5.1 化学反应中的质量守恒（讲义）化学新教材鲁教版九年级上册

本讲义聚焦质量守恒定律这一核心知识点，通过实验探究（如氢氧化钠与硫酸铜反应、盐酸与大理石反应等）对比敞口与密闭体系差异，结合微观实质（原子种类、数目、质量不变）分析，构建从定性到定量研究化学反应的学习支架。 该资料以实验对比培养科学探究能力，微观解释深化化学观念，融入波义耳等科学家研究史渗透科学态度，随学随练与题型分类设计助力课中教学实施和课后学生查漏补缺，有效提升科学思维与知识应用能力。

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 课标要点 1. 通过实验探究认识质量守恒定律，能准确表述定律内容，理解化学反应前后质量守恒的原因。 2. 能用原子、分子的观点解释质量守恒定律的微观本质，掌握化学反应中的 “变” 与 “不变” 规律。 3. 能运用质量守恒定律解释生活、生产中的常见现象，学会分析开放体系与密闭体系的质量变化差异。 4. 了解质量守恒定律的发现历程，体会科学探究的严谨性，树立 “科学结论需实证” 的科学态度。 学习重难点 重点： 质量守恒定律的实验探究；质量守恒定律的内容与含义；质量守恒的微观本质；运用定律解释常见现象。 难点： 从微观角度理解质量守恒的本质；开放体系中质量变化的分析；质量守恒定律的应用与推理。 知识点 实验探究质量守恒定律（重点） 1. 提出问题与猜想 化学反应中，反应物转化为生成物，参加反应的各物质的质量总和，与生成的各物质的质量总和相比，会发生怎样的变化？ 猜想：①增大 ②减小 ③不变 2. 经典实验探究 实验 1：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应 反应原理 硫酸铜 + 氢氧化钠 → 氢氧化铜 + 硫酸钠 CuSO₄ + NaOH → Cu(OH)₂+ Na₂SO₄ 实验装置 烧杯、小试管、天平 实验步骤 ①烧杯中加入适量氢氧化钠溶液，小试管中加入硫酸铜溶液； ②将小试管放入烧杯中，称量整套装置的总质量，记录数据； ③倾斜烧杯，使两种溶液混合，充分反应； ④观察现象，再次称量整套装置的总质量，比较反应前后质量。 实验现象 ①混合后产生蓝色絮状沉淀； ②天平保持平衡，反应前后总质量相等。 实验结论 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。 实验 2：盐酸与大理石（碳酸钙）反应 反应原理 盐酸 + 碳酸钙 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 HCl + CaCO₃→CaCl₂ + H₂O + CO₂ 实验装置 烧杯、小试管、天平（敞口体系） 实验步骤 ①烧杯中加入大理石，小试管中加入稀盐酸； ②将小试管放入烧杯中，称量总质量； ③倾斜烧杯，使盐酸与大理石混合反应； ④反应结束后再次称量。 实验现象 ①产生大量气泡； ②天平指针偏右，反应后总质量减小。 原因分析 敞口装置中，反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，导致剩余物质的总质量减小。 改进方案 将反应放在密闭装置中进行，让气体留在装置内，天平就能保持平衡。例如用锥形瓶 + 气球的装置，气球收集生成的气体，缓冲气压，同时防止气体逸出。 实验 3：白磷燃烧实验 反应原理 磷 + 氧气 五氧化二磷 P + O₂ P₂O₅ 实验装置 锥形瓶、带玻璃导管的橡胶塞、气球、天平、酒精灯 实验步骤 ①锥形瓶中放入少量白磷，塞紧带导管的橡胶塞（导管上端系气球，排尽空气）； ②称量整套装置的总质量； ③用酒精灯灼烧玻璃导管，引燃白磷； ④反应结束冷却后，再次称量总质量。 实验现象 ①白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，气球先鼓起后变瘪； ②天平保持平衡，反应前后总质量相等。 实验结论 密闭体系中，化学反应前后总质量保持不变。 3. 质量守恒定律 （1）定义：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。 （2）适用范围：只适用于化学变化，物理变化不能用质量守恒定律解释。 （3）注意要点： ① 质量守恒的 “质量”，是指参加反应的反应物质量总和，不是所有反应物质量的简单相加，过量未反应的部分不能计入。 ② 总和包括所有状态的物质：固体、液体、气体都要算，有气体参与或生成的反应，不能忽略气体的质量。 特别提醒 1.验证质量守恒定律的实验，若有气体参与或生成，必须在密闭装置中进行，否则会因气体逸出或进入导致质量测量不准。 2.质量守恒定律说的是 “质量守恒”，不是体积守恒，也不是分子个数守恒。 3.没有气体参与或生成的反应，在敞口容器中进行也能验证质量守恒，因为没有物质进出体系。 易错提醒 易错点 1：10g 水加热变成 10g 水蒸气，符合质量守恒定律 辨析：错误。质量守恒定律只适用于化学变化，水蒸发是物理变化，不能用质量守恒定律解释。 易错点 2：反应后总质量减小，说明该反应不遵守质量守恒定律 辨析：错误。敞口体系中气体逸出，只是没有称量到全部生成物，反应本身仍遵守质量守恒定律；所有化学反应都遵守质量守恒定律。 易错点 3：反应物的质量总和一定等于生成物的质量总和 辨析：错误。必须是 “参加反应的” 反应物质量总和，过量未反应的部分不能算进去；若反应物过量，剩余反应物的质量不能计入总和。 教材延伸 1.质量守恒定律的发现史 1673 年波义耳加热金属，打开容器称量发现质量增加，误以为反应后质量变大；1756 年罗蒙诺索夫在密闭容器中煅烧金属，发现总质量不变；1777 年拉瓦锡通过大量密闭实验，正式提出质量守恒定律。科学结论的得出需要严谨的实验设计，密闭体系是定量实验的关键。 2.波义耳 “失败” 的启示 波义耳的实验不是失败，而是忽略了参与反应的氧气的质量。化学反应中，气体反应物的质量容易被忽略，这也是很多人误以为质量不守恒的原因。只要把所有参与反应的物质都算进去，总质量一定守恒。 3.高精度实验验证 20 世纪初，科学家用精度达千万分之一的天平做实验，证明反应前后质量变化小于千万分之一，在实验误差范围内，进一步验证了质量守恒定律的正确性，使其成为自然科学的基本定律之一。 随学随练 1．下列事实中，能用质量守恒定律解释的是 A．使用酒精后未盖瓶塞，质量减小 B．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变 C．衣服被雨水淋湿后，质量增加 D．蜡烛燃烧后质量减小 【答案】D 【详解】A、使用酒精后未盖瓶塞，质量减小，是因为酒精挥发到了空气中，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，不符合题意； B、一定质量的氢气和氧气混合后质量不变，氢气和氧气混合，无新物质生成，不属于化学变化，不能用质量守恒定律解释，不符合题意； C、衣服被雨水淋湿后，质量增加，是因为水被吸附或渗透，无新物质生成，不属于化学变化，不能用质量守恒定律解释，不符合题意； D、蜡烛燃烧后质量减小，是因为蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，符合题意。 故选D。 2.同学们用如图所示实验探究质量守恒定律。下列有关说法错误的是 A．实验过程中，观察到气球先变瘪后膨胀 B．气球有密封和缓冲气压的作用 C．铜粉不足也能验证质量守恒定律 D．反应结束后称量，电子天平读数不变 【答案】A 【详解】A、该实验中，铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，加热过程中，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球变大，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，气球变小，故气球先膨胀后变瘪，故A符合题意； B、该实验中氧气参与了反应，需要在密封环境中进行，故气球可以起到密封的作用，同时加热过程中，装置内压强增大，气球可以起到缓冲气压的作用，故B不符合题意； C、质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，故铜粉不足也能验证质量守恒定律，故C不符合题意； D、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，故反应结束后称量，电子天平读数不变，故D不符合题意。 故选A。 知识点 质量守恒定律的微观实质（难点） 1. 化学反应的微观过程 以电解水为例，化学反应的本质是：分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。 阶段 微观粒子变化 反应前 水分子（H₂O） 反应中 水分子分解为氢原子（H）和氧原子（O） 反应后 氢原子结合成氢分子（H₂），氧原子结合成氧分子（O₂） 2. 质量守恒的微观本质 参加反应的各物质（反应物）的分子破裂成原子，原子重新组合而生成新物质（生成物）的过程。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。 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 特别提醒 1.质量守恒的根源是原子守恒，原子是化学变化中的最小粒子，反应中原子不可再分，所以种类、数目、质量都不变。 2.分子总数可能变也可能不变，例如氢气燃烧反应分子总数减少，过氧化氢分解分子总数增加，中和反应分子总数不变。 3.元素化合价可能变也可能不变，置换反应化合价改变，复分解反应化合价不变。 易错提醒 易错点 1：化学反应前后分子的种类、数目都不变 辨析：错误。分子种类一定改变，因为生成了新物质；分子数目可能改变，也可能不变，不是一定不变。 易错点 2：反应前后原子种类不变，分子种类也不变 辨析：错误。原子是化学变化中的最小粒子，种类不变；但化学变化一定生成新物质，分子种类一定改变，这是化学变化的本质特征。 易错点 3：质量守恒就是反应前后分子质量不变 辨析：错误。是原子质量不变，分子质量会改变，因为分子种类变了；总质量守恒是因为原子的种类、数目、质量都不变。 教材延伸 1.“点石成金” 的科学解释 石头主要成分是碳酸钙、二氧化硅，含钙、硅、氧等元素；黄金由金元素组成。化学反应中元素种类不变，无法生成新元素，因此 “点石成金” 违背质量守恒定律，不可能实现。 2.质量守恒与工业生产 工业生产中，根据质量守恒定律，可以通过反应物的质量计算生成物的产量，或者根据产品产量计算需要的原料量，是化工生产定量计算的基础，能节约原料、提高产率。 3.质量守恒与新能源 光合作用、燃烧、电池反应，都遵循质量守恒定律。即使是核能，也遵循质能守恒定律，质量和能量可以相互转化，是更广泛的守恒定律。 随学随练 1．我国宣布在2060年前实现碳中和，“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择之一。如图是将二氧化碳转化为甲酸（）的微观示意图，下列有关说法正确的是 A．甲酸中碳元素的质量分数最大 B．该反应的生成物有三种 C．参加反应的反应物的分子个数比为 D．参与反应的所有物质都属于氧化物 【答案】C 【分析】由微观示意图可知，该反应的化学方程式为。 【详解】A、甲酸（）中碳、氢、氧三种元素的质量比为，故甲酸中氧元素的质量分数最大，错误； B、该反应的生成物为甲酸和氧气两种，错误； C、由反应的化学方程式可知，参加反应的反应物的分子个数比为，正确； D、氧化物是由两种元素组成，且其中一种元素为氧元素的化合物，反应物二氧化碳和水属于氧化物，生成物甲酸和氧气不属于氧化物，错误。 故选C。 2．下图是某个化学反应的微观模拟示意图，从图中获得的信息不正确的是 A．该反应不满足质量守恒定律 B．化学反应前后元素的种类不变 C．该反应是化合反应 D．化学反应前后分子种类改变、原子种类不变 【答案】A 【详解】A、所有的化学反应都满足质量守恒定律，该反应也不例外，A错误。 B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，B正确。 C、观察可知，反应前有两种物质，反应后生成了一种物质，符合化合反应“多变一”的特征，C正确。 D、由微观示意图可知，反应前是两种不同的分子，反应后生成了新的分子，分子种类改变；根据质量守恒定律，反应前后原子的种类不变，D正确。 故选A。 拓展 质量守恒定律的应用 —— 解释现象 1.镁条燃烧后质量变大 （1）镁条燃烧结合了空气中的氧气，生成氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量和，所以质量变大。 （2）改进实验： 2.蜡烛燃烧后质量变小 蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气，都扩散到空气中，剩余灰烬质量变小，但参加反应的蜡烛和氧气的总质量，等于生成的二氧化碳、水和灰烬的总质量。 3.高锰酸钾受热后质量变小 高锰酸钾分解生成氧气逸出，剩余固体质量变小，符合质量守恒。 活学活用 1．某化学学习小组用下图所示的实验验证质量守恒定律。 (1)做甲实验时，若取用铜粉的量不足，对实验结果 （填“有”或“没有”）影响。 (2)乙实验中最后天平不平衡，此现象 （填“能”或“不能”）用质量守恒定律解释。 (3)丙实验的反应在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律，原因是 。 (4)进行丁实验时，如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩，将生成物全部收集起来并称量，理论上生成物的质量 （填“>”“=”或“<”）参加反应的镁条的质量。 【答案】(1)没有 (2)能 (3)该反应不消耗气体也不产生气体 (4)> 【详解】（1）做甲实验时，若取用铜粉的量不足，对实验结果没有影响，因为无论铜粉是否完全反应，天平都保持平衡。 （2）乙实验中，大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，该装置不密封，产生的气体会逸散到空气中，反应后剩余物质的质量减小，所以最后天平不平衡，但仍能用质量守恒定律解释。 （3）硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，该反应不消耗气体也不生成气体，所以在敞口容器中进行仍能验证质量守恒定律。 （4）如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩，将生成物全部收集起来并称量，由于镁条与氧气反应生成氧化镁，生成物的质量为镁条与参加反应的氧气的质量之和，因此生成物的质量大于参加反应的镁条的质量。 2．某化学兴趣小组设计如下实验装置（A中加热装置已省略）验证质量守恒定律。 (1)装置A中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中，用橡胶塞塞紧锥形瓶口。将装置放在电子天平上称量，记录所称的质量。再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，冷却至室温后再次称量，观察到其间气球的变化是 ，记录所称的质量，则 （选填“>”“<”或“=”）； (2)利用装置B验证质量守恒定律时的现象为 ； (3)利用装置C无法验证质量守恒定律，原因是 ； (4)利用装置D验证质量守恒定律，反应前天平平衡，然后将烧杯倾斜，过氧化氢溶液与二氧化锰充分反应后再称量，观察天平指针向 （填“左”或“右”）偏转； (5)小明受到装置A的启发，将装置D进行改进，如图E所示。称量反应前后质量，发现反应后总质量变小。若整个操作过程无差错，则造成上述实验结果的可能原因是 ； (6)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) 先膨胀后变瘪 = (2)白色粉末逐渐溶解，有气泡产生，天平依然平衡 (3)酒精和水不发生化学变化 (4)右 (5)气球膨胀产生浮力 (6)①②⑤ 【详解】（1）装置A中铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，加热过程中，温度升高，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球变大，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，气球变小，故气球的变化是：先膨胀后变瘪； 装置A中铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，有新物质生成，属于化学变化，且该反应在密闭容器中进行，遵循质量守恒定律，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则m1=m2； （2）B装置中碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，且该反应在密闭容器中进行，反应生成的二氧化碳不会逸出，化学反应前后物质的总质量不变，故现象是：白色粉末逐渐溶解，有气泡产生，天平依然平衡； （3）装置C中酒精和水不发生化学变化，故不能用于验证质量守恒定律； （4）用托盘天平称量物品时，应遵循“左物右码”的原则，故烧杯应在天平的左边，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气是气体，会散逸到空气中，故反应后左边质量减小，故天平指针向右偏转； （5）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，反应生成了气体，装置内压强增大，气球膨胀，产生向上的浮力，故反应后总质量变小； （6）根据质量守恒定律， 化学反应前后原子的种类、数目和质量不变，元素的种类不变，化学变化有新物质生成，故物质的种类发生了改变，分子的种类发生了改变，分子的数目可能改变。 故选①②⑤。 题型 质量守恒定律的理解与判断 ▌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。 解题贴士 1.先看变化类型：质量守恒只适用于化学变化，物理变化直接排除。 2.再看关键词：必须是 “参加反应的” 质量总和，不是所有反应物质量相加。 3.定律具有普遍性：所有化学反应都遵守，没有例外；质量变化都是因为体系开放，物质有进出。 ▌对点练1-1 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。 ▌对点练1-2 下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．冰块融化成水后质量不变 B．石蜡熔化前后质量不变 C．铁丝燃烧后得到的固体质量增加 D．酒精灯敞口久置后酒精的质量减少 【答案】C 【详解】A.冰块融化成水是物质状态改变的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 B.石蜡熔化是固态变液态的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 C.铁丝燃烧是化学变化，反应为，反应后固体质量等于参加反应的铁和氧气的质量之和，因此比原铁丝质量大，符合质量守恒定律，正确。 D.酒精灯敞口久置质量减少是酒精挥发的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 题型 质量守恒的实验探究与误差分析 ▌例2 某兴趣小组设计如图1所示实验装置验证质量守恒定律，实验过程中用电热棒引燃镁条。镁条点燃条件下能与氧气、氮气和二氧化碳都发生化学反应。下列有关说法正确的是 A．因为反应前后只测质量，所以实验前不用检查装置气密性 B．实验前后均需要称量整个装置的质量 C．反应前瓶内镁条和氧气的总质量一定等于反应后生成氧化镁的质量 D．将气球换成盛有足量水的注射器如图2，该装置可用来测定空气中氧气的含量 【答案】B 【详解】A.本反应有气体参与，若装置漏气，会导致外界气体进入或内部气体逸出，质量测量结果不准确，因此实验前必须检查装置气密性，错误。 B.验证质量守恒定律需要对比反应前后整个封闭体系的总质量，因此实验前后均需称量整个装置的质量，正确。 C.镁不仅和氧气反应生成氧化镁，还会与瓶内的氮气、二氧化碳反应生成其他产物，且反应物可能存在过量的情况，因此反应前镁条和氧气的总质量不等于反应后氧化镁的质量，错误。 D.测定空气中氧气含量要求可燃物只与氧气反应，而镁会同时消耗空气中的氧气、氮气、二氧化碳，导致气体减少量远大于氧气的实际体积，无法准确测定氧气含量，错误。 解题贴士 1.验证实验的核心：密闭体系才能准确称量所有物质的质量。 2.误差分析：气体逸出→质量偏小；进气（如燃烧吸氧气）→质量偏大；气球浮力→称量偏小。 3.实验改进方向：有气体就密闭，平衡气压防炸裂，减小浮力误差。 ▌对点练2-1 用如图所示实验探究质量守恒定律：反应前称量装置和试剂的总质量为m1，保持装置密闭；垫上陶土网加热锥形瓶一段时间，冷却至室温再次称量装置和试剂总质量为m2。下列说法错误的是 A．加热过程中红色固体逐渐变成黑色 B．实验前后锥形瓶内固体质量不变 C．实验前后锥形瓶内氧元素质量不变 D．实验装置中气球的作用是形成密闭装置、平衡气压 【答案】B 【详解】A.红色的铜单质反应生成黑色的氧化铜，加热过程中固体由红变黑，说法正确。 B.反应中氧气参与反应进入固体，反应后固体质量等于铜的质量加上参与反应的氧气质量，固体质量增大，说法错误。 C.装置全程密闭，无物质逸出或进入，因此锥形瓶内氧元素总质量不变，仅从氧气中的氧元素转化为氧化铜中的氧元素，说法正确。 D.气球既可以保证装置密闭，又能缓冲加热时瓶内气体膨胀的压强，平衡气压防止橡胶塞弹出，说法正确。 ▌对点练2-2 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验证质量守恒定律。 (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C中稀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”）；碳酸钠（）中碳元素的化合价为____________。 (3)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_________________________________________。 (4)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，____________保持不变。（填序号） 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) 向右偏转 +4 (3)氧化镁以白烟的形式扩散到空气中未被称量（合理即可） (4)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）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； 在碳酸钠中，钠元素显+1价，氧元素显-2价，设碳元素的化合价为x，（+1）×2+x+（-2）×3=0，x=+4； （3）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； （4）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。 题型 质量守恒的微观实质辨析 ▌例3 氨气能在氧气中燃烧，该反应的微观示意图如图，下列关于该反应的说法错误的是 A．反应后分子总数增加 B．氮元素的化合价升高 C．甲与丁的分子个数比为2：1 D．生成物中既有单质也有化合物 【答案】C 【详解】A、反应前分子总个数为，反应后分子总个数为，反应后分子总数增加，表述正确。 B、中氮元素为价，中氮元素为价，氮元素化合价升高，表述正确。 C、甲为，丁为，二者分子个数比为，不是，表述错误。 D、生成物中属于单质，属于化合物，既有单质也有化合物，表述正确。 解题贴士 1.微观题抓 “原子三不变”：种类、数目、质量都不变。 2.分子一定变，数目可能变；元素一定不变，化合价可能变。 3.微观图先数原子，左右对比，原子数都相等就符合质量守恒。 ▌对点练3-1 “宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。如图是氢气和氧气在点燃条件下发生反应的微观模拟图，请回答下列问题： (1)在B图中画出应补充的粒子____________。 (2)此变化中不发生改变的粒子是________(填名称)； (3)结合该图示可以总结出，化学反应前后，原子的总数 (填字母)； A．一定改变 B．可能改变 C．一定不变 (4)画出一个与生成物分子质子数相同的原子的结构示意图_______。 【答案】(1) (2)氢原子、氧原子 (3)C (4) 【详解】（1）化学反应前后原子种类、数目均不变，A中共有4个氢原子、4个氧原子，B中现有3个氢原子、1个氧原子，因此补充对应缺失粒子即可。 （2）化学变化的实质是分子分裂为原子，原子重新组合为新分子，反应中原子是最小粒子，不发生改变。 （3）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，因此原子总数一定不变。 （4）生成物为H₂O，1个H₂O的质子数为1×2+8=10，质子数为10的原子是氖原子，核外电子数等于质子数为10，电子排布为2、8结构。 ▌对点练3-2 如图是某反应的微观示意图，其中 “”和“  ”表示不同元素的原子。下列说法正确的是 A．反应前后原子数目发生改变 B．反应前后分子种类没有改变 C．该反应属于化合反应 D．反应前后原子种类发生改变 【答案】C 【详解】A.根据质量守恒定律的微观本质，化学反应前后原子的数目不发生改变，A错误。 B.化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合，反应前后分子种类一定发生改变，本题反应物为两种单质分子，生成物为一种化合物分子，B错误。 C.该反应的微观过程可表示为，该反应是两种物质反应生成一种物质，符合化合反应“多变一”的特征，属于化合反应，C正确。 D.根据质量守恒定律的微观本质，化学反应前后原子的种类不发生改变，D错误。 题型 质量守恒定律的应用 ▌例4 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分数如图。下列说法正确的是 A．反应后丁的质量分数为20% B．乙一定是该反应的催化剂 C．该反应中甲、丙的质量变化之比为 D．丁可能为单质 【答案】C 【分析】由图可见，甲反应后的质量分数为19%，反应前的质量分数为17%，反应后的质量分数比反应前增加了2%，说明甲是生成物； 乙在反应前后的质量分数都为10%，说明乙可能是催化剂或者杂质； 丙反应后的质量分数为41%，反应前的质量分数为25%，反应后的质量分数比反应前增加了16%，说明丙也是生成物； 丁反应后的质量分数为1-19%-10%-41%=30%，反应前的质量分数为48%，反应后的质量分数比反应前减少了18%，说明丁是反应物。 由此可见，该反应可表示为：。 【详解】A. 由分析可知，反应后丁的质量分数为30%，故A错误； B.乙在反应前后的质量分数都为10%，说明乙可能是催化剂或者杂质，故B错误； C. 该反应中甲、丙的质量变化之比为，正确。 D. 由分析可知，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，分解反应的反应物一定是化合物，因此丁不可能为单质，错误。 解题贴士 1.元素推理题：生成物元素种类 = 反应物元素种类，减去已知反应物的元素，就是未知物质的元素。 2.定量计算：通过质量差能算出氧元素质量，判断是否含氧。 3.核心依据：化学反应前后元素种类、原子个数不变。 ▌对点练4-1 一定条件下，甲烷(CH4)与氧气在密闭容器内充分反应，测得反应前后各物质的质量如表所示，根据表中数据进行分析，下列结论中正确的是 物质 甲烷 氧气 水 二氧化碳 X 反应前质量/g 3.2 11.2 0 0 0 反应后质量/g 0 0 7.2 4.4 a A．a=2.6 B．反应前后分子种类不变 C．X的化学式为CO D．容器中碳氢元素的质量比为1：4 【答案】C 【详解】A.根据质量守恒定律，反应前后总质量相等：，解得，故A错误。 B.化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合为新分子，反应前后分子种类一定改变，故B错误。 C.反应前后元素质量守恒，甲烷中碳元素质量；氢元素质量；生成物中水含氢元素质量，说明氢元素全部在水中，X不含氢；二氧化碳含碳元素质量，因此X中含碳质量；反应前氧元素总质量为，生成物中水含氧、二氧化碳含氧，因此X中含氧质量；X中碳、氧原子个数比，因此X为，故C正确。 D.容器中碳、氢元素质量比为，故D错误。 ▌对点练4-2 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，原因是______。 【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 【综合应用】 (4)植物的光合作用可表示为： ，可推测淀粉中一定含有______元素。 【答案】(1)相等 (2) 右 蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水散逸到了空气中 (3)①②③ (4)碳、氢 【详解】（1）A实验是密闭装置，则反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量相等； （2）B实验蜡烛在空气中燃烧，产生的水、二氧化碳逸散到空气中，左边质量会减少，天平指针会向右偏转；故填：右；蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水散逸到了空气中； （3）化学反应前后肯定没有变化的是原子数目、原子种类、原子质量。故答案为：①②③； （4）根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，光合作用反应前元素种类是C、H、O，则反应后也是C、H、O三种，氧气提供了氧元素，则淀粉中一定含有碳、氢元素。 基础通关 1．（25-26九年级上·河南洛阳·期末）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。 2．（25-26八年级下·黑龙江大庆·期中）下列对“质量守恒定律”的理解中，正确的是 A．冰受热变成水 B．参加反应的氢气和氧气的体积之和一定等于生成水的体积 C．在化学反应前后，各物质的质量一定不变 D．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 【答案】D 【分析】解题核心：明确质量守恒定律的适用规则：仅适用于化学变化，守恒的是参加反应的反应物总质量与反应生成的生成物总质量，不涉及体积等其他物理量。 【详解】A.冰受热变成水是物理变化，质量守恒定律不适用于物理变化，错误。 B.质量守恒定律仅针对质量守恒，不涉及体积的等量关系，错误。 C.化学反应中反应物会被消耗、生成物会生成，只有参加反应的总质量和生成的总质量相等，并非反应前后所有物质的质量都不变，错误。 D.表述完全符合质量守恒定律的定义，正确。 3．（25-26八年级下·山东泰安·期中）在化学反应前后，肯定不会变化的是 ①物质的质量总和 ②物质的状态 ③元素的种类 ④原子的数目 ⑤物质的种类 ⑥物质的体积 ⑦分子的种类 A．②④⑤ B．①③ C．①③④ D．①③⑦ 【答案】C 【详解】化学反应的本质是分子破裂为原子、原子重新组合为新分子的过程，因此反应前后原子的种类、数目、质量均不变，分子种类一定改变；根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类、所有物质的总质量均不变，化学反应会生成新物质，因此物质种类一定改变，物质的状态、体积属于物理性质，可能发生变化，反应前后肯定不变的是①③④。 4．（2026·河南郑州·一模）化学实践活动小组利用生活中的物品设计如图所示装置验证质量守恒定律，下列说法正确的是 A．反应一段时间后电子天平的示数减小 B．上下移动铜丝可控制该反应的速率 C．反应时瓶内产生气泡，注射器活塞缓慢上移 D．反应前白醋与钙片的总质量等于反应后生成物的总质量 【答案】C 【详解】A、该装置为密闭体系，反应前后总质量不变，电子天平示数不会减小，故选项说法错误； B、上下移动铜丝可控制钙片和白醋的接触与分离，只能控制反应的发生和停止，无法控制反应速率，故选项说法错误； C、碳酸钙和白醋反应生成二氧化碳气体，瓶内压强增大，注射器活塞缓慢上移，故选项说法正确； D、质量守恒定律指的是参加反应的各物质总质量等于反应后生成物总质量，未参加反应的反应物质量不计入，且反应前总质量还包含装置内空气等质量，故选项说法错误。 5．（2026·贵州铜仁·模拟预测）某兴趣小组通过如图装置(加热装置已省略)探究质量守恒定律，下列说法正确的是 A．实验过程中，观察到固体的颜色变化由黑色变为红色 B．若铜粉不足对验证质量守恒定律的结果不会产生影响 C．停止加热后，装置冷却至室温，气球会恢复至原状 D．反应前后装置中固体的质量不变，则说明质量守恒定律成立 【答案】B 【详解】A、加热时铜和氧气反应生成氧化铜，固体颜色由红色变为黑色，错误； B、质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，铜粉不足仅会使氧气未完全消耗，不影响总质量的测定结果，正确； C、该反应消耗了装置内的氧气，冷却至室温后瓶内压强小于外界大气压，气球会变瘪，无法恢复至反应前的状态，错误； D、根据质量守恒定律，反应后固体的质量等于反应前铜的质量与参加反应的氧气的质量之和，固体质量会增大，需反应前后整个装置总质量不变才可说明质量守恒定律成立，错误。 6．（25-26九年级下·江苏淮安·阶段检测）探究“化学反应前后物质的质量关系”的实验如图所示。下列叙述错误的是 A．实验①和②必须在密闭容器中进行 B．实验①和②中铜粉和红磷无需过量 C．实验①和②都能验证质量守恒定律 D．实验结束后打开橡皮塞，示数均不变 【答案】D 【详解】A、实验①铜与氧气反应、②红磷与氧气反应，均有气体参与反应，为避免物质进出影响质量测定，必须在密闭容器中进行，表述正确，不符合题意。 B、质量守恒定律适用于任何化学反应，其成立与反应物是否过量无关，只要是在密闭容器中，反应前后的总质量就一定相等，因此铜粉和红磷无需过量，表述正确，不符合题意。 C、两个实验都在密闭体系中进行，无物质逸出或进入，反应前后总质量不变，均可验证质量守恒定律，表述正确，不符合题意。 D、反应消耗瓶内氧气，瓶内压强小于外界大气压，打开橡皮塞后外界空气进入装置，装置总质量增大，天平示数变大，表述错误，符合题意。 故选D。 7．（2026·新疆乌鲁木齐·一模）如图所示，用托盘天平称量过氧化氢与二氧化锰在反应前后的质量。下列说法正确的是 A．二氧化锰作反应物 B．过氧化氢溶液滴入锥形瓶前未发生分解 C．若改用电子天平，则无法验证质量守恒定律 D．反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量 【答案】D 【详解】A、过氧化氢分解反应中，二氧化锰是催化剂，不是反应物，故A错误； B、过氧化氢常温下可缓慢分解，滴入锥形瓶前已经发生分解，故B错误； C、电子天平精度更高，可更准确测量反应前后的质量变化，可以验证质量守恒定律，故C错误； D、根据质量守恒定律，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，故D正确。 故选D。 8．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前物质的质量/g 30 3 6 8 反应后物质的质量/g 16 m 4 24 A．乙一定是反应的催化剂 B．该反应属于分解反应 C．甲和丁两物质的元素种类一定相同 D．参加反应的甲、丙的质量比是7：1 【答案】D 【分析】根据质量守恒定律，反应前后密闭容器总质量相等： ，解得，即乙反应前后质量不变。 甲质量减少，是反应物；丙质量减少，是反应物；丁质量增加，是生成物；反应符合“多变一”特征，属于化合反应。 【详解】A.乙质量不变，可能是催化剂，也可能是未参与反应的杂质，并非一定是催化剂。错误。 B.该反应为两种物质生成一种物质，属于化合反应，不是分解反应。错误。 C.根据元素守恒丁的元素种类等于参加反应的甲、丙元素种类之和，甲和丁的元素种类不一定相同，错误。 D.参加反应的甲、丙质量比为。正确。 9．（2026·湖南岳阳·二模）在验证质量守恒定律时，实验小组使用了如下图一实验装置，下列相关说法正确的是 A．反应时锥形瓶中产生大量白雾 B．小气球只有平衡气压的作用 C．可以用玻璃棒代替玻璃导管 D．图二能表示氧元素的质量与时间的关系 【答案】D 【详解】A.红磷燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，实验现象为产生大量白烟，雾是液态小液滴，A错误； B.小气球除平衡气压、防止红磷燃烧放热导致瓶塞崩出外，还起到密封作用，避免瓶内物质逸出，保证实验在封闭体系内进行以验证质量守恒，“只有平衡气压的作用”表述错误，B错误； C.玻璃棒为实心结构，无法连通锥形瓶内部和气球，不能平衡瓶内外压强，易导致瓶内压强过大引发危险，无法代替玻璃导管，C错误； D.该装置为密闭体系，根据质量守恒定律，反应前后体系内氧元素的总质量不随时间变化，与图二的趋势一致，D正确。 10．（25-26八年级下·山东淄博·期中）如图所示是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列说法错误的是 A．实验过程中气球起到缓冲气压的作用 B．该实验中白磷要过量，以将瓶内氧气充分消耗 C．瓶底的细沙起隔热作用，防止瓶底炸裂 D．实验过程中托盘天平指针可能会向右偏转 【答案】B 【详解】A. 白磷燃烧放热使瓶内压强增大，气球可缓冲气压，避免胶塞被弹出，正确； B. 本实验目的是验证质量守恒定律，只要装置密闭、发生化学反应即可证明定律，无需白磷过量，错误； C. 白磷燃烧放热，瓶底的细沙可隔热，防止锥形瓶底部受热不均发生炸裂，正确； D. 反应过程中气球受热膨胀，受到空气浮力的影响，托盘天平指针可能暂时向右偏转，装置冷却后会恢复平衡，正确。 11．（25-26九年级上·云南·阶段检测）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)如图所示实验A中小气球在形成密闭体系的同时还有_______作用，三个实验中天平失去平衡的是_______(填序号)。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)实验C中发生化学反应的文字表达式为：_______。 (3)化学反应前后质量守恒的微观原因是_______(填序号)在化学反应前后不变。 ①原子数目                ②分子数目                ③原子种类 (4)某物质受热发生分解反应，生成氧化钙和二氧化碳，则该物质一定由C、Ca、_______元素组成(填写具体的元素符号)。 【答案】(1) 平衡装置内外压强，防止瓶塞冲出 B 密闭 (2)铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁 (3)①③ (4)O 【详解】（1）实验A中铜粉在加热条件下生成氧化铜，反应放热，小气球在形成密闭体系的同时，还可以平衡装置内外压强，防止瓶塞冲出；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，需要在密闭装置中进行实验；故填：平衡装置内外压强，防止瓶塞冲出；B；密闭； （2）实验C中铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的文字表达式为铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁；故填：铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁。 （3）化学反应前后质量守恒的微观原因是：化学反应前后原子的种类、数目、质量不变，所以反应前后总质量不变，而分子的数目可能改变，故选①③； （4）某物质受热发生分解反应，生成氧化钙和二氧化碳，生成物中含有钙、碳、氧三种元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则该物质一定由C、Ca、O元素组成；故填：O。 12．（25-26八年级下·山东烟台·期中）某化学兴趣小组的同学分别设计四个实验用于验证质量守恒定律，如图所示。 (1)实验A中，小气球的作用是形成密闭体系，还能___________，该实验中红磷___________(填“需要”或“不需要”)过量。 (2)实验B中，反应前天平平衡。然后将稀盐酸倒入烧杯中与小块石灰石充分反应后再称量，观察到天平不平衡，指针向右偏转，其原因是___________。 (3)如图C所示的小实验，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10cm长的粗铜线，并使玻璃棒保持水平。然后，用酒精灯给左边一端铜丝加热分钟。冷却后，他们观察到的现象是：红色的铜丝表面变黑，___________(填“a”或“b”端)向下倾斜。 (4)如图D所示的小实验。先在托盘天平上称量一小段洁净的镁条的质量；在空气中点燃后再称量燃烧产物的质量。实验中观察到有大量白烟产生，完全反应后收集产物，称量，发现天平不平衡，质量偏小，其原因可能是：___________。 (5)在四个实验中，都遵循质量守恒定律，请从原子的角度分析质量守恒的原因___________。 【答案】(1) 平衡装置内外气压，防止胶塞飞出（合理即可） 不需要 (2)反应中有气体生成，逸散到空气中 (3)a (4)生成的部分氧化镁以白烟的形式逸散到空气中 (5)化学反应前后原子的种类、数目、质量不变 【详解】（1）略； 验证质量守恒定律，只要发生化学反应即可，因此不需红磷过量； （2）指针向右偏转，其原因是反应生成的二氧化碳逸出装置，造成装置内物质的总质量减轻； （3）加热时铜和氧气反应生成氧化铜，固体质量增大，因此观察到a端向下倾斜； （4）略； （5）略。 13．（25-26九年级上·河南三门峡·期末）某小组用下列四个实验来验证质量守恒定律 (1)实验中不能用于验证质量守恒定律的实验是_______(填字母)。 (2)实验C中盐酸和碳酸钠粉末反应后，天平指针_______(填“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”)。将实验C中的烧杯替换成如图所示带气球的锥形瓶，其他操作不变，最终天平仍不平衡。其原因可能是气球受到向上的_______，影响了称量结果。 【答案】(1)ACD (2) 向右偏转 浮力 【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）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；将实验C中的烧杯替换成如图所示带气球的锥形瓶，其他操作不变，最终天平仍不平衡，反应后气球变鼓，则受到向上的浮力，故也可能影响实验结果。 14．（25-26九年级下·黑龙江齐齐哈尔·周测）物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变？是增加、减小还是不变？化学学习小组同学们按下面的步骤进行探究： 【提出假设】物质发生化学变化前后总质量不变。 【进行实验】科学兴趣小组的同学设计了如图所示三个实验装置（电子天平已省略）来验证质量守恒定律。 (1)三个实验中，只有___________（填字母）装置能用来验证质量守恒定律，另两个装置则不能。否定另两个装置的理由分别是___________、__________。 (2)请从原子的角度分析化学反应前后质量守恒的原因____________。 (3)通过上述实验，你认为在探究化学变化前后反应物和生成物的质量关系时，对有气体参加或生成的反应，应该___________。 【答案】(1) A B中酒精和蒸馏水不发生化学反应 C中产生的二氧化碳气体逸出 (2)化学反应前后原子的数目、质量、种类不变 (3)在密闭装置中进行实验 【详解】（1）质量守恒定律反映的是化学变化前后的质量关系，通过实验验证质量守恒定律必须是化学反应，如果反应中有气体参加或有气体生成的，必须是密闭体系才能验证质量守恒定律。故选A； 三个实验中，B装置内没有发生化学变化，所以不能用来验证质量守恒定律； C装置中碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体，产生的气体逸出到空气中，导致反应后剩余烧杯中物质质量变小，不能用来验证质量守恒定律； （2）化学反应的微观本质是分子分解成原子，原子重新组合成新分子的过程，化学反应前后原子的种类、数目及质量都没有发生改变，所以化学反应前后质量守恒； （3）有气体参加或生成的反应为保证能正确验证质量守恒定律，必须要在密闭容器中进行，避免气体进入或逸出装置； 15．（25-26九年级上·黑龙江绥化·开学考试）小明设计以下实验验证“质量守恒定律”，请回答： (1)根据实验目的，应该测量的数据是_______(填“只有反应前”、“只有反应后”或“反应前、后”)整个反应装置的质量。 (2)当反应结束时，小明发现A装置中气球完全鼓起，天平指针偏右，请解释出现上述现象的原因_______。 (3)分别叙述B、C实验能否达到目的_______、_______。 【答案】(1)反应前、后 (2)气球膨胀导致浮力增大 (3) 否，因为生成的二氧化碳气体逸出，导致反应后质量减小 否，因为铜粉与水未发生化学反应，而质量守恒定律是化学反应普遍遵守的规律 【详解】（1）根据实验目的，应该测量的数据是反应前、后整个反应装置的质量。 （2）当反应结束时，小明发现A装置中气球完全鼓起，天平指针偏右，请解释出现上述现象的原因：空气的浮力作用使装置受到向上的浮力，干扰了实验结果。 （3）B实验：否，因为生成的二氧化碳气体逸出，导致反应后质量减小。 C实验：否，因为铜粉与水未发生化学反应，而质量守恒定律是化学反应普遍遵守的规律。 素养提升 16．（26-27九年级·全国·暑假作业）从定性到定量的角度研究化学及其变化。 I．从定性的角度研究。 用如图所示装置探究汽油的元素组成(夹持仪器已略)。 (1)实验中，要使汽油在空气中燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中，需要进行的操作是___________。 (2)观察到漏斗内壁出现水滴，试管中澄清石灰水变浑浊，可推测出汽油中___________(填“一定”“可能”或“一定不”)含有碳元素。 II．从定量的角度研究。 初三某化学兴趣小组同学对化学反应前后物质质量是否发生变化进行了探究。 【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。 【实验装置】甲、乙、丙、丁同学分别设计下图装置： 【讨论与探究】 (3)甲用图1装置实验，此实验中气球的作用是___________。 (4)乙用图2装置实验，乙实验结束后可观察到天平___________(填“是”或“否”)平衡，原因是___________。 (5)丙对乙的装置进行了改进(如图3)，同组同学认为会产生误差，他的理由是___________。 (6)丁对乙同学的装置进行了改进(如图4)，发现反应前后总质量不变。稀盐酸是否过量，___________(填“会”或“不会”)影响对质量守恒定律的验证结果。 【实验分析】 (7)化学变化的本质是分子的破裂和___________重新组合的过程，即在一切化学变化中，反应前后___________ (填字母代号)没有发生改变，所以化学反应遵循质量守恒定律。 A．原子种类        B．分子种类        C．原子质量        D．分子数目        E．原子数目 【反思与交流】 (8)通过以上实验探究，可以得到的启示是：有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时必须在___________中进行实验。 【答案】(1)向外拉动注射器活塞 (2)一定 (3)平衡装置内外气压，防止胶塞弹出，同时密封装置防止气体逸出 (4) 否 反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，导致左盘总质量减小 (5)反应生成的二氧化碳使气球膨胀，受到的空气浮力增大，导致测量结果偏小 (6)不会 (7) 原子 ACE (8)密闭容器(或密闭体系) 【详解】（1）向外拉活塞时装置内压强小于外界大气压，汽油燃烧产生的气体会被吸入试管中； （2）澄清石灰水变浑浊说明生成了CO2，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物O2不含碳元素，因此碳元素一定来自汽油； （3）白磷燃烧放热，导致瓶内压强增大，气球可以起到缓冲作用，同时防止气体逸出，保证装置的密闭性； （4）该装置为敞口体系，反应产生的CO2会逸出，左盘质量减少，因此天平不平衡； （5）气球胀大后排开空气体积变大，受到向上的浮力增大，装置对电子秤的压力减小，因此测量存在误差； （6）该装置为密闭体系，反应生成的CO2被NaOH溶液完全吸收，无物质逸出，无论盐酸是否过量，反应前后总质量始终相等，不影响验证； （7）化学变化的本质是分子破裂、原子重新组合；化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变，因此总质量守恒，分子种类一定改变，分子数目可能改变，故选ACE； （8）密闭体系，避免气体逸出或外界气体进入，保证反应前后总质量可以被准确测量。 17．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·阶段检测）某化学课外小组同学用如图所示实验探究质量守恒定律： (1)实验A中气球的变化为________，实验A和D中的气球除使装置密闭以外还可以起到______的作用。 (2)用B实验研究质量守恒定律时，一段时间后发现天平的指针向______偏转，同学们经讨论发现，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，实验必须在_____装置中进行。 (3)用图C中的镁条在空气中燃烧的实验来探究质量守恒定律时，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轻，联系实验现象，可能的原因是：_____。(答一点即可) (4)理解、掌握质量守恒定律是学好化学的基础。由质量守恒定律可知，在化学反应前后，一定不变的是______(填序号)。 ①原子种类  ②原子数目  ③物质总质量  ④物质种类  ⑤元素种类  ⑥分子数目 (5)应用：某固体物质受热会发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该固体物质一定由_____元素组成(填元素符号)。 【答案】(1) 先变大后变小 缓冲气压 (2) 右 密闭 (3)镁在空气中燃烧生成氧化镁，生成的氧化镁部分以白烟的形式散逸到空气中，且散逸到空气中的白烟的质量大于参加反应的氧气的质量 (4)①②③⑤ (5)Cu、H、O、C 【详解】（1）实验A加热过程中温度升高，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球变大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于铜粉消耗了氧气，装置内压强减小，气球变小，故气球的变化是：先变大后变小； 实验D中红磷燃烧放出热量，实验A中加热过程中温度升高，均会导致装置内压强增大，故气球的作用还有缓冲气压，防止橡皮塞飞出； （2）碳酸钠和稀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，导致反应后质量减小，一段时间后发现天平的指针向右偏转； 略； （3）见答案； （4）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类、原子数目、元素种类、物质总质量一定不变；化学变化有新物质生成，物质种类、分子种类一定改变，分子数目可能改变； （5）根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，生成物中含Cu、O、H、C，则该固体物质一定由Cu、O、H、C元素组成。 18．（2026·陕西宝鸡·一模）某化学课外小组同学用如图装置验证质量守恒定律。 (1)甲中物质反应一段时间后天平不平衡，原因是___________(用化学方程式解释)。 (2)乙中反应装置未密闭，依然能验证质量守恒定律，原因是___________。 (3)若丙中红磷的量不足，对实验结果___________(填“有”或“没有”)影响。 (4)在一密闭容器中加入M、N、Q、R四种物质，一定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量变化如下表所示。 物质 M N Q R 反应前物质的质量/g 8 40 10 20 反应后物质的质量/g 12 x 10 52 ①x=___________。该反应的基本反应类型为___________。 ②当M为10g时，参与反应的N的质量为___________g。 【答案】(1) (2)既没有气体参加反应，也没有气体生成 (3)没有 (4) 4 分解反应 18 【详解】（1）甲中是过氧化氢在二氧化锰催化下分解，反应生成的氧气逸散到空气中，导致天平左侧质量减小。化学方程式为：。 （2）乙中是铁与硫酸铜溶液反应：。该反应没有气体参与，也没有气体生成，所以即使装置不密闭，反应前后总质量也保持不变，因此能验证质量守恒定律。 （3）红磷燃烧消耗氧气，只要装置密闭，无论红磷是否足量，反应前后总质量都守恒，因此对实验结果没有影响。 （4）根据质量守恒定律，反应前后总质量相等可得： M 质量增加：（生成物），N 质量减少：（反应物），Q 质量不变：可能是催化剂或未参与反应R 质量增加：（生成物），故反应属于分解反应。 当 M 为 10g 时，M 的质量变化为：。由①可知，生成 4g M 时，消耗 36g N，因此生成 2g M 时，消耗 N 的质量为：,参与反应的 N 的质量为18 g。 19．（25-26九年级上·云南昭通·期末）某课外兴趣小组的同学设计了如下三个实验来验证质量守恒定律： 【设计并实验】 【实验一】将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量。然后将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察现象。待反应一段时间后溶液颜色改变时，将盛有反应后物质的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量。 【实验二】将盛有稀硫酸的烧杯和镁条一起放在托盘天平上称量，然后将镁条浸到稀硫酸中，观察现象。待反应一段时间后不再放出气泡时，将盛有反应后物质的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量。 【实验三】用天平称量一段砂纸打磨过的镁条的质量并进行记录，然后将该镁条在空气中点燃，待反应结束后，将生成物全部收回，再次进行称量并记录。 上述三个实验所记录的数据见下表。 编号 实验一 实验二 实验三 反应前/g 118.4 112.6 反应后/g 118.4 112.4 【分析与讨论】 (1)在这三个实验中，你认为实验___________正确反映了反应物与生成物之间的质量关系。 (2)上述表格中和的关系是：___________(填“>”、“=”或“<”) 【实验反思】 (3)小组成员从不能正确反映反应物和生成物之间质量关系的实验中，找出了实验设计中的不当之处，并达成了以下共识：设计实验验证质量守恒定律时，对于有空气中的气体(成分)参与或有气体生成的化学反应，一般应使反应在___________中进行。 【实验拓展】小明同学从安全的角度考虑，将实验二的装置进行了改进，如图所示。 按如图方式放好仪器，调节天平平衡，记录称量数据。 小明缓慢推动注射器，将稀盐酸加到碳酸钠粉末上，此时观察到碳酸钠粉末的表面上有大量气泡出现。 (4)此实验中气球的主要作用是___________。 (5)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。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？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 【答案】(1)一 (2)< (3)密闭容器 (4)防止装置内压强过大导致橡胶塞冲出 (5)C 【详解】（1）实验一：在密闭容器中进行，反应前后无气体参与或生成，天平平衡，能正确反映反应物与生成物之间的质量关系。 实验二：在敞口容器中进行，生成的氢气逸出，导致反应后质量减小，不能正确反映反应物与生成物之间的质量关系。 实验三：在敞口容器中进行，镁条燃烧消耗空气中的氧气，生成的氧化镁质量大于镁条质量，不能正确反映反应物与生成物之间的质量关系。 因此，只有实验一能正确反映反应物与生成物之间的质量关系。 （2）实验三是镁条在空气中燃烧，根据质量守恒定律，生成的氧化镁（MgO）的质量等于参加反应的镁条（Mg）和氧气（O2）的质量之和。因此，反应前镁条的质量m1小于反应后生成物的总质量m2​，即m1<m2。 （3）对于有空气中的气体参与或有气体生成的化学反应，为了防止气体逸出或参与反应导致质量测量不准确，设计实验验证质量守恒定律时，一般应使反应在密闭容器中进行。 （4）在改进后的实验中，气球的主要作用是：收集反应生成的二氧化碳气体，防止装置内压强过大导致橡胶塞冲出。 （5）A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变，该选项错误。 B、任何化学反应都遵守质量守恒定律，生成物的总质量等于反应物的总质量，该选项错误。 C、气球完全鼓起后，受到空气的浮力作用，导致天平左侧受到的向下的力减小，指针向右偏，这是合理的解释，该选项正确。 D、所有的化学反应都遵守质量守恒定律，该选项错误。 故选C。 20．（25-26九年级上·云南曲靖·期末）质量守恒定律是化学反应的基本规律之一。化学兴趣小组对“碳酸钠与稀盐酸反应前后物质的总质量是否相等”进行探究。 【提出问题】 碳酸钠与稀盐酸反应有气体生成，反应前后物质的总质量还相等吗？ 【猜想与假设】 猜想一：不相等，反应后总质量减小。 猜想二：相等，反应前后总质量不变。 (1)做出猜想二的理论依据：_____等于反应后生成的各物质的质量总和。 【进行实验】 如下图所示，取两个相同的塑料瓶，瓶底放入一定量碳酸钠固体，并放入盛有适量稀盐酸的小试管（不与固体接触）。 实验一：不盖瓶盖，称量后倾斜塑料瓶使二者混合，反应停止后再次称量。 实验二：放入等量试剂，盖上瓶盖，称量后倾斜塑料瓶使二者混合，反应停止后再次称量。 【现象与数据】 (2)实验一倾斜塑料瓶后，观察到的现象是_____。 记录的实验数据如下表： 实验 反应前总质量/g 反应后总质量/g 实验一 44.8 44.4 实验二 46.6 46.6 【解释与结论】 (3)实验一在敞开体系中进行，减少的质量主要是_____（填化学式）的质量。 (4)实验二在____体系中进行，碳酸钠和稀盐酸反应前后物质的总质量相等。 【反思与交流】 (5)质量守恒定律____（选填“适用于”或“不适用于”）所有的化学反应，包括在敞开体系中发生的反应。 【答案】(1)参加化学反应的各物质的质量总和 (2)产生大量气泡 (3)CO2 (4)密闭 (5)适用于 【详解】（1）做出猜想二的理论依据是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。 （2）碳酸钠与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体，所以实验一倾斜塑料瓶后，观察到的现象是产生大量气泡。 （3）实验一在敞开体系中进行，碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出到空气中，导致质量减小，所以减少的质量主要是CO2 的质量。 （4）实验二盖上了瓶盖，所以是在 密闭体系中进行，碳酸钠和稀盐酸反应前后物质的总质量相等。 （5）质量守恒定律 适用于所有的化学反应，包括在敞开体系中发生的反应，只是在敞开体系中如果有气体生成或参与反应，可能会因为气体的逸出或吸收而导致称量的反应前后质量看似不相等，但实际上质量是守恒的。 迁移创新 21．（25-26九年级上·四川绵阳·期末）质量守恒定律的发现，凝聚了许多科学家的心血。 材料一：早在17世纪，英国化学家波义耳在一个密闭容器中加热金属，得到了金属灰，然后打开容器盖，再次称量金属灰的质量，发现金属灰的质量比反应前的金属质量大。 材料二：1756年，俄国化学家洛蒙诺索夫在一个密闭的容器中加热金属锡，生成了白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量，在燃烧前后并没有发生变化。于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的，因此提出了质量守恒假说。 材料三：1774年，拉瓦锡用精确的定量实验在密封容器中研究氧化汞的分解与生成中各物质的质量之间的关系，再次对该假设加以论证。 请回答以下问题： (1)拉瓦锡的实验证实了洛蒙诺索夫的假说，小明认为波义耳实验否定了该假说，你是否赞同小明的观点，请说明理由：______ 。 (2)小明建构了下图的模型，从微观角度分析质量守恒定律，请你补充完整_______。 (3)为了进一步证实质量守恒定律，小明参照教材中的实验继续深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图），气球的作用有______（写一点即可）。 (4)小明认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。你认为小明同学得出该错误结论的原因是_______。 【答案】(1)不赞同，金属灰的质量比反应前的金属质量大，是因为金属和氧气发生了反应 (2) (3)密闭，防止物质逸出或进入 (4)忽略了蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中 【详解】（1）不赞同小明的观点，理由:金属灰的质量比反应前的金属质量大，是因为金属和氧气发生了反应。故填:不赞同，金属灰的质量比反应前的金属质量大，是因为金属和氧气发生了反应。 （2）由于锡为金属，由原子直接构成，氧气由氧分子构成，每个氧分子由两个氧原子构成，且根据质量守恒定律，反应前后原子个数不变。所以补充为：。 （3）白磷燃烧时会放出大量热，使装置内气体受热膨胀，压强增大，气球可以暂时膨胀，缓冲装置内的压强，避免胶塞被冲开；同时，燃烧生成的五氧化二磷是固体小颗粒，气球可以防止其逸散到空气中，保证实验在密闭体系中进行，从而验证质量守恒定律。 （4）质量守恒定律是指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。蜡烛燃烧时，反应物是蜡烛和氧气，生成物是二氧化碳和水，这些气体生成物逸散到空气中，导致小明只称量了剩余固体的质量，而没有称量全部生成物的质量，因此会认为 “固体质量减少，不符合质量守恒定律”。 22．（24-25九年级上·广东梅州·期中）阅读材料，回答下列问题： 材料一：1673年，波义耳曾经做过一个实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属时，得到了金属灰，冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现与原来金属相比质量增加了。 材料二：1703年，施塔尔提出“燃素学说”，其主要观点： ①燃素是组成物体的一种成分，一般条件下被禁锢在可燃物中；②燃素在可燃物燃烧时会分离出来，且燃素可穿透一切物质。 材料三：1756年，罗蒙诺索夫重做了波义耳的实验。他将金属铅装入容器后密封、称量。然后把容器放到大火上加热，银白色的金属变成了灰黄色，待容器冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化。罗蒙诺索夫对此的解释是“容器里原来有一定量的空气，且容器中的空气质量减少多少，金属灰的质量就比金属增加多少，在化学变化中物质的质量是守恒的。”后来，拉瓦锡等科学家经过大量的定量实验，推翻了“燃素学说”，质量守恒定律得到公认。 (1)波义耳实验中，金属灰增加的质量是_____。 (2)由“燃素学说”可知，物质燃烧后质量应该减少。请根据所学知识写出一个可以推翻“燃素学说”的事实：_____。因此要验证质量守恒定律，必须在_____装置内进行。 (3)罗蒙诺索夫重做波义耳的实验是基于金属加热后，增加的质量并非来自燃素而是来自_____的假设。由此分析可知，波义耳错过了发现质量守恒定律的一个重要原因是_____。 (4)小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前减少了，因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路：_____。 (5)质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有_____(填字母)。 A．要善于总结前人的成果和经验 B．实验的成功与否，取决于药品的选择 C．定量方法是科学研究的重要方法 【答案】(1)参加反应的氧气的质量 (2) 铁丝在氧气中燃烧后质量增加（合理即可 ） 密闭 (3) 空气 打开容器前没有称量容器的总质量 (4)在密闭容器中点燃蜡烛，分别称量反应前容器、蜡烛和氧气的总质量与反应后容器、剩余蜡烛和生成物的总质量，比较二者大小，可发现反应前后总质量相等，说明蜡烛燃烧符合质量守恒定律（合理即可 ） (5)AC 【详解】（1）在密闭容器中加热金属，金属与氧气反应生成金属氧化物，根据质量守恒定律，金属灰增加的质量就是参加反应的氧气的质量。 （2）“燃素学说” 认为物质燃烧后质量应减少，而铁丝在氧气中燃烧，铁与氧气反应生成四氧化三铁，反应后固体质量增加，这一事实可推翻 “燃素学说”。 要验证质量守恒定律，对于有气体参加或生成的反应，必须在密闭装置内进行，防止气体的逸出或进入影响质量测量。 （3）罗蒙诺索夫假设金属加热后增加的质量来自空气，通过实验验证了在化学变化中物质质量守恒。 波义耳在实验中，冷却后打开容器再称量，错过了发现质量守恒定律的关键，因为打开容器前没有称量容器总质量，无法确定整个过程质量是否守恒。 （4）蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，在敞开体系中，二氧化碳和水逸散到空气中导致剩余固体质量减小。在密闭容器中进行实验，能将反应物和生成物都包含在内，通过比较反应前后总质量，可证明蜡烛燃烧符合质量守恒定律，方案是：在密闭容器中点燃蜡烛，分别称量反应前容器、蜡烛和氧气的总质量与反应后容器、剩余蜡烛和生成物的总质量，比较二者大小，可发现反应前后总质量相等，说明蜡烛燃烧符合质量守恒定律（合理即可 ）。 （5）A、质量守恒定律的发现是在总结前人成果和经验基础上不断完善的，该选项正确； B、实验成功与否取决于多个因素，如实验设计、操作规范等，并非仅取决于药品选择，该选项错误； C、质量守恒定律是通过大量定量实验得出的，定量方法是科学研究的重要方法，该选项正确。 故选AC。 23．（25-26八年级下·黑龙江大庆·期中）化学学习小组同学通过实验探究化学反应前后物质质量的变化。 【提出问题】反应前后物质的总质量是否发生改变？若发生改变是增加还是减小？ 【提出假设】化学反应中，参加反应的物质质量与生成物的质量相等。 【设计实验】 (1)甲同学设计实验如图I所示，乙同学设计的实验如图Ⅱ所示，他们反应前后都进行了规范的操作、确的称量和细致的观察。甲同学观察到红磷燃烧时气球的变化是________。 【实验结论】 (2)甲认为化学反应中，生成物的总质量与参加反应的反应物的总质量相等；乙认为在化学反应中，成物的总质量与反应物的总质量不相等，你认为________（填“甲”或“乙”）的结论正确，请你谈谈导致另一种结论错误的原因________（填序号） ①反应生成了气体 ②装置敞口放置 ③没有称量到所有生成物的质量 【结论分析】 (3)请你从微观的角度说明质量守恒的原因：化学反应前后，原子的________、________、________不变。 【反思拓展】 (4)小明设计了实验Ⅲ来验证质量守恒定律，小刚认为该实验设计是错误的，原因是________。 (5)同学们对图Ⅱ左盘中的反应装置进行了改进你认为最佳装置是________（填字母）。（氢氧化钠溶液可用于吸收二氧化碳生成碳酸钠溶液） (6)用天平称量铜粉在密闭容器中加热前后的质量（如甲图所示）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乙图、丙图所示。下列说法正确的是________。 A．该实验中铜粉必须足量 B．实验中观察到黑色粉末变红 C．c点的固体质量比b点大 D．a点的体积分数比d点小 【答案】(1)气球膨胀 (2) 甲 ①②③ (3) 种类 数目 质量 (4)酒精与水混合属于物理变化 (5)B (6)D 【详解】（1）红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，气球膨胀； （2）甲的实验在密闭容器中进行，反应前后质量守恒，结论正确；乙的实验装置敞口，碳酸钠与稀盐酸反应生成的CO2气体逸出，导致反应后总质量减小，因此乙的结论错误；错误原因包括：反应生成了CO2气体、装置敞口放置、没有称量到所有生成物的质量，即①②③； （3）化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变，所以化学反应遵循质量守恒定律； （4）质量守恒定律的适用范围是化学变化，而酒精与水混合属于物理变化，因此不能用该定律验证； （5）装置A中，碳酸钠与稀盐酸反应生成的CO2会使装置内压强增大，冲出橡皮塞，可能导致装置漏气；装置B中，氢氧化钠溶液可吸收生成的CO2，且装置密闭，能防止气体逸出，因此最佳装置为B； （6） A.实验目的是验证质量守恒，铜粉不需要足量，只要观察到明显的反应现象即可，错误； B.铜粉加热与氧气反应生成黑色氧化铜，现象应为红色粉末变黑，错误； C.乙图中b点反应已结束，固体质量不再变化，因此c点（反应中）的固体质量比b点小，错误； D.反应消耗氧气，装置内气体分子总数减少，N2的体积分数增大，因此a点的N2体积分数比d点小，正确。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 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 课标要点 1. 通过实验探究认识质量守恒定律，能准确表述定律内容，理解化学反应前后质量守恒的原因。 2. 能用原子、分子的观点解释质量守恒定律的微观本质，掌握化学反应中的 “变” 与 “不变” 规律。 3. 能运用质量守恒定律解释生活、生产中的常见现象，学会分析开放体系与密闭体系的质量变化差异。 4. 了解质量守恒定律的发现历程，体会科学探究的严谨性，树立 “科学结论需实证” 的科学态度。 学习重难点 重点： 质量守恒定律的实验探究；质量守恒定律的内容与含义；质量守恒的微观本质；运用定律解释常见现象。 难点： 从微观角度理解质量守恒的本质；开放体系中质量变化的分析；质量守恒定律的应用与推理。 知识点 实验探究质量守恒定律（重点） 1. 提出问题与猜想 化学反应中，反应物转化为生成物，参加反应的各物质的质量总和，与生成的各物质的质量总和相比，会发生怎样的变化？ 猜想： 2. 经典实验探究 实验 1：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应 反应原理 硫酸铜 + 氢氧化钠 → 氢氧化铜 + 硫酸钠 实验装置 烧杯、小试管、天平 实验步骤 ①烧杯中加入适量氢氧化钠溶液，小试管中加入硫酸铜溶液； ②将小试管放入烧杯中，称量整套装置的总质量，记录数据； ③倾斜烧杯，使两种溶液混合，充分反应； ④观察现象，再次称量整套装置的总质量，比较反应前后质量。 实验现象 ①混合后产生 ； ②天平 ，反应前后总质量 。 实验结论 参加反应的各物质的质量总和， 反应后生成的各物质的质量总和。 实验 2：盐酸与大理石（碳酸钙）反应 反应原理 盐酸 + 碳酸钙 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 实验装置 烧杯、小试管、天平（敞口体系） 实验步骤 ①烧杯中加入大理石，小试管中加入稀盐酸； ②将小试管放入烧杯中，称量总质量； ③倾斜烧杯，使盐酸与大理石混合反应； ④反应结束后再次称量。 实验现象 ①产生 ； ②天平指针 ，反应后总质量 。 原因分析 敞口装置中，反应生成的 气体逸散到空气中，导致剩余物质的总质量 。 改进方案 将反应放在 中进行，让气体留在装置内，天平就能 。例如用锥形瓶 + 气球的装置，气球收集生成的气体，缓冲气压，同时防止气体逸出。 实验 3：白磷燃烧实验 反应原理 磷 + 氧气 五氧化二磷 实验装置 锥形瓶、带玻璃导管的橡胶塞、气球、天平、酒精灯 实验步骤 ①锥形瓶中放入少量白磷，塞紧带导管的橡胶塞（导管上端系气球，排尽空气）； ②称量整套装置的总质量； ③用酒精灯灼烧玻璃导管，引燃白磷； ④反应结束冷却后，再次称量总质量。 实验现象 ①白磷燃烧，产生大量 ，放出热量，气球 ； ②天平保持平衡，反应前后总质量 。 实验结论 密闭体系中，化学反应前后总质量 。 3. 质量守恒定律 （1）定义：化学反应后 ，等于 ，这个规律叫做质量守恒定律。 （2）适用范围：只适用于 ，物理变化 用质量守恒定律解释。 （3）注意要点： ① 质量守恒的 “质量”，是指 ，不是所有反应物质量的简单相加，过量未反应的部分 。 ② 总和包括所有状态的物质：固体、液体、气体都要算，有 参与或生成的反应，不能忽略气体的质量。 特别提醒 1.验证质量守恒定律的实验，若有气体参与或生成，必须在密闭装置中进行，否则会因气体逸出或进入导致质量测量不准。 2.质量守恒定律说的是 “质量守恒”，不是体积守恒，也不是分子个数守恒。 3.没有气体参与或生成的反应，在敞口容器中进行也能验证质量守恒，因为没有物质进出体系。 易错提醒 易错点 1：10g 水加热变成 10g 水蒸气，符合质量守恒定律 辨析：错误。质量守恒定律只适用于化学变化，水蒸发是物理变化，不能用质量守恒定律解释。 易错点 2：反应后总质量减小，说明该反应不遵守质量守恒定律 辨析：错误。敞口体系中气体逸出，只是没有称量到全部生成物，反应本身仍遵守质量守恒定律；所有化学反应都遵守质量守恒定律。 易错点 3：反应物的质量总和一定等于生成物的质量总和 辨析：错误。必须是 “参加反应的” 反应物质量总和，过量未反应的部分不能算进去；若反应物过量，剩余反应物的质量不能计入总和。 教材延伸 1.质量守恒定律的发现史 1673 年波义耳加热金属，打开容器称量发现质量增加，误以为反应后质量变大；1756 年罗蒙诺索夫在密闭容器中煅烧金属，发现总质量不变；1777 年拉瓦锡通过大量密闭实验，正式提出质量守恒定律。科学结论的得出需要严谨的实验设计，密闭体系是定量实验的关键。 2.波义耳 “失败” 的启示 波义耳的实验不是失败，而是忽略了参与反应的氧气的质量。化学反应中，气体反应物的质量容易被忽略，这也是很多人误以为质量不守恒的原因。只要把所有参与反应的物质都算进去，总质量一定守恒。 3.高精度实验验证 20 世纪初，科学家用精度达千万分之一的天平做实验，证明反应前后质量变化小于千万分之一，在实验误差范围内，进一步验证了质量守恒定律的正确性，使其成为自然科学的基本定律之一。 随学随练 1．下列事实中，能用质量守恒定律解释的是 A．使用酒精后未盖瓶塞，质量减小 B．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变 C．衣服被雨水淋湿后，质量增加 D．蜡烛燃烧后质量减小 2.同学们用如图所示实验探究质量守恒定律。下列有关说法错误的是 A．实验过程中，观察到气球先变瘪后膨胀 B．气球有密封和缓冲气压的作用 C．铜粉不足也能验证质量守恒定律 D．反应结束后称量，电子天平读数不变 知识点 质量守恒定律的微观实质（难点） 1. 化学反应的微观过程 以电解水为例，化学反应的本质是：分子分裂成 ，原子重新组合成 。 阶段 微观粒子变化 反应前 （H₂O） 反应中 水分子分解为 和 反应后 氢原子结合成 ，氧原子结合成 2. 质量守恒的微观本质 参加反应的各物质（反应物）的分子破裂成原子，原子 而生成新物质（生成物）的过程。微观上，化学反应前后，原子的 均不变，因此化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 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 特别提醒 1.质量守恒的根源是原子守恒，原子是化学变化中的最小粒子，反应中原子不可再分，所以种类、数目、质量都不变。 2.分子总数可能变也可能不变，例如氢气燃烧反应分子总数减少，过氧化氢分解分子总数增加，中和反应分子总数不变。 3.元素化合价可能变也可能不变，置换反应化合价改变，复分解反应化合价不变。 易错提醒 易错点 1：化学反应前后分子的种类、数目都不变 辨析：错误。分子种类一定改变，因为生成了新物质；分子数目可能改变，也可能不变，不是一定不变。 易错点 2：反应前后原子种类不变，分子种类也不变 辨析：错误。原子是化学变化中的最小粒子，种类不变；但化学变化一定生成新物质，分子种类一定改变，这是化学变化的本质特征。 易错点 3：质量守恒就是反应前后分子质量不变 辨析：错误。是原子质量不变，分子质量会改变，因为分子种类变了；总质量守恒是因为原子的种类、数目、质量都不变。 教材延伸 1.“点石成金” 的科学解释 石头主要成分是碳酸钙、二氧化硅，含钙、硅、氧等元素；黄金由金元素组成。化学反应中元素种类不变，无法生成新元素，因此 “点石成金” 违背质量守恒定律，不可能实现。 2.质量守恒与工业生产 工业生产中，根据质量守恒定律，可以通过反应物的质量计算生成物的产量，或者根据产品产量计算需要的原料量，是化工生产定量计算的基础，能节约原料、提高产率。 3.质量守恒与新能源 光合作用、燃烧、电池反应，都遵循质量守恒定律。即使是核能，也遵循质能守恒定律，质量和能量可以相互转化，是更广泛的守恒定律。 随学随练 1．我国宣布在2060年前实现碳中和，“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择之一。如图是将二氧化碳转化为甲酸（）的微观示意图，下列有关说法正确的是 A．甲酸中碳元素的质量分数最大 B．该反应的生成物有三种 C．参加反应的反应物的分子个数比为 D．参与反应的所有物质都属于氧化物 2．下图是某个化学反应的微观模拟示意图，从图中获得的信息不正确的是 A．该反应不满足质量守恒定律 B．化学反应前后元素的种类不变 C．该反应是化合反应 D．化学反应前后分子种类改变、原子种类不变 拓展 质量守恒定律的应用 —— 解释现象 1.镁条燃烧后质量变大 （1）镁条燃烧结合了空气中的氧气，生成氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量和，所以质量变大。 （2）改进实验： 2.蜡烛燃烧后质量变小 蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气，都扩散到空气中，剩余灰烬质量变小，但参加反应的蜡烛和氧气的总质量，等于生成的二氧化碳、水和灰烬的总质量。 3.高锰酸钾受热后质量变小 高锰酸钾分解生成氧气逸出，剩余固体质量变小，符合质量守恒。 活学活用 1．某化学学习小组用下图所示的实验验证质量守恒定律。 (1)做甲实验时，若取用铜粉的量不足，对实验结果 （填“有”或“没有”）影响。 (2)乙实验中最后天平不平衡，此现象 （填“能”或“不能”）用质量守恒定律解释。 (3)丙实验的反应在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律，原因是 。 (4)进行丁实验时，如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩，将生成物全部收集起来并称量，理论上生成物的质量 （填“>”“=”或“<”）参加反应的镁条的质量。 2．某化学兴趣小组设计如下实验装置（A中加热装置已省略）验证质量守恒定律。 (1)装置A中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中，用橡胶塞塞紧锥形瓶口。将装置放在电子天平上称量，记录所称的质量。再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，冷却至室温后再次称量，观察到其间气球的变化是 ，记录所称的质量，则 （选填“>”“<”或“=”）； (2)利用装置B验证质量守恒定律时的现象为 ； (3)利用装置C无法验证质量守恒定律，原因是 ； (4)利用装置D验证质量守恒定律，反应前天平平衡，然后将烧杯倾斜，过氧化氢溶液与二氧化锰充分反应后再称量，观察天平指针向 （填“左”或“右”）偏转； (5)小明受到装置A的启发，将装置D进行改进，如图E所示。称量反应前后质量，发现反应后总质量变小。若整个操作过程无差错，则造成上述实验结果的可能原因是 ； (6)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 质量守恒定律的理解与判断 ▌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 解题贴士 1.先看变化类型：质量守恒只适用于化学变化，物理变化直接排除。 2.再看关键词：必须是 “参加反应的” 质量总和，不是所有反应物质量相加。 3.定律具有普遍性：所有化学反应都遵守，没有例外；质量变化都是因为体系开放，物质有进出。 ▌对点练1-1 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 ▌对点练1-2 下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．冰块融化成水后质量不变 B．石蜡熔化前后质量不变 C．铁丝燃烧后得到的固体质量增加 D．酒精灯敞口久置后酒精的质量减少 题型 质量守恒的实验探究与误差分析 ▌例2 某兴趣小组设计如图1所示实验装置验证质量守恒定律，实验过程中用电热棒引燃镁条。镁条点燃条件下能与氧气、氮气和二氧化碳都发生化学反应。下列有关说法正确的是 A．因为反应前后只测质量，所以实验前不用检查装置气密性 B．实验前后均需要称量整个装置的质量 C．反应前瓶内镁条和氧气的总质量一定等于反应后生成氧化镁的质量 D．将气球换成盛有足量水的注射器如图2，该装置可用来测定空气中氧气的含量 解题贴士 1.验证实验的核心：密闭体系才能准确称量所有物质的质量。 2.误差分析：气体逸出→质量偏小；进气（如燃烧吸氧气）→质量偏大；气球浮力→称量偏小。 3.实验改进方向：有气体就密闭，平衡气压防炸裂，减小浮力误差。 ▌对点练2-1 用如图所示实验探究质量守恒定律：反应前称量装置和试剂的总质量为m1，保持装置密闭；垫上陶土网加热锥形瓶一段时间，冷却至室温再次称量装置和试剂总质量为m2。下列说法错误的是 A．加热过程中红色固体逐渐变成黑色 B．实验前后锥形瓶内固体质量不变 C．实验前后锥形瓶内氧元素质量不变 D．实验装置中气球的作用是形成密闭装置、平衡气压 ▌对点练2-2 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验证质量守恒定律。 (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C中稀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”）；碳酸钠（）中碳元素的化合价为____________。 (3)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_________________________________________。 (4)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，____________保持不变。（填序号） 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 题型 质量守恒的微观实质辨析 ▌例3 氨气能在氧气中燃烧，该反应的微观示意图如图，下列关于该反应的说法错误的是 A．反应后分子总数增加 B．氮元素的化合价升高 C．甲与丁的分子个数比为2：1 D．生成物中既有单质也有化合物 解题贴士 1.微观题抓 “原子三不变”：种类、数目、质量都不变。 2.分子一定变，数目可能变；元素一定不变，化合价可能变。 3.微观图先数原子，左右对比，原子数都相等就符合质量守恒。 ▌对点练3-1 “宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。如图是氢气和氧气在点燃条件下发生反应的微观模拟图，请回答下列问题： (1)在B图中画出应补充的粒子____________。 (2)此变化中不发生改变的粒子是________(填名称)； (3)结合该图示可以总结出，化学反应前后，原子的总数 (填字母)； A．一定改变 B．可能改变 C．一定不变 (4)画出一个与生成物分子质子数相同的原子的结构示意图_______。 ▌对点练3-2 如图是某反应的微观示意图，其中 “”和“  ”表示不同元素的原子。下列说法正确的是 A．反应前后原子数目发生改变 B．反应前后分子种类没有改变 C．该反应属于化合反应 D．反应前后原子种类发生改变 题型 质量守恒定律的应用 ▌例4 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分数如图。下列说法正确的是 A．反应后丁的质量分数为20% B．乙一定是该反应的催化剂 C．该反应中甲、丙的质量变化之比为 D．丁可能为单质 解题贴士 1.元素推理题：生成物元素种类 = 反应物元素种类，减去已知反应物的元素，就是未知物质的元素。 2.定量计算：通过质量差能算出氧元素质量，判断是否含氧。 3.核心依据：化学反应前后元素种类、原子个数不变。 ▌对点练4-1 一定条件下，甲烷(CH4)与氧气在密闭容器内充分反应，测得反应前后各物质的质量如表所示，根据表中数据进行分析，下列结论中正确的是 物质 甲烷 氧气 水 二氧化碳 X 反应前质量/g 3.2 11.2 0 0 0 反应后质量/g 0 0 7.2 4.4 a A．a=2.6 B．反应前后分子种类不变 C．X的化学式为CO D．容器中碳氢元素的质量比为1：4 ▌对点练4-2 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，原因是______。 【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 【综合应用】 (4)植物的光合作用可表示为： ，可推测淀粉中一定含有______元素。 基础通关 1．（25-26九年级上·河南洛阳·期末）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 2．（25-26八年级下·黑龙江大庆·期中）下列对“质量守恒定律”的理解中，正确的是 A．冰受热变成水 B．参加反应的氢气和氧气的体积之和一定等于生成水的体积 C．在化学反应前后，各物质的质量一定不变 D．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 3．（25-26八年级下·山东泰安·期中）在化学反应前后，肯定不会变化的是 ①物质的质量总和 ②物质的状态 ③元素的种类 ④原子的数目 ⑤物质的种类 ⑥物质的体积 ⑦分子的种类 A．②④⑤ B．①③ C．①③④ D．①③⑦ 4．（2026·河南郑州·一模）化学实践活动小组利用生活中的物品设计如图所示装置验证质量守恒定律，下列说法正确的是 A．反应一段时间后电子天平的示数减小 B．上下移动铜丝可控制该反应的速率 C．反应时瓶内产生气泡，注射器活塞缓慢上移 D．反应前白醋与钙片的总质量等于反应后生成物的总质量 5．（2026·贵州铜仁·模拟预测）某兴趣小组通过如图装置(加热装置已省略)探究质量守恒定律，下列说法正确的是 A．实验过程中，观察到固体的颜色变化由黑色变为红色 B．若铜粉不足对验证质量守恒定律的结果不会产生影响 C．停止加热后，装置冷却至室温，气球会恢复至原状 D．反应前后装置中固体的质量不变，则说明质量守恒定律成立 6．（25-26九年级下·江苏淮安·阶段检测）探究“化学反应前后物质的质量关系”的实验如图所示。下列叙述错误的是 A．实验①和②必须在密闭容器中进行 B．实验①和②中铜粉和红磷无需过量 C．实验①和②都能验证质量守恒定律 D．实验结束后打开橡皮塞，示数均不变 7．（2026·新疆乌鲁木齐·一模）如图所示，用托盘天平称量过氧化氢与二氧化锰在反应前后的质量。下列说法正确的是 A．二氧化锰作反应物 B．过氧化氢溶液滴入锥形瓶前未发生分解 C．若改用电子天平，则无法验证质量守恒定律 D．反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量 8．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前物质的质量/g 30 3 6 8 反应后物质的质量/g 16 m 4 24 A．乙一定是反应的催化剂 B．该反应属于分解反应 C．甲和丁两物质的元素种类一定相同 D．参加反应的甲、丙的质量比是7：1 9．（2026·湖南岳阳·二模）在验证质量守恒定律时，实验小组使用了如下图一实验装置，下列相关说法正确的是 A．反应时锥形瓶中产生大量白雾 B．小气球只有平衡气压的作用 C．可以用玻璃棒代替玻璃导管 D．图二能表示氧元素的质量与时间的关系 10．（25-26八年级下·山东淄博·期中）如图所示是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列说法错误的是 A．实验过程中气球起到缓冲气压的作用 B．该实验中白磷要过量，以将瓶内氧气充分消耗 C．瓶底的细沙起隔热作用，防止瓶底炸裂 D．实验过程中托盘天平指针可能会向右偏转 11．（25-26九年级上·云南·阶段检测）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)如图所示实验A中小气球在形成密闭体系的同时还有_______作用，三个实验中天平失去平衡的是_______(填序号)。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)实验C中发生化学反应的文字表达式为：_______。 (3)化学反应前后质量守恒的微观原因是_______(填序号)在化学反应前后不变。 ①原子数目                ②分子数目                ③原子种类 (4)某物质受热发生分解反应，生成氧化钙和二氧化碳，则该物质一定由C、Ca、_______元素组成(填写具体的元素符号)。 12．（25-26八年级下·山东烟台·期中）某化学兴趣小组的同学分别设计四个实验用于验证质量守恒定律，如图所示。 (1)实验A中，小气球的作用是形成密闭体系，还能___________，该实验中红磷___________(填“需要”或“不需要”)过量。 (2)实验B中，反应前天平平衡。然后将稀盐酸倒入烧杯中与小块石灰石充分反应后再称量，观察到天平不平衡，指针向右偏转，其原因是___________。 (3)如图C所示的小实验，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10cm长的粗铜线，并使玻璃棒保持水平。然后，用酒精灯给左边一端铜丝加热分钟。冷却后，他们观察到的现象是：红色的铜丝表面变黑，___________(填“a”或“b”端)向下倾斜。 (4)如图D所示的小实验。先在托盘天平上称量一小段洁净的镁条的质量；在空气中点燃后再称量燃烧产物的质量。实验中观察到有大量白烟产生，完全反应后收集产物，称量，发现天平不平衡，质量偏小，其原因可能是：___________。 (5)在四个实验中，都遵循质量守恒定律，请从原子的角度分析质量守恒的原因___________。 13．（25-26九年级上·河南三门峡·期末）某小组用下列四个实验来验证质量守恒定律 (1)实验中不能用于验证质量守恒定律的实验是_______(填字母)。 (2)实验C中盐酸和碳酸钠粉末反应后，天平指针_______(填“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”)。将实验C中的烧杯替换成如图所示带气球的锥形瓶，其他操作不变，最终天平仍不平衡。其原因可能是气球受到向上的_______，影响了称量结果。 14．（25-26九年级下·黑龙江齐齐哈尔·周测）物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变？是增加、减小还是不变？化学学习小组同学们按下面的步骤进行探究： 【提出假设】物质发生化学变化前后总质量不变。 【进行实验】科学兴趣小组的同学设计了如图所示三个实验装置（电子天平已省略）来验证质量守恒定律。 (1)三个实验中，只有___________（填字母）装置能用来验证质量守恒定律，另两个装置则不能。否定另两个装置的理由分别是___________、__________。 (2)请从原子的角度分析化学反应前后质量守恒的原因____________。 (3)通过上述实验，你认为在探究化学变化前后反应物和生成物的质量关系时，对有气体参加或生成的反应，应该___________。 15．（25-26九年级上·黑龙江绥化·开学考试）小明设计以下实验验证“质量守恒定律”，请回答： (1)根据实验目的，应该测量的数据是_______(填“只有反应前”、“只有反应后”或“反应前、后”)整个反应装置的质量。 (2)当反应结束时，小明发现A装置中气球完全鼓起，天平指针偏右，请解释出现上述现象的原因_______。 (3)分别叙述B、C实验能否达到目的_______、_______。 素养提升 16．（26-27九年级·全国·暑假作业）从定性到定量的角度研究化学及其变化。 I．从定性的角度研究。 用如图所示装置探究汽油的元素组成(夹持仪器已略)。 (1)实验中，要使汽油在空气中燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中，需要进行的操作是___________。 (2)观察到漏斗内壁出现水滴，试管中澄清石灰水变浑浊，可推测出汽油中___________(填“一定”“可能”或“一定不”)含有碳元素。 II．从定量的角度研究。 初三某化学兴趣小组同学对化学反应前后物质质量是否发生变化进行了探究。 【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。 【实验装置】甲、乙、丙、丁同学分别设计下图装置： 【讨论与探究】 (3)甲用图1装置实验，此实验中气球的作用是___________。 (4)乙用图2装置实验，乙实验结束后可观察到天平___________(填“是”或“否”)平衡，原因是___________。 (5)丙对乙的装置进行了改进(如图3)，同组同学认为会产生误差，他的理由是___________。 (6)丁对乙同学的装置进行了改进(如图4)，发现反应前后总质量不变。稀盐酸是否过量，___________(填“会”或“不会”)影响对质量守恒定律的验证结果。 【实验分析】 (7)化学变化的本质是分子的破裂和___________重新组合的过程，即在一切化学变化中，反应前后___________ (填字母代号)没有发生改变，所以化学反应遵循质量守恒定律。 A．原子种类        B．分子种类        C．原子质量        D．分子数目        E．原子数目 【反思与交流】 (8)通过以上实验探究，可以得到的启示是：有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时必须在___________中进行实验。 17．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·阶段检测）某化学课外小组同学用如图所示实验探究质量守恒定律： (1)实验A中气球的变化为________，实验A和D中的气球除使装置密闭以外还可以起到______的作用。 (2)用B实验研究质量守恒定律时，一段时间后发现天平的指针向______偏转，同学们经讨论发现，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，实验必须在_____装置中进行。 (3)用图C中的镁条在空气中燃烧的实验来探究质量守恒定律时，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轻，联系实验现象，可能的原因是：_____。(答一点即可) (4)理解、掌握质量守恒定律是学好化学的基础。由质量守恒定律可知，在化学反应前后，一定不变的是______(填序号)。 ①原子种类  ②原子数目  ③物质总质量  ④物质种类  ⑤元素种类  ⑥分子数目 (5)应用：某固体物质受热会发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该固体物质一定由_____元素组成(填元素符号)。 18．（2026·陕西宝鸡·一模）某化学课外小组同学用如图装置验证质量守恒定律。 (1)甲中物质反应一段时间后天平不平衡，原因是___________(用化学方程式解释)。 (2)乙中反应装置未密闭，依然能验证质量守恒定律，原因是___________。 (3)若丙中红磷的量不足，对实验结果___________(填“有”或“没有”)影响。 (4)在一密闭容器中加入M、N、Q、R四种物质，一定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量变化如下表所示。 物质 M N Q R 反应前物质的质量/g 8 40 10 20 反应后物质的质量/g 12 x 10 52 ①x=___________。该反应的基本反应类型为___________。 ②当M为10g时，参与反应的N的质量为___________g。 19．（25-26九年级上·云南昭通·期末）某课外兴趣小组的同学设计了如下三个实验来验证质量守恒定律： 【设计并实验】 【实验一】将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量。然后将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察现象。待反应一段时间后溶液颜色改变时，将盛有反应后物质的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量。 【实验二】将盛有稀硫酸的烧杯和镁条一起放在托盘天平上称量，然后将镁条浸到稀硫酸中，观察现象。待反应一段时间后不再放出气泡时，将盛有反应后物质的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量。 【实验三】用天平称量一段砂纸打磨过的镁条的质量并进行记录，然后将该镁条在空气中点燃，待反应结束后，将生成物全部收回，再次进行称量并记录。 上述三个实验所记录的数据见下表。 编号 实验一 实验二 实验三 反应前/g 118.4 112.6 反应后/g 118.4 112.4 【分析与讨论】 (1)在这三个实验中，你认为实验___________正确反映了反应物与生成物之间的质量关系。 (2)上述表格中和的关系是：___________(填“>”、“=”或“<”) 【实验反思】 (3)小组成员从不能正确反映反应物和生成物之间质量关系的实验中，找出了实验设计中的不当之处，并达成了以下共识：设计实验验证质量守恒定律时，对于有空气中的气体(成分)参与或有气体生成的化学反应，一般应使反应在___________中进行。 【实验拓展】小明同学从安全的角度考虑，将实验二的装置进行了改进，如图所示。 按如图方式放好仪器，调节天平平衡，记录称量数据。 小明缓慢推动注射器，将稀盐酸加到碳酸钠粉末上，此时观察到碳酸钠粉末的表面上有大量气泡出现。 (4)此实验中气球的主要作用是___________。 (5)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。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？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 20．（25-26九年级上·云南曲靖·期末）质量守恒定律是化学反应的基本规律之一。化学兴趣小组对“碳酸钠与稀盐酸反应前后物质的总质量是否相等”进行探究。 【提出问题】 碳酸钠与稀盐酸反应有气体生成，反应前后物质的总质量还相等吗？ 【猜想与假设】 猜想一：不相等，反应后总质量减小。 猜想二：相等，反应前后总质量不变。 (1)做出猜想二的理论依据：_____等于反应后生成的各物质的质量总和。 【进行实验】 如下图所示，取两个相同的塑料瓶，瓶底放入一定量碳酸钠固体，并放入盛有适量稀盐酸的小试管（不与固体接触）。 实验一：不盖瓶盖，称量后倾斜塑料瓶使二者混合，反应停止后再次称量。 实验二：放入等量试剂，盖上瓶盖，称量后倾斜塑料瓶使二者混合，反应停止后再次称量。 【现象与数据】 (2)实验一倾斜塑料瓶后，观察到的现象是_____。 记录的实验数据如下表： 实验 反应前总质量/g 反应后总质量/g 实验一 44.8 44.4 实验二 46.6 46.6 【解释与结论】 (3)实验一在敞开体系中进行，减少的质量主要是_____（填化学式）的质量。 (4)实验二在____体系中进行，碳酸钠和稀盐酸反应前后物质的总质量相等。 【反思与交流】 (5)质量守恒定律____（选填“适用于”或“不适用于”）所有的化学反应，包括在敞开体系中发生的反应。 迁移创新 21．（25-26九年级上·四川绵阳·期末）质量守恒定律的发现，凝聚了许多科学家的心血。 材料一：早在17世纪，英国化学家波义耳在一个密闭容器中加热金属，得到了金属灰，然后打开容器盖，再次称量金属灰的质量，发现金属灰的质量比反应前的金属质量大。 材料二：1756年，俄国化学家洛蒙诺索夫在一个密闭的容器中加热金属锡，生成了白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量，在燃烧前后并没有发生变化。于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的，因此提出了质量守恒假说。 材料三：1774年，拉瓦锡用精确的定量实验在密封容器中研究氧化汞的分解与生成中各物质的质量之间的关系，再次对该假设加以论证。 请回答以下问题： (1)拉瓦锡的实验证实了洛蒙诺索夫的假说，小明认为波义耳实验否定了该假说，你是否赞同小明的观点，请说明理由：______ 。 (2)小明建构了下图的模型，从微观角度分析质量守恒定律，请你补充完整_______。 (3)为了进一步证实质量守恒定律，小明参照教材中的实验继续深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图），气球的作用有______（写一点即可）。 (4)小明认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。你认为小明同学得出该错误结论的原因是_______。 22．（24-25九年级上·广东梅州·期中）阅读材料，回答下列问题： 材料一：1673年，波义耳曾经做过一个实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属时，得到了金属灰，冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现与原来金属相比质量增加了。 材料二：1703年，施塔尔提出“燃素学说”，其主要观点： ①燃素是组成物体的一种成分，一般条件下被禁锢在可燃物中；②燃素在可燃物燃烧时会分离出来，且燃素可穿透一切物质。 材料三：1756年，罗蒙诺索夫重做了波义耳的实验。他将金属铅装入容器后密封、称量。然后把容器放到大火上加热，银白色的金属变成了灰黄色，待容器冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化。罗蒙诺索夫对此的解释是“容器里原来有一定量的空气，且容器中的空气质量减少多少，金属灰的质量就比金属增加多少，在化学变化中物质的质量是守恒的。”后来，拉瓦锡等科学家经过大量的定量实验，推翻了“燃素学说”，质量守恒定律得到公认。 (1)波义耳实验中，金属灰增加的质量是_____。 (2)由“燃素学说”可知，物质燃烧后质量应该减少。请根据所学知识写出一个可以推翻“燃素学说”的事实：_____。因此要验证质量守恒定律，必须在_____装置内进行。 (3)罗蒙诺索夫重做波义耳的实验是基于金属加热后，增加的质量并非来自燃素而是来自_____的假设。由此分析可知，波义耳错过了发现质量守恒定律的一个重要原因是_____。 (4)小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前减少了，因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路：_____。 (5)质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有_____(填字母)。 A．要善于总结前人的成果和经验 B．实验的成功与否，取决于药品的选择 C．定量方法是科学研究的重要方法 23．（25-26八年级下·黑龙江大庆·期中）化学学习小组同学通过实验探究化学反应前后物质质量的变化。 【提出问题】反应前后物质的总质量是否发生改变？若发生改变是增加还是减小？ 【提出假设】化学反应中，参加反应的物质质量与生成物的质量相等。 【设计实验】 (1)甲同学设计实验如图I所示，乙同学设计的实验如图Ⅱ所示，他们反应前后都进行了规范的操作、确的称量和细致的观察。甲同学观察到红磷燃烧时气球的变化是________。 【实验结论】 (2)甲认为化学反应中，生成物的总质量与参加反应的反应物的总质量相等；乙认为在化学反应中，成物的总质量与反应物的总质量不相等，你认为________（填“甲”或“乙”）的结论正确，请你谈谈导致另一种结论错误的原因________（填序号） ①反应生成了气体 ②装置敞口放置 ③没有称量到所有生成物的质量 【结论分析】 (3)请你从微观的角度说明质量守恒的原因：化学反应前后，原子的________、________、________不变。 【反思拓展】 (4)小明设计了实验Ⅲ来验证质量守恒定律，小刚认为该实验设计是错误的，原因是________。 (5)同学们对图Ⅱ左盘中的反应装置进行了改进你认为最佳装置是________（填字母）。（氢氧化钠溶液可用于吸收二氧化碳生成碳酸钠溶液） (6)用天平称量铜粉在密闭容器中加热前后的质量（如甲图所示）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乙图、丙图所示。下列说法正确的是________。 A．该实验中铜粉必须足量 B．实验中观察到黑色粉末变红 C．c点的固体质量比b点大 D．a点的体积分数比d点小 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $