后石灰石表面的固体,依次滴加水和酚酞,溶液变红色,只能说明固体中含有氧化钙,因为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙溶液显碱性,能使酚酞变红,但不能说明石灰石已完全分解,有可能还有未分解的碳酸钙,该选项错误;
D、向煅烧后的石灰石表面滴加1~2滴稀盐酸,未产生气泡,可能是滴加的稀盐酸量太少,先与表面的氧化钙反应了,不能说明石灰石已完全分解为生石灰,该选项错误。
故选B。
3.(2025·上海嘉定·二模)观察水发生变化的微观示意图,下列说法正确的是
A.①的变化中,水分子本身发生改变
B.②的变化中,分子、原子都没有改变
C.水通电时,氧气与氢气的体积比为2:1
D.水通电时,参加反应的水与生成气体的质量比为1:1
【答案】D
【详解】A、由图可知,①的变化中水分子种类不变,改变的是水分子间间隔,故不正确;
B、由图可知,变化②水分子在通电条件下生成了氢分子与氧分子,分子种类改变,原子种类不变,故不正确;
C、电解水实验中,正氧负氢,氢二氧一,氧气与氢气的体积比为1:2,故不正确;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类、个数、质量均不变,水在电解条件下生成氢气与氧气,该过程中水全部转化成气体,故参加反应的水与生成的气体的质量比为1:1,故正确。
故选D。
4.(24-25八年级下·上海闵行·期中)如图是两个关于水的实验,有关说法正确的是
A.实验一试管2中得到的气体能燃烧
B.实验一中反应前后原子的种类和个数均改变
C.实验一中试管1、2中产生气体的质量之比是
D.实验二中水变化前后分子的种类不变
【答案】D
【详解】A、根据电解水“正氧负氢、氢二氧一”,试管2与电源的正极相连,则其中生成的是氧气,氧气不具有可燃性,不能燃烧,故A错误;
B、实验一为水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数均不变,故B错误;
C、试管1与电源的负极相连,则其中生成的是氢气,试管2与电源的正极相连,则其中生成的是氧气,根据可知,实验一中试管1、2中产生气体的质量之比是,故C错误;
D、实验二属于物理变化,水变化前后分子的种类不变,故D正确。
故选D。
5.(2025·上海金山·二模)如图为某反应的微观示意图,下列说法正确的是
A.反应后原子个数减少 B.该反应属于置换反应
C.甲物质属于有机物 D.生成物丙、丁的物质的量之比为1∶1
【答案】C
【分析】由微观反应示意图可知,该反应是甲烷和水在高温和催化剂的作用下反应生成一氧化碳和氢气,化学方程式为。
【详解】A、由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的个数不变,故A说法错误;
B、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,该反应的反应物均为化合物,因此该反应不属于置换反应,故B说法错误;
C、甲物质是甲烷,甲烷是一种含有碳元素的化合物,属于有机物,故C说法正确;
D、由化学方程式可知,生成物丙(一氧化碳)、丁(氢气)的物质的量之比为1:3,故D说法错误;
故选:C。
6.(24-25八年级上·上海崇明·期末)蔗糖是我们生活中经常接触的一种食品添加剂,同学们对蔗糖的成分展开探究。
【分析生活实例】
生活实例:生活中,我们偶尔会看到蔗糖在锅里加热时间过长会变成黑色物质(炭黑)。
(1)资料:蔗糖属于有机化合物(含碳元素的化合物,CO、CO2、含碳酸根的化合物等除外),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)初步猜想:蔗糖中除含有 元素,还含有其他元素。
【实验探究】
实验步骤
实验现象
方案一
在空气中点燃蔗糖,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。
干燥的玻璃片上有液体(可确定为水),澄清石灰水变浑浊。
方案二
将蔗糖放在真空、密闭的容器中加强热,观察现象。
容器底部有黑色固体物质(炭黑),容器壁上有液体(可确定为水)。
(3)结论和反思:蔗糖是由 三种元素组成的。
(4)你会选择 (填“方案一”或“方案二”)的实验方案,原因是 。
【答案】(1)化学
(2)碳/C
(3)碳、氢、氧
(4) 方案二 方案一是在空气中点燃蔗糖,空气中也含有氧元素,无法证明产物中的氧元素来自蔗糖还是空气,方案二是将蔗糖放在真空、密闭的容器中加强热,排除了其他物质对蔗糖中元素检验的干扰
【详解】(1)有机化合物一般可以燃烧,受热易分解,这些性质需要通过化学变化表现出来,属于有机化合物的化学性质;
(2)根据蔗糖属于有机化合物(含碳元素的化合物,CO、CO2、含碳酸根的化合物等除外),则猜想,蔗糖中除含有碳元素,还含有其他元素;
(3)方案一:在空气中点燃蔗糖,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,观察到干燥的玻璃片上有液体(可确定为水),说明有水生成,澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,生成物水和二氧化碳中含有碳、氢、氧三种元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,反应物氧气中含有氧元素,则说明蔗糖中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素;
方案二:将蔗糖放在真空、密闭的容器中加强热,观察到容器壁上有液体,说明蔗糖分解有水生成,容器底部有黑色固体物质(炭黑),说明有炭黑生成,生成物水和蔗糖中含有碳、氢、氧三种元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,因此蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的;
(4)由于方案一是在空气中点燃蔗糖,空气中也含有氧元素,无法证明产物中的氧元素来自蔗糖还是空气,方案二是将蔗糖放在真空、密闭的容器中加强热,排除了其他物质对蔗糖中元素检验的干扰,所以选择方案二的实验方案。
7.(24-25九年级上·上海徐汇·阶段练习)实验室有一瓶敞口放置的氧化钙,兴趣小组猜测该氧化钙可能变质。
【实验一】
(1)小明为确定该瓶氧化钙的成分进行了实验探究,如表所示:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量该氧化钙样品于烧杯中,加水搅拌,静置,取上层清液滴加紫色石蕊试液
①烧杯壁变热,溶液显蓝色
样品中含有CaO和Ca(OH)2
②烧杯底部有白色固体
样品中含有CaCO3
小组讨论后,认为:“现象①”不足以证明样品中有氢氧化钙,原因是 (用化学方程式表示);“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙,原因是 。
【实验二】测定该瓶氧化钙的成分,取10.0g固体进行如下实验。
已知:氢氧化钙高温下能分解:Ca(OH)2CaO+H2O↑
碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
连接装置,通一会儿空气,观察到C、D的质量不变时,点燃酒精喷灯,反应至C、D的质量不再增加,继续通空气至装置冷却。测得C增重0.9g,D增重1.1g。
(2)实验前后通入空气的目的分别是 、 。
(3)根据实验,该氧化钙样品中的成分是 ,其中氧化钙的质量分数是 。
(4)兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应,再蒸发制取产品氯化钙固体,与变质前的氧化钙相比,变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量是否会有影响,为什么? 。
【答案】(1) 氢氧化钙微溶于水,烧杯底部的白色固体可能是未溶解的氢氧化钙
(2) 排尽装置内的空气,防止空气中的水蒸气和二氧化碳干扰实验结果 将反应生成的水蒸气和二氧化碳全部赶入 C、D 装置中,使测量结果更准确
(3) CaO、Ca(OH)2、CaCO3 38%
(4)不会有影响,因为化学反应前后元素的质量不变,变质前后钙元素的质量不变,与足量稀盐酸反应后,钙元素全部转化为氯化钙,所以最终得到氯化钙的质量不变
【详解】(1)氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,所以仅根据加水搅拌后烧杯壁变热,溶液显蓝色(呈碱性),不能确定原样品中就有氢氧化钙,因为可能是氧化钙与水反应生成的,该反应的化学方程式为;
氢氧化钙的溶解度较小,微溶于水,所以烧杯底部出现白色固体,有可能只是未溶解的氢氧化钙,不能直接证明是碳酸钙。
(2)实验前装置内空气中含有水蒸气和二氧化碳,如果不排尽,在实验过程中会对 C、D 装置的增重数据产生干扰,影响实验结果;
反应结束后,继续通入空气可以将 B 中反应生成的水蒸气和二氧化碳全部赶入 C、D 装置中,确保 C、D 装置能准确吸收反应生成的水蒸气和二氧化碳,使测量结果更准确。
(3)C 增重0.9g是氢氧化钙分解生成水的质量,说明样品中有氢氧化钙,设其质量为x
x=3.7g
D 增重1.1g是碳酸钙分解生成二氧化碳的质量,说明样品中有碳酸钙,设其质量为y
y=2.5g
,可知样品中的成分是CaO、Ca(OH)2、CaCO3
样品中氧化钙的质量分数为
(4)氧化钙变质过程中,钙元素的质量并没有损失。氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙与足量稀盐酸反应,钙元素最终都转化到氯化钙中,根据质量守恒定律,元素质量在化学反应前后不变,所以变质前后制取的氯化钙产量不变。
8.(2023·上海浦东新·二模)某固体粉末中可能含有铁粉、木炭粉、碳酸钠、氯化钠、氧化铜中的一种或几种。
(1)为确定该固体粉末的成分,进行如下实验:
Ⅰ、固体A的化学式为 。
Ⅱ、滤液C中一定含有的溶质是 。
Ⅲ、为确定滤液C中可能含有的溶质,你的实验方案是 (写出实验操作、可能的现象和结论)。
为判断固体D的成分,进行如下实验,谓完成实验记录。
(2)为测定固体D中碳元素的含量,取3.0克固体D进行实验,装置如下图所示。(木炭粉中的杂质及空气中CO2对实验的影响忽略不计)
通入足量O2,点燃酒精灯,使固体充分燃烧,反应结束后继续通入O2至乙中质量不再增加。实验前后乙装置中溶液增重4.4g,丙中始终未出现浑浊。
Ⅰ、写出乙处反应的化学方程式 。
Ⅱ、根据乙装置中溶液增重4.4g,能否确定固体D中碳元素的含量,请分析说明 。
【答案】(1) Fe 碳酸钠 向滤液C中加入足量的硝酸,溶液中有气泡产生,待完全反应后,向溶液中加入适量的硝酸银,若有白色沉淀生成,则滤液C中含有氯化钠,反之没有。
(2) 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 能确定,乙装置中溶液增加的质量即为二氧化碳的质量,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不发生改变,所以二氧化碳中的碳元素全部来自木炭粉,二氧化碳中碳元素的质量=,即固体D中碳元素的质量为1.2g(答案合理即可)。
【详解】(1)由题干可知,某固体粉末中可能含有铁粉、木炭粉、碳酸钠、氯化钠、氧化铜中的一种或几种;根据流程图分析可知,固体粉末能被磁铁吸引,所以固体A为铁粉,其化学式为Fe;固体B溶于水后,过滤得到滤液C和固体D,木炭粉和氧化铜不溶于水,碳酸钠溶于水呈碱性,氯化钠溶于水呈中性;测量滤液C的pH=10,则可知滤液C中一定含有的溶质是碳酸钠;由分析可知滤液C中可能含有溶质为氯化钠,因此实验方案为:向滤液C中加入足量的硝酸,溶液中有气泡产生,待完全反应后,向溶液中加入适量的硝酸银,若有白色沉淀生成,则滤液C中含有氯化钠,反之没有。
(2)由第一小问分析可知,固体D中可能含有的物质为木炭粉、氧化铜(两种都有或者为其中的一种);木炭与氧化铜在高温条件下发生还原反应生成二氧化碳和铜,为防止木炭粉没有反应完全,所以充入氧气;实验后乙处装置中溶液的质量增加,乙装置中的溶液为氢氧化钠,故实验装置中一定有二氧化碳生成,二氧化碳被氢氧化钠溶液所吸收生成碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;由题干“实验前后乙装置中溶液增重4.4g,丙中始终未出现浑浊”可知,生成的二氧化碳被氢氧化钠完全吸收;故:能确定,乙装置中溶液增加的质量即为二氧化碳的质量,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不发生改变,所以二氧化碳中的碳元素来自木炭粉,二氧化碳中碳元素的质量=,即固体D中碳元素的质量为1.2g。
9.(22-23九年级上·上海浦东新·期末)“天宫课堂”由中国航天员担任“太空教师”,以青少年为主要对象,采取天地协同互动方式进行太空授课。课堂上演示了许多有趣的实验。
(1)水球光学实验使用了“人造空气”,“人造空气”中氧气、氮气、二氧化碳的体积分数分别为 21%、78%、0.7%。上述气体中可供给呼吸的是 。
(2)太空“冰雪”实验:从一个袋子中缓缓挤出一个圆圆的液体球,随后用沾有晶体粉末的小棒触碰一下,液体球迅速“结冰”,成为一个通体洁白的“冰球”悬浮在空中。液体球“结冰”实际是溶液中析出了晶体。无论降温结晶还是蒸发结晶,饱和溶液析出晶体后,一定减小的是 。(填字母序号)
A.溶质质量 B.溶剂质量 C.溶质的质量分数
(3)地面分课堂的同学提出问题:“在空间站里,氧气和二氧化碳是怎么循环的呢?”下图展示了空间站中氧气和二氧化碳的循环流程。
i .在氧气生成系统中,运用电解水的方法制氧气,反应的化学方程式是 ,每位航天员每天大概会消耗 25 mol 氧气,需要电解 g 水。
ii .在萨巴蒂尔反应系统中,发生的反应为,则 X 的化学式为 ,构成 X 的微粒是 (填名称)。
(4)机场、车站等公共场所设有许多直饮水机,能将自来水进一步净化处理得到可直接饮用水,其处理水的过程如下图所示。紫外线灯管照射的作用是 ,净化后的直接饮用水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】(1)氧气/O2
(2)A
(3) 900 H2O 水分子
(4) 杀菌 混合物
【详解】(1)“人造空气”中的氧气能供给呼吸;
(2)饱和溶液析出晶体后,溶质质量一定减小;降温结晶时,溶剂质量不变,溶质质量减小,溶质质量分数也减小;蒸发结晶时,溶质质量分数不变;无论降温结晶还是蒸发结晶,饱和溶液析出晶体后,一定减小的是溶质质量,故选A;
(3)i .电解水生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:;
设电解水的物质的量为x
则电解的水的质量为:50mol×18g/mol=900g;
ii .根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数不变,反应前C原子1个,O原子2个,H原子8个;反应后C原子1个,H原子4个;则2X含有4个H原子和2个O原子,X的化学式为H2O;H2O由水分子构成;
(4)紫外线灯管照射可以杀菌;净化后的直接饮用水中除水外还含有一些可溶性杂质,属于混合物。
10.(2024·上海·中考真题)我国青铜器的铸造和使用具有悠久的历史,探寻铜锈的奥秘有利于保护青铜文物。
(1)火的使用促进了炼铜技术的发展。采用火法炼铜时,木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,写出反应的化学方程式: 。
(2)青铜器在自然环境下会产生铜锈,铜锈中包含、(氧化亚铜)、(碱式碳酸铜)等。
①产生氧化铜的过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
②、在青铜器表面形成的保护层可以减缓锈蚀。中的化合价为 价;若用稀盐酸来除铜锈,会破坏保护层,写出与稀盐酸反应的化学方程式: 。
③为保护青铜文物,要抑制和转化为疏松的。含 种元素。在上述转化过程中,空气中参与反应的物质除了氧气外,还有 。
【答案】(1)
(2) 化学变化 +1 4 ,
【详解】(1)木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(2)①青铜器在自然环境下会产生铜锈过程中生成了新物质,属于化学变化;
②中氧元素为-2价,根据化合物中正负化合价的代数和为零,铜显+1价;氧化铜与稀盐酸反应生成氯化铜和水,反应的化学方程式为:;
③由可知,由铜、氧、氢、碳四种元素组成;铜在潮湿的空气中生锈是与空气中的氧气、水和二氧化碳反应生成。
11.(2024·上海·模拟预测)水是一切生命体生存所必需的物质。
(1)在1800年,某科学家利用“伏打电池”在常温下对水进行通电分解,当正极产生了10mL的 ,负极产生的气体约为 mL,再次确认了水的组成。
(2)《茶疏》中对泡茶过程有如下记载:“治壶、投茶、出浴、淋壶、烫杯、酾茶、品茶”,以上过程涉及的操作有溶解、过滤等。在实验室进行过滤操作时玻璃棒的作用是 。过滤 (填“能”或“不能”)将硬水软化。
(3)二氧化氯(ClO2)是一种消毒剂,能对饮用水消毒,可以有效杀灭病毒。将Cl2通入NaClO2溶液中可制得ClO2和一种生活中常见的盐,反应的化学方程式为,其中X的化学式为 。
(4)航天员呼吸所需的O2来自水的电解,其反应的化学方程式是 。
(5)理论上,通过测量外星球矿样中氢元素的质量,可换算出矿样中水的质量。若1.0g某矿样含氢的质量为8.0×10-5g,则含水的质量m(H2O)= g
【答案】(1) 氧气/O2 20
(2) 引流 不能
(3)NaCl
(4)
(5)7.2×10-4
【详解】(1)电解水时,负极产生氢气,正极产生氧气,氢气和氧气的体积比约为2:1,则正极产生了10mL的氧气(或O2),负极产生的气体约为20mL,故填:氧气或者O2;20;
(2)在实验室进行过滤操作时玻璃棒的作用是引流,防止液体溅出;过滤只除去水中不溶性的固体,不能除去水中可溶性的钙镁化合物,不能将硬水软化,故填:引流;不能;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和个数不变,反应前有2个Na、4个Cl、4个O,反应后有2个Cl、4个O,相差2个Na、2个Cl,则X中含有1个Na和1个Cl,则X的化学式为NaCl,故填:NaCl
(4)水的电解生成氢气和氧气,反应的化学方程式是:;
(5)根据质量守恒定律,氢元素的质量=水中氢元素的质量,若1.0g某矿样含氢的质量为,则含水的质量m(H2O)=,故填:。
12.(2024·上海松江·二模)空气是宝贵的资源,对人类生活有重要的影响。
(1)空气中的气体X能与氢气在一定条件下发生化合反应,生成氨气( 气体X是 。
(2)加压降温条件下,氧气变成液氧,液氧的化学式是 ,氧气与液氧 (选填“属于”或“不属于”) 同素异形体。
(3)稀有气体有奇特的性质和用途。用氦气代替氢气填充飞艇的优点是 。
(4)燃放烟花爆竹会产生二氧化硫、二氧化碳等气体,其中二氧化硫可能会引起的环境问题是 。如图是二氧化硫、二氧化碳与水反应时pH变化曲线,由图可知,二氧化硫与水反应所得溶液的酸性比碳酸 (选填“强”或“弱”);可选择 (选填“酸”或“碱”) 试剂吸收二氧化硫、二氧化碳。
(5)空气质量与人体的健康息息相关。除在规定地域燃放烟花爆竹外,再写出一条防治空气污染的措施: 。
【答案】(1)氮气/N2
(2) O2 不属于
(3)比较安全
(4) 酸雨 强 碱
(5)积极植树造林(合理即可)
【详解】(1)空气中的气体X能与氢气在一定条件下发生化合反应,生成氨气,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,生成物中含N、H,反应物氢气由氢元素组成,故反应物中还应含氮元素,故气体X是氮气;
(2)液氧是液态氧气,每个氧分子由2个氧原子构成,化学式为:O2;
液氧是液态氧气,液氧和氧气属于同种单质,不属于同素异形体;
(3)氦气密度小,且化学性质稳定,故用氦气代替氢气填充飞艇,比较安全;
(4)二氧化硫能与水反应生成酸性物质,导致酸雨的发生;
由图可知,二氧化硫与水反应所得溶液的pH值比碳酸小,则二氧化硫与水反应所得溶液的酸性比碳酸强;
二氧化硫、二氧化碳溶于水形成酸性溶液,故可选择碱试剂吸收二氧化硫、二氧化碳。
(5)防治空气污染,可以积极植树造林,改善空气质量,开发利用新能源等。
13.(2023·上海嘉定·一模)央视栏目《遇鉴文明》展现了人类文明的魅力,其中有许多中外文明主题互鉴。
(1)瓷器与陶器一一景德镇瓷器之都,兵马俑陶器的精华。
烧制瓷器用的黏土中含氧、硅、铝等元素,写出其中属于金属元素的元素符号: ;考古学家在兵马俑彩绘研究中发现其原料有二氧化硅、石绿(一种铜锈)和一氧化铅等。其中二氧化硅属于 (“单质”或“化合物”),一氧化铅(PbO)中Pb元素的化合价 。O2、H2O、Cu、X共同作用生成铜锈【Cu2(OH)2CO3】,则X中一定含有 元素。
(2)国画与油画——国画气韵生动,油画抽象浪漫。博物馆保存珍贵名画时用氮气作保护气,因为氮气的化学性质 。
(3)茶与咖啡——中国茶清香四溢,西方咖啡醇香浓厚。从微观角度解释闻到香味的原因是 。
【答案】(1) Al 化合物 +2 碳/C
(2)稳定
(3)分子在不断运动
【详解】(1)烧制瓷器所用的黏土中含氧、硅、铝等元素,其中铝属于金属元素,元素符号表示为Al,二氧化硅由硅、氧元素组成,属于化合物,设一氧化铅(PbO)中Pb元素的化合价为x,氧元素化合价为-2,x+(-2)=0,x=+2,根据化学反应前后元素种类不变,产物为铜锈,组成元素有铜、碳、氧、氢,反应物为O2、H2O、Cu、X,其中O2、H2O、Cu有铜、氢、氧元素,则X中一定有碳元素,故填:Al、化合物、+2、碳或C;
(2)氮气化学性质稳定,则可作保护气,故填:稳定;
(3)能闻到茶和咖啡的香味,是因为分子在不断运动,故填:分子在不断运动。
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