内容正文:
第3节第1课时质量守恒定律
一、选择题
1.下列说法能用质量守恒定律解释的是( )
A.水结冰前后质量不变
B.10g食盐完全溶于70g水中得到80g食盐水
C.湿衣服晾干后,质量变小
D.32g硫在32g氧气中完全燃烧生成64g二氧化硫
2.下列物质均可用作燃料,在O2中充分燃烧时,不会产生CO2的是( )
A.CH4 B.NH3 C.木炭 D.CO
3.化学反应前后一定不变的是 ( )
原子数目 分子数目 元素种类 物质种类 原子种类 物质的总质量
A. B. C. D.
4.一定条件下,在一个密闭容器内发生某反应,测得反应过程中各物质的质量如下表所示,下列说法不正确的是( )
物质
X
Y
Z
W
反应前质量/g
10
3
90
0
反应后质量/g
3.2
3
待测
3.2
A.W可能是单质 B.Y可能是催化剂
C.该反应生成物是两种 D.反应后Z物质的质量为86.4g
5.一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应,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.丁是该反应的催化剂
B.该反应的基本类型是分解反应
C.该反应中乙、丙的质量比为3:17
D.该反应中甲、丙的相对分子质量比为14:17
6.在《哪吒2:魔童闹海》里,无量仙翁使用天元鼎炼制仙丹,经古人记载炼丹时是将红色的氧化汞(HgO)粉末放入丹炉中加热,此反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙三种物质都是由分子构成的
B.化学反应中分子的种类和数目没有发生改变
C.保持物质丙化学性质的最小粒子是氧分子
D.丙是空气中含量最多的气体
7.某实验小组用图甲装置,通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图乙相符的是( )
A.气体总质量 B.氮气的质量 C.氧元素的质量 D.固态物质的质量
8.运载火箭采用偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂,其燃烧产物不可能是( )
A.N2 B.CO2 C.SO2 D.H2O
9.在密闭容器中有甲、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.该反应一定是氧化反应
B.反应后乙物质的质量分数是18%
C.参与反应的甲、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
10.下列现象能用质量守恒定律解释的是( )
A.水结冰前后质量不变
B.1升芝麻和1升大米混合,总体积小于2升
C.在加压降温的条件下,氧气变为淡蓝色液体
D.电解水时,生成的氢气和氧气的质量和与分解了的水的质量相等
11.在一个密闭容器中,有a、b、c、d四种物质,反应前各物质的质量如图刻度纸所示(例如:d的质量为2g)。一定条件下发生反应,反应结束后,再次测得各物质的质量变化,并通过刻度的移动来表示,且记录在同一张刻度纸上:刻度线Ⅰ向右移动6格;刻度线Ⅱ向左移动5格;刻度线Ⅲ向左移动5格。下列说法正确的是( )
A.反应结束后b的质量为11g B.a、b变化的质量比一定为11:6
C.c一定是该反应的催化剂 D.a、d是生成物
12.在一定条件下,密闭容器内各物质充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表,下列说法不正确的是( )
物质
X
Y
Z
Q
反应前质量/g
0
8
21
1
反应后质量/g
20
0
9
1
A.上述反应最后物质Z有剩余 B.Q可能是上述反应的催化剂
C.上述反应中生成物的质量为20g D.上述反应属于分解反应
13.某同学使用激光手电引燃红磷(如下图所示)。下列图像中能够体现该实验过程中锥形瓶内物质质量与时间关系的是( )
A B C D
二、填空题
14.1783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 。
(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 。
15.航天员在太空生活需要氧气和水。氧气和水的相互转化,体现了“合”与“分”的思想。
(1)“合”的思想
液氢和液氧反应产生的能量可为返回舱返回提供动力,该反应的微观示意图如下:
该化学反应的基本类型是 反应。
(2)“分”的思想
航天员在空间站生活所需氧气主要通过电解水获得,该反应的文字表达式是 。
(3)“合”与“分”的思想
通过以上事实,证明了水是由 组成。
三、实验探究题
16.小明同学欲通过化学实验证明“质量守恒定律”,确定以“盐酸与碳酸钠反应”为研究对象,设计的实验装置如下图所示。
(1)根据实验目的,小明应该测量的数据是 (填“只有反应前”“只有反应后”“反应前、后”之一)整个反应装置(包括锥形瓶、气球和药品)的质量。
(2)实验步骤如下:
①按如图方式放好仪器,使天平平衡,记录称量数据。
②将碳酸钠粉末全部倒入锥形瓶中,观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是 。
③当反应结束时,气球已经完全鼓起,小明发现天平的指针已经向右偏了。小明又重新称量,记录了数据。
他感到困惑:其他操作均正常,实验现象与数据为何与预测结果不符?
请你思考:
①你认为此反应是否遵守质量守恒定律? (填“遵守”或“不遵守”);
②你认为出现该实验现象的合理解释最应该是下列各项中的 (填序号)。
A.该反应前后原子的种类、数目变少
B.该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C.空气的浮力作用干扰了实验结果
D.生成气体的反应不遵守质量守恒定律
17.【科学探究】
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10g水加入10g酒精中,一段时间后,称量混合液,质量仍为20g。
(1)该实验 (填“能”或“不能”)验证质量守恒定律,原因是 。
(2)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。
冷却后,观察到铜丝变 、玻璃棒 (填“a”或“b”)端下沉。
(3)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。镁条燃烧的化学反应属于 反应(填基本反应类型)。
(4)根据质量守恒定律可知:生成氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量;而实验事实是m2<m1,可能原因是 。
(5)【分析与总结】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。
(6)【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。
【反思与交流】图3实验中气球的作用有____ (填序号)。
A.使装置密闭 B.可缓冲气压 C.防止橡皮塞被弹飞
18.在“质量守恒定律”的课堂学习中,同学们设计了如下图所示的实验来验证质量守恒定律。回答下列问题:
【实验验证】
(1)A实验反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量________(填“相等”或“不相等”)。
(2)B实验中天平指针会向________(填“左”或“右”)偏转。
【微观解释】
(3)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原子质量 ④分子种类 ⑤元素种类
【综合应用】
(4)植物的光合作用可表示为:二氧化碳+水淀粉+氧气,可推测淀粉中一定含有________元素。
(5)北京2022年冬奥会火种灯的造型灵感来自“中华第一灯”—西汉长信宫灯,火种灯燃料是一种气体燃料X,点燃X发生反应的化学方程式是:,则X的化学式为________。
(6)在一密闭容器中,有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下存在某个反应,测得反应前后各物质的质量如表,对该反应,下列描述不正确的是___________。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量
20
3
20
18
反应后质量
2
x
30
26
A. x的值一定为3
B. 该反应是分解反应
C. 乙在该反应中一定是催化剂
D. 该反应中甲、丁的质量比为9:4
19.某校研究性学习小组查阅化学史料时发现:
早在三百多年前,英国化学家波义耳在一个敞口玻璃瓶中加热一种金属,结果发现反应后质量增加了,由此得出:反应前后质量不守恒.之后,俄国化学家罗蒙诺索夫在密封玻璃瓶内燃烧金属,发现反应后质量不变,由此得出:反应前后质量守恒.
这两位科学家的实验相似,为何结论不同?该学习小组沿着科学家的足迹进行实验探究,请你完成以下相关内容.
(1)交流讨论:两位科学家得出不同的结论究竟与哪些实验因素有关呢?
(2)提出假设:若用同种金属、同一容器进行实验,两位科学家得出不同的结论主要是由于 .
(3)实验验证(已知:钠在空气中受热燃烧生成过氧化钠固体):
操作步骤及实验现象
简 答
①在底部铺有细沙的锥形瓶中,放入一小块金属钠,塞紧橡皮塞,称量
称量前需
②取下锥形瓶,放在垫有石棉网的三脚架上微热,观察到金属钠着火燃烧,冷却后,再称量
称量时观察到
③将橡皮塞取出一会儿后,再盖上,称量
称量时观察到
(4)得出结论:假设成立.
依据以上实验事实,解释两位科学家的实验结论:
20.质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。
(1)A实验 (填“能”或“不能”)验证质量守恒定律。
(2)B实验产生的实验现象是左侧粗铜丝表面 (填颜色变化)并 (填“下沉”、“上翘”或“不变”),原因是 。
(3)波义耳由于设计“失误”,错过了发现质量守恒定律的机会,请你改进他的方案
波义耳的实验(1673年)
我的改进
称量金属质量,在密闭的容器中燃烧金属,得到了金属灰
称量密闭的容器(连同里面的金属),进行燃烧实验
打开容器,称量金属灰的质量
燃烧结束后,称量
发现金属灰比原金属质量 (填“增加”或“减少”或“不变”)
发现总质量和燃烧前一样。若反应容器内的反应是镁带燃烧,其反应的化学方程式是
启发:探究有气体参加或生成的化学反应前后质量变化情况时,应在 容器中进行。
(4)[拓展]小组同学通过实验C及改进实验D重新体会了质量守恒定律的发现过程,但同时发现燃烧产物中还有少量黄色固体。同学们查阅资料得知:Ⅰ.氧化镁为白色固体;Ⅱ.镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁固体,经实验验证,黄色固体正是氮化镁。
请回答:
①空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁,你认为可能的原因是 。
②若用实验D测定空气中氧气含量,则该实验所测得的氧气体积分数理论上应 (填“大于”、“小于”或“等于”)五分之一。
(5)[拓展]应用质量守恒定律来验证石墨的元素组成,将a克石墨放在盛有足量氧气的密闭容器中引燃;反应结束后,用足量的b克澄清石灰水完全吸收生成的气体,称量石灰水的质量变为c克。根据a= (用含b、c的关系式表示),可知石墨中只含有碳元素。
21.学完质量守恒定律后,小六和小九同学想用实验验证“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质量总和”,进行了如下科学探究活动。
【验证结论】
化学反应中,参加反应的物质质量总和与生成物的质量总和相等。
【制订计划】
小六同学设计的实验装置和所用的药品如图A所示,小九同学设计的实验装置和药品如图B所示。
【实验方案A】
(1)小六同学实验中观察到锥形瓶内红磷燃烧了,瓶上气球的变化是:________;
(2)此过程中玻璃管的作用是引燃红磷和________。
(3)此反应中小气球的作用________。
【实验结论一】
小六同学通过上述实验得出“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质量总和”的结论。
【实验方案B】
(4)小九同学取下小烧杯并将其倾斜使小试管中的稀盐酸进入小烧杯中,发生反应的表达式________。
(5)观察到的现象是________。
(6)反应结束后,再把小烧杯放回托盘天平上,天平指针________(填“偏左”“偏右”“指向分度盘中央”)。
【实验结论二】
(7)小九认为该反应不遵守质量守恒定律,故不能验证质量守恒定律,请判断他的结论是否正确________(填“是”或“否”)。
【交流评价】
小六认为小九在验证质量守恒定律时,实验装置应密闭,这样就能验证质量守恒定律了。于是小六设计了密闭装置如下:
【进行实验C】
(8)实验C能否达成实验目的?________。
(9)你认为最合理的解释为: 。
A. 反应后原子的种类、数目变少
B. 该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C. 空气的浮力作用干扰了实验结果
D. 生成气体的反应不遵循质量守恒定律
【交流评价】
(10)综合上述实验并根据所学知识,可总结出我们今后在验证质量守恒定律时,从实验设计和装置特点等方面应注意的问题是________且________。
【拓展延伸】
(11)将化学实验图像化也是帮助我们深入理解原理的好方法。若用如图图像来记录小六同学的实验,则纵坐标可以表示_________(填字母)。
A. 装置内氧元素的质量
B. 装置内物质总质量
C. 装置内的氧原子总数
D. 装置内的原子总数
22.如图是初中化学常见的探究实验。请回答下列问题:
在“质量守恒定律”的课堂教学中:探究当物质发生化学反应生成新物质时,参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系?
甲、乙、丙、丁、戊四个小组的同学分别做了A、B、C、D、E五个实验。他们都进行了规范的操作,准确的称量和细致的观察。
(1)E实验:该实验的现象为 ,在实验过程中气球的作用是 。
(2)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 。
(3)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.D 2.B 3.D 4.D 5.C 6.C 7.D 8.C 9.C 10.D 11.D
12.D 13.D
14.(1)铁、水(2)氢气(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(合理即可)
15.(1)化合(2)(3)氢元素和氧元素
16.(1)反应前、后(2)有气泡产生;遵守;C
17.(1)不能;水和酒精没有发生化学变化(合理即可)(2)黑;a(3)化合(4)产生的部分氧化镁逸散到空气中(5)密闭(6)A;B;C
18.(1) 相等 (2) 右 (3) ①②③⑤ (4) C、H (5) C3H8 (6) C
19.(1)与容器是否敞口有关(2)反应容器密闭与敞开的差异(3)调零并检查天平是否平衡;天平保持平衡;天平指针向左偏移(4)罗蒙诺索夫是在密闭容器中进行实验,金属燃烧后质量的增加来自瓶内空气中氧气的减少,因此反应后质量不变;波义耳是在敞口容器中进行实验,金属燃烧消耗瓶内氧气后,瓶外空气不断补充到瓶内,因此反应后容器内物质的质量增加
20.(1)不能(2)变黑色;下沉;铜和氧气在加热条件下反应生成黑色的氧化铜,反应后固体质量增大(3)密闭的容器(连同里面的金属);增加;密闭(4)Mg3N2;在相同条件下,氧气比氮气化学性质活泼,镁更容易和氧气反应;大于
(5)(c-b)×
21.(1)先变大后变小比原来更小 (2)导气 (3)调节压强,防止胶塞被弹开,形成密闭装置 (4) (5)白色固体表面有气泡产生,固体逐渐减少(至消失)(6)偏右 (7)否 (8)不能 (9)C (10)密闭 不产生明显形变(11)A,B,C,D
22.(1)先膨胀故后缩小;平衡气压(2)过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成氧气和水,氧气逸出,造成了烧杯内质量减轻;(3)密闭
学科网(北京)股份有限公司
$