第13讲 化学反应中的质量守恒（暑假预习讲义）新九年级化学新教材鲁教版

第13讲 化学反应中的质量守恒 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1. 了解质量守恒定律的探究历程与经典实验，能描述三个典型验证实验的现象与结论，知晓有气体参与的反应的实验装置改进思路； 2. 准确掌握质量守恒定律的定义，明确其适用范围，能辨析“参加反应” “质量总和”等关键词的含义，理解宏观元素守恒的核心逻辑； 3. 从微观角度理解质量守恒的本质，牢记化学反应前后“五个不变、两个一定改变、两个可能改变”的规律； 4. 能运用质量守恒与元素守恒定律解释生活中常见的质量变化现象，进行简单的物质元素组成推断与质量计算； 5. 了解质量守恒定律的科学发现史，体会严谨求实的科学探究精神。 预习重点 1. 质量守恒定律的内容、适用范围与核心关键词辨析；宏观元素守恒的结论与应用； 2. 质量守恒定律的微观实质，“五不变、两定变、两可变”的规律； 3. 运用质量守恒、元素守恒定律解释实验现象与生活问题。 预习难点 1. 从微观原子重组的角度推导质量守恒与元素守恒的本质，建立“宏观-微观-符号”的关联； 2. 敞口体系中气体参与/逸出的质量变化分析，区分“表观质量变化”与“总质量守恒”；3. 灵活运用元素守恒定律推断物质的元素组成与化学式。 情｜境｜启｜思 三百多年前，化学界曾有一场跨越百年的“质量之争”。1673年，英国化学家波义耳将金属汞放在密闭容器中煅烧，打开盖子称量后发现固体质量增加了，他认为化学反应后物质总质量会增加；一百多年后，法国化学家拉瓦锡在完全密闭的容器中重复氧化汞的分解与合成实验，却得出了“化学反应前后物质总质量保持不变”的结论。 生活中我们也能看到看似矛盾的现象：蜡烛燃烧后越变越轻，最终只剩一点灰烬，仿佛质量凭空消失了；而生锈的铁钉比原来的铁钉更重，仿佛质量凭空增加了。这些现象背后，隐藏着化学反应最核心的定量规律——质量守恒定律，而宏观上的元素种类不变，正是这一定律最核心的体现。 请大家带着下面的问题，开启本节课的学习： 波义耳和拉瓦锡的实验操作差异在哪里？为什么两人得出了不同的结论？ 蜡烛燃烧后质量减小、铁生锈后质量增加，这两个现象是否违背质量守恒定律？ 从微观角度看，化学反应的本质是分子的拆分与原子的重组，这与质量守恒、元素守恒有什么联系？ 有人声称可以通过“法术”将石头变成黄金，也就是“点石成金”，你能用元素守恒的知识揭穿这个谎言吗？ 设计实验验证质量守恒定律时，有气体生成或参与的反应需要注意什么？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 质量守恒定律的实验探究 定量研究化学反应，首先要通过实验验证反应前后物质的总质量关系。探究实验的核心思路是：选定易观察的化学反应，称量 的总质量，反应后再称量 的总质量，对比二者是否相等。 具有代表性的反应进行探究： 1.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应（无气体参与/生成） （1）反应原理：硫酸铜 + 氢氧化钠 → （2）实验装置：敞口烧杯，烧杯内放置一支盛有硫酸铜溶液的小试管，烧杯中装有氢氧化钠溶液 （3）实验步骤：先称量整套装置的总质量，记录数据；将试管内的硫酸铜溶液倒入烧杯，充分反应后再次称量总质量 （4）实验现象：溶液混合后生成 ，反应前后天平 （5）实验结论：参加反应的氢氧化钠与硫酸铜的质量总和， 生成的氢氧化铜与硫酸钠的质量总和 2.盐酸与大理石反应（有气体生成） （1）反应原理：盐酸 + 碳酸钙 → （2）改进前（敞口装置）： ①现象：产生 ，反应后天平指针 ，总质量 ②原因：生成的 到空气中，没有被称量，导致剩余物质总质量 （3）改进后（密闭带气球装置）： ①装置：锥形瓶中装稀盐酸，气球中装大理石粉末，套在瓶口形成 ②现象：产生大量气泡，气球膨胀，反应后天平仍保持 （4）结论：在密闭体系中，反应前后总质量 ，遵循质量守恒定律 3.白磷在空气中燃烧（有气体参与） （1）反应原理：白磷 + 氧气 （2）实验装置：带单孔塞的锥形瓶，瓶底铺细沙，孔中插有带气球的玻璃导管，导管下端可接触瓶底 （3）实验步骤：称量装置总质量后，用酒精灯灼烧玻璃导管引燃白磷，反应结束冷却后再次称量 （4）实验现象：白磷燃烧，产生 ；气球先 （反应放热，气体受热膨胀）后 （冷却后瓶内氧气被消耗，压强减小）；反应前后天平 （5）实验结论：参加反应的白磷和氧气的质量总和， 生成的五氧化二磷的质量 4.实验总结 大量实验证明，化学反应后 ，等于 ，这个规律叫做质量守恒定律。 【特别提醒】 1.验证质量守恒定律的实验，若反应有气体参与、有气体生成或有烟、雾逸散，必须在密闭容器中进行，否则会因气体逸出或外界气体进入导致称量质量出现偏差。 2.白磷燃烧实验中，瓶底铺细沙是为了防止白磷燃烧放热使锥形瓶底炸裂；气球既起密封作用，又能缓冲瓶内压强变化，防止胶塞被冲开。 3.敞口实验出现的“质量增加”或“质量减少”都是表观现象，本质是气体参与了反应或生成物逸散，反应体系的总质量仍然守恒。 【例1】某化学实验小组使用下图实验装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。下列有关分析正确的一项是 A．锥形瓶中可看到产生大量白雾 B．反应前后，锥形瓶中各物质的质量总和不变 C．实验装置中，可用玻璃棒代替玻璃导管 D．实验装置中，小气球的作用是防止空气污染 【即练1】某化学探究小组利用下图所示方案来验证质量守恒定律。下列有关说法错误的是 A．气球的作用是平衡气压，形成密闭体系 B．加热后锥形瓶内固体由红色变为黑色 C．反应前后锥形瓶内各物质的总质量不变 D．实验过程中固体物质的质量不会改变 【即练2】定量研究对化学学科的发展有重大作用，应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。 (1)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 (2)镁条在空气中燃烧，理论上生成氧化镁的质量___________(填“>”、“<”)参加反应的镁条质量。 (3)把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡(如图所示)。取下小烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入小烧杯中。反应进行一段时间后，再把小烧杯放回托盘天平上。请写出天平指针的指向___________(选填“偏左”、“中间”、“偏右”)，依据质量守恒定律解释出现该现象的原因：___________。 知识点02 质量守恒定律与元素守恒 1. 质量守恒定律的内容 化学反应后 总和，等于 的质量总和，这个规律叫做质量守恒定律。它是自然科学的基本定律之一，揭示了化学反应中反应物与生成物之间的定量关系。 2. 质量守恒定律解读 （1）适用范围：仅适用于 ，一切化学反应都遵循质量守恒定律；物理变化中的质量不变 用质量守恒定律解释，如水结冰、酒精挥发等。 （2）“参加反应”：指 了化学反应的那部分物质的质量。如果反应物有剩余（过量），未反应的部分 计入“参加反应的质量总和”。 （3）“质量总和”：必须包含所有的 和所有的 ，包括 等各种状态的物质，不能遗漏参与反应的气体或生成的气体。 3. 宏观核心：元素守恒 化学反应前后， 保持不变， 也保持不变，这就是 守恒，是质量守恒定律的宏观核心体现。 化学反应只能重组原子，不能创造新元素，因此反应物中含有的元素，生成物中 ；生成物中含有的元素，反应物中也 。 应用：可通过生成物的元素组成反推反应物的元素组成，也可揭穿“点石成金” “水变油”等伪科学——石头中不含金元素，无论发生什么化学反应都不可能生成黄金。 4. 科学史话：质量守恒定律的发现 1673年，英国化学家 在敞口容器中煅烧金属，发现固体质量增加，未发现质量守恒。 1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫在密闭容器中煅烧金属锡，首次提出反应前后总质量不变的观点，但未引起重视。 1777年，法国化学家 通过大量密闭体系的定量实验，系统阐述了质量守恒定律。 20世纪初，科学家通过高精度实验，证实反应前后质量变化小于千万分之一，使定律建立在严谨的实验基础上。 【特别提醒】 1.质量守恒定律的核心是“总质量守恒”，元素守恒是其宏观推论，二者本质统一；审题时要注意区分“质量守恒” “元素守恒” “体积守恒” “分子个数守恒”等不同概念。 2.解释“质量变化”类题目时，要先判断是否为化学变化，再分析是否有气体参与或逸出，只要把所有物质都计入总质量，就一定守恒。 3.波义耳实验的“质量增加”、蜡烛燃烧的“质量减少”，都不是违背质量守恒，而是没有将参与反应的气体或生成的气体计入总质量。 【例2】下列科学家在化学的发展史上都作出了巨大贡献，18世纪通过实验得出质量守恒定律的科学家是 A．阿伏加德罗 B．门捷列夫 C．道尔顿 D．拉瓦锡 【即练3】下列涉及学科观点的有关说法正确的是 A．元素观：某化合物燃烧生成二氧化碳和水，推知该化合物一定由碳、氢、氧元素组成 B．守恒观：100 g酒精与100 g水混合，总质量等于200 g，符合质量守恒定律 C．微粒观：一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的 D．结构观：氦原子和镁原子的最外层电子数相同，因此它们的化学性质相似 【即练4】根据质量守恒定律的相关知识，下列说法错误的是 A．高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量比高锰酸钾的质量小 B．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变，能够用来验证质量守恒定律 C．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，则该物质中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 D．质量守恒的微观原因是化学变化前后原子的种类、个数、质量均不变 知识点03 质量守恒定律的微观实质 1. 化学反应的微观本质 化学反应的过程，实质上是分子分裂成 ，原子重新组合成 的过程。以电解水为例：水分子分裂为氢原子和氧原子，氢原子两两结合成氢分子，氧原子两两结合成氧分子。在整个过程中，原子本身 改变，只是重新进行了组合。 2. 质量守恒的微观原因 化学反应前后，原子的 没有改变，原子的 没有增减，原子的 也没有变化，因此由原子构成的物质总质量必然守恒，元素的种类也不会改变。 3. 化学反应中的“变”与“不变” 五个不变 微观 原子 不变 原子 不变 原子 不变 宏观 反应物和生成物的 不变 元素 不变 两个一定改变 微观 构成物质的粒子改变 宏观 改变 两个可能改变 微观 分子的总数可能改变 宏观 元素的 可能改变 4. 质量守恒与元素守恒的综合应用 （1）解释生活与实验中的质量变化现象； （2）揭露伪科学：如“点石成金” “水变油”等，化学反应不能生成新元素，因此不可能实现； （3）推断物质的元素组成或化学式； （4）进行化学反应中的定量计算。 【特别提醒】 1.原子的“三不变”是质量守恒与元素守恒的根源，元素不变、总质量不变都是由原子不变推导而来的，记忆时可以从微观到宏观串联理解。 2.“分子总数可能改变”是高频易错点，有的反应分子总数不变，有的减少，有的增加，不能一概而论。 3.元素种类不变是宏观应用的核心：根据生成物的元素组成，可以反推出反应物一定含有的元素，反之亦然。 【例3】如图是氢气和氧气在点燃条件下发生反应的微观模拟示意图。分析反应过程，其中表述正确的是 A．微观粒子始终保持不变 B．微观粒子结构均未改变 C．微观粒子模型均为分子 D．微观粒子总数未改变 【即练5】氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的微观示意图如图。分析变化过程，其中表述正确的是 A．微观粒子模型均为原子 B．微观粒子中含有氢分子 C．微观粒子结构均未改变 D．微观粒子的数目均改变 【即练6】质量守恒定律是自然科学的基本规律之一，又称物质不灭定律。王铭同学设计了如图两组实验，请你一起参与回答下列问题。 1．某可燃物在密闭氧气瓶中完全燃烧，只生成二氧化碳和水，根据元素守恒判断，该物质一定含有的元素是 A．碳元素、氢元素 B．碳、氢、氧三种元素 C．碳元素、氧元素 D．氢元素、氧元素 2．根据质量守恒定律分析化学反应，反应前后一定发生改变的是 A．原子种类 B．分子种类 C．原子数目 D．反应前后物质总质量 3．现将一定量A和足量B混合加热，A与B发生化学反应，40gA完全反应后生成28gC和33gD，则参加反应的B的质量是 A．21 B．11 C．20 D．30 4．将一定质量的a、b、c、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，测得反应前后各物质的质量如表。下列有关说法正确的是 物质 a b c d 反应前的质量/g 6.4 14.0 3.2 1.0 反应一段时间后的质量/g 10.0 7.2 x 1.0 A．a和b是反应物 B． C．该反应属于分解反应 D．d一定是催化剂 5．下列实验装置能用于验证质量守恒定律的是 A． B． C． D． 6．化学学科核心素养展现了化学课程对学生发展的重要价值，下列说法正确的是 A．化学观念：有气体参加的化学反应不符合质量守恒定律 B．科学思维：氧化物含有氧元素，所以含氧元素的化合物都是氧化物 C．科学探究与实践：通过电解水和氢气的燃烧实验，可证明水由氢元素和氧元素组成 D．科学态度与责任：实验后的废液可直接倒入下水道，不需要集中处理 7．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，测得反应前后有关数据如下： 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 6 2 14 35 反应后质量/g 待测 2 22 13 下列关于此反应说法不正确的是 A．表中待测数值是20 B．反应中甲与丙的变化的质量比为10：11 C．该反应是分解反应 D．物质丁一定是化合物 8．在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，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。下列说法正确的是 A．该反应为化合反应 B．的值为9 C．乙可能是催化剂 D．丙一定是化合物 9．中国芯片蚀刻技术国际领先。用蚀刻硅芯片时生成的物质均为气体，在蚀刻物表面不留任何残留物，该反应微观过程如图所示。下列说法正确的是 A．上述四种物质均由分子构成 B．反应前后硅元素的化合价没有变化 C．反应前后原子的种类不变 D．反应前后分子的种类不变 10．在一个密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前、进行到时、反应后各物质的质量如图所示，下列说法错误的是 A．该反应是化合反应 B．丙可能是该反应的催化剂 C．时甲的质量是 D．该反应中乙、丁的质量变化之比为 11．Hg俗称水银，可由朱砂（HgS）在加热条件下炼得，炼制过程的微观示意图如下： (1)上图所示物质中汞是由________（填“分子”“原子”或“离子”）构成的，属于氧化物的是________（填化学式）。 (2)结合上图，从微粒的角度分析，化学反应的实质是________。 (3)劣质化妆品中往往铅、汞含量超标，对消费者的身体造成巨大损害，此处“铅、汞”指的是________（填“分子”“原子”或“元素”）。 12．在密闭容器中，甲、乙、丙、丁四种物质充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示，回答下列问题： 物质 甲 乙 丙 丁 反应前的质量/g 18 1 2 32 反应后的质量/g x 26 2 12 (1)待测数值___________； (2)丙在反应前后质量不变，可能是该反应的___________或不参与反应的杂质； (3)该反应的基本类型是___________；一定是化合物的物质是___________； (4)反应中乙与丁的质量变化之比是___________。 13．某化学兴趣小组的同学分别设计两个实验用于验证质量守恒定律，如图所示： (1)实验A中，反应前天平平衡，然后将盐酸倒入烧杯中与碳酸钠充分反应后再称量，观察到反应后天平_______(填“平衡”或“不平衡”)，其原因是_______。 (2)如图B所示，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10cm长的粗铜丝，并使玻璃棒保持水平。然后，用酒精灯给左边一端粗铜丝加热1~2分钟。冷却后，他们观察到的现象是铜丝表面_______，玻璃棒_______(填“a端”或“b端”)下沉。反应的化学方程式为_______。 (3)以上两个实验中，是否有不遵守质量守恒定律的反应？_______(填“是”或“否”)，请从原子的角度分析质量守恒的原因：_______。 14．四位同学设计了如下A、B、C、D四个实验，并在实验前后分别测定装置的总质量来 (1)A、B、C、D四个实验中不能用于验证质量守恒定律的是实验_____(填字母)。 (2)实验B中，铁和硫酸铜反应，生成一种红色金属铜和_____(填物质名称)。该实验_____(填“能”或“不能”)直接证明质量守恒定律。 (3)实验C中盐酸和碳酸钠粉末反应后，天平指针_____(选填：“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”)，原因是_____，影响了称量结果。 (4)实验D中发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小，联系实验现象，可能的原因是_____。 (5)从微观角度分析化学反应遵守质量守恒定律的原因是：在化学反应前后，_____(填序号)保持不变。 ①原子种类②原子数目③原子质量④分子种类⑤分子数目 15．定量研究对于化学科学发展有重大作用，因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。 (1)如图A、B、C三个实验用于验证质量守恒定律，A中小气球的作用为________，三个实验中天平失去平衡的是________（填序号），其失衡的原因是________对于有气体参加或有气体生成的化学反应如要验证质量守恒定律要在________装置中实验。 (2)根据质量守恒定律判断，化学反应前后肯定没有变化的是________（填序号）。 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 (3)某固体物质受热发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该物质一定由________元素组成（填写具体的元素符号）。 (4)在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q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下表，试推断该容器内发生反应的基本类型为________。 物质 X Y Z Q 反应前质量/g 2 2 84 5 反应后质量/g 待测 24 0 14 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13讲 化学反应中的质量守恒 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1. 了解质量守恒定律的探究历程与经典实验，能描述三个典型验证实验的现象与结论，知晓有气体参与的反应的实验装置改进思路； 2. 准确掌握质量守恒定律的定义，明确其适用范围，能辨析“参加反应” “质量总和”等关键词的含义，理解宏观元素守恒的核心逻辑； 3. 从微观角度理解质量守恒的本质，牢记化学反应前后“五个不变、两个一定改变、两个可能改变”的规律； 4. 能运用质量守恒与元素守恒定律解释生活中常见的质量变化现象，进行简单的物质元素组成推断与质量计算； 5. 了解质量守恒定律的科学发现史，体会严谨求实的科学探究精神。 预习重点 1. 质量守恒定律的内容、适用范围与核心关键词辨析；宏观元素守恒的结论与应用； 2. 质量守恒定律的微观实质，“五不变、两定变、两可变”的规律； 3. 运用质量守恒、元素守恒定律解释实验现象与生活问题。 预习难点 1. 从微观原子重组的角度推导质量守恒与元素守恒的本质，建立“宏观-微观-符号”的关联； 2. 敞口体系中气体参与/逸出的质量变化分析，区分“表观质量变化”与“总质量守恒”；3. 灵活运用元素守恒定律推断物质的元素组成与化学式。 情｜境｜启｜思 三百多年前，化学界曾有一场跨越百年的“质量之争”。1673年，英国化学家波义耳将金属汞放在密闭容器中煅烧，打开盖子称量后发现固体质量增加了，他认为化学反应后物质总质量会增加；一百多年后，法国化学家拉瓦锡在完全密闭的容器中重复氧化汞的分解与合成实验，却得出了“化学反应前后物质总质量保持不变”的结论。 生活中我们也能看到看似矛盾的现象：蜡烛燃烧后越变越轻，最终只剩一点灰烬，仿佛质量凭空消失了；而生锈的铁钉比原来的铁钉更重，仿佛质量凭空增加了。这些现象背后，隐藏着化学反应最核心的定量规律——质量守恒定律，而宏观上的元素种类不变，正是这一定律最核心的体现。 请大家带着下面的问题，开启本节课的学习： 波义耳和拉瓦锡的实验操作差异在哪里？为什么两人得出了不同的结论？ 蜡烛燃烧后质量减小、铁生锈后质量增加，这两个现象是否违背质量守恒定律？ 从微观角度看，化学反应的本质是分子的拆分与原子的重组，这与质量守恒、元素守恒有什么联系？ 有人声称可以通过“法术”将石头变成黄金，也就是“点石成金”，你能用元素守恒的知识揭穿这个谎言吗？ 设计实验验证质量守恒定律时，有气体生成或参与的反应需要注意什么？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 质量守恒定律的实验探究 定量研究化学反应，首先要通过实验验证反应前后物质的总质量关系。探究实验的核心思路是：选定易观察的化学反应，称量反应前反应物与装置的总质量，反应后再称量生成物与装置的总质量，对比二者是否相等。 具有代表性的反应进行探究： 1.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应（无气体参与/生成） （1）反应原理：硫酸铜 + 氢氧化钠 → 氢氧化铜 + 硫酸钠 （2）实验装置：敞口烧杯，烧杯内放置一支盛有硫酸铜溶液的小试管，烧杯中装有氢氧化钠溶液 （3）实验步骤：先称量整套装置的总质量，记录数据；将试管内的硫酸铜溶液倒入烧杯，充分反应后再次称量总质量 （4）实验现象：溶液混合后生成蓝色絮状沉淀，反应前后天平保持平衡 （5）实验结论：参加反应的氢氧化钠与硫酸铜的质量总和，等于生成的氢氧化铜与硫酸钠的质量总和 2.盐酸与大理石反应（有气体生成） （1）反应原理：盐酸 + 碳酸钙 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 （2）改进前（敞口装置）： ①现象：产生大量气泡，反应后天平指针偏右，总质量减小 ②原因：生成的二氧化碳气体逸散到空气中，没有被称量，导致剩余物质总质量减小 （3）改进后（密闭带气球装置）： ①装置：锥形瓶中装稀盐酸，气球中装大理石粉末，套在瓶口形成密闭体系 ②现象：产生大量气泡，气球膨胀，反应后天平仍保持平衡 （4）结论：在密闭体系中，反应前后总质量相等，遵循质量守恒定律 3.白磷在空气中燃烧（有气体参与） （1）反应原理：白磷 + 氧气五氧化二磷 （2）实验装置：带单孔塞的锥形瓶，瓶底铺细沙，孔中插有带气球的玻璃导管，导管下端可接触瓶底 （3）实验步骤：称量装置总质量后，用酒精灯灼烧玻璃导管引燃白磷，反应结束冷却后再次称量 （4）实验现象：白磷燃烧，产生大量白烟；气球先膨胀（反应放热，气体受热膨胀）后变瘪（冷却后瓶内氧气被消耗，压强减小）；反应前后天平平衡 （5）实验结论：参加反应的白磷和氧气的质量总和，等于生成的五氧化二磷的质量 4.实验总结 大量实验证明，化学反应后生成的各物质的质量总和，等于参加化学反应的各物质的质量总和，这个规律叫做质量守恒定律。 【特别提醒】 1.验证质量守恒定律的实验，若反应有气体参与、有气体生成或有烟、雾逸散，必须在密闭容器中进行，否则会因气体逸出或外界气体进入导致称量质量出现偏差。 2.白磷燃烧实验中，瓶底铺细沙是为了防止白磷燃烧放热使锥形瓶底炸裂；气球既起密封作用，又能缓冲瓶内压强变化，防止胶塞被冲开。 3.敞口实验出现的“质量增加”或“质量减少”都是表观现象，本质是气体参与了反应或生成物逸散，反应体系的总质量仍然守恒。 【例1】某化学实验小组使用下图实验装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。下列有关分析正确的一项是 A．锥形瓶中可看到产生大量白雾 B．反应前后，锥形瓶中各物质的质量总和不变 C．实验装置中，可用玻璃棒代替玻璃导管 D．实验装置中，小气球的作用是防止空气污染 【答案】B 【详解】A.红磷燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，实验现象是产生大量白烟，雾是液体小液滴，错误； B.该装置为密闭体系，根据质量守恒定律，反应前后，整个密闭装置的总质量不变，正确； C.玻璃导管的作用一是导热引燃红磷，二是导气连通锥形瓶和小气球，平衡反应时的压强变化。玻璃棒为实心无法导气，反应放热使瓶内压强骤增时会冲开瓶塞，因此不能代替玻璃导管，错误； D.小气球的主要作用是缓冲瓶内压强，防止胶塞被冲开，防止空气污染是其次要作用，选项描述片面，错误； 【即练1】某化学探究小组利用下图所示方案来验证质量守恒定律。下列有关说法错误的是 A．气球的作用是平衡气压，形成密闭体系 B．加热后锥形瓶内固体由红色变为黑色 C．反应前后锥形瓶内各物质的总质量不变 D．实验过程中固体物质的质量不会改变 【答案】D 【分析】该实验为密闭体系中铜粉加热与氧气的反应，反应原理为 【详解】A.加热时瓶内气体受热膨胀，气球既可平衡气压防止橡胶塞弹出，又可形成密闭体系避免瓶内物质逸出，说法正确。 B.红色的铜单质反应后生成黑色的氧化铜，固体由红色变为黑色，说法正确。 C.装置为密闭体系，根据质量守恒定律，反应前后锥形瓶内所有物质的总质量不变，说法正确。 D.反应后固体中增加了参与反应的氧气里的氧元素质量，固体物质质量会增大，说法错误。 【即练2】定量研究对化学学科的发展有重大作用，应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。 (1)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 (2)镁条在空气中燃烧，理论上生成氧化镁的质量___________(填“>”、“<”)参加反应的镁条质量。 (3)把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡(如图所示)。取下小烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入小烧杯中。反应进行一段时间后，再把小烧杯放回托盘天平上。请写出天平指针的指向___________(选填“偏左”、“中间”、“偏右”)，依据质量守恒定律解释出现该现象的原因：___________。 【答案】(1)①②⑤ (2)＞ (3) 偏右 盐酸与碳酸钠反应有气体生成，气体逸散到空气中，导致左侧质量小于右侧 【详解】（1）化学反应中，分子分成原子，原子重新组合成新的分子，原子的种类、数目、质量都不变，元素种类也不变，分子种类、物质种类一定变，分子数目不一定改变，故一定不变的是①②⑤ （2）根据质量守恒定律，镁条在空气中燃烧，生成氧化镁的质量等于参加反应的镁条和氧气的质量之和，故生成的氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量。 （3）天平指针的指向偏右； 原因是盐酸与碳酸钠反应有气体生成，气体逸散到空气中，导致左侧质量小于右侧，所以指针向右偏转。 知识点02 质量守恒定律与元素守恒 1. 质量守恒定律的内容 化学反应后生成的各物质的质量总和，等于参加化学反应的各物质的质量总和，这个规律叫做质量守恒定律。它是自然科学的基本定律之一，揭示了化学反应中反应物与生成物之间的定量关系。 2. 质量守恒定律解读 （1）适用范围：仅适用于化学变化，一切化学反应都遵循质量守恒定律；物理变化中的质量不变不能用质量守恒定律解释，如水结冰、酒精挥发等。 （2）“参加反应”：指实际参与了化学反应的那部分物质的质量。如果反应物有剩余（过量），未反应的部分不能计入“参加反应的质量总和”。 （3）“质量总和”：必须包含所有的反应物和所有的生成物，包括气体、沉淀、液体等各种状态的物质，不能遗漏参与反应的气体或生成的气体。 3. 宏观核心：元素守恒 化学反应前后，元素的种类保持不变，元素的质量也保持不变，这就是元素守恒，是质量守恒定律的宏观核心体现。 化学反应只能重组原子，不能创造新元素，因此反应物中含有的元素，生成物中一定存在；生成物中含有的元素，反应物中也一定存在。 应用：可通过生成物的元素组成反推反应物的元素组成，也可揭穿“点石成金” “水变油”等伪科学——石头中不含金元素，无论发生什么化学反应都不可能生成黄金。 4. 科学史话：质量守恒定律的发现 1673年，英国化学家波义耳在敞口容器中煅烧金属，发现固体质量增加，未发现质量守恒。 1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫在密闭容器中煅烧金属锡，首次提出反应前后总质量不变的观点，但未引起重视。 1777年，法国化学家拉瓦锡通过大量密闭体系的定量实验，系统阐述了质量守恒定律。 20世纪初，科学家通过高精度实验，证实反应前后质量变化小于千万分之一，使定律建立在严谨的实验基础上。 【特别提醒】 1.质量守恒定律的核心是“总质量守恒”，元素守恒是其宏观推论，二者本质统一；审题时要注意区分“质量守恒” “元素守恒” “体积守恒” “分子个数守恒”等不同概念。 2.解释“质量变化”类题目时，要先判断是否为化学变化，再分析是否有气体参与或逸出，只要把所有物质都计入总质量，就一定守恒。 3.波义耳实验的“质量增加”、蜡烛燃烧的“质量减少”，都不是违背质量守恒，而是没有将参与反应的气体或生成的气体计入总质量。 【例2】下列科学家在化学的发展史上都作出了巨大贡献，18世纪通过实验得出质量守恒定律的科学家是 A．阿伏加德罗 B．门捷列夫 C．道尔顿 D．拉瓦锡 【答案】D 【详解】本题考查化学发展史中科学家的核心贡献，逐一分析选项： A.阿伏加德罗的主要贡献是提出分子学说，奠定了近代分子-原子论的基础，不符合题意。 B.门捷列夫的主要贡献是发现元素周期律、编制出世界上第一张元素周期表，不符合题意。 C.道尔顿的主要贡献是提出近代原子学说，不符合题意。 D.拉瓦锡在18世纪通过定量实验研究化学反应前后的质量关系，最早通过实验验证并提出了质量守恒定律，符合题意。 【即练3】下列涉及学科观点的有关说法正确的是 A．元素观：某化合物燃烧生成二氧化碳和水，推知该化合物一定由碳、氢、氧元素组成 B．守恒观：100 g酒精与100 g水混合，总质量等于200 g，符合质量守恒定律 C．微粒观：一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的 D．结构观：氦原子和镁原子的最外层电子数相同，因此它们的化学性质相似 【答案】C 【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变。化合物燃烧是与O2反应，生成CO2和H2O，仅能证明该化合物一定含碳、氢元素，氧元素可能来自反应物氧气，因此无法确定化合物一定含氧元素，A错误。 B、质量守恒定律的适用范围是化学变化，酒精与水混合是物理变化，不能用质量守恒定律解释，B错误。 C、水的化学式为H2O，从微观构成看，1个水分子确实由2个氢原子和1个氧原子构成，符合微粒观描述，C正确。 D、氦原子只有1层电子，最外层2个电子属于稳定结构；镁原子核外有3层电子，最外层2个电子易失去，二者化学性质不相似，D错误。 【即练4】根据质量守恒定律的相关知识，下列说法错误的是 A．高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量比高锰酸钾的质量小 B．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变，能够用来验证质量守恒定律 C．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，则该物质中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 D．质量守恒的微观原因是化学变化前后原子的种类、个数、质量均不变 【答案】B 【详解】A、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气是气体，会散逸到空气中，因此剩余固体质量小于原高锰酸钾质量，符合质量守恒定律，正确； B、若氢气和氧气未被点燃、未发生化学反应，仅属于物理混合，质量不变是物理过程的特点，不能用来验证仅适用于化学变化的质量守恒定律，错误； C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物二氧化碳含碳、氧元素，水含氢、氧元素，反应物氧气仅能提供氧元素，因此该物质一定含碳、氢元素，氧元素可能来自该物质也可能仅来自氧气，正确； D、正确。 知识点03 质量守恒定律的微观实质 1. 化学反应的微观本质 化学反应的过程，实质上是分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子的过程。以电解水为例：水分子分裂为氢原子和氧原子，氢原子两两结合成氢分子，氧原子两两结合成氧分子。在整个过程中，原子本身没有发生改变，只是重新进行了组合。 2. 质量守恒的微观原因 化学反应前后，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有变化，因此由原子构成的物质总质量必然守恒，元素的种类也不会改变。 3. 化学反应中的“变”与“不变” 五个不变 微观 原子种类不变 原子数目不变 原子质量不变 宏观 反应物和生成物的总质量不变 元素种类不变 两个一定改变 微观 构成物质的粒子改变 宏观 物质种类改变 两个可能改变 微观 分子的总数可能改变 宏观 元素的化合价可能改变 4. 质量守恒与元素守恒的综合应用 （1）解释生活与实验中的质量变化现象； （2）揭露伪科学：如“点石成金” “水变油”等，化学反应不能生成新元素，因此不可能实现； （3）推断物质的元素组成或化学式； （4）进行化学反应中的定量计算。 【特别提醒】 1.原子的“三不变”是质量守恒与元素守恒的根源，元素不变、总质量不变都是由原子不变推导而来的，记忆时可以从微观到宏观串联理解。 2.“分子总数可能改变”是高频易错点，有的反应分子总数不变，有的减少，有的增加，不能一概而论。 3.元素种类不变是宏观应用的核心：根据生成物的元素组成，可以反推出反应物一定含有的元素，反之亦然。 【例3】如图是氢气和氧气在点燃条件下发生反应的微观模拟示意图。分析反应过程，其中表述正确的是 A．微观粒子始终保持不变 B．微观粒子结构均未改变 C．微观粒子模型均为分子 D．微观粒子总数未改变 【答案】C 【分析】由反应的微观模拟示意图可知，氢气和氧气在点燃条件下生成水， 【详解】A.化学反应的实质是分子破裂为原子，原子重新组合为新分子，反应前后分子种类发生改变，因此微观粒子并非始终保持不变，表述错误； B.反应物、的分子结构与生成物的分子结构完全不同，微观粒子（分子）结构发生了改变，表述错误； C.图中展示的反应物为氢分子、氧分子，生成物为水分子，所有微观粒子模型均为分子，表述正确； D.如图所示，反应前后原子的数目没有改变，但反应前分子总数可能改变，表述错误。 【即练5】氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的微观示意图如图。分析变化过程，其中表述正确的是 A．微观粒子模型均为原子 B．微观粒子中含有氢分子 C．微观粒子结构均未改变 D．微观粒子的数目均改变 【答案】B 【详解】A. 反应前的氢分子、氯分子，反应后的氯化氢分子都属于分子，并非所有微观粒子都是原子，表述错误。 B. 反应初始阶段存在氢分子，因此微观粒子中含有氢分子，表述正确。 C. 化学变化中分子会破裂为原子，再重组为新分子，分子结构发生了改变，表述错误。 D. 根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目均不改变，并非所有微观粒子的数目都改变，表述错误。 【即练6】质量守恒定律是自然科学的基本规律之一，又称物质不灭定律。王铭同学设计了如图两组实验，请你一起参与回答下列问题。 (1)实验A中，加热细铜丝团一段时间后撤走酒精灯，观察到铜丝表面变黑，钩码会______(填“上升”或“下降”)，原因是______。实验B中，蜡烛燃烧一段时间后，观察到托盘天平的指针会向______(填“左”或“右”)偏。 (2)王铭认为化学反应不遵循质量守恒定律，他得出错误结论的原因是______。 【答案】(1) 上升 空气中的O2与铜发生化学反应，导致细铜丝团一端变重 右 (2)有气体参与的反应未在密闭条件下进行 【详解】（1）铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，钩码会上升，原因是空气中的O2与铜发生化学反应，导致细铜丝团一端变重；实验B中，蜡烛燃烧一段时间后，观察到托盘天平的指针会向；蜡烛燃烧后生成了水和二氧化碳，逸散到空气中，因此左盘质量减少，故指针指向右侧。 （2）王铭认为化学反应不遵循质量守恒定律，他得出错误结论的原因是有气体参与的反应未在密闭条件下进行，没有将所有的反应物的质量总和、生成物的质量总和全部统计。 1．某可燃物在密闭氧气瓶中完全燃烧，只生成二氧化碳和水，根据元素守恒判断，该物质一定含有的元素是 A．碳元素、氢元素 B．碳、氢、氧三种元素 C．碳元素、氧元素 D．氢元素、氧元素 【答案】A 【详解】解题依据为质量守恒定律：化学反应前后元素的种类保持不变。 该燃烧反应的反应物为可燃物和氧气（，仅含氧元素），生成物为二氧化碳和水，共含碳、氢、氧三种元素： 1. 碳、氢元素不存在于反应物氧气中，因此一定来源于该可燃物； 2. 氧元素可能全部由氧气提供，也可能部分来自可燃物，因此可燃物仅可能含有氧元素，不属于“一定含有”的范畴。 综上，该物质一定含碳、氢元素，答案选A。 2．根据质量守恒定律分析化学反应，反应前后一定发生改变的是 A．原子种类 B．分子种类 C．原子数目 D．反应前后物质总质量 【答案】B 【详解】质量守恒定律微观本质：化学反应是反应物分子分解为原子，原子重新组合成新分子的过程，反应前后原子种类、数目、质量均不改变，对应宏观上反应前后物质总质量不变，因此A、C、D都是反应前后的不变量。 化学反应一定生成新物质，构成物质的分子种类必然发生变化。 3．现将一定量A和足量B混合加热，A与B发生化学反应，40gA完全反应后生成28gC和33gD，则参加反应的B的质量是 A．21 B．11 C．20 D．30 【答案】A 【详解】根据质量守恒定律，参加反应的A和B的质量总和等于生成的C和D的质量总和，故参加反应的B的质量为28g+33g-40g=21g。 4．将一定质量的a、b、c、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，测得反应前后各物质的质量如表。下列有关说法正确的是 物质 a b c d 反应前的质量/g 6.4 14.0 3.2 1.0 反应一段时间后的质量/g 10.0 7.2 x 1.0 A．a和b是反应物 B． C．该反应属于分解反应 D．d一定是催化剂 【答案】C 【详解】A. a反应后质量增加，属于生成物，b反应后质量减少，属于反应物，错误。 B. 根据质量守恒定律，反应前后密闭容器内总质量不变，计算得：，解得，选项错误。 C. 该反应的反应物只有b一种，生成物为a、c两种，符合分解反应“一变多”的特征，正确。 D. d反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是未参与反应的杂质，“一定是催化剂”表述错误。 5．下列实验装置能用于验证质量守恒定律的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A. 蜡烛在敞口容器中燃烧，生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，反应后容器内总质量减小，无法验证质量守恒定律，错误。 B. 铜和氧气在密闭装置中发生化学反应生成氧化铜，反应前后密闭体系总质量不变，可验证质量守恒定律，正确。 C. 装置未完全密闭，白磷燃烧放热，瓶内气体受热从玻璃管上端逸出，反应后总质量减小，无法验证，错误。 D. 蒸馏水和酒精混合是物理变化，质量守恒定律仅适用于化学变化，无法验证，错误。 6．化学学科核心素养展现了化学课程对学生发展的重要价值，下列说法正确的是 A．化学观念：有气体参加的化学反应不符合质量守恒定律 B．科学思维：氧化物含有氧元素，所以含氧元素的化合物都是氧化物 C．科学探究与实践：通过电解水和氢气的燃烧实验，可证明水由氢元素和氧元素组成 D．科学态度与责任：实验后的废液可直接倒入下水道，不需要集中处理 【答案】C 【详解】A.所有化学反应都遵守质量守恒定律，有气体参加的反应，将参与反应的气体质量计入总质量，依然符合质量守恒定律，说法错误； B.氧化物是由两种元素组成、且其中一种为氧元素的化合物，含氧元素的化合物不一定是氧化物，例如高锰酸钾含有氧元素，但由三种元素组成，不属于氧化物，说法错误； C.电解水实验生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的；氢气在氧气中燃烧生成水，也能验证水的组成。因此，通过这两个实验可证明水由氢元素和氧元素组成，说法正确； D.实验后的废液可能有腐蚀性或毒性，直接倒入下水道会腐蚀管道、污染水体，需要集中处理，说法错误。 7．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，测得反应前后有关数据如下： 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 6 2 14 35 反应后质量/g 待测 2 22 13 下列关于此反应说法不正确的是 A．表中待测数值是20 B．反应中甲与丙的变化的质量比为10：11 C．该反应是分解反应 D．物质丁一定是化合物 【答案】B 【详解】A、根据质量守恒定律，密闭容器中反应前后总质量相等，即：，待测值为20，正确； B、在该反应中，甲质量增加：，甲是生成物；乙质量不变（可能为催化剂或未参与反应） 、丙质量增加：，丙是生成物；丁质量减少：，丁是反应物。反应中甲与丙变化的质量比为：，不等于，错误。 C、由B选项分析可知，该反应为丁反应后生成甲和丙，反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，正确； D、由于该反应为分解反应，且丁为反应物，所以丁一定是化合物，正确。 8．在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，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。下列说法正确的是 A．该反应为化合反应 B．的值为9 C．乙可能是催化剂 D．丙一定是化合物 【答案】C 【详解】A. 甲反应后质量减少，为反应物；丙、丁反应后质量增加，为生成物，反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，不是化合反应，错误。 B. 根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，反应前总质量为，因此反应后总质量，解得。不是9，错误。 C. 乙反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能未参与反应，正确。 D. 丙是分解反应的生成物，可能为单质，不一定是化合物，错误。 9．中国芯片蚀刻技术国际领先。用蚀刻硅芯片时生成的物质均为气体，在蚀刻物表面不留任何残留物，该反应微观过程如图所示。下列说法正确的是 A．上述四种物质均由分子构成 B．反应前后硅元素的化合价没有变化 C．反应前后原子的种类不变 D．反应前后分子的种类不变 【答案】C 【详解】A. 物质乙是硅，是由硅原子直接构成，并非由分子构成，故选项说法错误； B. 反应前硅是单质，化合价为0；反应后硅元素在SiF4中显+4价，化合价发生变化，故选项说法错误； C. 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目、质量均不发生改变，故选项说法正确； D. 化学反应的实质是分子分裂为原子，原子重新组合为新分子，反应前后分子种类一定改变，故选项说法错误。 10．在一个密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前、进行到时、反应后各物质的质量如图所示，下列说法错误的是 A．该反应是化合反应 B．丙可能是该反应的催化剂 C．时甲的质量是 D．该反应中乙、丁的质量变化之比为 【答案】D 【分析】首先根据质量守恒定律，反应前总质量为32g+8g+24g+48g=112g，反应后乙的质量为112g-16g-24g-8g=64g。 【详解】A. 反应中甲质量减少16g、丁质量减少40g，为反应物；乙质量增加56g，为生成物，丙反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能未参与反应，反应符合“多变一”特征，属于化合反应，说法正确； B. 说法正确； C. 时乙生成的质量22g-8g=14g，设此时消耗甲的质量为x，16g：56g=x：14g，x=4g，剩余甲质量为32g-4g=28g，说法正确； D. 乙质量变化为64g-8g=56g，丁质量变化为48g-8g=40g，二者质量变化比为56g:40g=7:5，说法错误。 11．Hg俗称水银，可由朱砂（HgS）在加热条件下炼得，炼制过程的微观示意图如下： (1)上图所示物质中汞是由________（填“分子”“原子”或“离子”）构成的，属于氧化物的是________（填化学式）。 (2)结合上图，从微粒的角度分析，化学反应的实质是________。 (3)劣质化妆品中往往铅、汞含量超标，对消费者的身体造成巨大损害，此处“铅、汞”指的是________（填“分子”“原子”或“元素”）。 【答案】(1) 原子 (2)分子分裂为原子，原子重新组合成新的分子（或直接构成新物质） (3)元素 【详解】（1）①汞属于金属单质，金属单质由原子直接构成； ②氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，题中涉及的物质里只有符合氧化物的定义。 （2）从微观示意图可看出，过程Ⅰ是反应物分子破裂为汞原子、硫原子、氧原子，过程Ⅱ是原子重新组合形成汞单质和二氧化硫分子，符合化学反应的微观实质规律：分子分裂为原子，原子重新组合成新的分子。 （3）描述物质的宏观组成时使用元素概念，此处的“铅、汞”与具体存在形态无关，指的是元素。 12．在密闭容器中，甲、乙、丙、丁四种物质充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示，回答下列问题： 物质 甲 乙 丙 丁 反应前的质量/g 18 1 2 32 反应后的质量/g x 26 2 12 (1)待测数值___________； (2)丙在反应前后质量不变，可能是该反应的___________或不参与反应的杂质； (3)该反应的基本类型是___________；一定是化合物的物质是___________； (4)反应中乙与丁的质量变化之比是___________。 【答案】(1)13 (2)催化剂 (3) 化合反应 乙 (4)5:4 【详解】（1）根据质量守恒定律，密闭容器内反应前后总质量相等：反应前总质量=18+1+2+32=53g，反应后总质量=x+26+2+12=53g，解得x=13。 （2）化学反应中，反应前后质量不变的物质，要么是反应的催化剂，要么是不参与反应的杂质。 （3）反应中甲质量减少5g、丁质量减少20g，二者为反应物；乙质量增加25g，为生成物。反应符合“多变一”的特征，属于化合反应； 该反应为化合反应，其唯一的生成物乙必为化合物，而反应物甲、丁则可能是单质或化合物。 （4）乙的质量变化量为26-1=25g，丁的质量变化量为32-12=20g，二者质量变化比为25:20=5:4。 13．某化学兴趣小组的同学分别设计两个实验用于验证质量守恒定律，如图所示： (1)实验A中，反应前天平平衡，然后将盐酸倒入烧杯中与碳酸钠充分反应后再称量，观察到反应后天平_______(填“平衡”或“不平衡”)，其原因是_______。 (2)如图B所示，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10cm长的粗铜丝，并使玻璃棒保持水平。然后，用酒精灯给左边一端粗铜丝加热1~2分钟。冷却后，他们观察到的现象是铜丝表面_______，玻璃棒_______(填“a端”或“b端”)下沉。反应的化学方程式为_______。 (3)以上两个实验中，是否有不遵守质量守恒定律的反应？_______(填“是”或“否”)，请从原子的角度分析质量守恒的原因：_______。 【答案】(1) 不平衡 生成气体逸出 (2) 变黑 a端 (3) 否 原子种类、数目、质量均不变 【详解】（1）盐酸和碳酸钠反应会生成二氧化碳气体，该实验装置是敞口容器，生成的二氧化碳逸散到空气中，没有被天平称量，导致左盘反应后总质量减小，因此天平不平衡。 （2）酒精灯加热a端铜丝，铜会和空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜；氧化铜比原铜多了结合的氧元素，a端质量增大，因此a端下沉，反应条件为加热，化学方程式为。 （3）所有化学反应都遵守质量守恒定律，两个实验只是因为有气体逸出/气体参与反应，没有称量全部反应物和生成物的总质量，才出现表观质量不等，本质都遵守质量守恒。质量守恒的微观本质是：化学反应中原子只是重新组合，反应前后原子的种类、数目、质量都不发生改变，因此总质量守恒。 14．四位同学设计了如下A、B、C、D四个实验，并在实验前后分别测定装置的总质量来 (1)A、B、C、D四个实验中不能用于验证质量守恒定律的是实验_____(填字母)。 (2)实验B中，铁和硫酸铜反应，生成一种红色金属铜和_____(填物质名称)。该实验_____(填“能”或“不能”)直接证明质量守恒定律。 (3)实验C中盐酸和碳酸钠粉末反应后，天平指针_____(选填：“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”)，原因是_____，影响了称量结果。 (4)实验D中发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小，联系实验现象，可能的原因是_____。 (5)从微观角度分析化学反应遵守质量守恒定律的原因是：在化学反应前后，_____(填序号)保持不变。 ①原子种类②原子数目③原子质量④分子种类⑤分子数目 【答案】(1)ACD (2) 硫酸亚铁 能 (3) 向右偏转 碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳会逸散到空气中，使反应后质量减小 (4)氧化镁以白烟的形式扩散到空气中未被称量 (5)①②③ 【详解】（1）质量守恒定律适用于化学变化，A中没有新物质生成，属于物理变化，不能验证质量守恒定律，B中硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，能够验证质量守恒定律，C中碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳逸出装置，不能验证质量守恒定律，D中是敞开装置，氧气参加反应，生成的氧化镁部分扩散到空气中，不能验证质量守恒定律，故选ACD； （2）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，实验B中反应前后天平仍平衡，则能直接证明质量守恒定律； （3）碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳会逸散到空气中，则反应后质量减小，天平指针向右偏转； （4）镁燃烧消耗氧气，生成氧化镁，生成的氧化镁以白烟的形式扩散到空气中未被称量，所以导致一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小； （5）化学变化的实质为原子的重新组合，而反应前后原子的种类、数目、质量都不变，则物质的总质量不变，故①②③反应前后保持不变。 15．定量研究对于化学科学发展有重大作用，因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。 (1)如图A、B、C三个实验用于验证质量守恒定律，A中小气球的作用为________，三个实验中天平失去平衡的是________（填序号），其失衡的原因是________对于有气体参加或有气体生成的化学反应如要验证质量守恒定律要在________装置中实验。 (2)根据质量守恒定律判断，化学反应前后肯定没有变化的是________（填序号）。 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 (3)某固体物质受热发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该物质一定由________元素组成（填写具体的元素符号）。 (4)在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q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下表，试推断该容器内发生反应的基本类型为________。 物质 X Y Z Q 反应前质量/g 2 2 84 5 反应后质量/g 待测 24 0 14 【答案】(1) 缓冲气压；形成密闭体系 B 碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，装置为敞口体系，产生的二氧化碳逸散到空气中 密闭 (2)①③⑤⑥ (3)C、H、O、Cu (4)分解反应 【详解】（1）铜粉在加热条件下与空气中的氧气反应生成氧化铜，小气球可以使装置形成密闭体系。加热过程中，温度升高，锥形瓶内气压增大，所以小气球还有缓冲气压的作用；A实验中铜粉在加热条件下与空气中的氧气反应生成氧化铜，B实验中稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，C实验中硫酸铜和铁钉反应生成硫酸亚铁和铜，三个实验中天平失去平衡的是实验B；实验B失衡的原因是碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳，该装置为敞口体系，产生的二氧化碳逸散到空气中，从而导致天平失衡；对于有气体参加或有气体生成的化学反应，如要验证质量守恒定律，需要在密闭装置中实验； （2）化学变化后生成了新物质，物质的种类一定会改变；化学反应的实质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子，所以反应前后分子的种类一定会发生改变，分子个数可能发生改变；化学反应前后物质的总质量不变，原子的种类、数目、元素的种类都不会发生改变；所以在化学变化前后①③⑤⑥一定不变； （3）化学反应前后，元素种类不变。分解反应的生成物中含有碳、氢、氧、铜元素，因此唯一的反应物一定由碳、氢、氧、铜元素组成；故填：C、H、O、Cu （4）待测物质的质量=2 g + 2 g + 84 g + 5 g - 24 g - 14 g = 55 g，反应后，一种物质的质量减少，三种物质的质量增加，所以该容器内发生反应的基本类型为分解反应； 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $