5.1 质量守恒定律---2025-2026学年九年级化学人教版(2024)上册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 课题1 质量守恒定律 ( 钠及其化合物 ) 【考点清单】 考点1 质量守恒定律 1．内容：参加化学反应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。 【特别提醒】 （1）质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；一切化学反应都遵守质量守恒定律。 （2）“参加”：没有参加反应的物质和不是反应生成的物质质量不能计入“总和”中； （3）“各物质”：参加反应或反应生成所有物质，特别注意气体、沉淀不能遗漏。 （4）“质量总和”指的是质量守恒，不是体积或分子个数守恒。 2．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 考点2 实验验证质量守恒定律 实验1．探究铜粉加热前后质量的变化 实验装置及步骤 1.将铜粉平铺于锥形瓶的底部，把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞，用橡胶塞塞紧锥形瓶口。 2.将装置放在天平上称量，记录所称的质量m1。再将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察实验现象。 3.反应一段时间后停止加热，待装置冷却后再次称量，记录所称的质量m2 表达式 实验现象 ①加热时铜粉由红色逐渐变为黑色；②气球先胀大后缩小；③反应前后天平的示数相等 实验结论 参加反应的铜和氧气的质量总和等于反应后生成的氧化铜的质量 实验分析 气球的作用：①调节锥形瓶内的压强，起缓冲作用； ②起密封作用，防止实验时锥形瓶内外发生物质交换。 实验2．探究铁和硫酸铜反应前后质量的变化 实验装置及步骤 1.在锥形瓶中加入用砂纸打磨干净的铁丝，再小心地放入盛有硫酸铜溶液的小试管，塞好橡胶塞。 2.将装置放在天平上称量，记录所称的质量m1。 3.取下锥形瓶并将其倾斜，使小试管中的硫酸铜溶液流入锥形瓶，观察实验现象。 4.反应一段时间后再次称量，记录所称的质量m2 表达式 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu 实验现象 ①铁丝表面覆盖一层红色的物质；②溶液由蓝色变为浅绿色；③反应前后天平的示数相等。 实验结论 参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和 实验分析 实验前打磨铁丝的目的：除去铁丝表面的氧化膜 实验3．红磷燃烧验证质量守恒定律 实验装置 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。 实验分析 1. 气球变化的原因？ 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、平衡压强。 3.能不能用玻璃棒代替玻璃导管？ 不能，因为红磷燃烧放热，使瓶内压强增大，玻璃导管能将受热膨胀的气体导入气球中以平衡气压，玻璃棒不具备此功能，易导致压强过大而使橡胶塞冲出。 考点3 质量“不守恒”的实验情况分析 实验4．盐酸与碳酸钠反应前后质量变化的分析 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质量m1。 2.倾斜试管，倒入稀盐酸，发生反应。 3.反应完成，称量m2。 实验现象 白色粉末溶解，迅速产生大量气泡。天平向右偏转。 表达式 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2↑ 分析“不守恒”的原因 生成的二氧化碳气体逸散到空气中，使体系内物质质量减小。 实验5．镁条燃烧反应前后质量变化的分析 实验步骤 1.砂纸打磨过的长镁条和陶土网一起称量，质量为m1。 2.在陶土网上方点燃镁条，观察现象。 3.将镁条燃烧后的产物与陶土网一起称量，质量为m2。 实验现象 发出耀眼的白光，放出热量，产生白烟。 表达式 分析“不守恒”的原因 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。 【特别提醒】 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。 考点4 微观解释质量守恒定律的原因 电解水反应微观过程 归纳化学变化前后变与不变 反应前后，改变的粒子是水分子；反应前后，不变的粒子是氢原子、氧原子。 从微观角度解释质量守恒的原因 微观上，化学反应前后，原子的种类、数目和质量均不变，因此化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 【题组精炼】 题组一　质量守恒定律及其应用 1．（2024泰安模拟）质量守恒定律可应用于（　　） A．自然界中所有变化 B．物理变化 C．化学变化 D．能量变化 2．下列关于质量守恒定律的说法正确的是（　　） A．只要有气体参加的反应都不遵守质量守恒定律 B．10 g蔗糖完全溶于70 g水可得到80 g糖水，遵守质量守恒定律 C．澄清石灰水吸收二氧化碳后质量增大，不遵守质量守恒定律 D．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸小，此现象可用质量守恒定律解释 3．下列对化学反应前后各物理量变化的判断错误的是（　　） A．物质的总质量一定不变 B．元素的种类和质量一定不变 C．分子的总数目一定不变 D．原子的种类和数目一定不变 4．现将20 g A和足量B混合加热，A与B发生化学反应，20 g A完全反应后生成16 g C和8 g D，则参加反应的B的质量是（　　） A．4 g B．8 g C．12 g D．20 g 5．6.3g某有机物在空气中完全燃烧，共得到17.6g二氧化碳和10.8g水，则该化合物的组成元素是 A．一定只含有碳元素 B．一定只含有碳、氢两种元素 C．一定含有碳、氢、氧三种元素 D．一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 题组二　质量守恒定律相关实验探究 6．化学小组用如图两个实验探究质量守恒定律。下列说法正确的是（　　） A. 实验甲中蜡烛减少的质量等于燃烧后生成物的总质量 B．实验乙中发生反应的现象为铁丝表面有红色固体析出，溶液由浅绿色变为蓝色 C．反应结束后，两实验中的天平指针均不发生偏转 D．实验甲应在密闭容器中进行 7．化学兴趣小组用图示实验探究质量守恒定律。下列说法错误的是（　　） A．三个实验中均有气泡产生 B．实验一中天平示数变小是因为生成的氧气逸出 C．实验二中天平示数变小是因为气球胀大，装置受到的浮力增大 D．实验三中天平示数不变是因为反应前过氧化氢的质量等于反应后水和氧气的质量之和 8．早在17世纪，英国化学家波义耳就进行了煅烧金属的实验，但是由于实验设计“失误”，错过了发现质量守恒定律的机会。请你改进他的实验方法，以验证质量守恒定律。 波义耳的实验 我的改进 ①称量一定量金属，并在密闭的容器中燃烧，得到金属灰 称量密闭容器（连同放入的金属）的质量后，进行燃烧实验。若放入的金属是镁条，观察到的现象是____________________ _____________________________________________________ ②待装置冷却至室温后，打开容器，称量金属灰的质量，发现比原金属的质量________（填“大”或“小”） 待装置冷却至室温后，称量________________________，发现总质量________（填“增大”“不变”或“减小”） ③启发：波义耳实验的失误之处是________________________，因此利用有气体参加或生成的反应来研究化学反应前后物质的质量关系时，应该全程在____________中进行 ④分析：从微观角度分析，化学反应前后物质总质量不变的原因是______________________________ 【课后练习】 1．质量守恒定律是人类探索世界的伟大发现之一、下列认识不正确的是 A．质量守恒定律只适用于化学变化，不能用来解释物理变化 B．化学反应前后分子的种类、数目一定都发生改变 C．通过化学变化，只能改变世界上物质的种类，不能改变物质的总质量 D．化学反应前后原子的种类、数目一定不发生改变 2．将16g纯净物R在足量氧气中完全燃烧生成44g二氧化碳和36g水。下列判断不正确的是 A．R中碳、氢原子的个数比为1：4 B．消耗氧气64g C．R中只含碳、氢元素 D．R中碳元素的质量分数为70% 3．密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，反应前后各物质质量如图所示。下列说法错误的是 A．甲和丁一定是化合物 B．丙可能为该反应的催化剂 C．乙和丁的质量变化之比为3：2 D．该反应遵循质量守恒定律 4．某密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是 A．a的值为12 B．丙一定是催化剂 C．丁属于化合物 D．当丁为5g时，容器中乙的质量为11g 5．18世纪末，为探究水的组成，法国科学家拉瓦锡将水蒸气通过一根烧红的铁管，实验装置如图所示，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。下列说法不正确的是 A．实验中水减少的质量等于铁管增加的质量 B．该实验推翻了水是一种“元素”的错误观点 C．出口处收集到的可燃性气体不可能是一氧化碳 D．铁管质量增加是因为铁与水蒸气反应生成了新物质 6．（2024吕梁一模）加热一定质量的高锰酸钾，相关量的变化如图。下列说法正确的是（　　） A. M点对应的固体中只有两种物质 B．N点对应的固体为纯净物 C．反应生成气体的总质量为（a－b）g D．0～t2 min内，固体中钾元素的质量分数不变 7．质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。 （1）图1实验装置（托盘天平已省略）能用于验证质量守恒定律的是________（填序号）。 （2）装置A中用红热的玻璃导管引燃红磷，实验现象是红磷燃烧，产生大量________，放出大量的热。若引燃红磷后未立即塞紧塞子，则最终天平指针________（填“向左”“向右”或“不”）偏转。该实验中________（填“能”或“不能”）用玻璃棒代替玻璃导管，原因是____________________________________________ _____________________________。 （3）装置A的反应过程中固体质量的变化情况如图2。固体质量在t1～t2 s内增大的原因是_________________________________________________________。该过程中参加反应的氧气的质量为________g。 （4）小明对装置D进行如图3所示的改进。待完全反应后，将该装置放在天平上称量，所得数据仍比反应前的小。若整个操作过程没有差错，则造成上述结果的原因是___________________________________________________________。 Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 【参考答案】 【题组精炼】 题组一　质量守恒定律及其应用 【答案】1．C　2.D　3.C　4.A 5.C 题组二　质量守恒定律相关实验探究 【答案】6.D　7.D 8．①发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 ②大　密闭容器及其中物质的总质量　不变 ③打开容器后进行称量　密闭容器 ④化学反应前后原子的种类、数目和质量不变 【课后练习】 【答案】1．B 2．D 3．A 4．B 5．A 6.C 7．（1）A （2）白烟　向右　不能　红磷燃烧放出大量的热，若用玻璃棒代替玻璃导管，会使锥形瓶中的压强骤然增大，可能会导致橡胶塞冲出 （3）红磷与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，固体中增加了氧元素的质量　8 （4）反应中有大量气体产生，气球胀大，装置受到的浮力增大 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$