期末题型专练——质量守恒定律 实验探究（含解析）

期末题型专练——质量守恒定律实验探究—2022-2023学年浙教版科学八年级下册
1．（2022秋 长兴县期末）已知钙是一种非常活泼的金属，易与氧气、水反应，钙与水反应生成氢氧化钙和氢气；加热条件下钙与氮气反应生成氮化钙。小科设计如图装置制备氮化钙并确定其组成CaXNY。
（1）连接好装置后检查气密性：关闭活塞K，点燃酒精灯微微加热硬质玻璃管，看到 　 　现象说明装置气密性良好。
（2）制备氮化钙的操作步骤是：①打开活塞K通入氮气；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后熄灭酒精灯，　 　再关闭活塞K；④拆除装置，提取产物，测量质量。
（3）按上述操作进行实验，若测得硬质玻璃管内产物的质量为4.7克，则X：Y＝　 　。
（4）若使用的钙部分变质为氧化钙，则测得实际产物中CaXNY质量 　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
2．（2022春 南湖区校级期末）小明利用如图1装置，称量了白磷被引燃前后整个装置的总质量，验证了质量守恒定律。
（1）该实验需不需要白磷过量？　 　（填“需要”或“不需要”）；实验过程中，可观察到气球体积变化情况是 　 　；
（2）图2中，锥形瓶种固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 　 　。
3．（2022 江山市一模）质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律，为了验证质量守恒定律：
（1）小衢设计了如图甲的实验装置，小科提出该装置不能用来验证质量守恒定律。小科否定甲装置的理由是 　 　。
（2）小科改进了实验装置，如图乙（装置气密性良好）。以下药品组合中，既能看到明显的实验现象又能达到实验目的的有 　 　。
A.锌粒和稀盐酸
B.氢氧化钠固体和水
C.碳酸钡和稀盐酸
4．（2022春 西湖区校级期中）利用加热高锰酸钾的方法，验证化学反应中质量守恒定律。如图，小金将适量高锰酸钾装入试管，塞入一团棉花并测出试管、棉花与药品的总质量为m1。加热使之充分反应后，测得量筒中气体体积为V，再次测得反应装置与物质总质量为m2，已知常温常压下氧气密度为ρ。据此请回答：
（1）实验中用量筒收集气体的好处是 　 　。
（2）从微观角度分析，该反应符合质量守恒定律的原因是 　 　。
（3）根据实验数据计算发现：m1﹣m2≠ρV，与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是 　 　。
A.试管中高锰酸钾没有完全分解
B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C.未调节量筒内外液面相平就读数
D.停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
5．（2022秋 宁波期中）用如图装置进行实验。
（1）反应后电子秤示数变小的原因是 　 　。
（2）实验中如若装置不变，下列各 组药品不可用于验证质量守恒定律的是　 　 　；
A．硫酸铜溶液与铁钉
B．水与蔗糖
C．过氧化氢与二氧化锰
（3）通过以上实验探究，你认为使用镁条在空气中燃烧来验证质量守恒定律应在 　 　（填“敞口”或“密闭”）容器中进行。
6．（2022春 定海区校级期中）小卢进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和Vo（实验中操作正确，O2的密度为pg/m3）
实验序号 1 2 …
m（1MnO2）/g
m2（KClO3）/g
m3（试管）/g
m4（试管+加热后剩余固体）/g
量筒内收集气体的体积V/cm3
（1）装置中试管口略向下倾斜的原因是　 　。
（2）根据质量守恒定律，m1、m2、m3、m4、V和p之间应存在的等量关系为　 　。
（3）每次实验结束后，小卢在拆卸装置时总能闻到刺激性味气味，他将加热后剩余固体中的MnO2分离并测量其质量，发现总小于加热前MnO2的质量。查阅资料后发现，一般认为加热KClO3和MnO2混合物的反应过程如下：
第1步：2MnO2+2KClO32KMnO4+Cl2↑+O2↑（其中Cl2有刺激性气味）
第2步：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
第3步：K2MnO2+Cl22KCl+MnO2+O2↑
写出加热后剩余固体中MnO2质量小于加热前MnO2质量的原因　 　。
（4）在量筒中用排水法收集气体测量体积时，导管口　 　开始收集。
A．出现均匀连续气泡
B．出现气泡
7．（2022春 临海市期中）学习了质量守恒定律后，甲、乙两组同学从不同的角度进行研究，如图所示。
（1）甲组实验中，将试管中的水倒入烧杯后，蔗糖“消失”，天平指针仍然指在分度盘中央。他们认为此实验符合质量守恒定律，乙组同学持反对意见，他们的理由是 　 　；
（2）乙组同学在一定条件下将M物质放在密闭容器内发生反应，反应前后各物质的质量如图乙所示。根据数据分析，M物质由 　 　（用元素符号表示）元素组成；
（3）经过科学家们的共同努力，最终确立了质量守恒定律，请从微观角度解释该定律：　 　。
8．（2022春 临平区月考）某兴趣小组的同学设计了如图甲、乙、丙所示的三个实验（天平略）来验证质量守恒定律。
（1）小组同学讨论后认为，上述甲、乙、丙三个实验装置中，只有实验 　 　（填装置序号）能直接用于验证质量守恒定律。
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是 　 　。
（3）图丁为图丙的改进实验。实验时只需 　 　即可发生反应。
9．（2022春 新昌县期末）材料一：1673年，玻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”，其主要观点有：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，罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验。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）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：　 　。
（2）罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验，是基于质量增加来源于 　 　的科学猜想。
（3）如果玻义耳打开容器 　 　（填“前”或“后“）称量容器的总质量，就有可能发现质量守恒定律。
（4）综合上述材料可知，任何化学反应都遵循 　 　。
10．（2022春 滨江区期末）小滨利用如图所示的实验验证质量守恒定律，步骤如下：
①将装置放置在已调平的天平左盘上，右盘添加砝码至天平平衡；
②取下装置，然后使稀盐酸和大理石粉末充分接触；
③充分反应后，将装置放回左盘，观察天平是否平衡。
回答下列问题：
（1）步骤②中使稀盐酸和大理石粉末充分接触，其操作是 　 　，观察到装置瓶中出现的现象是 　 　。
（2）在步骤③中小滨发现天平不平衡，出现该现象的原因可能是 　 　。
（3）下列关于上述实验的说法正确的是 　 　。
A.使用气球的目的，是防止生成物从密封系统中逸出
B.若大理石粉末质量不足，则不能验证质量守恒定律
C天平不平衡，是因为反应前后原子的种类和数目发生改变
期末题型专练——质量守恒定律实验探究—2022-2023学年浙教版科学八年级下册
参考答案与试题解析
一．试题（共10小题）
1．【解答】解：（1）连接好装置后检查气密性：关闭活塞K，点燃酒精灯微微加热硬质玻璃管，看到试管中出现气泡，说明装置气密性良好。
（2）制备氮化钙的操作步骤是：①打开活塞K通入氮气；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后熄灭酒精灯，再把导管移出水面关闭活塞K，以防止液体倒流炸裂玻璃管；④拆除装置，提取产物，测量质量。
（3）按上述操作进行实验，若测得硬质玻璃管内产物的质量为4.7克，生成物中氮元素质量是4.7克﹣4克＝0.7克，根据题意有：，解得：X：Y＝2：1。
（4）若使用的钙部分变质为氧化钙，由于氧化钙与氮气不反应，则测得实际产物中CaXNY质量偏小。
故答案为：（1）试管中出现气泡；
（2）把导管移出水面；
（3）2：1；
（4）偏小。
2．【解答】解：（1）该实验是为了验证质量守恒定律，只需要白磷和氧气发生反应即可，所以不需要白磷过量。实验过程中，白磷燃烧放热，温度升高，瓶内气压增大，气球开始变大；完全反应后冷却至室温，由于氧气被消耗，瓶内的压强减小，气球又会变小，故可观察到气球体积变化情况是：先变大后变小。
（2）图2中，锥形瓶中固态物质是白磷转化为五氧化二磷，开始增大，完全反应后不变，故质量m随时间t的变化关系正确的是C。
故答案为：
（1）不需要；先变大后变小；
（2）C。
3．【解答】解（1）化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应生成的二氧化碳逸出装置，因此不能用来验证质量守恒定律；故答案为：反应生成的二氧化碳逸出装置；
（2）A、锌粒和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，在密闭容器反应进行，因此可以验证质量守恒定律；
B、氢氧化钠固体和水混合没有发生化学变化，属于物理变化，不能用来验证质量守恒定律；
C、碳酸钡和稀盐酸生成氯化钡、水和二氧化碳有发生化学变化，在密闭容器反应进行，因此可以验证质量守恒定律；
故选：AC。
4．【解答】解：（1）实验中用量筒收集气体的好处是能够直接显示收集气体的体积。
（2）从微观角度分析，该反应符合质量守恒定律的原因是反应前后原子种类、原子数目、原子质量不变。
（3）A.试管中高锰酸钾没有完全分解，不影响实验结果；
B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体，导致收集的氧气偏少，影响实验结果；
C.未调节量筒内外液面相平就读数，影响实验结果；
D.停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，造成继续加热过程中生成的氧气逸散到空气中，没有收集在量筒内，影响实验结果。
故答案为：
（1）能够直接显示收集气体的体积；
（2）反应前后原子种类、原子数目、原子质量不变；
（3）BCD。
5．【解答】解：（1）反应生成的二氧化碳逸出，被称量的物质质量减小，所以反应后电子秤示数变小；
（2）硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜，该化学反应中无气体参与，A可用该装置验证质量守恒定律；水和蔗糖不反应，B不能用于验证质量守恒定律；过氧化氢在二氧化锰催化作用下可分解产生氧气，该装置为敞口装置，C不能用于验证质量守恒定律；
（3）镁在空气中燃烧有气体参与，要验证质量守恒定律需在密闭容器中进行。
故答案为：（1）反应生成的二氧化碳逸出，被称量的物质质量减小。
（2）B、C。
（3）密闭。
6．【解答】解：（1）给试管中的固体加热时试管口略向下倾斜的原因是：防止冷凝水倒流到热的试管底部而使试管破裂；
（2）在化学反应前后，物质的总质量不变，在此反应中二氧化锰是催化剂，质量不变，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解为氯化钾和氧气，则m1+m2+m3＝m4+ρV；
（3）在反应中少量的氯气随着氧气排出，使得反应③没有发生完全，所以导致剩余固体中二氧化锰的质量小于加热前二氧化锰的质量；
（4）氧气密度比水小，不易溶于水，所以在量筒中用排水法收集气体测量体积时，导管口出现气泡开始收集，故选：B。
故答案为：（1）防止冷凝水倒流到热的试管底部而使试管破裂；
（2）m1+m2+m3＝m4+ρV；
（3）少量的氯气随着氧气排出，使得反应③没有发生完全；
（4）B。
7．【解答】解：（1）将试管中的水倒入烧杯后，蔗糖“消失”，此过程中没有新物质生成，属于物理变化。质量守恒定律只适用于化学变化，而蔗糖溶解是一个物理变化，所以甲组同学的看法是错误的。
（2）由图示可知，反应后，水的质量增加了（40g﹣4g）＝36g，水是生成物；生成二氧化碳的质量为44g，二氧化碳是生成物；氧气的质量减少了（80g﹣16g）＝64g，氧气是反应物；M完全参加反应，由质量守恒定律可知，M中一定含有碳元素、氢元素；44g二氧化碳中含有氧元素的质量为：44g100%＝32g，36g水中含有氧元素的质量为：36g100%＝32g。（32g+32g）＝64g，所以M中一定不含氧元素。
（3）经过科学家们的共同努力，最终确立了质量守恒定律，请从微观角度解释该定律：化学反应的实质是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目和质量不变，所以物质的总质量也不变。
故答案为：
（1）质量守恒定律只适用于化学变化，而蔗糖溶解是一个物理变化；
（2）C、H；
（3）化学反应的实质是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目和质量不变，所以物质的总质量也不变。
8．【解答】解：（1）小组同学讨论后认为，上述甲、乙、丙三个实验装置中，只有实验甲能直接用于验证质量守恒定律，乙、丙不能验证质量守恒定律，是因为乙中没有发生化学反应，丙中反应生成的气体逸出装置。
故答案为：甲。
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是防止锥形瓶受热不均而炸裂。
故答案为：防止锥形瓶受热不均而炸裂。
（3）图丁为图丙的改进实验。实验时只需倾斜锥形瓶即可发生反应。
故答案为：倾斜锥形瓶。
9．【解答】解：（1）可以推翻“燃素学说”的事实：铁丝燃烧后固体质量增大。
故答案为：铁丝燃烧后固体质量增大（合理即可）。
（2）罗蒙诺索夫重做了玻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空气的假设。
故答案为：空气。
（3）对比材料一和材料三，玻义耳错过了发现质量守恒定律的一个重要原因是打开容器前没有称量容器的总质量。如果玻义耳打开容器前称量容器的总质量，就有可能发现质量守恒定律。
故答案为：前。
（4）综合上述材料可知，任何化学反应都遵循质量守恒定律。
故答案为：质量守恒定律。
10．【解答】解：（1）步骤②中使稀盐酸和大理石粉末充分接触，其操作是将气球中的大理石粉末倒入锥形瓶中并振荡，碳酸钙和稀盐酸反应有二氧化碳产生，因此看到的现象是有气泡产生，故答案为：将气球中的大理石粉末倒入锥形瓶中并振荡；有气泡产生；
（2）在步骤中小滨发现天平不平衡，出现该现象的原因可能是反应产生二氧化碳充满气球，导致向上的浮力增大，故答案为：反应产生二氧化碳充满气球，导致向上的浮力增大；
（3）A.使用气球的目的，是防止生成物从密封系统中逸出，缓冲气压，正确；
B.若大理石粉末质量不足，能验证质量守恒定律，错误；
C.化学反应前后原子的种类和数目不变，错误；
故选：A。