5.1 质量守恒定律（6大题型，举一反三题型专练，广东专用）化学新教材人教版九年级上册

**基本信息** 以“概念理解-微观本质-现象解释-实验验证-计算应用-图像分析”为逻辑链，构建质量守恒定律专项突破体系，融合化学观念与科学思维，实现方法迁移与能力提升。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |质量守恒定律的内容|1典例+3变式|“三不变”（原子种类/数目/质量）理解法|从定义内涵到微观本质的概念建构| |解释现象|1典例+3变式|气体参与/生成分析模型|基于化学变化本质解释质量变化| |验证实验|1典例+3变式|装置选择“气体判据”（敞口/密闭）|实验设计与科学探究能力培养| |微观解释|1典例+3变式|反应前后微粒变化规律|宏观现象与微观本质的关联| |计算|1典例+3变式|质量守恒“差值法”|反应物与生成物质量关系应用| |图像分析|1典例+3变式|“起点-拐点-趋势”读图法|数据可视化与科学思维结合|

第一节 质量守恒定律（题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律的内容 题型02 质量守恒定律解释现象 题型03 验证质量守恒定律 题型04 质量守恒定律的微观解释 题型05 有关质量守恒定律的计算 题型06 有关质量守恒定律的图像分析 ▌题型01 质量守恒定律的内容 质量守恒定律：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。 质量守恒定律的理解： 1　 参加化学反应：未参与反应的物质质量不能计入； 2　 化学反应：只适用于化学变化，不适用于物理变化； 质量守恒定律的微观本质 化学反应前后一定不变的是：原子种类、原子数目、原子质量； 元素种类、元素质量；物质总质量。 【典例1】(25-26九上·广东深圳·期中)化学反应前后，肯定没有变化的是 ①原子数目　②分子数目　③元素种类　④物质总质量　⑤物质种类　⑥原子种类 A．①③④⑥ B．①③④⑤⑥ C．①②④⑥ D．①③⑤ 【变式1-1】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 【变式1-2】根据质量守恒定律，化学反应前后一定不变的是 A．分子种类 B．分子数目 C．原子种类、数目、质量 D．物质种类 【变式1-3】化学知识中的“变”与“不变”可以帮助我们建立正确的物质观、微粒观和能量观。下列各项中一定不发生改变的是_______(填序号)。 ①原子得失电子前后，质子的数目；②化学反应前后，分子的个数；③化学反应前后原子的个数；④二氧化锰放入过氧化氢溶液中，二氧化锰的质量 ▌题型02 质量守恒定律解释现象 一、质量守恒定律的理解 1　 该变化属于化学变化，遵守质量守恒定律； 2　 反应前后原子种类、原子数目、原子质量不变； 3　 分析质量变化原因：有无气体参与反应、有无气体生成逸散。 二、常考问题 1. 蜡烛燃烧后质量减轻 蜡烛燃烧属于化学变化，遵守质量守恒定律。蜡烛与氧气反应生成二氧化碳和水，两种气体扩散到空气中，剩余固体质量减小。 2. 铁丝在氧气中燃烧，生成物质量大于铁丝质量 铁丝燃烧属于化学变化，遵守质量守恒定律。铁丝与氧气反应生成四氧化三铁，生成物质量等于参加反应的铁丝和氧气质量之和，所以固体质量变大。 3. 敞口容器中碳酸钙与稀盐酸反应，总质量减小 反应属于化学变化，遵守质量守恒定律。反应生成二氧化碳气体，逸散到空气中，容器内总质量减小。 【典例1】下列现象可以用质量守恒定律解释的是 A．水受热变成水蒸气 B．分离液态空气所得氮气质量和氧气质量之和等于液态空气的质量 C．蔗糖溶于水中，得到糖水总质量为 D．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬质量比纸的质量小 【变式2-1】下列对质量守恒定律的理解正确的是 A．10g冰融化成10g水，遵循质量守恒定律 B．化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变 C．化学反应前后分子的种类和数目一定不变 D．镁条燃烧后质量增加，说明该反应不遵循质量守恒定律 【变式2-2】(25-26九上·广东阳江·期中)下列现象不能用质量守恒定律解释的是 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．铜粉在空气中加热后，生成物的质量比铜粉的质量大 C．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变 D．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小 【变式2-3】(25-26九上·广东梅州·期中)下列现象不能用质量守恒定律解释的是 A．高锰酸钾受热分解后，固体质量减小 B．纸张燃烧后，灰烬的质量比纸张质量小 C．铜粉在空气中加热后，质量增大 D．水结冰后质量保持不变 ▌题型03 验证质量守恒定律 一、装置选择原则 反应无气体参与、无气体生成：可选用敞口容器； 反应有气体参与或有气体生成：必须选用密闭容器，防止气体逸出或进入装置，导致天平不平衡。 二、四个经典实验 实验 1：铜粉与氧气加热（密闭锥形瓶，带气球） 现象：红色铜粉逐渐变为黑色；加热时气球膨胀，冷却后气球变瘪；反应前后天平平衡。 气球作用：缓冲瓶内压强，防止橡胶塞被冲开。 结论：密闭体系中，反应前后总质量相等。 实验 2：铁与硫酸铜溶液反应（敞口 / 密闭均可） 现象：铁钉表面析出红色固体，蓝色溶液逐渐变为浅绿色；天平保持平衡。 特点：无气体参与、无气体生成，敞口装置即可验证质量守恒定律。 实验 3：稀盐酸与碳酸钠粉末反应（敞口） 现象：固体溶解，产生大量气泡；天平向右倾斜。 原因：生成二氧化碳气体逸散到空气中，容器内总质量减小。 改进方案：更换密闭装置，天平就能平衡。 实验 4：镁条在空气中燃烧（敞口） 现象：剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，产生大量白烟。 天平变化分析：反应消耗空气中氧气；同时部分氧化镁固体以白烟形式散失。反应后固体质量可能增大、也可能减小，天平难以平衡。 结论：敞口装置不能用来验证质量守恒定律；需在密闭容器内完成实验。 【典例1】(25-26九上·广东阳江·期中)下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是 A． B． C． D． 【变式3-1】(25-26九上·广东江门·期中)下列实验能直接用于验证质量守恒定律的是 A．食盐溶解在水中 B．蜡烛的燃烧 C．铁钉和硫酸铜反应 D．盐酸和碳酸钠反应 【变式3-2】(25-26九上·广东广州荔湾区·期中)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，观察到的现象是：①___________；②___________。 实验三：称取镁条和石棉网的质量为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石棉网一起再次称量，质量为m2. (3)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，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(Mg3N2)固体。 (5)请写出镁和氮气反应的符号表达式：___________。 【反思与交流】 (6)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MgO却远多于Mg3N2，原因是___________。 【变式3-3】(25-26九上·广东深圳·期中)同学们学习了质量守恒定律后进行了如下实验活动。 活动一：验证质量守恒定律 (1)甲同学所做的是铜与氧气反应前后质量的测定实验，观察到的现象有___________。(至少写出两条现象) (2)乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触，反应结束后发现天平的指针___________(填“偏左”“偏右”或“不偏转”)。 【交流讨论】 (3)该反应___________(填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。 (4)为进一步完善乙同学的实验，小组同学设计了丙、丁实验装置，选出你认为最合适的装置，并说明理由___________。 活动二：应用质量守恒定律探究物质组成 木糖醇是一种白色粉末状物质，易溶于水，新型甜味剂。 【提出问题】木糖醇是由什么元素组成的？ 【提供资料】 酒精燃烧的产物是水和二氧化碳。 【实验探究】 (5) 实验步骤 实验现象 实验结论 1.取适量的木糖醇放在酒精灯火焰上灼烧，同时将一只干燥的烧杯罩在火焰上方 烧杯内壁出现水雾 证明木糖醇的组成中一定含有___________。 2.将烧杯倒转，并注入澄清的石灰水，振荡 ___________ 证明木糖醇的组成中一定含有碳元素。 【交流讨论】 (6)大家认为上面的实验设计不严谨，原因是___________。 ▌题型04 质量守恒定律的微观解释 一、微观本质 化学反应的实质：分子分裂为原子，原子重新组合成新分子。 二、化学反应前后： 一定不变：原子种类、原子数目、原子质量 、元素种类、元素质量 一定改变：分子种类 物质种类 可能改变： 分子总数、元素化合价 【典例1】(25-26九下·广东湛江·期中)我国科研团队在CO2加氢制甲醇领域取得重大突破，反应前后分子种类变化的微观示意图如图。下列说法正确的是 A．反应后氢原子个数增加 B．反应后催化剂质量增加 C．甲的化学式为 D．参加反应的CO2中氧元素的质量等于生成物中氧元素的质量 【变式4-1】(25-26九上·广东广州·期中)某反应前后分子变化的微观示意图如图(图中“”和“”分别代表不同元素的原子)，下列说法不正确的是 A．该反应前后涉及三种物质 B．该反应属于分解反应 C．反应后原子种类没有改变 D．反应后分子种类没有改变 【变式4-2】(25-26九上·广东惠州·期中)利用催化剂可消除室内装修材料释放的甲醛，如图所示为该反应的微观示意图。下列说法不正确的是 A．乙的化学式为 B．反应前后原子种类不变 C．丁的化学式为 D．催化剂可以改变化学反应速率 【变式4-3】(25-26九上·广东汕头潮阳区·月考)工业上可以用甲烷制取氢气，如图，下列说法正确的是 A．甲物质的化学符号为CH4 B．丁属于混合物 C．化学反应中原子、分子种类不变，元素的种类也不变 D．乙物质属于空气污染物 ▌题型05 有关质量守恒定律的计算 1　 反应前总质量=反应后总质量 2　 反应物质量减少，生成物质量增加； 3　 质量不变的物质可能是催化剂，也可能不参与反应。 【典例1】(25-26九上·广东汕尾·月考)在某密闭容器内有甲、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下表，下列说法正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 6 2 14 35 反应后质量/g M 2 22 13 A．反应后物质甲的质量为14g B．物质乙一定是该反应的催化剂 C．物质丁一定是化合物 D．物质甲、丙发生改变的质量之比为 【变式5-1】(25-26九上·广东广州·期中)将甲、乙、丙、丁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，下列说法中不正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前的质量(g) 15 20 10 10 反应后的质量(g) 10 15 20 X A．X的值为0 B．丁可能是该反应的催化剂 C．甲和丙在该反应中(参加反应或生成)的质量比为1：2 D．丙一定是化合物 【变式5-2】(25-26九上·广东汕头潮南区·期末)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．甲可能是化合物 C．x的值是21 D．参加反应的丙与丁的质量比为 【变式5-3】(25-26九上·广东惠州惠阳区·期中)在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁、戊五种物质，在一定条件下发生反应，测得反应前后各物质质量的变化量(单位：g)如图所示。下列说法错误的是 A．x的数值为8 B．反应前后元素的种类不变 C．丁可能是此反应的催化剂 D．反应前后甲、戊变化的质量之比为1∶3 ▌题型06 有关质量守恒定律的图像分析 一、读图核心思路 看清横、纵坐标含义（横坐标：时间 / 反应进程；纵坐标：质量、元素质量、物质质量、质量分数等） 起点：反应开始前初始数值 拐点：反应恰好结束时刻 趋势解读 曲线下降：物质被消耗 → 反应物 曲线上升：物质不断生成 → 生成物 水平直线：质量保持不变 ① 反应还未开始；② 反应结束；③ 物质不参与反应（催化剂、杂质） 注意： 1　 元素质量曲线一定是水平线，反应前后元素种类、质量不变，任意元素质量不随反应进行改变。 2　 催化剂质量曲线全程水平 催化剂只改变反应速率，自身质量不变。 【典例1】(25-26九上·广东汕头潮南区·期中)密闭容器中，过量的红磷在空气中点燃，充分反应后，各相关量与时间的对应关系正确的是 A． B． C． D． 【变式6-1】(25-26九上·广东潮州湘桥区·期中)加热一定量的高锰酸钾固体，加热过程中相关量随时间变化的数字化实验记录图像正确的是 A． B． C． D． 【变式6-2】(25-26九上·广东广州·期中)化学小组的同学在实验室用铜粉受热的实验验证质量守恒定律(部分实验装置如图所示)。将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热。反应一段时间后停止加热，待装置冷却至室温，下列曲线能正确反映反应变化关系的是 A．B．C． D． 【变式6-3】用图甲所示的装置来验证质量守恒定律。在同一实验中，相同时间内，容器内各种物理量随时间变化的关系如图乙、图丙所示。下列说法正确的是 A．实验结束，粉末变黑色，气球膨胀 B．a点固体成分只有铜粉 C．c点的的体积分数比d点多 D．b点的固体质量与d点相等 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第一节 质量守恒定律（题型突破·举一反三） 题型01质量守恒定律的内容 三 典例精析 【典例1】A E 举一反三 【变式1-1】B 【变式1-2】C 【变式13】①③④ 题型02质量守恒定律解释现象 三 典例精析 【典例1】D 举一反三 【变式2-1】B 【变式2-2】C 【变式2-3)D 题型03验证质量守恒定律 典例精析 【典例1】B 举一反三 【变式31山C 【变式3-2】(1) 不能 酒精和水混合属于物理变化 1/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (2) 铜丝变黑 玻璃棒ā端下沉（或玻璃棒左低右高等） (3)一部分镁燃烧产生的白烟逸散到空气中 (4)密闭 点燃 (5)Mg+N2→Mg3N2 (6)氧气的化学性质比氯气活泼 【变式33】(1)红色粉末变成黑色，小气球先变鼓后变瘪 (2)偏右 (3)符合 (4)丁最合适：丙装置中的气球会膨胀，用天平测量时会有浮力的影响 (5) 氢元素 澄清石灰水变浑浊 (6)酒精燃烧也会生成二氧化碳和水，会干扰木糖醇燃烧产物的鉴别 题型04质量守恒定律的微观解释 典例精析 【典例1】C 举一反三 【变式41】D 【变式42】C 【变式43】A ■题型05有关质量守恒定律的计算 典例精析 【典例1】C 三举一反三 【变式51】A 【变式5-2】B 【变式53】D 2/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 1题型06 有关质量守恒定律的图像分析 三 典例精析 【典例1】C 举一反三 【变式6-1】D 【变式62】B 【变式63】D 3/3 第一节 质量守恒定律（题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律的内容 题型02 质量守恒定律解释现象 题型03 验证质量守恒定律 题型04 质量守恒定律的微观解释 题型05 有关质量守恒定律的计算 题型06 有关质量守恒定律的图像分析 ▌题型01 质量守恒定律的内容 质量守恒定律：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。 质量守恒定律的理解： 1　 参加化学反应：未参与反应的物质质量不能计入； 2　 化学反应：只适用于化学变化，不适用于物理变化； 质量守恒定律的微观本质 化学反应前后一定不变的是：原子种类、原子数目、原子质量； 元素种类、元素质量；物质总质量。 【典例1】(25-26九上·广东深圳·期中)化学反应前后，肯定没有变化的是 ①原子数目　②分子数目　③元素种类　④物质总质量　⑤物质种类　⑥原子种类 A．①③④⑥ B．①③④⑤⑥ C．①②④⑥ D．①③⑤ 【答案】A 【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后原子数目（①）、元素种类（③）、物质总质量（④）和原子种类（⑥）肯定不变；分子数目（②）可能变化，物质种类（⑤）一定变化。因此①③④⑥正确，选项A正确。 【变式1-1】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。 【变式1-2】根据质量守恒定律，化学反应前后一定不变的是 A．分子种类 B．分子数目 C．原子种类、数目、质量 D．物质种类 【答案】C 【详解】A.化学反应会生成新物质，对应分子种类一定发生改变，错误； B.分子数目可能改变也可能不变，例如反应前后分子数从3变为2，因此不是一定不变，错误； C.原子是化学变化中的最小粒子，化学反应前后原子的种类、数目、质量均不发生改变，这是质量守恒定律的微观本质，正确； D.化学反应的特征就是有新物质生成，因此物质种类一定改变，错误。 【变式1-3】化学知识中的“变”与“不变”可以帮助我们建立正确的物质观、微粒观和能量观。下列各项中一定不发生改变的是_______(填序号)。 ①原子得失电子前后，质子的数目；②化学反应前后，分子的个数；③化学反应前后原子的个数；④二氧化锰放入过氧化氢溶液中，二氧化锰的质量 【答案】①③④ 【详解】①原子得失电子前后，核外电子数发生变化，质子数不变；②根据质量守恒定律，化学反应前后原子数目不变，分子数目可能改变；③根据质量守恒定律，化学反应前后原子数目不变；④二氧化锰放入过氧化氢溶液中，二氧化锰作为催化剂，其质量在反应前后不变；综上可知，一定不发生改变的是①③④。 ▌题型02 质量守恒定律解释现象 一、质量守恒定律的理解 1　 该变化属于化学变化，遵守质量守恒定律； 2　 反应前后原子种类、原子数目、原子质量不变； 3　 分析质量变化原因：有无气体参与反应、有无气体生成逸散。 二、常考问题 1. 蜡烛燃烧后质量减轻 蜡烛燃烧属于化学变化，遵守质量守恒定律。蜡烛与氧气反应生成二氧化碳和水，两种气体扩散到空气中，剩余固体质量减小。 2. 铁丝在氧气中燃烧，生成物质量大于铁丝质量 铁丝燃烧属于化学变化，遵守质量守恒定律。铁丝与氧气反应生成四氧化三铁，生成物质量等于参加反应的铁丝和氧气质量之和，所以固体质量变大。 3. 敞口容器中碳酸钙与稀盐酸反应，总质量减小 反应属于化学变化，遵守质量守恒定律。反应生成二氧化碳气体，逸散到空气中，容器内总质量减小。 【典例1】下列现象可以用质量守恒定律解释的是 A．水受热变成水蒸气 B．分离液态空气所得氮气质量和氧气质量之和等于液态空气的质量 C．蔗糖溶于水中，得到糖水总质量为 D．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬质量比纸的质量小 【答案】D 【详解】A.水受热变成水蒸气是状态改变的物理变化，无新物质生成，故不能用质量守恒定律来解释，错误； B.分离液态空气是利用各成分沸点不同分离的物理变化，无化学反应，故不能用质量守恒定律来解释，错误； C.蔗糖溶于水是溶质扩散的物理变化，无新物质生成，故不能用质量守恒定律来解释，错误； D.纸燃烧属于化学变化，燃烧生成的、等气体逸散到空气中，因此灰烬质量小于纸的质量；参加反应的纸和氧气的总质量等于灰烬与生成气体的总质量，能用质量守恒定律来解释，正确。 【变式2-1】下列对质量守恒定律的理解正确的是 A．10g冰融化成10g水，遵循质量守恒定律 B．化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变 C．化学反应前后分子的种类和数目一定不变 D．镁条燃烧后质量增加，说明该反应不遵循质量守恒定律 【答案】B 【详解】A.质量守恒定律只适用于化学变化，冰融化成水是物理变化，不遵循质量守恒定律，错误。 B.质量守恒定律的微观本质就是：化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变，正确。 C.化学反应会生成新物质，分子种类一定发生改变，分子数目也可能改变，错误。 D.镁条燃烧是镁和氧气反应生成氧化镁，生成氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的总质量，因此反应后固体质量增加，该反应仍然遵循质量守恒定律，错误。 【变式2-2】(25-26九上·广东阳江·期中)下列现象不能用质量守恒定律解释的是 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．铜粉在空气中加热后，生成物的质量比铜粉的质量大 C．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变 D．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小 【答案】C 【详解】A、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，根据质量守恒定律，参加反应的高锰酸钾的质量等于生成的锰酸钾、二氧化锰和氧气的质量之和，由于氧气逸出，所以剩余固体的质量比高锰酸钾的质量小，能用质量守恒定律解释，故A选项不符合题意； B、铜粉在空气中加热，铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，根据质量守恒定律，参加反应的铜和氧气的质量之和等于生成的氧化铜的质量，所以生成物的质量比铜粉的质量大，能用质量守恒定律解释，故B选项不符合题意； C、一定质量的氢气和氧气混合，没有发生化学反应，质量守恒定律适用于化学反应，所以不能用质量守恒定律解释，故C选项符合题意； D、纸在空气中燃烧生成二氧化碳和水等物质，根据质量守恒定律，参加反应的纸和氧气的质量之和等于生成的二氧化碳、水等物质的质量之和，由于二氧化碳和水逸散到空气中，所以灰烬的质量比纸的质量小，能用质量守恒定律解释，故D选项不符合题意。 故选C。 【变式2-3】(25-26九上·广东梅州·期中)下列现象不能用质量守恒定律解释的是 A．高锰酸钾受热分解后，固体质量减小 B．纸张燃烧后，灰烬的质量比纸张质量小 C．铜粉在空气中加热后，质量增大 D．水结冰后质量保持不变 【答案】D 【详解】A、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气逸出到空气中，所以固体质量减小。这是化学变化，遵循质量守恒定律，反应前高锰酸钾的质量等于反应后锰酸钾、二氧化锰和氧气的质量总和 ，该现象能用质量守恒定律解释，该选项错误； B、纸张燃烧是纸张与氧气反应生成二氧化碳等气体逸散到空气中，所以灰烬质量比纸张质量小。这是化学变化，遵循质量守恒定律，反应前纸张和参加反应氧气的质量总和等于反应后灰烬和生成气体的质量总和 ，该现象能用质量守恒定律解释，该选项错误； C、铜粉在空气中加热，是铜与氧气反应生成氧化铜，根据质量守恒定律，参加反应的铜和氧气的质量总和等于生成氧化铜的质量，所以质量增大，该现象能用质量守恒定律解释，该选项错误； D、水结冰是水由液态变为固态，只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化。质量守恒定律适用于化学变化，所以该现象不能用质量守恒定律解释，该选项正确。 故选D。 ▌题型03 验证质量守恒定律 一、装置选择原则 反应无气体参与、无气体生成：可选用敞口容器； 反应有气体参与或有气体生成：必须选用密闭容器，防止气体逸出或进入装置，导致天平不平衡。 二、四个经典实验 实验 1：铜粉与氧气加热（密闭锥形瓶，带气球） 现象：红色铜粉逐渐变为黑色；加热时气球膨胀，冷却后气球变瘪；反应前后天平平衡。 气球作用：缓冲瓶内压强，防止橡胶塞被冲开。 结论：密闭体系中，反应前后总质量相等。 实验 2：铁与硫酸铜溶液反应（敞口 / 密闭均可） 现象：铁钉表面析出红色固体，蓝色溶液逐渐变为浅绿色；天平保持平衡。 特点：无气体参与、无气体生成，敞口装置即可验证质量守恒定律。 实验 3：稀盐酸与碳酸钠粉末反应（敞口） 现象：固体溶解，产生大量气泡；天平向右倾斜。 原因：生成二氧化碳气体逸散到空气中，容器内总质量减小。 改进方案：更换密闭装置，天平就能平衡。 实验 4：镁条在空气中燃烧（敞口） 现象：剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，产生大量白烟。 天平变化分析：反应消耗空气中氧气；同时部分氧化镁固体以白烟形式散失。反应后固体质量可能增大、也可能减小，天平难以平衡。 结论：敞口装置不能用来验证质量守恒定律；需在密闭容器内完成实验。 【典例1】(25-26九上·广东阳江·期中)下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、镁条燃烧消耗氧气，由于无法称量氧气的质量，则不能验证质量守恒定律，该选项不符合题意； B、铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应前后总质量不变，能验证质量守恒定律，该选项符合题意； C、氯化钠和水混合过程中没有新物质生成，属于物理变化，不能验证质量守恒定律，该选项不符合题意； D、碳酸钠和盐酸反应生成的二氧化碳会逸散到空气中，反应后质量减小，则不能验证质量守恒定律，该选项不符合题意。 故选B。 【变式3-1】(25-26九上·广东江门·期中)下列实验能直接用于验证质量守恒定律的是 A．食盐溶解在水中 B．蜡烛的燃烧 C．铁钉和硫酸铜反应 D．盐酸和碳酸钠反应 【答案】C 【详解】A、该实验中食盐溶解在水中，无新物质生成，属于物理变化，无法验证质量守恒定律，不符合题意； B、该实验中蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和水蒸气会散逸到空气中，导致左边质量减小，天平不平衡，无法验证质量守恒定律，不符合题意； C、该实验中铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，有新物质生成，属于化学变化，且该反应在密闭容器中进行，化学反应前后天平平衡，可以验证质量守恒定律，符合题意； D、该实验中碳酸钠与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，天平不平衡，无法验证质量守恒定律，不符合题意。 故选C。 【变式3-2】(25-26九上·广东广州荔湾区·期中)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，观察到的现象是：①___________；②___________。 实验三：称取镁条和石棉网的质量为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石棉网一起再次称量，质量为m2. (3)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，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(Mg3N2)固体。 (5)请写出镁和氮气反应的符号表达式：___________。 【反思与交流】 (6)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MgO却远多于Mg3N2，原因是___________。 【答案】(1) 不能 酒精和水混合属于物理变化 (2) 铜丝变黑 玻璃棒a端下沉(或玻璃棒左低右高等) (3)一部分镁燃烧产生的白烟逸散到空气中 (4)密闭 (5) (6)氧气的化学性质比氮气活泼 【详解】（1）质量守恒定律只适用于化学变化，酒精和水混合过程中没有新物质生成，属于物理变化，则不能验证质量守恒定律。 （2）铜加热会和氧气反应生成氧化铜，则可观察到a处铜丝变黑色，且a处铜丝质量变大，则玻璃棒a端下沉。 （3）镁燃烧时会产生白烟，一部分白烟会逸散到空气中，导致称量所得的固体总质量减小，使得m2＜m1。 （4）验证质量守恒定律时，要称量所有物质的质量，则对于有气体参加的反应，应在密封容器中进行。 （5）镁和氮气在点燃条件下生成氮化镁，反应的符号表达式为：。 （6）氧气的化学性质比氮气活泼，更容易与氧气反应，所以空气中氮气的含量大于氧气，但镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2。 【变式3-3】(25-26九上·广东深圳·期中)同学们学习了质量守恒定律后进行了如下实验活动。 活动一：验证质量守恒定律 (1)甲同学所做的是铜与氧气反应前后质量的测定实验，观察到的现象有___________。(至少写出两条现象) (2)乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触，反应结束后发现天平的指针___________(填“偏左”“偏右”或“不偏转”)。 【交流讨论】 (3)该反应___________(填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。 (4)为进一步完善乙同学的实验，小组同学设计了丙、丁实验装置，选出你认为最合适的装置，并说明理由___________。 活动二：应用质量守恒定律探究物质组成 木糖醇是一种白色粉末状物质，易溶于水，新型甜味剂。 【提出问题】木糖醇是由什么元素组成的？ 【提供资料】 酒精燃烧的产物是水和二氧化碳。 【实验探究】 (5) 实验步骤 实验现象 实验结论 1.取适量的木糖醇放在酒精灯火焰上灼烧，同时将一只干燥的烧杯罩在火焰上方 烧杯内壁出现水雾 证明木糖醇的组成中一定含有___________。 2.将烧杯倒转，并注入澄清的石灰水，振荡 ___________ 证明木糖醇的组成中一定含有碳元素。 【交流讨论】 (6)大家认为上面的实验设计不严谨，原因是___________。 【答案】(1)红色粉末变成黑色，小气球先变鼓后变瘪 (2)偏右 (3)符合 (4)丁最合适；丙装置中的气球会膨胀，用天平测量时会有浮力的影响 (5) 氢元素 澄清石灰水变浑浊 (6)酒精燃烧也会生成二氧化碳和水，会干扰木糖醇燃烧产物的鉴别 【详解】（1）铜和氧气反应生成氧化铜，铜为紫红色固体，氧化铜为黑色，则现象为红色粉末变成黑色，且反应放热，装置中的压强会增大，气球变鼓，待冷却后，气球又变瘪，且反应前后电子秤读数相同，故填：红色粉末变成黑色，小气球先变鼓后变瘪；（其他合理答案均可） （2）碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，二氧化碳会逸散到空气中，则左边质量会偏小，天平向右边偏转，故填：偏右； （3）质量守恒定律适用于一切化学变化，该反应为化学变化，符合质量守恒定律，故填：符合； （4）碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳，丙、丁均为密闭装置，但由于装置中的压强会增大，丙装置中的气球会膨胀，用天平测量时会有浮力的影响，故丁装置更合理，故填：丁最合适；丙装置中的气球会膨胀，用天平测量时会有浮力的影响； （5）烧杯内壁出现水雾，说明生成了水，根据反应前后元素种类不变，则说明木糖醇中一定含有氢元素，故填：氢元素； 将烧杯倒转，并注入澄清的石灰水，振荡，结论是：木糖醇的组成中一定含有碳元素，推测现象是：澄清石灰水变浑浊，故填：澄清石灰水变浑浊； （6） 由于酒精燃烧也会生成二氧化碳和水，则会干扰木糖醇燃烧的产物的鉴别，故填：酒精燃烧也会生成二氧化碳和水，会干扰木糖醇燃烧产物的鉴别。 ▌题型04 质量守恒定律的微观解释 一、微观本质 化学反应的实质：分子分裂为原子，原子重新组合成新分子。 二、化学反应前后： 一定不变：原子种类、原子数目、原子质量 、元素种类、元素质量 一定改变：分子种类 物质种类 可能改变： 分子总数、元素化合价 【典例1】(25-26九下·广东湛江·期中)我国科研团队在CO2加氢制甲醇领域取得重大突破，反应前后分子种类变化的微观示意图如图。下列说法正确的是 A．反应后氢原子个数增加 B．反应后催化剂质量增加 C．甲的化学式为 D．参加反应的CO2中氧元素的质量等于生成物中氧元素的质量 【答案】C 【分析】由反应的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：。 【详解】A.根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目均不变，反应前后氢原子个数相等，说法错误； B.催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不改变，说法错误； C.甲的分子由2个氢原子和1个氧原子构成，化学式为，说法正确； D.参加反应的中的氧元素分别进入生成物和中，因此中氧元素的质量等于和中氧元素的质量之和，大于中的氧元素质量，说法错误。 【变式4-1】(25-26九上·广东广州·期中)某反应前后分子变化的微观示意图如图(图中“”和“”分别代表不同元素的原子)，下列说法不正确的是 A．该反应前后涉及三种物质 B．该反应属于分解反应 C．反应后原子种类没有改变 D．反应后分子种类没有改变 【答案】D 【详解】A、由图可知，该反应前后共存在三种不同的分子，对应三种不同物质，该选项不符合题意。 B、由图可知，反应前后都存在，且反应后的数量增加，该反应的反应物为一种分子，生成物为两种新的分子，反应由一种物质生成两种物质，符合‘一变多’的特点，属于分解反应，该选项不符合题意。” C、根据质量守恒定律，反应前后原子的种类不变，该选项不符合题意。 D、化学反应的本质是分子破裂为原子，原子重新组合成新分子，反应后一定生成新物质，分子种类一定发生改变，该选项符合题意。 故选D。 【变式4-2】(25-26九上·广东惠州·期中)利用催化剂可消除室内装修材料释放的甲醛，如图所示为该反应的微观示意图。下列说法不正确的是 A．乙的化学式为 B．反应前后原子种类不变 C．丁的化学式为 D．催化剂可以改变化学反应速率 【答案】C 【分析】甲：（甲醛），乙：（氧气），丙：（二氧化碳），丁：（水） 反应的化学方程式为：。 【详解】A、一个乙分子是由两个氧原子构成的，化学式为，说法正确； B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变，说法正确； C、一个丁分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，化学式为，不是，说法错误； D、催化剂的定义就是能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变，说法正确； 故选C。 【变式4-3】(25-26九上·广东汕头潮阳区·月考)工业上可以用甲烷制取氢气，如图，下列说法正确的是 A．甲物质的化学符号为CH4 B．丁属于混合物 C．化学反应中原子、分子种类不变，元素的种类也不变 D．乙物质属于空气污染物 【答案】A 【分析】根据微观示意图可知，甲、乙、丙、丁的化学式依次为：CH4，CO2，CO、H2。 【详解】A、甲物质的1个分子由1个碳原子和4个氢原子构成，化学符号为CH4，该选项正确，故符合题意。 ​B、丁物质只由氢分子构成，属于纯净物，不是混合物，该选项错误，故不符合题意。 ​C、化学反应中，反应前是甲烷分子和二氧化碳分子，反应后是一氧化碳分子和氢气分子，分子种类一定改变，原子种类和元素种类不变，该选项错误，故不符合题意。 D、​乙物质是二氧化碳，二氧化碳过多，虽然能导致温室效应，但其属于空气组成成分之一，不属于空气污染物，该选项错误，故不符合题意。 故选：A。 ▌题型05 有关质量守恒定律的计算 1　 反应前总质量=反应后总质量 2　 反应物质量减少，生成物质量增加； 3　 质量不变的物质可能是催化剂，也可能不参与反应。 【典例1】(25-26九上·广东汕尾·月考)在某密闭容器内有甲、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下表，下列说法正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 6 2 14 35 反应后质量/g M 2 22 13 A．反应后物质甲的质量为14g B．物质乙一定是该反应的催化剂 C．物质丁一定是化合物 D．物质甲、丙发生改变的质量之比为 【答案】C 【详解】A、根据质量守恒定律，反应前总质量=6g+2g+14g+35g=57g，反应后总质量=M+2g+22g+13g=M+37g，解得M=20g。故A错误； B、甲增加20g-6g=14g，是生成物，丙增加22g-14g=8g，是生成物，丁减少35g-13g=22g，做反应物，乙质量不变，可能为催化剂或不参与反应，故B错误。 C、该反应为丁→甲+丙，属于分解反应，故丁一定是化合物，故C正确。 D、物质甲、丙发生改变的质量之比为（20g-6g）:（22g-14g）=14:8=7:4，故D错误。 故选C。 【变式5-1】(25-26九上·广东广州·期中)将甲、乙、丙、丁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，下列说法中不正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前的质量(g) 15 20 10 10 反应后的质量(g) 10 15 20 X A．X的值为0 B．丁可能是该反应的催化剂 C．甲和丙在该反应中(参加反应或生成)的质量比为1：2 D．丙一定是化合物 【答案】A 【分析】由表格数据可知，反应前后甲、乙的质量减少，则甲、乙为反应物；反应前后丙的质量增加，则丙为生成物；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则，解得X=10，则反应前后丁的质量不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的物质，综上可知，该反应为甲与乙在一定条件下反应生成丙。 【详解】A、由分析可知，X=10，说法错误，符合题意； B、由分析可知，丁可能是该反应的催化剂，说法正确，不符合题意； C、由分析可知，该反应为甲与乙在一定条件下反应生成丙，结合表格数据可知，参加反应的甲和生成的丙在该反应中的质量比为，说法正确，不符合题意； D、由分析可知，该反应为甲与乙在一定条件下反应生成丙，符合“多变一”的特点，属于化合反应，则丙一定是化合物，说法正确，不符合题意。 故选：A。 【变式5-2】(25-26九上·广东汕头潮南区·期末)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．甲可能是化合物 C．x的值是21 D．参加反应的丙与丁的质量比为 【答案】B 【分析】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。 【详解】A、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，故选项说法正确； B、该反应是丙和丁在一定条件下反应生成甲，甲是一定是化合物，故选项说法错误； C、根据分析，反应后甲的质量为21g，则x的值是21，故选项说法正确； D、参加反应的丙与丁的质量比为（16g-10g）:（40g-31g）＝2：3，故选项说法正确； 故选B。 【变式5-3】(25-26九上·广东惠州惠阳区·期中)在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁、戊五种物质，在一定条件下发生反应，测得反应前后各物质质量的变化量(单位：g)如图所示。下列说法错误的是 A．x的数值为8 B．反应前后元素的种类不变 C．丁可能是此反应的催化剂 D．反应前后甲、戊变化的质量之比为1∶3 【答案】D 【分析】A、质量守恒定律（密闭容器中反应前后总质量不变），整理各物质反应前后的质量变化为 甲：反应前→反应后，质量减少（反应物）； 乙：反应前→反应后，质量减少（反应物）； 丙：反应前→反应后，质量增加（生成物）； 丁：反应前后均为，质量不变（可能是催化剂或不参与反应的杂质）； 反应物总减少量 = 生成物总增加量，则，解得； 戊：反应前→反应后，质量变化为（生成物）。 【详解】A、由图可知可知，x的数值为 8，计算正确，说法正确。 B、化学反应前后元素种类不变（质量守恒定律内容），说法正确。 C、丁反应前后质量不变，可能是催化剂，说法正确。 D、甲变化的质量为，戊变化的质量为，二者质量之比为，并非，说法错误。 故选D。 ▌题型06 有关质量守恒定律的图像分析 一、读图核心思路 看清横、纵坐标含义（横坐标：时间 / 反应进程；纵坐标：质量、元素质量、物质质量、质量分数等） 起点：反应开始前初始数值 拐点：反应恰好结束时刻 趋势解读 曲线下降：物质被消耗 → 反应物 曲线上升：物质不断生成 → 生成物 水平直线：质量保持不变 ① 反应还未开始；② 反应结束；③ 物质不参与反应（催化剂、杂质） 注意： 1　 元素质量曲线一定是水平线，反应前后元素种类、质量不变，任意元素质量不随反应进行改变。 2　 催化剂质量曲线全程水平 催化剂只改变反应速率，自身质量不变。 【典例1】(25-26九上·广东汕头潮南区·期中)密闭容器中，过量的红磷在空气中点燃，充分反应后，各相关量与时间的对应关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、过量的红磷，充分反应，氧气的质量最终完全消耗，最终终点应为0，故A错误； B、根据题意，红磷是过量的，因此红磷反应后有剩余，终点不为0，故B错误； C、红磷燃烧反应生成五氧化二磷，固体从原来的红磷变为五氧化二磷，固体中氧元素的质量分数不断增多，最终氧气被消耗完，固体中氧元素的质量分数不再改变。故C正确； D、因为氧气参加反应，固体从红磷变为五氧化二磷，固体的质量是不断增加，直至反应结束才不变。故D错误。 故选C。 【变式6-1】(25-26九上·广东潮州湘桥区·期中)加热一定量的高锰酸钾固体，加热过程中相关量随时间变化的数字化实验记录图像正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气是气体会逸散到空气中，所以固体质量逐渐减少，直至高锰酸钾完全分解不再变化，图像错误，不符合题意； B、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以生成氧气的质量从零开始逐渐增加，直至高锰酸钾完全分解不再变化，图像错误，不符合题意； C、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气是气体会逸散到空气中，所以固体质量逐渐减少，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则固体中锰元素的质量不变，则固体中锰元素的质量分数逐渐增大，直至高锰酸钾完全分解不再变化，由于高锰酸钾中含有锰元素，所以一开始固体中锰元素的质量分数不为0，图像错误，不符合题意； D、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气是气体会逸散到空气中，所以固体中氧元素的质量逐渐减少，直至高锰酸钾完全分解不再变化，由于锰酸钾、二氧化锰中含有氧元素，所以固体中氧元素的质量不会减少为0，图像正确，符合题意。 故选：D。 【变式6-2】(25-26九上·广东广州·期中)化学小组的同学在实验室用铜粉受热的实验验证质量守恒定律(部分实验装置如图所示)。将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热。反应一段时间后停止加热，待装置冷却至室温，下列曲线能正确反映反应变化关系的是 A．B．C． D． 【答案】B 【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，该选项不符合题意。 B、根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，该选项符合题意。 C、铜与氧气反应生成氧化铜，装置内的气体分子数目会减少，但是氮气、二氧化碳等气体不与铜反应，故反应结束气体分子数目不为0，该选项不符合题意。 D、加热时，气体受热膨胀，压强变大，冷却至室温后，氧气被消耗，压强减小，故压强呈现先增大，后减小，反应结束后不变的变化趋势，该选项不符合题意。 故选B。 【变式6-3】用图甲所示的装置来验证质量守恒定律。在同一实验中，相同时间内，容器内各种物理量随时间变化的关系如图乙、图丙所示。下列说法正确的是 A．实验结束，粉末变黑色，气球膨胀 B．a点固体成分只有铜粉 C．c点的的体积分数比d点多 D．b点的固体质量与d点相等 【答案】D 【分析】反应原理为铜和氧气加热生成氧化铜：，反应消耗氧气，容器内气体分子总数减少，固体因结合氧元素质量增加； 【详解】A.反应消耗氧气，容器内压强小于外界大气压，气球会变瘪而非膨胀，错误； B.a点处于反应进行阶段，固体是未反应的铜和生成的氧化铜的混合物，错误； C.氮气不参与反应，分子数恒定；c到d过程总气体分子数持续减少，氮气体积分数（）逐渐增大，因此d点氮气体积分数大于c点，错误； D.b点后固体质量不再变化，说明反应已经结束，固体质量不再改变，因此b点和d点固体质量相等，正确。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $