5.1化学反应中的质量守恒寒假巩固--2025-2026学年九年级化学鲁教版上册

第五单元 定量研究化学反应第一节 化学反应中的质量守恒 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】质量守恒定律的内容和微观解释 1 【题型2】质量守恒定律的实验探究 4 【题型3】用质量守恒定律解释宏观现象 7 【题型4】化学反应中化学式或化学计量数的推断 10 【题型5】密闭容器中反应数据的处理 12 【题型6】物质组成元素的推断 15 【题型7】有关质量守恒定律的计算 17 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】质量守恒定律的内容和微观解释 【典型例题】下列说法正确的是（　　） A.反应前各物质的质量总和，一定等于反应后生成的各物质的质量总和 B.铁丝在氧气中燃烧后；生成物的质量比参加反应的铁丝的质量增加了 C.水的质量和受热变成水蒸气的质量相等，该变化符合质量守恒定律 D.蜡烛完全燃烧后，生成水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛减少的质量 【举一反三1】近期，我国科学家利用月壤制氧的技术取得突破，将月壤加热熔融后进行电解，可产生氧气。下列说法中错误的是（　　） A.据此推测月球土壤中含有氧元素 B.利用新物质，可开发出物质制备的新方法 C.月球土壤属于纯净物，具有一定的实用科研价值 D.该技术可为登上月球的宇航员提供氧气供给呼吸 【举一反三2】考生试卷所贴的条形码具有黏性，其黏性主要来源于胶黏剂丙烯酸（化学式为C3H4O2）。下列有关丙烯酸的说法正确的是（　　） A.丙烯酸属于氧化物 B.丙烯酸中含有3个碳原子、4个氢原子和1个氧分子 C.丙烯酸中碳、氧元素的质量比为3：2 D.丙烯酸燃烧可能生成水和二氧化碳 【举一反三3】如图是物质在密封环境下进行化学反应的微观示意图，下列关于该反应前、后微观示意图的说法正确的是（　　） A.分子总数不变 B.质量减少 C.原子总数减少 D.均为混合物 【举一反三4】镁条在盛有空气的密闭容器中加热，用横坐标表示加热的时间，用纵坐标表示容器中物质的总质量，下列各图能正确表示在加热过程中，容器内所盛物质总质量变化的是（　　） A. B. C. D. 【举一反三5】我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，其中二氧化碳制取甲醇(CH3OH)环节的微观示意图如图(图中的微观粒子恰好完全反应)。 (1)该变化前后不发生改变的微观粒子是　　　　 (填“分子”“原子”或“离子”)。 (2)物质丁的化学式为　　　　 ，该物质属于　　　　 (填物质类别)。 (3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为　　　　 。 下图为某化学反应的微观过程，其中“”和“”表示两种不同的原子。 （1）该反应中反应物　　　　　　（填“可能”或“不可能”）是氧化物。 （2） 图中方框内应填的微观图示是　　　　　　。 你推断的依据是　　　　　　。 我国科学家在国际上首次以CO2和H2为原料，在构筑的纳米“蓄水”膜反应器中实现了二氧化碳在温和条件下一步转化为乙醇的反应，该反应的微观示意图如图。 (1)生成物“”的化学式为        。 (2)该化学反应前后没有发生改变的微观粒子是       。 (3)从微观角度分析，化学反应的实质是                         。 (4)参加反应的“”和“”的分子个数比为        。 【题型2】质量守恒定律的实验探究 【典型例题】如图是兴趣小组设计的验证质量守恒定律的实验，下列说法不正确的是（　　） A.实验1反应前后天平始终保持平衡 B.实验2，发现铜片在空气中灼烧后固体质量变大，不符合质量守恒定律 C.实验3中，观察到反应后天平不平衡，原因是生成的逸散到空气中 D.实验2和实验3应在密闭装置中进行反应 【举一反三1】某化学兴趣小组的同学，设计了下图所示装置和实验来验证质量守恒定律。下列正确的组合是（　　） ①涉及的化学反应都遵循质量守恒定律； ②若实验一红磷燃烧时，瓶塞没有塞紧，待燃烧完毕后再塞紧，天平的指针向左偏转； ③实验二中，装置没有密闭，生成了气体逸散，实验结束，天平的指针向右偏转； ④将实验二中的烧杯换成带有气球的装置（如图三），实验结束，天平平衡（忽略浮力）； ⑤实验三中，气球先膨胀，后变瘪。 A.①③⑤ B.①③④ C.②③④ D.①②⑤ 为验证质量守恒定律，某兴趣小组做了以下实验进行探究。 【实验一】将10 g水加入10 g酒精中，一段时间后，称量混合液，质量仍为20 g。 (1)该实验_______________(填“能”或“不能”)验证质量守恒定律，原因是_________________________________。 【实验二】如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。 (2)冷却后，观察到铜丝变黑，玻璃棒         (填“a”或“b”)端下沉。 【实验三】称取镁条和陶土网的质量为m1(如图2所示)，然后在空气中点燃镁条；反应结束后将所得物质与陶土网一起再次称量，质量为m2。 (3)根据实验事实分析：①若m2＞m1，可能原因是_________________________________。 ②若m2＜m1，可能原因是                                           。 【分析与总结】 (4)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时对于有气体参加的反应，应在           容器中进行实验。 【拓展实验】兴趣小组按如图3装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物白色固体中还有少量黄色固体。查阅资料得知：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁固体。 【反思与交流】 (5)图3实验中气球的作用有           (填字母)。 A.使装置密闭 B.可缓冲气压 C.防止橡胶塞被弹出 【举一反三3】某学习小组同学按课本实验(如图所示)验证质量守恒定律。 ［实验现象及数据分析］ ①实验一加热铜粉，观察到红色粉末变为黑色，气球最终变瘪；反应前装置质量m1=反应后装置质量m2。 ②实验二中锥形瓶内观察到铁丝表面生成红色固体，溶液变为浅绿色；反应前装置质量m1=反应后装置质量m2。 ③实验三观察到产生大量气泡，实验四镁条燃烧产生大量白烟。这两个实验都测得反应前装置质量ml与反应后装置质量m2不相等。 ［实验反思］ (1)上述实验中能直接用于验证质量守恒定律的是实验　　　　　 。 (2)实验一中橡胶塞和小气球的作用为　　　　　 和调节锥形瓶中气压。 (3)根据以上实验，结合所学内容，小组成员总结出验证质量守恒定律时需要满足以下条件：①质量守恒定律只适用于化学变化；②有气体参与或生成的反应必须在　　　　　 中进行。 ［实验意外现象分析］ (4)学习小组同学用不同质量的镁条做实验四，发现反应前装置质量ml与反应后装置质量m2不相等的异常现象：镁条质量较大的实验，其原因是　　　　　 ；镁条质量较小的实验，其原因是　　　　　 。 ［实验改进］ (5)为使实验三能验证质量守恒定律，小组同学对该实验进行如下改进： ［装置改进］①将实验三天平左盘装置换成如图密闭装置(溶液吸收反应产生的二氧化碳气体)，可用于验证质量守恒定律。 ［试剂改进］②在不改变装置的情况下，选择　　　　　 的化学反应进行实验。 【举一反三4】化学是一门以实验为基础的科学，如图所示的实验回答问题。 (1)小林用图1中B装置进行验证质量守恒定律的实验，反应前天平平衡，待反应结束后，小林发现天平指针偏右，原因是　　　　 。 (2)为达到验证质量守恒定律的目的，小郭只更换了B实验的装置，如图2所示，此装置中气球体现的作用除盛放固体试剂外，还具有的作用是　　　　 。 【题型3】用质量守恒定律解释宏观现象 【典型例题】下列现象能用质量守恒定律解释的是（　　） A.100 g干冰完全变成100 g气体 B.1升芝麻和1升大米混合，总体积小于2升 C.潮湿的衣服在阳光下晒干 D.一定量的煤完全燃烧后生成的所有物质的质量之和大于煤的原质量 【举一反三1】下列变化中，能用质量守恒定律解释的是 (　　) A.6 g水受热变成6 g 水蒸气 B.铜粉在空气中加热后固体的质量比原来质量大 C.100 mL 水加入 100 mL酒精中体积小于 200 mL D.4 g食盐溶解在96 g水中，成为100 g的食盐溶液 【举一反三2】 “镁条在空气中燃烧后，生成物的质量比镁条的质量大，说明质量守恒定律不是普遍规律。”这种说法对吗？为什么？___________________________________。 【举一反三3】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber----Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。 (1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2　　　O2（填“＞”“＝”“＜”）。 (2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子　　　不同而吸附O2实现分离。 (3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。 ①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量 　　　　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 ②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为　　　　。 请你用质量守恒定律解释下列现象。 （1）木材燃烧，余下灰烬的质量小于原木材的质量。 （2）铜丝在火焰上灼烧，灼烧后的“铜丝”质量大于原铜丝的质量。 （3）加热高锰酸钾，剩余固体的质量小于原高锰酸钾的质量。 （4）红磷在氧气中燃烧，生成的固体质量大于原红磷的质量。 【举一反三5】某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验（实验4中装置气密性良好）。 　 ［小组讨论］ (1)上述实验能用来验证质量守恒定律的是实验　　　　（填数字）。 ［记录分析］ (2)实验4反应过程中气球的变化是　　　　；下列图像中符合实验4容器中物质总质量随时间变化关系的是　　　　（填字母）。 　 ［评价反思］ (3)验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在　　　　装置中进行。 ［拓展延伸］ (4)由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是　　　　（填序号）。 ①原子种类 　②原子数目　 ③分子种类　 ④分子数目 　⑤元素种类 　⑥物质种类 【题型4】化学反应中化学式或化学计量数的推断 【典型例题】已知23 g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44 g二氧化碳和27 g水。下列说法中错误的是（　　） A.X中一定含有三种元素 B.该反应消耗氧气的质量为48 g C.X可能的化学式是CH3O D.X中H两种元素的质量比为4：1 【举一反三1】钛（Ti）和钛合金是21世纪重要的金属材料，有很多优良的性能。工业制钛（Ti）的一个反应为：TiF4+2H2SO4═4HF+2X+TiO2，X的化学式是（　　） A.H2S B.SO2 C.SO3 D.S 【举一反三2】漂白粉可用于水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙[化学式为Ca（ClO）2]，次氯酸钙可发生如下反应：Ca（ClO）2+X+H2O═CaCO3↓+2HClO。则X的化学式为_______________，Ca（ClO）2中氯元素的化合价为__________；水通电分解后生成氢气和氧气的质量比为__________。 【举一反三3】利用化学知识回答问题 (1)自来水厂净水时使用活性炭除去颜色和异味，是利用了活性炭的　　　　性。 (2)二氧化氯是一种消毒剂，能对饮用水消毒，可以有效杀灭病毒。将通入溶液中可制得和一种化合物，反应的化学方程式为，其中X的化学式为　　　　。 (3)利用电解水实验可证明水是由　　　　组成的。 华夏之美，灿若繁花。中国古人从自然万物、天地四时中发现了色彩，又赋予它们雅致动听的名字。桃红、凝脂、湘叶、群青、沉香……这满庭芳的国色中也蕴藏着独特的化学内涵。 【举一反三4】 （1）凝脂：凝脂似玉、洁白高雅。宋代的德化窑的白瓷，是一种纯粹的凝脂白。陶瓷烧制过程中会发生一系列的化学反应，其中包括CaCO3+SiO2CaSiO3+X↑，该反应中X的化学式为 　 　          。 （2）群青：青，取之于蓝，而青于蓝。群青颜料在古代是由贵重的青金石研磨制成的，是一种昂贵的高级颜料。青金石是指碱性铝硅酸盐矿物，其中含Na、Al、Si、S、Cl、O等元素，这些元素中属于金属元素的有 　               （填元素符号）。 [科普阅读]新型灭菌消毒剂ClO2抑制新冠病毒传播，“含氯消毒剂”被广泛使用，其中包含一种新型灭菌消毒剂：ClO2。常温下，ClO2是有刺激性气味黄绿色气体，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2，其熔点为﹣59 ℃，沸点为11 ℃。ClO2受热或者见光易分解，具有强氧化性和很强的腐蚀性。我国从2000年起就逐渐用ClO2取代氯气（Cl2）对饮用水进行消毒。 【举一反三5】（1）ClO2的名称是 　 　，ClO2中氯元素的化合价是 　 　。一定条件下，二氧化氯和氰化氢（HCN）反应的化学方程式为2ClO2+2HCN═2CO2+2HCl+X，则X的化学式为 　 　        。 （2）下列消毒剂的有效成分中，属于氧化物的是 　 　（填字母序号）。 A．84消毒液中的NaClO B．双氧水中的H2O2 C．医用酒精中的C2H5OH （3）使用ClO2对饮用水进行消毒属于 　 　     （填“物理”或“化学”）变化。 （4）下列有关ClO2的说法正确的是 　          。 A．0 ℃时ClO2为黄绿色气体 B．用棕色试剂瓶盛装ClO2并置于阴暗处保存 C．常温下，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2 D．含氯消毒剂中ClO2的浓度越大越好 【题型5】密闭容器中反应数据的处理 【典型例题】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如图所示。下列说法错误的是（　　） A.该反应属于化合反应 B.甲物质可能是单质 C.x的值是21 D.参加反应的丙与丁的质量比为2：3 【举一反三1】在一密闭容器中放入下列物质，使其在一定条件下充分反应，测得数据如表：则下列正确的是（　　） A.未测值为3 B.甲与乙反应的质量比为14：3 C.丙一定是催化剂 D.此容器中发生的反应是分解反应 【举一反三2】将一定质量的d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如表所示： 下列说法中错误的是（　　） A.反应后a物质的质量为3.8 g B.a和b是反应物，d可能是催化剂 C.c物质中元素的种类，一定与b两种物质中元素的种类相同 D.若物质a与b的相对分子质量之比为2：1，则a与b充分反应时的质量之比为2：1 【举一反三3】密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生某一化学反应，反应前后各物质质量如图所示。下列说法不正确的是（　　） A.该反应属于分解反应 B.丙可能为该反应的催化剂 C.反应前后乙和丁的质量变化之比为 D.乙可能是单质 【举一反三4】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如表所示。下列说法错误的是（　　） A.m=1 B.甲、乙发生改变的质量比为 C.丙和丁为反应物 D.该反应不是化合反应 t₁时刻，在密闭容器内投入甲、乙、丙、丁四种物质，在 t2时刻测得容器内各物质的质量如下表所示： 第一步：根据质量守恒定律，计算未知物质的质量。a=       。 第二步：确定反应物和生成物。 反应后质量        的是反应物，质量        的是生成物，写出表达式并标出反应中各物质的质量关系：                。 第三步：根据题目要求解答问题。 (1)确定反应类型或物质类别。该反应的基本反应类型为           ；该反应中         一定是化合物。 (2)反应前后质量没有变化的物质         (填“一定”或“可能”)是该反应的催化剂。 (3)确定参加反应的各物质之间的质量关系。该反应中甲、丙、乙的质量变化之比为             。 t₁时刻，在密闭容器内投入甲、乙、丙、丁四种物质，在 t2时刻测得容器内各物质的质量如下表所示： 第一步：根据质量守恒定律，计算未知物质的质量。a=       。 第二步：确定反应物和生成物。 反应后质量        的是反应物，质量        的是生成物，写出表达式并标出反应中各物质的质量关系：                。 第三步：根据题目要求解答问题。 (1)确定反应类型或物质类别。该反应的基本反应类型为           ；该反应中         一定是化合物。 (2)反应前后质量没有变化的物质         (填“一定”或“可能”)是该反应的催化剂。 (3)确定参加反应的各物质之间的质量关系。该反应中甲、丙、乙的质量变化之比为             。 【举一反三7】回答下列问题： (1)化学反应前后必定不发生改变的是______ (填字母)。 ①原子数目；②分子数目；③元素种类；④物质种类；⑤原子种类；⑥物质的总质量 A.①④⑥　　　　　　B.①③⑤⑥ C.①②⑥ 　　　　　　D.②③⑤ (2)某纯净物x在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为2x+3O22CO2+4H2O，则x的化学式为______。 (3)密闭容器中有甲、乙两种物质各 10 g，加热一段时间后测得容器中各物质的质量如下表所示： 下列选项正确的是______。 A.该反应为化合反应 B. x=54 C.丙、丁一定是单质 D.甲一定是化合物 【题型6】物质组成元素的推断 【典型例题】某可燃物在足量氧气中充分燃烧，只生成二氧化碳和水，则该可燃物（　　） A.一定含碳、氢、氧三种元素 B.一定含碳、氢元素，可能含氧元素 C.一定含碳、氢元素，不含氧元素 D.所含元素大于三种 【举一反三1】物质X在4.8 g氧气中恰好完全燃烧，其化学方程式可表示为4X+3O₂═2R₂+6H₂O，测得 R₂和 H₂O的质量分别为2.8 g和5.4 g，下列判断中正确的是(　　) A. X的相对分子质量为17 B. 该反应前后 R元素的化合价降低了 C. 参加反应的X的质量为4.4 g D. X中一定含有 R、H，可能含有O 【举一反三2】请参加“氯化钠欢乐之旅”的实践活动。NaCl是一种重要的化工原料。从元素守恒的视角，以NaCl为基本原料，可能制取的物质有　　　　　（写一种）。 常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁(Fe)与水蒸气(H2O)能反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。 同学们很好奇，设计如图所示实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物(试管底部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气)。加热一段时间后，灰色铁粉逐渐变黑，导管口连续冒出气泡。 [提出问题]该气体是什么?[作出猜想]猜想一：        ； 猜想二：        ； 猜想三：CO2。 [初步论证]甲同学认为猜想三不正确，理由是                               。 [实验验证]乙同学用带火星的木条接触该气体，                  (填实验现象)，证明猜想一错误。丙同学观察到产生的肥皂泡快速向上飞起，用燃着的木条靠近肥皂泡，能产生爆鸣声，由此确定猜想二正确。 [实验结论]该气体是        。 [探究思维设问] (1)明确探究的目的：该实验的目的是                         。 (2)寻找猜想证据：猜想一和猜想二的证据是                       。 (3)论证猜想：猜想三不正确的证据是                        。 【题型7】有关质量守恒定律的计算 【典型例题】现将10 g A和足量B混合加热，A和B发生化学反应，10 g A完全反应后生成8 g C和4 g D，若4 g B与足量的A反应，则生成D的质量为（　　） A.2 g B.4 g C.8 g D.10 g 【举一反三1】已知23 g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44 g二氧化碳和27 g水。下列说法中错误的是（　　） A.X中一定含有三种元素 B.该反应消耗氧气的质量为48 g C.X中H两种元素的质量比为4：1 D.H的原子个数比为1：2 在反应2A+7B══6C+4D中,C、D的相对分子质量之比为9:22。若3 gA与B完全反应后,生成8.8 gD,则参加反应的B的质量为 (　　) A.9.4 g          B.11.2 g          C.14.3 g          D.20.1 g 【举一反三3】已知，且与参加反应的质量比为，若反应后生成和共，则消耗的反应物A的质量为（　　） A. B. C. D. 【举一反三4】14 g由乙炔（C2H2）、乙烯（C2H4）、乙烷（C2H6）组成的混合物在足量的氧气中燃烧，生成18 g H2O和一定质量的CO2，混合物中乙炔、乙烯、乙烷的分子个数比可能为（　　） A.2∶3∶4 B.4∶2∶3 C.5∶3∶5 D.3∶2∶4 【举一反三5】在点燃的条件下，一定质量的乙炔[C2H2]与O2发生反应，结果生成H2O的质量为1.8g、生成CO与CO2的混合气体的质量为8g，那么参加反应的氧气质量是　　　g，参加反应的C2H2与O2的分子个数之比为　　　。 【举一反三6】在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。 表示种物质，部分物质的微观示意图见下表。和在一定条件下反应生成和 请回答以下问题： (1)中属于单质的是　　　 填化学式； (2)若一定质量的和的恰好完全反应，可生成和，则的化学式是　　　 。 【举一反三7】现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成8.1 g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物12.6 g，参加反应的乙醇的质量为 　　　 g。 【举一反三8】在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。 表示种物质，部分物质的微观示意图见下表。和在一定条件下反应生成和 请回答以下问题： (1)中属于单质的是　　　 填化学式； (2)若一定质量的和的恰好完全反应，可生成和，则的化学式是　　　 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五单元 定量研究化学反应第一节 化学反应中的质量守恒 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】质量守恒定律的内容和微观解释 1 【题型2】质量守恒定律的实验探究 5 【题型3】用质量守恒定律解释宏观现象 10 【题型4】化学反应中化学式或化学计量数的推断 15 【题型5】密闭容器中反应数据的处理 19 【题型6】物质组成元素的推断 25 【题型7】有关质量守恒定律的计算 27 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】质量守恒定律的内容和微观解释 【典型例题】下列说法正确的是（　　） A.反应前各物质的质量总和，一定等于反应后生成的各物质的质量总和 B.铁丝在氧气中燃烧后；生成物的质量比参加反应的铁丝的质量增加了 C.水的质量和受热变成水蒸气的质量相等，该变化符合质量守恒定律 D.蜡烛完全燃烧后，生成水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛减少的质量 【答案】B 【解析】参加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，故A错误；铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比参加反应的铁丝的质量增加了，因为有氧气参加了反应，故B正确；水的质量和受热变成水蒸气的质量相等，没有新物质生成，属于物理变化，不符合质量守恒定律，故C错误；蜡烛完全燃烧后生成水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛减少的质量和消耗氧气的质量之和，故D错误； 【举一反三1】近期，我国科学家利用月壤制氧的技术取得突破，将月壤加热熔融后进行电解，可产生氧气。下列说法中错误的是（　　） A.据此推测月球土壤中含有氧元素 B.利用新物质，可开发出物质制备的新方法 C.月球土壤属于纯净物，具有一定的实用科研价值 D.该技术可为登上月球的宇航员提供氧气供给呼吸 【答案】C 【解析】将月壤加热熔融后进行电解可产生氧气，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，可以据此推测月球土壤中含有氧元素，故A正确；由题干信息可知，利用月壤可产生氧气，所以利用新物质，可开发出物质制备的新方法，故B正确；月球土壤中含有多种物质属于混合物，具有—定的实用科研价值，故C错误；将月壤加热熔融后进行电解，可产生氧气，氧气可以为登上月球的宇航员供给呼吸，故D正确。 【举一反三2】考生试卷所贴的条形码具有黏性，其黏性主要来源于胶黏剂丙烯酸（化学式为C3H4O2）。下列有关丙烯酸的说法正确的是（　　） A.丙烯酸属于氧化物 B.丙烯酸中含有3个碳原子、4个氢原子和1个氧分子 C.丙烯酸中碳、氧元素的质量比为3：2 D.丙烯酸燃烧可能生成水和二氧化碳 【答案】D 【解析】丙烯酸（化学式为C3H4O2）含有C、H、O这三种元素，不属于氧化物，故A错误；丙烯酸是由丙烯酸分子构成的，1个丙烯酸分子中含有3个碳原子、4个氢原子和2个氧原子，故B错误；丙烯酸中碳、氧元素的质量比为（12×3）：（16×2）＝9：8，故C错误；根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变。丙烯酸含有碳元素和氢元素，燃烧可能生成水和二氧化碳，故D正确。 【举一反三3】如图是物质在密封环境下进行化学反应的微观示意图，下列关于该反应前、后微观示意图的说法正确的是（　　） A.分子总数不变 B.质量减少 C.原子总数减少 D.均为混合物 【答案】D 【解析】由图可知，化学反应前后分子的总数发生了改变，反应前是6个，反应后是5个； 根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变；化学反应前后原子的种类和数目不变； 反应前、后的物质均是由两种分子构成，均是由两种物质混合而成，均属于混合物。 【举一反三4】镁条在盛有空气的密闭容器中加热，用横坐标表示加热的时间，用纵坐标表示容器中物质的总质量，下列各图能正确表示在加热过程中，容器内所盛物质总质量变化的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】镁带在密闭容器中加热反应前后的总质量不变，即随着加热的时间的延长，物质的总质量应该是一条与时间轴平行的直线。 【举一反三5】我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，其中二氧化碳制取甲醇(CH3OH)环节的微观示意图如图(图中的微观粒子恰好完全反应)。 (1)该变化前后不发生改变的微观粒子是　　　　 (填“分子”“原子”或“离子”)。 (2)物质丁的化学式为　　　　 ，该物质属于　　　　 (填物质类别)。 (3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为　　　　 。 【答案】(1)原子 (2) H2O　　 化合物/氧化物/纯净物 (3)3：1 【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故该变化前后不发生改变的微观粒子是：原子； （2）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含H、O的个数分别是1、6、2，生成物中含H、O的个数分别是1、4、1，故生成物中还应含2个H、1个O，故丁的化学式为：H2O；水是由H、O元素组成的纯净物，属于化合物，也属于氧化物； （3）化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，甲醇中碳元素和氢元素的质量比=12:（1×4）=3:1。 下图为某化学反应的微观过程，其中“”和“”表示两种不同的原子。 （1）该反应中反应物　　　　　　（填“可能”或“不可能”）是氧化物。 （2） 图中方框内应填的微观图示是　　　　　　。 你推断的依据是　　　　　　。 【答案】 (1)不可能　(2)D　反应前后原子种类和原子数目相等 我国科学家在国际上首次以CO2和H2为原料，在构筑的纳米“蓄水”膜反应器中实现了二氧化碳在温和条件下一步转化为乙醇的反应，该反应的微观示意图如图。 (1)生成物“”的化学式为        。 (2)该化学反应前后没有发生改变的微观粒子是       。 (3)从微观角度分析，化学反应的实质是                         。 (4)参加反应的“”和“”的分子个数比为        。 【答案】 (1)C₂H₆O　(2)碳原子、氧原子、氢原子　(3)分子分解成原子，原子重新结合成新分子　(4)1:3 【题型2】质量守恒定律的实验探究 【典型例题】如图是兴趣小组设计的验证质量守恒定律的实验，下列说法不正确的是（　　） A.实验1反应前后天平始终保持平衡 B.实验2，发现铜片在空气中灼烧后固体质量变大，不符合质量守恒定律 C.实验3中，观察到反应后天平不平衡，原因是生成的逸散到空气中 D.实验2和实验3应在密闭装置中进行反应 【答案】B 【解析】实验1反应前后天平始终保持平衡，因为反应前后物质的总质量不变；实验2，发现铜片在空气中灼烧后固体质量变大，是因为增加了氧气的质量，任何化学变化都符合质量守恒定律；实验3中，观察到反应后天平不平衡，原因是生成的CO2逸散到空气中；实验2和实验3应在密闭装置中进行反应，以验证质量守恒定律。 【举一反三1】某化学兴趣小组的同学，设计了下图所示装置和实验来验证质量守恒定律。下列正确的组合是（　　） ①涉及的化学反应都遵循质量守恒定律； ②若实验一红磷燃烧时，瓶塞没有塞紧，待燃烧完毕后再塞紧，天平的指针向左偏转； ③实验二中，装置没有密闭，生成了气体逸散，实验结束，天平的指针向右偏转； ④将实验二中的烧杯换成带有气球的装置（如图三），实验结束，天平平衡（忽略浮力）； ⑤实验三中，气球先膨胀，后变瘪。 A.①③⑤ B.①③④ C.②③④ D.①②⑤ 【答案】B 【解析】①实验一白磷燃烧、实验二、三碳酸钠与稀盐酸反应，三个实验都发生了化学反应，都遵循质量守恒定律，正确；②若实验一红磷燃烧时，瓶塞未塞紫，待燃烧完毕后再塞紧，会导致产生的白烟（也就是五氧化二磷）逸出，从而使装置内质量偏小，故天平的指针将会偏右，错误；③实验二中，装置没有密闭，生成了气体逸散，生成的二氧化碳没有称量，左盘质量减小，实验结束，天平失衡，天平的指针向右偏转，正确；④将实验二中的烧杯换成带有气球的装置（如图三），装置密闭，其他操作不变，实验结束，天平平衡（忽略浮力），正确；⑤实验三中，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳，气体增多，气压增大到最大后保持不变，气球胀大保持不变，错误。 为验证质量守恒定律，某兴趣小组做了以下实验进行探究。 【实验一】将10 g水加入10 g酒精中，一段时间后，称量混合液，质量仍为20 g。 (1)该实验_______________(填“能”或“不能”)验证质量守恒定律，原因是_________________________________。 【实验二】如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。 (2)冷却后，观察到铜丝变黑，玻璃棒         (填“a”或“b”)端下沉。 【实验三】称取镁条和陶土网的质量为m1(如图2所示)，然后在空气中点燃镁条；反应结束后将所得物质与陶土网一起再次称量，质量为m2。 (3)根据实验事实分析：①若m2＞m1，可能原因是_________________________________。 ②若m2＜m1，可能原因是                                           。 【分析与总结】 (4)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时对于有气体参加的反应，应在           容器中进行实验。 【拓展实验】兴趣小组按如图3装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物白色固体中还有少量黄色固体。查阅资料得知：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁固体。 【反思与交流】 (5)图3实验中气球的作用有           (填字母)。 A.使装置密闭 B.可缓冲气压 C.防止橡胶塞被弹出 【答案】 (1)不能　质量守恒定律适用于化学反应，水和酒精混合是物理变化　(2)a　(3)①生成氧化镁的质量等于参加反应的镁条和氧气的质量总和　②部分氧化镁以白烟的形式扩散到空气中　(4)密闭　(5)ABC 【举一反三3】某学习小组同学按课本实验(如图所示)验证质量守恒定律。 ［实验现象及数据分析］ ①实验一加热铜粉，观察到红色粉末变为黑色，气球最终变瘪；反应前装置质量m1=反应后装置质量m2。 ②实验二中锥形瓶内观察到铁丝表面生成红色固体，溶液变为浅绿色；反应前装置质量m1=反应后装置质量m2。 ③实验三观察到产生大量气泡，实验四镁条燃烧产生大量白烟。这两个实验都测得反应前装置质量ml与反应后装置质量m2不相等。 ［实验反思］ (1)上述实验中能直接用于验证质量守恒定律的是实验　　　　　 。 (2)实验一中橡胶塞和小气球的作用为　　　　　 和调节锥形瓶中气压。 (3)根据以上实验，结合所学内容，小组成员总结出验证质量守恒定律时需要满足以下条件：①质量守恒定律只适用于化学变化；②有气体参与或生成的反应必须在　　　　　 中进行。 ［实验意外现象分析］ (4)学习小组同学用不同质量的镁条做实验四，发现反应前装置质量ml与反应后装置质量m2不相等的异常现象：镁条质量较大的实验，其原因是　　　　　 ；镁条质量较小的实验，其原因是　　　　　 。 ［实验改进］ (5)为使实验三能验证质量守恒定律，小组同学对该实验进行如下改进： ［装置改进］①将实验三天平左盘装置换成如图密闭装置(溶液吸收反应产生的二氧化碳气体)，可用于验证质量守恒定律。 ［试剂改进］②在不改变装置的情况下，选择　　　　　 的化学反应进行实验。 【答案】(1)一和二 (2)形成封闭装置 (3)密闭 (4)镁在空气中燃烧不仅与氧气反应，还与空气中氮气反应生成了氮化镁　　 燃烧时部分氧化镁随白烟飞散 (5)不产生（或不消耗）气体 【解析】（1）结合[实验现象及数据分析]，能直接用于验证质量守恒定律的是实验一和实验二，实验三中碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳扩散到空气中，无法称量生成二氧化碳的质量，实验四中镁与氧气在点燃的条件下生成氧化镁，无法测量参加反应氧气的质量； （2）实验一中橡胶塞和小气球的作用为形成封闭装置和调节锥形瓶中气压（铜与氧气反应放热，装置内压强增大，小气球可以平衡装置的压强，防止塞子被冲出）； （3）以上实验，结合所学内容，小组成员总结出验证质量守恒定律时需要满足以下条件：①质量守恒定律只适用于化学变化；②有气体参与或生成的反应必须在密闭的装置中进行； （4）镁条质量较大的实验出现m1<m2，是因为镁在空气中燃烧不仅与氧气反应，还与空气中氮气反应生成了氮化镁，导致装置整体质量增加；镁条质量较小的实验出现m1>m2，是因为燃烧时部分氧化镁随白烟飞散，装置整体质量减少； （5）若“不改变装置”，则应选择“不产生（或不消耗）气体的化学反应”（如酸碱中和、铁和硫酸铜溶液反应等）进行实验，以避免因气体逸出或进入而造成称量误差。 【举一反三4】化学是一门以实验为基础的科学，如图所示的实验回答问题。 (1)小林用图1中B装置进行验证质量守恒定律的实验，反应前天平平衡，待反应结束后，小林发现天平指针偏右，原因是　　　　 。 (2)为达到验证质量守恒定律的目的，小郭只更换了B实验的装置，如图2所示，此装置中气球体现的作用除盛放固体试剂外，还具有的作用是　　　　 。 【答案】(1)碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会散逸到空气中 (2)调节装置的压强 【解析】（1）该实验中碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小，故待反应结束后，发现天平指针偏右； （2）由于该反应生成了气体，会导致装置内压强增大，故气球可起到调节装置的压强的作用，防止橡胶塞迸出。 【题型3】用质量守恒定律解释宏观现象 【典型例题】下列现象能用质量守恒定律解释的是（　　） A.100 g干冰完全变成100 g气体 B.1升芝麻和1升大米混合，总体积小于2升 C.潮湿的衣服在阳光下晒干 D.一定量的煤完全燃烧后生成的所有物质的质量之和大于煤的原质量 【答案】D 【解析】干冰升华由固态变为气态，没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释；1升芝麻和1升大米混合，总体积小于2升，没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释；潮湿的衣服在阳光下晒干，没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释；煤在氧气中燃烧是碳和氧气发生化学反应的过程，参加反应的碳、氧气的质量之和与反应后生成二氧化碳的质量相等，因此生成的所有物质的质量之和大于煤的原质量，符合质量守恒定律，能用质量守恒定律解释。 【举一反三1】下列变化中，能用质量守恒定律解释的是 (　　) A.6 g水受热变成6 g 水蒸气 B.铜粉在空气中加热后固体的质量比原来质量大 C.100 mL 水加入 100 mL酒精中体积小于 200 mL D.4 g食盐溶解在96 g水中，成为100 g的食盐溶液 【答案】B 【举一反三2】 “镁条在空气中燃烧后，生成物的质量比镁条的质量大，说明质量守恒定律不是普遍规律。”这种说法对吗？为什么？___________________________________。 【答案】不正确，因为参加反应的镁和氧气的质量总和等于反应后生成的氧化镁质量，因此这个化学反应遵守质量守恒定律 【举一反三3】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber----Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。 (1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2　　　O2（填“＞”“＝”“＜”）。 (2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子　　　不同而吸附O2实现分离。 (3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。 ①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量 　　　　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 ②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为　　　　。 【答案】(1)＜ (2)大小 (3)不变　　 t2℃～t3℃ 【解析】（1）从膜分离制氮机技术原理可知，要得到氮气，需让氧气先透过膜，所以气体通过分离膜时渗透速率N2＜O2； （2）分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子大小不同而吸附O2实现分离。因为分子筛具有均匀的微孔结构，其孔径大小与分子尺寸相当，能根据分子大小对气体进行筛选吸附； （3）①根据图3可知，在一定温度下用O2将其 “再生”，此过程中FeO与O2反应生成Fe3O4，化学反应前后元素的质量不变，所以 “再生” 过程中铁元素的质量不变； ②将一定质量的失效催化剂进行“再生”得到四氧化三铁，由图2可知，合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为t2℃～t3℃。 请你用质量守恒定律解释下列现象。 （1）木材燃烧，余下灰烬的质量小于原木材的质量。 （2）铜丝在火焰上灼烧，灼烧后的“铜丝”质量大于原铜丝的质量。 （3）加热高锰酸钾，剩余固体的质量小于原高锰酸钾的质量。 （4）红磷在氧气中燃烧，生成的固体质量大于原红磷的质量。 【答案】 (1)根据质量守恒定律，参加反应的木材质量加上消耗的氧气的质量总和等于生成的灰烬的质量、二氧化碳的质量和水的质量总和。反应过程中，木材中大部分的碳、氢、氧等 元素转化为二氧化碳和水，因此余下的灰烬质量小于原木材的质量 (2)根据质量守恒定律，参加反应的铜丝的质量加上消耗的氧气的质量等于生成的氧化铜的质量，因此灼烧后固体的质量大于原铜丝的质量 (3)根据质量守恒定律，参加反应的高锰酸钾的质量等于反应后生成的锰酸钾、二氧化锰 和氧气的质量总和，加热后，生成的氧气逸出，因此剩余固体的质量小于原高锰酸钾的质量 (4)根据质量守恒定律，参加反应的红磷的质量加上消耗的氧气的质量等于生成的五氧化二磷固体的质量，因此生成的固体的质量大于原红磷的质量 【举一反三5】某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验（实验4中装置气密性良好）。 　 ［小组讨论］ (1)上述实验能用来验证质量守恒定律的是实验　　　　（填数字）。 ［记录分析］ (2)实验4反应过程中气球的变化是　　　　；下列图像中符合实验4容器中物质总质量随时间变化关系的是　　　　（填字母）。 　 ［评价反思］ (3)验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在　　　　装置中进行。 ［拓展延伸］ (4)由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是　　　　（填序号）。 ①原子种类 　②原子数目　 ③分子种类　 ④分子数目 　⑤元素种类 　⑥物质种类 【答案】(1)4 (2)先胀大后缩小　　 B (3)密闭 (4)①②⑤ 【解析】（1）实验1：镁条和氧气反应生成氧化镁，不在密闭的容器中进行，不能验证质量守恒定律； 实验2：锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气逸散到空气中去了，使天平不平衡，不能验证质量守恒定律，应该用密闭的容器； 实验3：蔗糖溶于水，属于物理变化，不能验证质量守恒定律； 实验4：白磷燃烧生成五氧化二磷，在密闭容器中进行，化学反应前后质量不变，可以验证质量守恒定定律；故能用来验证质量守恒定律的是实验4。 （2）实验4中，白磷燃烧放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球胀大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，气球缩小，故气球先胀大后缩小。依据质量守恒定律可知：实验4容器中物质总质量一直不变；故选：B。 （3）通过分析实验可知，验证质量守恒定律的实验，对于有气体参加或有气体生成的化学反应，实验应在密闭装置中进行。 （4）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的质量总和一定不变。从微观角度分析，化学反应遵守质量守恒定律的原因是：化学反应前后，原子的种类、数目和质量一定不变；根据元素的概念可知，化学反应前后，元素的种类和质量一定不变；另外，化学反应前后，分子种类一定改变， 分子数目可能改变，物质种类一定改变。故化学反应前后，一定不变的是：①②⑤。 【题型4】化学反应中化学式或化学计量数的推断 【典型例题】已知23 g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44 g二氧化碳和27 g水。下列说法中错误的是（　　） A.X中一定含有三种元素 B.该反应消耗氧气的质量为48 g C.X可能的化学式是CH3O D.X中H两种元素的质量比为4：1 【答案】C 【解析】44 gCO2中含有碳元素的质量为：44 g××100%＝12 g，27 g水中含有氢元素的质量为：27 g××100%＝3 g，生成物44 g二氧化碳和27 g水中所含碳、氢元素的质量和＝12 g+3 g＝15 g，15 g＜23 g，该物质中含氧元素的质量为：23 g﹣15 g＝8 g，则X中一定含有碳、氢、氧三种元素。由上述分析，X中一定含有碳、氢、氧三种元素，故A正确；由质量守恒定律，该反应消耗氧气的质量为44 g+27 g﹣23 g＝48，故B正确；X中H两种元素的质量比为12 g：3 g＝4：1，X不可能的化学式是CH3O，故C错误；由上述计算可知，X中H两种元素的质量比为4：1，故D正确。 【举一反三1】钛（Ti）和钛合金是21世纪重要的金属材料，有很多优良的性能。工业制钛（Ti）的一个反应为：TiF4+2H2SO4═4HF+2X+TiO2，X的化学式是（　　） A.H2S B.SO2 C.SO3 D.S 【答案】C 【解析】反应前后钛原子都是1个，氟原子都是4个，氢原子都是4个，反应前硫原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前氧原子是8个，反应后应该是8个，其中6个包含在2X中，X的化学式为SO3。 【举一反三2】漂白粉可用于水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙[化学式为Ca（ClO）2]，次氯酸钙可发生如下反应：Ca（ClO）2+X+H2O═CaCO3↓+2HClO。则X的化学式为_______________，Ca（ClO）2中氯元素的化合价为__________；水通电分解后生成氢气和氧气的质量比为__________。 【答案】CO2　　+1　　1：8 【解析】反应前后原子的种类和数目不变，由Ca（ClO）2+X+H2O═CaCO3↓+2HClO可推知X中含有1个碳原子和2个氧原子，则其化学式为CO2；在化合物中，元素的化合价代数和为零，钙元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为﹣2价，可以求出氯元素的化合价为+1；水中氢氧元素的质量比为1:8，由质量守恒定律，生成的氢气和氧气的质量比为1：8。 【举一反三3】利用化学知识回答问题 (1)自来水厂净水时使用活性炭除去颜色和异味，是利用了活性炭的　　　　性。 (2)二氧化氯是一种消毒剂，能对饮用水消毒，可以有效杀灭病毒。将通入溶液中可制得和一种化合物，反应的化学方程式为，其中X的化学式为　　　　。 (3)利用电解水实验可证明水是由　　　　组成的。 【答案】(1)吸附 (2)NaCl (3)氢元素和氧元素 【解析】（1）活性炭具有吸附性，自来水厂净水时利用活性炭的吸附性除去颜色和异味； （2）根据质量守恒定律反应前后原子的种类数目不发生变化，反应前原子的种类数目为Cl：4；Na：2；O：4；反应后不包括X原子的种类数目为Cl：2；O：4；因此2X中含有的原子的种类数目为Cl：2；Na：2；因此X为NaCl； （3）电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律可证明水是由氢元素和氧元素组成的。 华夏之美，灿若繁花。中国古人从自然万物、天地四时中发现了色彩，又赋予它们雅致动听的名字。桃红、凝脂、湘叶、群青、沉香……这满庭芳的国色中也蕴藏着独特的化学内涵。 【举一反三4】 （1）凝脂：凝脂似玉、洁白高雅。宋代的德化窑的白瓷，是一种纯粹的凝脂白。陶瓷烧制过程中会发生一系列的化学反应，其中包括CaCO3+SiO2CaSiO3+X↑，该反应中X的化学式为 　 　          。 （2）群青：青，取之于蓝，而青于蓝。群青颜料在古代是由贵重的青金石研磨制成的，是一种昂贵的高级颜料。青金石是指碱性铝硅酸盐矿物，其中含Na、Al、Si、S、Cl、O等元素，这些元素中属于金属元素的有 　               （填元素符号）。 【答案】（1）CO2；（2）Na、Al 【解析】（1）由反应的化学方程式CaCO3+SiO2CaSiO3+X↑可知，反应前有1个钙原子、1个碳原子、5个氧原子、1个硅原子，反应后有1个钙原子、1个硅原子、3个氧原子，根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，则X中含有1个碳原子和2个氧原子，所以X的化学式为：CO2。 （2）Na、Al、Si、S、Cl、O的元素名称分别为钠、铝、硅、硫、氯、氧，元素名称带金字旁的是金属元素（金、汞除外），所以属于金属元素的是钠元素和铝元素，元素符号为：Na、Al。 [科普阅读]新型灭菌消毒剂ClO2抑制新冠病毒传播，“含氯消毒剂”被广泛使用，其中包含一种新型灭菌消毒剂：ClO2。常温下，ClO2是有刺激性气味黄绿色气体，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2，其熔点为﹣59 ℃，沸点为11 ℃。ClO2受热或者见光易分解，具有强氧化性和很强的腐蚀性。我国从2000年起就逐渐用ClO2取代氯气（Cl2）对饮用水进行消毒。 【举一反三5】（1）ClO2的名称是 　 　，ClO2中氯元素的化合价是 　 　。一定条件下，二氧化氯和氰化氢（HCN）反应的化学方程式为2ClO2+2HCN═2CO2+2HCl+X，则X的化学式为 　 　        。 （2）下列消毒剂的有效成分中，属于氧化物的是 　 　（填字母序号）。 A．84消毒液中的NaClO B．双氧水中的H2O2 C．医用酒精中的C2H5OH （3）使用ClO2对饮用水进行消毒属于 　 　     （填“物理”或“化学”）变化。 （4）下列有关ClO2的说法正确的是 　          。 A．0 ℃时ClO2为黄绿色气体 B．用棕色试剂瓶盛装ClO2并置于阴暗处保存 C．常温下，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2 D．含氯消毒剂中ClO2的浓度越大越好 【答案】（1）二氧化氯；+4；N2； （2）B； （3）化学；肥皂水； （4）BC。 【解析】（1）化学式从后往前读，因此ClO2的名称是二氧化氯；二氧化氯中氧元素的化合价为﹣2价，设氯元素的化合价为x，根据化合物中各元素的正负化合价代数和为零，则x+（﹣2）×2＝0，解得x＝+4，故二氧化氯中氯元素的化合价为+4价；根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前有：2个氯原子、4个氧原子、2个氮原子、2个氢原子、2个碳原子，反应后有：2个碳原子、2个氯原子、4个氧原子、2个氢原子，则X的化学式为N2； （2）NaClO是由钠、氯、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物；H2O2是由氢、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物；C2H5OH是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物；故选B； （3）使用ClO2对饮用水进行消毒的过程中有新物质生成，属于化学变化； （4）根据信息二氧化氯的熔点为﹣59 ℃，沸点为11 ℃，因此0 ℃时二氧化氯为液态，A错误；二氧化氯见光或者受热易分解，因此要用棕色试剂瓶盛放并置于阴暗处保存，B正确；常温下，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2，C正确；ClO2具有强氧化性和很强的腐蚀性，因此不是浓度越大杀菌效果越好，D错误。 【题型5】密闭容器中反应数据的处理 【典型例题】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如图所示。下列说法错误的是（　　） A.该反应属于化合反应 B.甲物质可能是单质 C.x的值是21 D.参加反应的丙与丁的质量比为2：3 【答案】B 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由图中数据可知，反应后甲的质量为：6g+4g+16g+40g﹣4g﹣10g﹣31g＝21g；反应后甲的质量增加了21g﹣6g＝15g，则甲是生成物；反应前后乙的质量不变，则乙可能是该反应的催化剂，也可能是杂质；反应后丙的质量减少了16g﹣10g＝6g，则丙是反应物；反应后丁的质量减少了40g﹣31g＝9g，则丁是反应物；该反应是丙和丁在一定条件下反应生成甲，符合多变一的特点，属于化合反应。 甲是化合物反应的生成物，一定是化合物；参加反应的丙与丁的质量比为（16g-10g）：（40g-31g）＝2：3。 【举一反三1】在一密闭容器中放入下列物质，使其在一定条件下充分反应，测得数据如表：则下列正确的是（　　） A.未测值为3 B.甲与乙反应的质量比为14：3 C.丙一定是催化剂 D.此容器中发生的反应是分解反应 【答案】B 【解析】未测物质乙的质量为：（25+15+1+5） g﹣（11+1+22） g＝12 g，A错误；参加反应的甲、乙物质的质量比：（25 g﹣1l g）：（15 g﹣12 g）＝14：3，B正确；丙物质反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，C错误；根据化学反应前后，反应物质量减少，生成物质量增多可知，甲和乙是反应物，丁是生成物，该反应满足多变一的特点，属于化合反应，D错误。 【举一反三2】将一定质量的d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如表所示： 下列说法中错误的是（　　） A.反应后a物质的质量为3.8 g B.a和b是反应物，d可能是催化剂 C.c物质中元素的种类，一定与b两种物质中元素的种类相同 D.若物质a与b的相对分子质量之比为2：1，则a与b充分反应时的质量之比为2：1 【答案】D 【解析】根据质量守恒定律，由表中数据可知：b的质量减少了3.2 g﹣2.6 g＝0.6 g，可确定b是反应物；c的质量增加了7.2 g﹣4.0 g＝3.2 g，可确定c是生成物，a是反应物；d的质量反应前后不变；a是反应物，且参加反应的a的质量为3.2 g﹣0.6 g＝2.6 g，故待测的数值为6.4 g﹣2.6 g＝3.8 g，A正确；a和b的质量减少，是反应物，d的质量不变，d可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，B正确；a和b的质量减少，是反应物，c的质量增加是生成物，根据质量守恒定律，c物质中元素的种类一定与b两种物质中元素的种类相同，故C正确；若a与b的相对分子质量之比为2：1，则反应中a与b的化学计量数之比为：：＝13：6，a与b充分反应时的质量之比等于其相对分子质量乘以前面的化学计量数之比，等于26：6，D错误。 【举一反三3】密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生某一化学反应，反应前后各物质质量如图所示。下列说法不正确的是（　　） A.该反应属于分解反应 B.丙可能为该反应的催化剂 C.反应前后乙和丁的质量变化之比为 D.乙可能是单质 【答案】D 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由表中数据可知，8g+20g+6g+8g=12g+8g+Xg+16g，解得X=6；反应后甲的质量增加了12g-8g=4g，则甲是生成物；反应后乙的质量减少了20g-8g=12g，则乙是反应物；反应前后丙的质量不变，则丙可能是该反应的催化剂，也可能是杂质；反应后丁的质量增加了16g-8g=8g，则丁是生成物；该反应是乙在一定条件下反应生成甲和丁，符合一变多的特点，属于分解反应，乙不可能是单质；反应前后乙和丁的质量变化之比为（20g-8g）：（16g-8g）=3：2。 【举一反三4】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如表所示。下列说法错误的是（　　） A.m=1 B.甲、乙发生改变的质量比为 C.丙和丁为反应物 D.该反应不是化合反应 【答案】C 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则5g+10g+2g+3g=mg+6g+7g+6g，m=1，反应后，甲的质量减小，甲是反应物，乙的质量减小，乙是反应物，丙的质量增加，丙是生成物，丁的质量增加，丁是生成物。甲、乙发生改变的质量比是：(5g-1g)：(10g-6g)=1:1；该反应中，甲、乙是反应物，丙、丁是生成物，生成物有两种，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应。 t₁时刻，在密闭容器内投入甲、乙、丙、丁四种物质，在 t2时刻测得容器内各物质的质量如下表所示： 第一步：根据质量守恒定律，计算未知物质的质量。a=       。 第二步：确定反应物和生成物。 反应后质量        的是反应物，质量        的是生成物，写出表达式并标出反应中各物质的质量关系：                。 第三步：根据题目要求解答问题。 (1)确定反应类型或物质类别。该反应的基本反应类型为           ；该反应中         一定是化合物。 (2)反应前后质量没有变化的物质         (填“一定”或“可能”)是该反应的催化剂。 (3)确定参加反应的各物质之间的质量关系。该反应中甲、丙、乙的质量变化之比为             。 【答案】 第一步:2 第二步：减小　增大　甲　+　丙　→乙 　12.8 g 3.2 g 16 g 第三步：(1)化合反应　乙　(2)可能　(3)4:1:5 t₁时刻，在密闭容器内投入甲、乙、丙、丁四种物质，在 t2时刻测得容器内各物质的质量如下表所示： 第一步：根据质量守恒定律，计算未知物质的质量。a=       。 第二步：确定反应物和生成物。 反应后质量        的是反应物，质量        的是生成物，写出表达式并标出反应中各物质的质量关系：                。 第三步：根据题目要求解答问题。 (1)确定反应类型或物质类别。该反应的基本反应类型为           ；该反应中         一定是化合物。 (2)反应前后质量没有变化的物质         (填“一定”或“可能”)是该反应的催化剂。 (3)确定参加反应的各物质之间的质量关系。该反应中甲、丙、乙的质量变化之比为             。 【答案】 第一步:2 第二步：减小　增大　甲　+　丙　→乙 　12.8 g 3.2 g 16 g 第三步：(1)化合反应　乙　(2)可能　(3)4:1:5 【举一反三7】回答下列问题： (1)化学反应前后必定不发生改变的是______ (填字母)。 ①原子数目；②分子数目；③元素种类；④物质种类；⑤原子种类；⑥物质的总质量 A.①④⑥　　　　　　B.①③⑤⑥ C.①②⑥ 　　　　　　D.②③⑤ (2)某纯净物x在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为2x+3O22CO2+4H2O，则x的化学式为______。 (3)密闭容器中有甲、乙两种物质各 10 g，加热一段时间后测得容器中各物质的质量如下表所示： 下列选项正确的是______。 A.该反应为化合反应 B. x=54 C.丙、丁一定是单质 D.甲一定是化合物 【答案】(1)B (2)CH₄O (3)D 【题型6】物质组成元素的推断 【典型例题】某可燃物在足量氧气中充分燃烧，只生成二氧化碳和水，则该可燃物（　　） A.一定含碳、氢、氧三种元素 B.一定含碳、氢元素，可能含氧元素 C.一定含碳、氢元素，不含氧元素 D.所含元素大于三种 【答案】B 【解析】反应前后元素的种类不变，二氧化碳和水中含有碳、氢、氧元素，由于氧气中含有氧元素，则该可燃物中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。 【举一反三1】物质X在4.8 g氧气中恰好完全燃烧，其化学方程式可表示为4X+3O₂═2R₂+6H₂O，测得 R₂和 H₂O的质量分别为2.8 g和5.4 g，下列判断中正确的是(　　) A. X的相对分子质量为17 B. 该反应前后 R元素的化合价降低了 C. 参加反应的X的质量为4.4 g D. X中一定含有 R、H，可能含有O 【答案】A 【解析】根据质量守恒定律可得，参加反应的X的质量为2.8 g+5.4 g-4.8 g=3.4 g，设X的相对分子质量为a 4X+3O₂═2R₂+6H₂O 4a　　　　　6×18 3. 4 g　　　　5.4 g ==17 根据上述计算可知，A 正确；根据化学反应前后原子数目不变，分析得出 X的化学式可表示为 RH₃(或H₃R)，氢元素的化合价为+1，则 R元素的化合价为-3，生成物 R₂中 R元素的化合价为0，因此反应前后 R元素的化合价升高，B错误；X的相对分子质量为17，X中有除H以外的物质，不可能有氧气，D错误；参加反应的 X 的质量为3.4 g，C错误。 【举一反三2】请参加“氯化钠欢乐之旅”的实践活动。NaCl是一种重要的化工原料。从元素守恒的视角，以NaCl为基本原料，可能制取的物质有　　　　　（写一种）。 【答案】NaOH、Cl2（填一种即可） 【解析】NaCl是一种重要的化工原料，从元素守恒的视角，以NaCl为基本原料，可能制取的物质有NaOH、Cl2等。 常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁(Fe)与水蒸气(H2O)能反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。 同学们很好奇，设计如图所示实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物(试管底部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气)。加热一段时间后，灰色铁粉逐渐变黑，导管口连续冒出气泡。 [提出问题]该气体是什么?[作出猜想]猜想一：        ； 猜想二：        ； 猜想三：CO2。 [初步论证]甲同学认为猜想三不正确，理由是                               。 [实验验证]乙同学用带火星的木条接触该气体，                  (填实验现象)，证明猜想一错误。丙同学观察到产生的肥皂泡快速向上飞起，用燃着的木条靠近肥皂泡，能产生爆鸣声，由此确定猜想二正确。 [实验结论]该气体是        。 [探究思维设问] (1)明确探究的目的：该实验的目的是                         。 (2)寻找猜想证据：猜想一和猜想二的证据是                       。 (3)论证猜想：猜想三不正确的证据是                        。 【答案】 [作出猜想]氧气(或 　氢气(或 [初步论证]反应物中不含碳元素，根据质量守恒定律(或化学反应前后元素种类不变)，生成物中不可能含碳元素 [实验验证]带火星的木条不复燃 [实验结论]氢气(或 [探究思维设问](1)探究铁与水蒸气反应生成的气体的成分 (2)化学反应前后元素的种类不变，反应物中含有氧元素和氢元素，氧气和氢气都是气体 (3)化学反应前后元素的种类不变，反应物中不含碳元素 【题型7】有关质量守恒定律的计算 【典型例题】现将10 g A和足量B混合加热，A和B发生化学反应，10 g A完全反应后生成8 g C和4 g D，若4 g B与足量的A反应，则生成D的质量为（　　） A.2 g B.4 g C.8 g D.10 g 【答案】C 【解析】10 g A完全反应后生成8 g C和4 g D，反应的B的质量是8 g+4 g﹣10 g＝2 g，反应的B、D质量比是2 g∶4 g＝1∶2，若4 g B与足量的A反应，则生成D的质量为8 g。 【举一反三1】已知23 g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44 g二氧化碳和27 g水。下列说法中错误的是（　　） A.X中一定含有三种元素 B.该反应消耗氧气的质量为48 g C.X中H两种元素的质量比为4：1 D.H的原子个数比为1：2 【答案】D 【解析】X中碳元素质量是44 g×＝12 g，氢元素质量是27 g×＝3 g，氧元素质量是23 g﹣12 g﹣3 g＝8 g。X中含有碳、氢、氧三种元素，A正确；消耗氧气质量是44 g+27 g﹣23 g＝48 g，B正确；X中H两种元素的质量比为12 g：3 g＝4：1，C正确；碳、氢原子个数比是：＝4：1，D错误。 在反应2A+7B══6C+4D中,C、D的相对分子质量之比为9:22。若3 gA与B完全反应后,生成8.8 gD,则参加反应的B的质量为 (　　) A.9.4 g          B.11.2 g          C.14.3 g          D.20.1 g 【答案】B 【举一反三3】已知，且与参加反应的质量比为，若反应后生成和共，则消耗的反应物A的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】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， 由反应后生成C和D质量共5.6g，可计算出参加反应的A和B的质量总和为5.6g； A与B参加反应的质量比为4:3，则消耗的反应物A的质量为：。 【举一反三4】14 g由乙炔（C2H2）、乙烯（C2H4）、乙烷（C2H6）组成的混合物在足量的氧气中燃烧，生成18 g H2O和一定质量的CO2，混合物中乙炔、乙烯、乙烷的分子个数比可能为（　　） A.2∶3∶4 B.4∶2∶3 C.5∶3∶5 D.3∶2∶4 【答案】C 【解析】18 g水中氢元素的质量为18 g×＝2 g，混合物中碳元素的质量为14 g﹣2 g＝12 g。混合物中碳元素和氢元素的原子个数比为∶＝1∶2，故混合物中C2H2、C2H6分子数目之比为1∶1即可，与C2H4的量无关。 【举一反三5】在点燃的条件下，一定质量的乙炔[C2H2]与O2发生反应，结果生成H2O的质量为1.8g、生成CO与CO2的混合气体的质量为8g，那么参加反应的氧气质量是　　　g，参加反应的C2H2与O2的分子个数之比为　　　。 【答案】7.2　　 4：9 【解析】1.8g水中氢元素的质量为：，所以C2H2的质量为：，根据质量守恒定律， 氧气的质量为1.8 g+8g-2.6g=7.2g； C2H2与O2的分子数之比为。 【举一反三6】在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。 表示种物质，部分物质的微观示意图见下表。和在一定条件下反应生成和 请回答以下问题： (1)中属于单质的是　　　 填化学式； (2)若一定质量的和的恰好完全反应，可生成和，则的化学式是　　　 。 【答案】(1)O2 (2)CH4 【解析】（1）据图可知,B是由一种元素组成的纯净物,而C和D都是由两种元素组成的纯净物,故B是单质,一个B的分子由两个氧原子构成,故其化学式为：O2； （2）由题意可知,若一定质量的A和64g的B恰好完全反应,可生成44g C和36g D,根据质量守恒定律可知,A中碳元素的质量为：44g×=12g,氢元素的质量为：36g×=4g,由于12g+4g=16g。所以,A中不含有氧元素.A中碳、氢元素的原子个数比是：所以,A的化学式是：CH4。 【举一反三7】现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成8.1 g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物12.6 g，参加反应的乙醇的质量为 　　　 g。 【答案】6.9 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，一定量乙醇与一定量氧气反应生成水、二氧化碳和一氧化碳，水中的氢元素完全来自于乙醇，所以参加反应的乙醇的质量为：8.1 g××100%÷×100%＝6.9 g。 【举一反三8】在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。 表示种物质，部分物质的微观示意图见下表。和在一定条件下反应生成和 请回答以下问题： (1)中属于单质的是　　　 填化学式； (2)若一定质量的和的恰好完全反应，可生成和，则的化学式是　　　 。 【答案】(1)O2 (2)CH4 【解析】（1）据图可知,B是由一种元素组成的纯净物,而C和D都是由两种元素组成的纯净物,故B是单质,一个B的分子由两个氧原子构成,故其化学式为：O2； （2）由题意可知,若一定质量的A和64g的B恰好完全反应,可生成44g C和36g D,根据质量守恒定律可知,A中碳元素的质量为：44g×=12g,氢元素的质量为：36g×=4g,由于12g+4g=16g。所以,A中不含有氧元素.A中碳、氢元素的原子个数比是：所以,A的化学式是：CH4。 学科网（北京）股份有限公司 $