第2节 化学反应中的质量关系
知识点 1 质量守恒定律的探究
1.完成下列两个实验探究方案(表中实验结论分析处填“>”“<”或“=”)。
方案一:如图甲所示,测定氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后的质量关系。
方案二:如图图乙所示,测定石灰石与稀盐酸反应前后的质量关系。
实验方案 方案一 方案二
反应现象 产生 色沉淀 石灰石表面产生
符号表达式 CuSO4+NaOHCu(OH)2+ Na2SO4
反应前总质量 m1 n1
反应后总质量 m2 n2
实验结论分析 m1 m2 n1 n2
[反思] (1)两个方案中的反应遵循质量守恒定律的是 (填“方案一”“方案二”或“都遵循”)。
(2)若方案二是在敞口容器中进行,则n1 n2,因为 ,故对于有气体参加或生成的反应,探究质量守恒定律时,实验装置要 。
知识点 2 质量守恒定律的理解
2.下列反应不能用质量守恒定律解释的是 ( )
A.5 g水与5 g酒精混合成10 g酒精溶液
B.蜡烛燃烧逐渐变短
C.纸燃烧变为灰烬,灰烬的质量比纸的质量小
D.红磷燃烧生成的五氧化二磷的质量比红磷的大
3.从宏观走进微观,探寻变化的奥秘,如图氢气在氧气中燃烧的微观示意图(图中“”代表氢原子,“”代表氧原子)。
(1)氢气在氧气中燃烧的反应中,发生变化的粒子是 。
(2)该变化的微观实质是 ,
也就是说,在化学反应前后原子的 没有改变、原子的 没有增减、原子的
没有改变,因此,化学反应一定符合质量守恒定律。
4.根据质量守恒定律解释下列现象。
(1)细铁丝在氧气中燃烧后,生成物的质量比原细铁丝的质量大。
。
(2)高锰酸钾受热分解后,剩余固体的质量比原反应物的质量小。
。
5.下列化学变化中产生的现象能用质量守恒定律解释的是 ( )
A.高锰酸钾固体受热后,固体由紫黑色变成墨绿色
B.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,冷却后固体质量减少
C.催化分解过氧化氢制取氧气后,二氧化锰质量不变
D.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰,最终收集到的氧气体积与没加二氧化锰时是一样的
6.对“质量守恒定律”的理解正确的是 ( )
A.水蒸发为水蒸气,质量没有改变,由此可说明物理变化是符合质量守恒定律的
B.参加反应的氢气和氧气的体积,一定等于生成的水的体积
C.反应物的质量等于生成物的质量
D.化学反应中生成物的质量总和等于参加反应的各物质的质量总和
7.[2019·河南] 金属钠着火不能用二氧化碳灭火。钠在二氧化碳中燃烧生成炭黑和一种白色固体,该白色固体可能是 ( )
A.碳酸钠 B.硫酸钠 C.碳酸氢钠 D.氢氧化钠
8.木炭在耐高温的密闭容器(内含空气)中加热,能正确表示容器里所盛物质总质量变化情况的是 ( )
9.如图表示四种物质在密闭容器中反应一段时间后质量的变化,则其化学反应表达式可能为 ( )
A.a+bc+d
B.ca+b
C.a+bc
D.ca+b
10.[2020·邵阳] 已知某纯净物4.6 g在足量的氧气中充分燃烧后,生成8.8 g二氧化碳和5.4 g水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是 ( )
A.只含有碳、氢元素
B.一定含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素
11.在宏观、微观和符号之间建立联系,是化学学科的特点,如图化学反应的微观示意图(“”表示氧原子,“”表示氢原子)。
(1)从微观角度看,物质B是由 (填“分子”“原子”或“离子”)构成的。
(2)参加反应的A和B的粒子个数比为 。
(3)从宏观角度看,物质C属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(4)该反应属于 (填“化合反应”或“分解反应”)。
(5)总体来说,在化学变化中一定不变的是 (填序号)。
①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类
④物质的种类 ⑤原子的种类 ⑥原子的质量
⑦元素的化合价 ⑧分子的种类
12.小明同学欲通过化学实验验证质量守恒定律,决定以“稀盐酸与碳酸钙反应”为研究对象,设计的实验装置如图示。
(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”或“反应前后”)整个反应装置(包括锥形瓶、气球和药品)的质量。
(2)实验步骤如图下:
①按如图图方式放好仪器,调节天平平衡,记录称量数据。
②将碳酸钙粉末全部倒入锥形瓶中,观察到锥形瓶中出现的主要现象是 ,发生反应的符号表达式是 。
③当反应结束时,气球已经完全鼓起,小明发现天平的指针向右偏,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 你认为出现该实验现象的合理解释应该是 (填字母)。
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循质量守恒定律
13.[2020·鄂州] 在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质,使其在一定条件下发生化学反应,一段时间后测得反应数据如图下表所示,下列说法正确的是 ( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 36 2 3 4
反应后的质量/g 待测 20 3 20
A.丙一定是该反应的催化剂
B.该反应可能是分解反应
C.该反应生成的乙与丁的质量比为1∶1
D.待测值为2
14.[2020·宜昌] 某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了一个化学反应,容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图示。下列说法错误的是 ( )
A.a的值为12
B.丁属于化合物
C.当丁为5 g时,容器中乙的质量为11 g
D.当甲为2 g时,容器中丙与丁的质量之比为12∶5
答案
1.蓝 气泡 CaCO3+HClCaCl2+H2O+CO2 = =
[反思] (1)都遵循
(2)> 碳酸钙与盐酸反应生成的二氧化碳会逸散到空气中,导致反应后所称得的物质质量减轻 密闭
2.A 酒精与水混合没有发生化学变化,不能用质量守恒定律解释。
3.(1)氢分子和氧分子
(2)氢分子分解成氢原子,氧分子分解成氧原子,氢原子和氧原子重新组合成水分子 种类数目 质量
4.(1)根据质量守恒定律,参加反应的细铁丝和氧气的质量总和等于生成的四氧化三铁的质量,故生成物四氧化三铁的质量大于原细铁丝的质量
(2)根据质量守恒定律,反应物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总和,由于氧气逸出,所以剩余固体的质量比原反应物的质量小
5.B 四个选项描述的过程都是化学变化,但同时兼顾到反应物和生成物的质量关系的只有B项。
6.D
7.A 从化学反应前后元素种类不变的角度来看,生成的白色固体中一定含有钠元素和氧元素,一定不含硫元素和氢元素。
8.B 由于是在密闭容器内加热,没有气体逸出,所以物质的总质量不会发生变化。
9.C 在化学反应进行的过程中,反应物的质量将不断减少,而生成物的质量则不断增加。因此若某物质的质量随着反应的进行不断增加,则可以断定该物质是此反应的生成物;若某物质的质量随着反应的进行不断减少,则该物质是此反应的反应物;若某物质的质量随反应的进行不发生变化,则该物质可能是此反应的催化剂或者与此反应无关。
10.B 8.8 g CO2中含有碳元素的质量为8.8 g×=2.4 g,5.4 g水中含有氢元素的质量为5.4 g×=0.6 g,生成物8.8 g二氧化碳和5.4 g水中所含碳、氢元素的质量和为2.4 g+0.6 g=3 g,3 g<4.6 g,则该物质中含氧元素的质量为4.6 g-3 g=
1.6 g,则该物质中一定含有碳、氢、氧三种元素。
11.(1)分子 (2)2∶1
(3)混合物 (4)化合反应 (5)①③⑤⑥
12. (1)反应前后
(2)②有气泡产生
CaCO3+HClCaCl2+H2O+CO2
③C
13.D 根据质量守恒定律及表中数据得36 g+2 g+3 g+4 g=待测+20 g+3 g+20 g,则待测=2 g,故反应前后甲的质量减少,为反应物,乙和丁的质量增加,为生成物,丙的质量未变,则丙可能是反应的催化剂或没有参加反应,此反应一定为分解反应;该反应生成的乙与丁的质量比为(20 g-2 g)∶(20 g-4 g)=9∶8。
14.D 由图中信息可知,反应前后丙的质量不变,反应前乙、丁都是10 g,反应后生成8 g甲,丁完全反应,生成乙的质量为10 g-8 g=2 g,则a=10+2=12;丁分解生成甲和乙,是化合物;反应过程中,丁、乙、甲的质量比是10 g∶2 g∶8 g=5∶1∶4,当丁为5 g时,即丁反应了5 g,生成1 g乙,容器中乙的质量为10 g+1 g=11 g;当甲为2 g时,反应的丁的质量是2.5 g,容器中丙与丁的质量之比为6 g∶(10 g-2.5 g)=4∶5。