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1、专项质量守恒定律的运用 类型一解释现象 1.下列有关质量守恒定律的理解中,正确的是() A.将 5 g 铁和 5 g 铜混合加热后 ,物质的总质量为10 g,遵循质量守恒定律 B.化学反应前后分子的总数一定不会发生变化 C.5 g 硫和 5 g 氧气完全反应后,生成物质量为10 g D.镁条燃烧后质量增加,不遵循质量守恒定律 2.2018衢州 小柯做了一个趣味实验:他先将鸡蛋壳碾碎装入气球,再把气球套在盛有白醋的锥形瓶瓶口,然后 把气球中的蛋壳加入锥形瓶中(装置的气密性良好),实验过程如图G11-1。下列对该实验的分析正确的是() 图 G11-1 A.不能验证质量守恒定律,因为气球受到浮力 B
2、.冷却至室温时,瓶内气体分子间空隙变大 C.反应没有气体生成 D.反应没有热量放出 3.无标签试剂瓶中有一种黑色不溶于水的固体,可能是硫化铜或硫化亚铜。 查阅资料可知 : 硫化铜 (CuS)和硫化亚铜 (Cu2S)在空气中灼烧分别发生下列化学反应 : 2CuS+3O22CuO+2SO2 Cu2S+2O22CuO+SO2 某同学用天平准确称量一定质量的待测黑色固体于坩埚中,在空气中充分灼烧,冷却后再称量剩余固体质量。若 灼烧前后固体质量不变,则该固体为。 类型二求反应物或生成物的质量 4.2019盐城 工业上 ,高温煅烧石灰石可制取生石灰(CaCO3CaO+CO2) 。现有 100 g CaCO
3、3样品 ,高温煅烧 一段时间后 ,剩余固体的质量为67 g。下列推断不符合客观事实的是() A.生成 CO2的质量是33 g B.生成物中CaO 的质量是42 g C.剩余固体中钙元素的质量分数大于40% D.剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比大于14 5.2019益阳 在一个密闭容器中放入X、Y、Z、M 四种物质 ,使之在一定条件下发生化学反应。一段时间后, 测得有关数据如下表: 物质XYZM 反应前的质量/g205328 反应后的质量/g待测值3038 关于此反应的认识不正确的是() A.物质 Z 可能是该反应的催化剂B.该反应一定是化合反应 C.参加反应的Y、M 的质量比为54D.待测值
4、为13 类型三推断物质的组成元素 6.氢氟酸 (HF)对玻璃有腐蚀作用,可用在玻璃上雕刻各种精美图案,也可用在玻璃仪器上标注刻度及文字。氢氟 酸与玻璃发生的反应可以表示为:SiO2+4HF X +2H2O。关于物质X 的组成 ,下列说法正确的是() A.可能含有氢元素B.可能含有氧元素 C.一定含有硅元素、氟元素D.X 是一种氧化物 7.2018娄底 某有机物在9.6 g 氧气中恰好完全燃烧,生成 8.8 g CO2和 5.4 g H2O。下列说法正确的是() A.该有机物只含碳、氢两种元素 B.该有机物中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素 C.该有机物中一定含有碳、氢、氧三种元素 D.无法确
5、定 8.2019衡阳 将一定量的丙醇(C3H8O)和氧气置于一个密封的容器中引燃,测得反应前后各物质的质量如表。下 列说法错误的是() 物质丙醇氧气水二氧化碳X 反应前质量 /g6.014.800.40 反应后质量 /g027.29.2a A.表中 a的值为 2.8 B.参加反应的氧气和生成二氧化碳的质量比为16:11 C.X 中一定含碳元素、氧元素 D.该反应属于分解反应 类型四确定物质的化学式 9.2019湘潭 2019 年 5 月,华为宣布做好了启动备用芯片的准备,硅是计算机芯片的基体材料。高温下氢气与四 氯化硅反应制硅的化学方程式为2H2+SiCl4 Si+4X, 其中 X 的化学式为
6、 () A.Cl2B.HClC.H2OD.SiH4 10.2019宜昌 硅是重要的半导体材料。X+H23HCl+Si( 高纯 )是工业制硅流程中的一个化学反应方程 式,则 X 为() A.SiClB.SiCl3C.SiHCl3D.SiH2Cl3 11.2018苏州 一定质量的某有机化合物完全燃烧,生成 2.2 g CO2和 1.8 g H2O。另取 3.2 g 该有机化合物在O2 中完全燃烧 ,消耗 4.8 g O2。该有机化合物的化学式可能是 () A.C2H4B.CH4OC.CH4D.C2H4O 12.2019金华 化学反应的过程就是组成反应物分子的原子重新组合成生成物分子的过程。如图G1
7、1-2 是处理 汽车排放的某种有毒气体的微观模型。请回答: 图 G11-2 (1)用模型表示方框中的微粒。 (2)该反应属于基本化学反应类型中的。 类型五质量守恒定律的探究与分析 13.2019东营 小英同学从资料中得知:质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程。 实验回顾 1756 年 ,俄国化学家罗蒙诺索夫将金属锡放在密闭容器里煅烧,冷却后在密闭容器里称量,发现总质量和煅烧前 没有变化。 1774 年 ,拉瓦锡将45.0 份质量的氧化汞加热分解,恰好得到了41.5 份质量的汞和3.5 份质量的氧气 ,得到了与罗 蒙诺索夫相同的结论。拉瓦锡还通过这个实验研究了,成就了化学史上的另一经典实验。
8、 实验重现 图 G11-3 小英同学在老师的指导下,将铁粉、 活性炭粉、 食盐按一定比例加水混合后,涂在用铁片折成的连续的Z 形架表 面,然后放入盛满氧气的集气瓶中。通过如图G11-3 所示装置对 “ 化学反应中 ,反应物与生成物的质量关系” 进行 实验探究 ,实验过程中做到操作规范、准确称量和细致观察。 (1)证明化学反应发生且体现质量守恒定律的现象 有:,。 (2)此实验用氧气替代空气的主要目的是。 (3)实验室里现有过氧化氢溶液、二氧化锰粉末,以及下列仪器 : 图 G11-4 写出编号仪器的名称:B。 利用上述药品、仪器制取少量纯净氧气,其简易制取装置应选择的仪器有(填序号 ),反应的化
9、学方程 式为;能否组装一套制氧气的装置,以控制反应的发生和停止? (填“ 能” 或“ 否” ),并说明理由 :。 总结与反思 1663 年 ,英国化学家波义耳将金属汞放在密闭容器里煅烧,冷却后称量时打开了盖,得出的结论是物质的总质量 增加了。导致波义耳与质量守恒定律失之交臂。你认为质量增大的原因是。 【参考答案】 1.C解析 质量守恒定律适用于化学变化;化学反应前后分子的总数可能不发生变化,也可能发生变化,如氢气 和氧气反应后分子数变少;任何化学反应均遵循质量守恒定律。 2.A解析 因为气球受到浮力,该实验不能验证质量守恒定律;冷却至室温时 ,气球变小 ,气体分子间空隙变小; 反应生成了二氧化
10、碳气体;冷却至室温时 ,气球缩小 ,说明反应过程中放热。 3.硫化亚铜 (或 Cu2S) 解析 2CuS+3O22CuO+2SO2中,反应物和生成物的固体质量比是192160,固体质量减小了; Cu2S+2O22CuO+SO2中,反应物和生成物的固体质量比是160160,固体质量不变。 4.D解析 碳酸钙高温分解生成的二氧化碳气体逸散到空气中,导致固体质量减少,故生成的 CO2的质量为 100 g-67 g=33 g;根据生成的二氧化碳的质量为33 g,利用化学方程式可求得生成物中CaO 的质量为42 g;由于反应 过程中钙元素始终存在于固体中,而二氧化碳气体逸出,导致剩余固体质量减小,根据化
11、学方程式的相关计算可 推断出剩余固体中钙元素的质量分数大于40%;碳酸钙中碳元素与氧元素质量比为1248=14,由于高温分解 生成的二氧化碳气体中碳元素与氧元素质量比为12 32=38,大于 1 4,故剩余固体中碳元素与氧元素的质量 之比小于14。 5.D解析 物质 Z 反应前后质量不变,可能是该反应的催化剂;待测值 =20+5+3+28-30-3-8=15, 反应后 X、M 质 量减小 ,是反应物 ,Y 质量增大 ,是生成物 ,该反应是化合反应;参加反应的Y、M 的质量比为 (30-5) (28-8)=5 4;待 测值是 15。 6.C解析 根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。反应
12、物中有Si、O、H、F 四种元素 ,而生成物 H2O 中只有 H、O 两种元素 ,所以 X 中一定含有硅元素、氟元素;反应物中有4 个氢原子 ,生成物中也有4 个氢 原子 ,所以 X 中一定不含氢元素;反应物中有2个氧原子 ,而生成物中也有2个氧原子 ,所以 X 中一定不含有氧元 素;根据质量守恒定律可以推出X 是 SiF4,所以 X 不可能是氧化物 ,或根据 X 一定不含有氧元素,所以 X 不可能 是氧化物。 7.C解析 由质量守恒定律,反应前后元素种类不变,该物质中一定含有碳元素和氢元素。8.8 g CO2中含有氧元 素的质量为8.8 g 162 44 100%=6.4 g,5.4 g H
13、2O 中含有氧元素的质量为5.4 g 16 18 100%=4.8 g,生成物 8.8 g 二氧化 碳和 5.4 g 水中所含氧元素的质量和为6.4 g+4.8 g=11.2 g,11.2 g9.6 g,故该物质中含氧元素的质量为11.2 g-9.6 g=1.6 g,则该物质中一定含有碳、氢、氧三种元素。 8.D解析 反应后丙醇、氧气质量减小,是反应物 ,水、二氧化碳和X 质量增大 ,是生成物 ,故不属于分解反应。 9.B解析 根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目均不发生变化,反应前有4 个氢原子、 1 个 硅原子、 4 个氯原子 ,反应后有 1 个硅原子 ,所以在 4X 中有
14、4 个氢原子和4 个氯原子 ,则 X 的化学式为HCl 。 10.C解析 由 X+H23HCl+Si 可知 ,反应后氢原子是3个 ,反应前应该是3 个,其中 1 个包含在X 中, 反应后氯原子是3 个,反应前应该是3 个,包含在 X 中,反应后硅原子是1 个,反应前应该是1 个,包含在 X 中,因 此 X 的化学式是SiHCl3。 11.B解析 由质量守恒定律可知,3.2 g该有机化合物在O2中完全燃烧 ,消耗 4.8 g O2,同时生成 4.4 g CO2和 3.6 g H2O,该有机物中含碳元素的质量为4.4 g 12 44 100%=1.2 g,含氢元素的质量为3.6 g 2 18 10
15、0%=0.4 g,则其中含氧 元素的质量为3.2 g-1.2 g-0.4 g=1.6 g。则该有机物中,碳、氢、氧的原子个数比为 1.2 g 12 0.4 g 1 1.6 g 16 =141,B 符 合题意。 12.(1) (2)化合反应 解析 (1)根据图示中每种粒子的构成,可知该反应是一氧化碳和氧气在一定条件下反应生成二氧化碳,反应过 程中 ,分子先分裂成原子,原子再重新组合成新分子,反应前后原子的种类与数目不变,所以图示方框中的粒子为 2 个碳原子和4 个氧原子。(2)该反应中 ,反应物是一氧化碳和氧气两种物质,生成物是二氧化碳一种物质,属于化 合反应。 13.实验回顾空气的成分 (或空
16、气中氧气的含量或空气中氧气约占总体积的五分之一等,合理即可 ) 实验重现(1)铁片上的物质变红(或有红色物质生成)天平平衡 (或质量不变 ) (2)加快反应速率(或增大反应物的浓度,合理即可 ) (3)锥形瓶 CDHIA2H2O2 2H2O+O2 否二氧化锰是粉末状,无法实现固液分离 总结与反思有空气进入 (合理即可 ) 解析 实验回顾1774 年 ,拉瓦锡将45.0 份质量的氧化汞加热分解,恰好得到了41.5 份质量的汞和3.5 份质量的 氧气 ,还通过这个实验研究了空气的成分(或空气中氧气的含量或空气中氧气约占总体积的五分之一),成就了化 学史上的另一经典实验。实验重现(1)证明化学反应发生且体现质量守恒定律的现象有:铁片上的物质变红(或 有红色物质生成),天平平衡 (或质量不变 )。 (2)由空气中氧气约占五分之一可知,此实验用氧气替代空气的主要目 的是 :增大反应物的浓度,加快反应速率。(3)利用上述药品、仪器制取少量纯净氧气,制取少量气体选择试管 盛装药品即可 ,收集纯净的气体需选择排水法,故简易制取装置应选择的仪器有CDHIA; 过氧化氢在二氧化锰作
