专题 26 质量守恒定律（含解析）
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专题 26 质量守恒定律
一 、选择题
1.在化学反应 2H2+O2 点燃 2H2O 中的最小微粒是( )
A．水分子 B．氧分子
C．氢分子 D．氢原子和氧原子
2.如图表示治理汽车尾气所涉及反应的微观过程。下列关于该反应的判断正确的是( )
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A.
B.
C.
D.
3.
该反应将有毒物质转化为无毒物质
反应中原子种类发生改变
该反应属于分解反应.
反应中分子个数发生改变，反应前后总质量不相等
在一密闭容器中加入 a、b、c、d 四种物质， 测得反应前后各物质的质量如表。
物质 a b c d
反应前的质量（g） 40 40 10 32
反应后的质量（g） 12 x 10 0
下列说法正确的是( )
A．x 等于 90
B．b 可能是单质
C．c 一定是催化剂
D．参加反应的 a 与 d 的质量比为 7∶8
4.对 aC2H2+bO2=mCO 2+nH2O 中，系数之间关系正确的是( )
A．a+b=m+n B．2a=m C．m=n D．b=m+n
5.在反应 C+H2O 高温 CO+H2 中，若生成物的总质量为 15g，则参加反应的水的质量为( )
A．9g B．12g C．14g D．15g
6.下列化学方程式书写正确的是( )
(
通电
)A．MgCl _ Mg+Cl
B．HCl+NaOH═NaCl+H2O
点燃
C．4Fe+3O2 _ 2Fe3O4
D．2H2O═2H2+O2
7.科研人员研发出一种能将二氧化碳转化为甲烷的新技术， 该技术以纳米镍粒子为催化剂，将二氧化
碳和氢气混合加热发生反应，生成甲烷等物质，从而减少碳排放。该反应前后发生变化的是( )
A．元素的种类 B．碳原子的数目
C．氢元素的化合价 D．纳米镍粒子的化学性质
8.某同学从定量角度研究双氧水制取氧气的过程，对原实验进行部分改进，增加了称量操作．具体做 法是： 取 10%的双氧水和少量的二氧化锰放入气体发生装置，并对反应前后混合物的质量进行称量，记
录如下：
若反应后， 双氧水分解完全且氧气全部逸出， 该同学得出的结论中，不合理的是()
A．反应速率逐渐加快
B．最多得到氧气的质量为 1.6g
C．催化剂二氧化锰的质量为 0.3g
D．反应得到水和氧气的质量比为 9：8
9.加热 31.6 克高锰酸钾， 当得到 3 克氧气时，剩余固体的成分是( )
A．K2MnO4 和 MnO2 B．KMnO4 和 MnO2
C．KMnO4 、K2MnO4 和 MnO2 D．KMnO4 和 K2MnO4
10.小明同学从 S+O2SO2 中获得以下信息： ①该反应反应物是硫和氧气； ②反应发生条件是点燃； ③ 反应前后元素种类和原子个数不变； ④反应前后分子总数保持不变；⑤参加反应的硫和氧气的质量比
为 2：1．其中正确的信息是()
A. ①②④⑤ B. ①②③ C. ④⑤ D. ①②③⑤
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二 、填空题
11.请按要求写出化学方程式
（1）反应中伴有发光放热现象 ；
（2）加热某种固体（或固体混合物） 后固体质量减少 ；
（3）反应有沉淀生成 .
12.观察比较与归纳是学习化学的重要方法．对于以下三个化学方程式：
点燃 点燃 点燃
2Mg+O2 _ 2MgO S+O2 _ SO2 2CO+O2 _ 2CO2
通过比较， 发现它们有许多共同点：
（1）反应基本类型： ；
（2）生成物： ；
（3）反应条件： ；
（4）能量变化： .
13.学校研究性学习小组测定 Cu﹣Fe 合金和 Fe﹣Al 合金中铁的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质
量分数的稀硫酸和必要的仪器.
他们取其中一种合金的粉末 56g 与足量该硫酸充分反应， 经测定， 产生了气体 ag．请讨论：当粉末为
Cu﹣Fe 合金时，a＜ ；当粉末为 Fe﹣Al 合金时 ＞a＞ .
14.按要求写化学方程式或化学式：
（1）毒品大麻的化学式为 C21H30O2 ，常在空气中焚烧销毁。写出在空气中焚烧大麻生成二氧化碳和水的
化学方程式： 。
（2）黑火药是我国古代四大发明之一，古代生产黑火药是把木炭、硫粉、硝酸钾（KNO3 ）按一定比例
混合制成的，黑火药爆炸时产生硫化钾、氮气和二氧化碳。试写出黑火药爆炸的化学方程
式： 。
15.图示是北京奥运会火炬“祥云 ”的不同侧面示意图.
（1）火炬的外壳主要采用轻薄高品质的铝合金材料．铝是一种重要的轻金属，自然界中铝元素常以氧
化铝、硫化铝（Al2S3 ）等形式存在．则在 Al2S3 中， 铝元素的化合价为 .
（2）“祥云 ”燃烧系统内装燃料是丙烷（C3H8），丙烷在空气中完全燃烧的化学方程式
为 ；作为燃料， 丙烷与煤相比，其优点
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是 .
三 、实验探究题
16.如图为某同学所做的实验及现象：
（1）实验一中发生两个反应，写出化学方程
式 、 .
（2）实验二中出现浅绿色固体．该同学对浅绿色固体的成分作以下探究.
【查阅资料】
①NaOH 与 CuSO4 反应会生成碱式硫酸铜[Cu4（OH）6SO4]，其不溶于水， 能与酸反应；
②Cu（OH）2 分解温度为 80℃ , Cu4（OH）6SO4 分解温度为 300℃ .
【猜想与假设】
①浅绿色固体为 Cu4（OH）6SO4；
②浅绿色固体为 Cu4（OH）6SO4 和 Cu（OH）2 的混合物.
【实验验证】
①将实验二的试管加热至 100℃,出现黑色固体， 则证明浅绿色固体中含有 .
②从实验二加热后的试管中分离出固体的操作有 、洗涤等．证明固体已洗涤干净的方法
是
.
③将②中所得固体溶于足量 （选填序号），再滴加 Ba（NO3 ）2 溶液， 出现白色沉淀.
A．盐酸 B．稀硝酸 C．稀硫酸
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【结论】猜想②正确.
【拓展与思考】
若将实验二中的浅绿色固体浸泡在过量的 NaOH 溶液中， 密封放置一天后，固体全部变为蓝色．写出此
反应的化学方程式 .
17.某兴趣小组设计了如下实验探究质量守恒定律。
（1）如图甲， 小柯将烧杯放在天平左盘， 使天平重新平衡。然后取下烧杯把铁钉放入试管中，一段时 间后，再把烧杯放回天平左盘，最后天平是否平衡？ 。反应后试管内溶液的质量 (填
“增加 ”“减少 ”或“不变 ”，已知反应的化学方程式为 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4)。
（2）如图乙，小妍将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。然后倾斜烧杯使稀盐酸与石灰石粉末混合，
一段时间后再把烧杯放回天平左盘， 发现天平不再平衡。其原因
是 。
小柯对该实验装置进行改进，把烧杯换成锥形瓶(如图丙， 装置气密性良好)，你认为能否验证质量守
恒定律？并阐述理
由：
。
（3）小妍想测定实验所用石灰石中碳酸钙的质量分数，取 6 克石灰石粉末与足量的稀盐酸充分反应，
反应后总质量减少 2.2 克。求该石灰石中碳酸钙的质量分数(杂质与稀盐酸不反应，结果精确到 0.1%)。
四 、解答题
18.某学习小组的同学用 KClO3 和 MnO2 的混合物加热制取 O2 ，收集到 4.8 克 O2 后停止加热，称得剩余固 体的质量为 28.0 克，继续加热至不再产生 O2，最终剩余固体质量为 23.2 克。试计算(不考虑 O2 的损耗)：
（1）两次生成 O2 的总质量为 。
（2）理论上可回收 MnO2 的质量(写出计算过程)。
19.有 AgNO3 和 Fe（NO3）2 两种盐组成的混合物粉末，小林希望提纯其中的 Fe（NO3）2 并测定混合物 AgNO3
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的质量分数.
（1）小林取该混合物粉末 20g，加足量水配成溶液后， 再加入过量的 （填化学式），
充分置换后过滤，得到滤液 A 和沉淀 B．将滤液 A 蒸发结晶后即得到纯净的 Fe（NO3 ）2 晶体.
（2）小林向上述沉淀 B 中加入过量稀盐酸，充分反应后再过滤，得沉淀 C，经洗涤、干燥后，称得其
质量为 5.4g．则原混合物 AgNO3 的质量分数为 .
20.如图所示利用 H2 还原灼热的 CuO 的实验来测定水的组成， 测到下列结果：
实验前 实验后
CuO 十试管 65.6 克 59.2 克
CaCl2＋U 试管 100.8 克 108.0 克
水分子具有最简的组成， 请根据上述实验数据确定水的分子式
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专题 26 质量守恒定律答案解析
一 、选择题
1.D
【解析】根据原子的定义和化学变化的实质判断.
解：原子是化学变化中的最小粒子， 即原子在化学变化中不再分， 化学变化的过程是分子破裂和原子
重组的过程，该反应中涉及的原子有氢原子和氧原子，所以这两种原子是该反应中的最小粒子.
答案： D.
2.A
【解析】根据微观图示中各物质的分子构成先确定反应物和生成物，再结合质量守恒定律及分解反应
定义分析。
A．该反应将有害的 NO 和 CO 转化为无毒的氮气和二氧化碳，符合题意；
B、 反应中原子种类没有发生改变 ，不符合题意；
C、 该反应反应物为两种物质， 不属于分解反应， 不符合题意；
D、 反应中分子个数发生改变， 反应前后总质量没有发生改变，不符合题意；
3.D
【解析】
A．根据分析可知， x=100，故 A 错误。
B、b 由 a、d 中的元素组成， b 一定为化合物，故 B 错误。
C、c 的质量不变， 可能为催化剂，也可能没有参与反应， 故 C 错误。
D、参加反应的 a 与 d 的质量比为（40-12）：32=7：8，故 D 正确。
4.B
【解析】根据反应前后各原子的种类和数目不变， 列等式进行分析判断.
解： 反应物中含有 2a 个 C 原子、2b 个氢原子、2b 个氧原子，生成物中含有 m 个 C 原子、 2n 个 H 原子、
（2m+n）个氧原子.
A．a+b 不一定等于 m+n，故选项说法错误.
B、根据反应前后碳原子个数不变，可得 2a=m，故选项正确.
C、由 B 选项的分析，2a=m；根据反应前后氢原子个数不变：6a=2n，则 3a=n，则 3m=2n，故选项错误.
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D、根据反应前后氧原子个数不变，可得 2b=2m+n，故选项错误.
5.A
【解析】根据质量守恒定律，参加反应的碳和水的质量和跟生成一氧化碳和氢气的质量和相等， 再利
用题中提供的信息解决问题.
解： 根据质量守恒定律， 生成物的总质量为 15g，则参加反应的碳和水的质量和为 15g，根据化学方程
式，参加反应的碳和水的质量比为： 12：18=2：3，则参加反应的水的质量为：15g× =9g.
6.B
【解析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑： 应用的原理是否正确；化学式书写是否正确； 是否
配平； 反应条件是否正确； ↑和↓的标注是否正确.
解： A．该化学方程式氯化镁的化学式书写错误，氯气后面没有标注↑, 正确的化学方程式应为 MgCl2
(
通电
) _ Mg+Cl2 ↑ .
B、该化学方程式书写完全正确.
(
点燃
)C、该化学方程式配平错误，正确的化学方程式为 3Fe+2O2 _ Fe3O4 .
(
通电
)D、该化学方程式缺少反应条件，氢气、氧气后面没有标注↑, 正确的化学方程式为：2H2O _ 2H2 ↑+O2 ↑ .
7.C
【解析】根据质量守恒定律并结合化合价原则进行分析判断即可。
A．根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，故选项错误；
B、根据质量守恒定律可知，反应前后碳原子的数目不变， 故选项错误；
C、根据化合价原则可知，反应前氢气中氢元素的化合价为零， 反应后甲烷中氢元素的化合价为+1 价，
故选项正确；
D、反应中，纳米镍粒子为催化剂，化学性质不变， 故选项错误。
8.A
【解析】A．过氧化氢溶液的浓度会随着反应的进行逐渐减小，故反应速率逐渐变小故 A 的结论不合理； B、根据质量守恒定律，生成氧气的质量为：34.3g-32.7g=1.6g，故 B 结论合理；C、设生成 1.6g 氧气
需要过氧化氢的质量为 x
2H2O2MnO22H2O + O2 ↑
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68 32
x 1.6g
所以 x=3.4g
所以过氧化氢溶液的质量为： 3.4g÷10%=34g
二氧化锰的质量为： 34.3g－34g=0.3g
故 C 结论合理； D、由 C 分析可知，水和氧气的质量比为 36：32=9：8，故 D 结论合理； 故选 A.
9.C
【解析】根据方程式计算确定反应物是否完全反应，从而判断反应后物质中除生成物外还是否有反应
物剩余分析。
设 31.6g 高锰酸钾完全反应生成氧气质量为 x
△
2KMnO4＝K2MnO4＋MnO2＋O2 ↑
316 32
31.6g x
316：32＝31.6g：x
x＝3.2g
当得到 3 克氧气时， 高锰酸钾有剩余，所以剩余固体除生成的锰酸钾和二氧化锰外还有高锰酸钾；
10.B
【解析】根据 S+O2 SO2 可知，该反应的反应物是硫和氧气， 反应条件是点燃； 参加反应的硫和氧气 的质量比 32：（16×2）=1：1；微观含义：每一个硫原子和一个氧分子反应可生成一个二氧化硫分子。 A．反应前后分子的数目发生了改变， 故该选项错误．B、①②③获得信息正确，故该选项正确．C、参
加反应的硫和氧气的质量之比为 1：1，故该选项错误．D、①②③获得信息正确， 故该选项错误．故选
B.
二 、填空题
11.2Mg+O2 2MgO（合理即可）；2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 ↑（合理即可）；CO2+Ca（OH）
2═CaCO3 ↓+H2O（合理即可）.
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【解析】（1）镁在空气中燃烧，放出耀眼的白光，放出大量的热，反应的俄化学方程式为：2Mg+O2
2MgO（合理即可）.
（2）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，加热固体后固体质量减少， 反应的化学方
程式是：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 ↑ （合理即可）.
（3）氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水， 反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）
2═CaCO3 ↓+H2O．（合理即可）.
12.（1）化合反应
（2）氧化物
（3）点燃
（4）放出热量
【解析】共同点可从物质分类、反应物、生成物及反应类型的角度进行对比、分析解答.
解：通过比较发现， 三个反应的反应物都是两种物质，生成物都为一种物质，都属于化合反应； 反应
条件都是点燃； 生成物都为氧化物， 都是物质与氧气发生反应，都放出热量等.
13.2；6.2；2
【解析】利用极值假设的方法， 根据反应的化学方程式， 计算合金完全反应产生氢气的量.
解：当粉末为 Fe﹣Al 合金时，假设 56g 金属全部为铁
设生成氢气质量为 x
Fe+H2SO4=FeSO4+ H2 ↑
56 2
56g x
56 56g
=
2 x
解之得 x=2g
假设 56g 金属全部为铝， 设生成氢气质量为 y
2Al+3H2SO4=Al2（SO4 ）3+ 3H2 ↑
54 6
56g y
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54 56g
=
6 y
解之得 y≈6.2g
因此， 当粉末为 Fe﹣Al 合金时， 金属完全反应放出氢气质量 6.2g＞a＞2g
当粉末为 Cu﹣Fe 合金时，假设 56g 金属全部为铁， 则放出氢气质量为 2g；
根据金属活动性，铜不能与稀硫酸反应；
因此， 当粉末为 Cu﹣Fe 合金时， a＜2g
14.（1）2C21H30O2+55O2 42CO2+30H2O
（2）3C+S+2KNO3 K2S+N2 ↑+3CO2 ↑
【解析】此类题型的特点是所要求写的化学方程式是没有学过的化学反应， 但题中往往会给出主要的 反应物、生成物，没有给出的物质则可以根据质量守恒定律推出。（1）先写出 C21H30O2+O2——CO2+H2O，配 平有机物燃烧的化学方程式，先配碳原子，后配氢原子， 最后配氧原子来配平。（2）先写出反应物与 生成物的化学式，然后配平该化学方程式，该化学方程式可以“最小公倍数法 ”配平， 先在 KNO3 前配
2，再依次配出其他化学式前的化学计量数。
15.（1）-2
（2）C3H8+5O2点燃 3CO2+4H2O；丙烷燃烧后生成二氧化碳和水， 污染较小
_
【解析】（1）根据化合物中正负化合价的代数和为零，（2）根据反应物和生成物及其质量守恒定律可
以正确的书写化学方程式．丙烷与化石燃料相比， 污染较小
解：（1）Al2S3 中铝是+3 价，根据化合物中正负化合价的代数和为零，因此硫为：﹣2 价．故答案为：
﹣2（2）丙烷燃烧生成水和二氧化碳，化学方程式为：C3H8+5O2点燃 3CO2+4H2O．丙烷与化石燃料相比，
_
丙烷充分燃烧后生成二氧化碳和水， 污染较小.
三 、实验探究题
16.（1）CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2 ↓+Na2SO4 ；Cu（OH）2CuO+H2O
（2）Cu（OH）2；过滤； 取最后一次洗涤液，滴加 BaCl2 [或 Ba（NO3）2、Ba（OH）2]溶液，无沉淀生成，
则固体已洗净； A 或 B 或 AB；Cu4（OH）6SO4+2NaOH=4Cu（OH）2+Na2SO4
【解析】（1）氢氧化钠与硫酸铜反应生成氯化钠和氢氧化铜，方程式为：CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2 ↓+Na2SO4；
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(
44
) (
100
) (
=
)氢氧化铜受热分解为氧化铜和水，方程式为 Cu（OH）2CuO+H2O；
（2）氢氧化铜受热分解为黑色的氧化铜和水， Cu（OH）2 分解温度为 80℃, 试管加热至 100℃,出现
黑色固体， 则证明浅绿色固体中含有 Cu（OH）2；
②过滤可以分离固体与液体，所以操作为过滤；固体已洗涤干净则表面不含硫酸钠溶液，可以取最后
一次洗涤液，滴加 BaCl2 [或 Ba（NO3 ）2 、Ba（OH）2]溶液， 无沉淀生成， 则固体已洗净；
③碱式硫酸铜[Cu4（OH）6SO4]，其不溶于水， 能与酸反应， 并且要验证有硫酸根离子，所以不能引入
硫酸根离子，故用盐酸或稀硝酸都可以；
【拓展与思考】Cu4（OH）6SO4 可以进一步与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠，方程式为 Cu4（OH）
6SO4+2NaOH=4Cu（OH）2+Na2SO4
17.（1）平衡；减少
（2）产生的二氧化碳气体从烧杯中逸出；不能，稀盐酸与石灰石粉末反应产生的二氧化碳气体使气球
体积变大， 则受到空气对它的浮力增大， 天平不再平衡
（3）解： 设 6 g 石灰石中含 CaCO3 的质量为 x。
CaCO3+ 2HCl=CaCl2 + H2O+CO2 ↑
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100
X
x
2.2g
44
2.2 g
, x=5 g，
碳酸钙的质量分数为 ×100%≈83.3%。
答：该石灰石中碳酸钙的质量分数是 83.3%。
【解析】（1）根据化学反应遵循质量守恒定律，无气体参与的化学反应可验证质量守恒定律分析；
（2）根据有气体生成的化学反应敞口容器无法验证质量守恒定律及气体收集时气球变大受空气浮力增
大分析；
（3）由生成二氧化碳的质量及方程式中物质间质量关系计算碳酸钙质量， 从而计算石灰石中碳酸钙
质量分数分析。
（1）铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜， 遵循质量守恒定律， 反应后天平仍平衡， 由方程式可知，每
56 份质量的铁反应会置换出 64 份质量的铜， 所以反应后溶液质量减小。
（2）敞口容器中石灰石与盐酸反应生成二氧化碳会逸出， 使容器内质量减小，将气体用气球收集， 气
球体积变大，则受到空气对它的浮力增大，天平也不再平衡， 无法验证质量守恒定律。
四 、解答题
18.（1）9.6 克
（2）解： 设生成氯化钾的质量为 x。
2KClO3 Mn02 2KCl＋ 3O2 ↑
Δ
149 96
x 9.6 克
149 x
=
96 9.6 克
x＝14.9 克。
二氧化锰作催化剂， 反应前后质量不变， 则可回收到 MnO2 的质量为 23.2 克－14.9 克＝8.3 克。
【解析】（1）在反应中生成的氧气会跑出，所以减少的质量即是跑出的氧气质量；
（2）催化剂在反应中的特点是一变二不变， 反应速率变，质量和性质不变。MnO2 是反应中的催化剂。 题中剩余固体质量 23.2 克，包括生成的 KCl 和 MnO2 的质量。可利用生成 O2 的质量计算出生成的 KCl。
再用 23.2 减去 KCl 的质量即为 MnO2 的质量。
（1）已知第一次生成 4.8 克氧气，第二次生成氧气的质量为： 28 克-23.2 克=4.8 克，所以生成 O2 的
总质量为： 4.8 克+4.8 克=9.6 克。
19.（1）Fe
（2）42.5%
【解析】题目设计的意思是通过将混合物中硝酸银除去获得纯净的硝酸亚铁，且同时测定混合物中硝 酸银的质量分数，所以要除去硝酸银就需要加入铁（这样不引入新的杂质），而要实现硝酸银的全部转
化，加入的铁要过量.
后期为求算硝酸银的质量，需要得到纯净的银的质量，所以在得到的沉淀（为剩余的铁和生成的银） 中加入过量稀盐酸，铁被反应掉，而银不能反应，所以得到的沉淀 C 就是银，经洗涤干燥质量为 5.4g， 也就可以根据化学方程式或者直接根据化学式计算硝酸银的质量， 进而求算原混合物中硝酸银的质量
分数.
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解：（1）题目设计的意思是通过将混合物中硝酸银除去获得纯净的硝酸亚铁，且同时测定混合物中硝 酸银的质量分数，所以要除去硝酸银就需要加入铁（这样不引入新的杂质），而要实现硝酸银的全部转
化， 加入的铁要过量．（2）由于干燥后的沉淀 C 为纯净的银．所以可以有两种思路计算硝酸银的质量：
第一种方法：根据化学方程式计算
设对应的硝酸银的质量为 x
Fe+ 2AgNO3=Fe（NO3 ）2+ 2Ag
340 216
x 5.4g
340 x
=
216 5.4g
x=8.5g
第二种方法：根据化学式计算
对应的硝酸银的质量=5.4g÷（ 108+16×3 ×100%）=8.5g
原混合物 AgNO3 的质量分数为 ×100%=42.5%
20.解： O 元素的质量=65.6 克-59.2 克=6.4 克
生成 H2O 的质量=108.0 克-100.8 克=7.2 克
H 元素的质量=7.2 克-6.4 克=0.8 克
设水的分子式为 HaOb
a 0.8 克 a 2
= =
16b 6.4 克 b 1
由于水分子具有最简的组成所以水的分子式为 H2O
【解析】如图用 H2 还原 CuO 时的化学方程式为：CuO+H2 Δ Cu+H2O，实验中生成的水是由 CuO 中的氧和
_
通入的氢气化合得到的， 生成的水最后被干燥剂吸收，所以 CuO 实验前后质量的变化是减少的 O 元素 质量，干燥剂实验前后增加的质量是生成的水的质量.可以用水的质量减去 O 元素质量得到 H 元素的质
量，根据 O 元素质量和氢元素的质量可以得到分子式.
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一 、选择题
1.在化学反应 2H2+O2 点燃 2H2O 中的最小微粒是( )
A．水分子 B．氧分子
C．氢分子 D．氢原子和氧原子
2.如图表示治理汽车尾气所涉及反应的微观过程。下列关于该反应的判断正确的是( )
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A.
B.
C.
D.
3.
该反应将有毒物质转化为无毒物质
反应中原子种类发生改变
该反应属于分解反应.
反应中分子个数发生改变，反应前后总质量不相等
在一密闭容器中加入 a、b、c、d 四种物质， 测得反应前后各物质的质量如表。
物质 a b c d
反应前的质量（g） 40 40 10 32
反应后的质量（g） 12 x 10 0
下列说法正确的是( )
A．x 等于 90
B．b 可能是单质
C．c 一定是催化剂
D．参加反应的 a 与 d 的质量比为 7∶8
4.对 aC2H2+bO2=mCO 2+nH2O 中，系数之间关系正确的是( )
A．a+b=m+n B．2a=m C．m=n D．b=m+n
5.在反应 C+H2O 高温 CO+H2 中，若生成物的总质量为 15g，则参加反应的水的质量为( )
A．9g B．12g C．14g D．15g
6.下列化学方程式书写正确的是( )
(
通电
)A．MgCl _ Mg+Cl
B．HCl+NaOH═NaCl+H2O
点燃
C．4Fe+3O2 _ 2Fe3O4
D．2H2O═2H2+O2
7.科研人员研发出一种能将二氧化碳转化为甲烷的新技术， 该技术以纳米镍粒子为催化剂，将二氧化
碳和氢气混合加热发生反应，生成甲烷等物质，从而减少碳排放。该反应前后发生变化的是( )
A．元素的种类 B．碳原子的数目
C．氢元素的化合价 D．纳米镍粒子的化学性质
8.某同学从定量角度研究双氧水制取氧气的过程，对原实验进行部分改进，增加了称量操作．具体做 法是： 取 10%的双氧水和少量的二氧化锰放入气体发生装置，并对反应前后混合物的质量进行称量，记
录如下：
若反应后， 双氧水分解完全且氧气全部逸出， 该同学得出的结论中，不合理的是()
A．反应速率逐渐加快
B．最多得到氧气的质量为 1.6g
C．催化剂二氧化锰的质量为 0.3g
D．反应得到水和氧气的质量比为 9：8
9.加热 31.6 克高锰酸钾， 当得到 3 克氧气时，剩余固体的成分是( )
A．K2MnO4 和 MnO2 B．KMnO4 和 MnO2
C．KMnO4 、K2MnO4 和 MnO2 D．KMnO4 和 K2MnO4
10.小明同学从 S+O2SO2 中获得以下信息： ①该反应反应物是硫和氧气； ②反应发生条件是点燃； ③ 反应前后元素种类和原子个数不变； ④反应前后分子总数保持不变；⑤参加反应的硫和氧气的质量比
为 2：1．其中正确的信息是()
A. ①②④⑤ B. ①②③ C. ④⑤ D. ①②③⑤
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二 、填空题
11.请按要求写出化学方程式
（1）反应中伴有发光放热现象 ；
（2）加热某种固体（或固体混合物） 后固体质量减少 ；
（3）反应有沉淀生成 .
12.观察比较与归纳是学习化学的重要方法．对于以下三个化学方程式：
点燃 点燃 点燃
2Mg+O2 _ 2MgO S+O2 _ SO2 2CO+O2 _ 2CO2
通过比较， 发现它们有许多共同点：
（1）反应基本类型： ；
（2）生成物： ；
（3）反应条件： ；
（4）能量变化： .
13.学校研究性学习小组测定 Cu﹣Fe 合金和 Fe﹣Al 合金中铁的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质
量分数的稀硫酸和必要的仪器.
他们取其中一种合金的粉末 56g 与足量该硫酸充分反应， 经测定， 产生了气体 ag．请讨论：当粉末为
Cu﹣Fe 合金时，a＜ ；当粉末为 Fe﹣Al 合金时 ＞a＞ .
14.按要求写化学方程式或化学式：
（1）毒品大麻的化学式为 C21H30O2 ，常在空气中焚烧销毁。写出在空气中焚烧大麻生成二氧化碳和水的
化学方程式： 。
（2）黑火药是我国古代四大发明之一，古代生产黑火药是把木炭、硫粉、硝酸钾（KNO3 ）按一定比例
混合制成的，黑火药爆炸时产生硫化钾、氮气和二氧化碳。试写出黑火药爆炸的化学方程
式： 。
15.图示是北京奥运会火炬“祥云 ”的不同侧面示意图.
（1）火炬的外壳主要采用轻薄高品质的铝合金材料．铝是一种重要的轻金属，自然界中铝元素常以氧
化铝、硫化铝（Al2S3 ）等形式存在．则在 Al2S3 中， 铝元素的化合价为 .
（2）“祥云 ”燃烧系统内装燃料是丙烷（C3H8），丙烷在空气中完全燃烧的化学方程式
为 ；作为燃料， 丙烷与煤相比，其优点
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是 .
三 、实验探究题
16.如图为某同学所做的实验及现象：
（1）实验一中发生两个反应，写出化学方程
式 、 .
（2）实验二中出现浅绿色固体．该同学对浅绿色固体的成分作以下探究.
【查阅资料】
①NaOH 与 CuSO4 反应会生成碱式硫酸铜[Cu4（OH）6SO4]，其不溶于水， 能与酸反应；
②Cu（OH）2 分解温度为 80℃ , Cu4（OH）6SO4 分解温度为 300℃ .
【猜想与假设】
①浅绿色固体为 Cu4（OH）6SO4；
②浅绿色固体为 Cu4（OH）6SO4 和 Cu（OH）2 的混合物.
【实验验证】
①将实验二的试管加热至 100℃,出现黑色固体， 则证明浅绿色固体中含有 .
②从实验二加热后的试管中分离出固体的操作有 、洗涤等．证明固体已洗涤干净的方法
是
.
③将②中所得固体溶于足量 （选填序号），再滴加 Ba（NO3 ）2 溶液， 出现白色沉淀.
A．盐酸 B．稀硝酸 C．稀硫酸
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【结论】猜想②正确.
【拓展与思考】
若将实验二中的浅绿色固体浸泡在过量的 NaOH 溶液中， 密封放置一天后，固体全部变为蓝色．写出此
反应的化学方程式 .
17.某兴趣小组设计了如下实验探究质量守恒定律。
（1）如图甲， 小柯将烧杯放在天平左盘， 使天平重新平衡。然后取下烧杯把铁钉放入试管中，一段时 间后，再把烧杯放回天平左盘，最后天平是否平衡？ 。反应后试管内溶液的质量 (填
“增加 ”“减少 ”或“不变 ”，已知反应的化学方程式为 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4)。
（2）如图乙，小妍将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。然后倾斜烧杯使稀盐酸与石灰石粉末混合，
一段时间后再把烧杯放回天平左盘， 发现天平不再平衡。其原因
是 。
小柯对该实验装置进行改进，把烧杯换成锥形瓶(如图丙， 装置气密性良好)，你认为能否验证质量守
恒定律？并阐述理
由：
。
（3）小妍想测定实验所用石灰石中碳酸钙的质量分数，取 6 克石灰石粉末与足量的稀盐酸充分反应，
反应后总质量减少 2.2 克。求该石灰石中碳酸钙的质量分数(杂质与稀盐酸不反应，结果精确到 0.1%)。
四 、解答题
18.某学习小组的同学用 KClO3 和 MnO2 的混合物加热制取 O2 ，收集到 4.8 克 O2 后停止加热，称得剩余固 体的质量为 28.0 克，继续加热至不再产生 O2，最终剩余固体质量为 23.2 克。试计算(不考虑 O2 的损耗)：
（1）两次生成 O2 的总质量为 。
（2）理论上可回收 MnO2 的质量(写出计算过程)。
19.有 AgNO3 和 Fe（NO3）2 两种盐组成的混合物粉末，小林希望提纯其中的 Fe（NO3）2 并测定混合物 AgNO3
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的质量分数.
（1）小林取该混合物粉末 20g，加足量水配成溶液后， 再加入过量的 （填化学式），
充分置换后过滤，得到滤液 A 和沉淀 B．将滤液 A 蒸发结晶后即得到纯净的 Fe（NO3 ）2 晶体.
（2）小林向上述沉淀 B 中加入过量稀盐酸，充分反应后再过滤，得沉淀 C，经洗涤、干燥后，称得其
质量为 5.4g．则原混合物 AgNO3 的质量分数为 .
20.如图所示利用 H2 还原灼热的 CuO 的实验来测定水的组成， 测到下列结果：
实验前 实验后
CuO 十试管 65.6 克 59.2 克
CaCl2＋U 试管 100.8 克 108.0 克
水分子具有最简的组成， 请根据上述实验数据确定水的分子式
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专题 26 质量守恒定律答案解析
一 、选择题
1.D
【解析】根据原子的定义和化学变化的实质判断.
解：原子是化学变化中的最小粒子， 即原子在化学变化中不再分， 化学变化的过程是分子破裂和原子
重组的过程，该反应中涉及的原子有氢原子和氧原子，所以这两种原子是该反应中的最小粒子.
答案： D.
2.A
【解析】根据微观图示中各物质的分子构成先确定反应物和生成物，再结合质量守恒定律及分解反应
定义分析。
A．该反应将有害的 NO 和 CO 转化为无毒的氮气和二氧化碳，符合题意；
B、 反应中原子种类没有发生改变 ，不符合题意；
C、 该反应反应物为两种物质， 不属于分解反应， 不符合题意；
D、 反应中分子个数发生改变， 反应前后总质量没有发生改变，不符合题意；
3.D
【解析】
A．根据分析可知， x=100，故 A 错误。
B、b 由 a、d 中的元素组成， b 一定为化合物，故 B 错误。
C、c 的质量不变， 可能为催化剂，也可能没有参与反应， 故 C 错误。
D、参加反应的 a 与 d 的质量比为（40-12）：32=7：8，故 D 正确。
4.B
【解析】根据反应前后各原子的种类和数目不变， 列等式进行分析判断.
解： 反应物中含有 2a 个 C 原子、2b 个氢原子、2b 个氧原子，生成物中含有 m 个 C 原子、 2n 个 H 原子、
（2m+n）个氧原子.
A．a+b 不一定等于 m+n，故选项说法错误.
B、根据反应前后碳原子个数不变，可得 2a=m，故选项正确.
C、由 B 选项的分析，2a=m；根据反应前后氢原子个数不变：6a=2n，则 3a=n，则 3m=2n，故选项错误.
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D、根据反应前后氧原子个数不变，可得 2b=2m+n，故选项错误.
5.A
【解析】根据质量守恒定律，参加反应的碳和水的质量和跟生成一氧化碳和氢气的质量和相等， 再利
用题中提供的信息解决问题.
解： 根据质量守恒定律， 生成物的总质量为 15g，则参加反应的碳和水的质量和为 15g，根据化学方程
式，参加反应的碳和水的质量比为： 12：18=2：3，则参加反应的水的质量为：15g× =9g.
6.B
【解析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑： 应用的原理是否正确；化学式书写是否正确； 是否
配平； 反应条件是否正确； ↑和↓的标注是否正确.
解： A．该化学方程式氯化镁的化学式书写错误，氯气后面没有标注↑, 正确的化学方程式应为 MgCl2
(
通电
) _ Mg+Cl2 ↑ .
B、该化学方程式书写完全正确.
(
点燃
)C、该化学方程式配平错误，正确的化学方程式为 3Fe+2O2 _ Fe3O4 .
(
通电
)D、该化学方程式缺少反应条件，氢气、氧气后面没有标注↑, 正确的化学方程式为：2H2O _ 2H2 ↑+O2 ↑ .
7.C
【解析】根据质量守恒定律并结合化合价原则进行分析判断即可。
A．根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，故选项错误；
B、根据质量守恒定律可知，反应前后碳原子的数目不变， 故选项错误；
C、根据化合价原则可知，反应前氢气中氢元素的化合价为零， 反应后甲烷中氢元素的化合价为+1 价，
故选项正确；
D、反应中，纳米镍粒子为催化剂，化学性质不变， 故选项错误。
8.A
【解析】A．过氧化氢溶液的浓度会随着反应的进行逐渐减小，故反应速率逐渐变小故 A 的结论不合理； B、根据质量守恒定律，生成氧气的质量为：34.3g-32.7g=1.6g，故 B 结论合理；C、设生成 1.6g 氧气
需要过氧化氢的质量为 x
2H2O2MnO22H2O + O2 ↑
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68 32
x 1.6g
所以 x=3.4g
所以过氧化氢溶液的质量为： 3.4g÷10%=34g
二氧化锰的质量为： 34.3g－34g=0.3g
故 C 结论合理； D、由 C 分析可知，水和氧气的质量比为 36：32=9：8，故 D 结论合理； 故选 A.
9.C
【解析】根据方程式计算确定反应物是否完全反应，从而判断反应后物质中除生成物外还是否有反应
物剩余分析。
设 31.6g 高锰酸钾完全反应生成氧气质量为 x
△
2KMnO4＝K2MnO4＋MnO2＋O2 ↑
316 32
31.6g x
316：32＝31.6g：x
x＝3.2g
当得到 3 克氧气时， 高锰酸钾有剩余，所以剩余固体除生成的锰酸钾和二氧化锰外还有高锰酸钾；
10.B
【解析】根据 S+O2 SO2 可知，该反应的反应物是硫和氧气， 反应条件是点燃； 参加反应的硫和氧气 的质量比 32：（16×2）=1：1；微观含义：每一个硫原子和一个氧分子反应可生成一个二氧化硫分子。 A．反应前后分子的数目发生了改变， 故该选项错误．B、①②③获得信息正确，故该选项正确．C、参
加反应的硫和氧气的质量之比为 1：1，故该选项错误．D、①②③获得信息正确， 故该选项错误．故选
B.
二 、填空题
11.2Mg+O2 2MgO（合理即可）；2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 ↑（合理即可）；CO2+Ca（OH）
2═CaCO3 ↓+H2O（合理即可）.
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【解析】（1）镁在空气中燃烧，放出耀眼的白光，放出大量的热，反应的俄化学方程式为：2Mg+O2
2MgO（合理即可）.
（2）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，加热固体后固体质量减少， 反应的化学方
程式是：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 ↑ （合理即可）.
（3）氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水， 反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）
2═CaCO3 ↓+H2O．（合理即可）.
12.（1）化合反应
（2）氧化物
（3）点燃
（4）放出热量
【解析】共同点可从物质分类、反应物、生成物及反应类型的角度进行对比、分析解答.
解：通过比较发现， 三个反应的反应物都是两种物质，生成物都为一种物质，都属于化合反应； 反应
条件都是点燃； 生成物都为氧化物， 都是物质与氧气发生反应，都放出热量等.
13.2；6.2；2
【解析】利用极值假设的方法， 根据反应的化学方程式， 计算合金完全反应产生氢气的量.
解：当粉末为 Fe﹣Al 合金时，假设 56g 金属全部为铁
设生成氢气质量为 x
Fe+H2SO4=FeSO4+ H2 ↑
56 2
56g x
56 56g
=
2 x
解之得 x=2g
假设 56g 金属全部为铝， 设生成氢气质量为 y
2Al+3H2SO4=Al2（SO4 ）3+ 3H2 ↑
54 6
56g y
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54 56g
=
6 y
解之得 y≈6.2g
因此， 当粉末为 Fe﹣Al 合金时， 金属完全反应放出氢气质量 6.2g＞a＞2g
当粉末为 Cu﹣Fe 合金时，假设 56g 金属全部为铁， 则放出氢气质量为 2g；
根据金属活动性，铜不能与稀硫酸反应；
因此， 当粉末为 Cu﹣Fe 合金时， a＜2g
14.（1）2C21H30O2+55O2 42CO2+30H2O
（2）3C+S+2KNO3 K2S+N2 ↑+3CO2 ↑
【解析】此类题型的特点是所要求写的化学方程式是没有学过的化学反应， 但题中往往会给出主要的 反应物、生成物，没有给出的物质则可以根据质量守恒定律推出。（1）先写出 C21H30O2+O2——CO2+H2O，配 平有机物燃烧的化学方程式，先配碳原子，后配氢原子， 最后配氧原子来配平。（2）先写出反应物与 生成物的化学式，然后配平该化学方程式，该化学方程式可以“最小公倍数法 ”配平， 先在 KNO3 前配
2，再依次配出其他化学式前的化学计量数。
15.（1）-2
（2）C3H8+5O2点燃 3CO2+4H2O；丙烷燃烧后生成二氧化碳和水， 污染较小
_
【解析】（1）根据化合物中正负化合价的代数和为零，（2）根据反应物和生成物及其质量守恒定律可
以正确的书写化学方程式．丙烷与化石燃料相比， 污染较小
解：（1）Al2S3 中铝是+3 价，根据化合物中正负化合价的代数和为零，因此硫为：﹣2 价．故答案为：
﹣2（2）丙烷燃烧生成水和二氧化碳，化学方程式为：C3H8+5O2点燃 3CO2+4H2O．丙烷与化石燃料相比，
_
丙烷充分燃烧后生成二氧化碳和水， 污染较小.
三 、实验探究题
16.（1）CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2 ↓+Na2SO4 ；Cu（OH）2CuO+H2O
（2）Cu（OH）2；过滤； 取最后一次洗涤液，滴加 BaCl2 [或 Ba（NO3）2、Ba（OH）2]溶液，无沉淀生成，
则固体已洗净； A 或 B 或 AB；Cu4（OH）6SO4+2NaOH=4Cu（OH）2+Na2SO4
【解析】（1）氢氧化钠与硫酸铜反应生成氯化钠和氢氧化铜，方程式为：CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2 ↓+Na2SO4；
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(
44
) (
100
) (
=
)氢氧化铜受热分解为氧化铜和水，方程式为 Cu（OH）2CuO+H2O；
（2）氢氧化铜受热分解为黑色的氧化铜和水， Cu（OH）2 分解温度为 80℃, 试管加热至 100℃,出现
黑色固体， 则证明浅绿色固体中含有 Cu（OH）2；
②过滤可以分离固体与液体，所以操作为过滤；固体已洗涤干净则表面不含硫酸钠溶液，可以取最后
一次洗涤液，滴加 BaCl2 [或 Ba（NO3 ）2 、Ba（OH）2]溶液， 无沉淀生成， 则固体已洗净；
③碱式硫酸铜[Cu4（OH）6SO4]，其不溶于水， 能与酸反应， 并且要验证有硫酸根离子，所以不能引入
硫酸根离子，故用盐酸或稀硝酸都可以；
【拓展与思考】Cu4（OH）6SO4 可以进一步与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠，方程式为 Cu4（OH）
6SO4+2NaOH=4Cu（OH）2+Na2SO4
17.（1）平衡；减少
（2）产生的二氧化碳气体从烧杯中逸出；不能，稀盐酸与石灰石粉末反应产生的二氧化碳气体使气球
体积变大， 则受到空气对它的浮力增大， 天平不再平衡
（3）解： 设 6 g 石灰石中含 CaCO3 的质量为 x。
CaCO3+ 2HCl=CaCl2 + H2O+CO2 ↑
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100
X
x
2.2g
44
2.2 g
, x=5 g，
碳酸钙的质量分数为 ×100%≈83.3%。
答：该石灰石中碳酸钙的质量分数是 83.3%。
【解析】（1）根据化学反应遵循质量守恒定律，无气体参与的化学反应可验证质量守恒定律分析；
（2）根据有气体生成的化学反应敞口容器无法验证质量守恒定律及气体收集时气球变大受空气浮力增
大分析；
（3）由生成二氧化碳的质量及方程式中物质间质量关系计算碳酸钙质量， 从而计算石灰石中碳酸钙
质量分数分析。
（1）铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜， 遵循质量守恒定律， 反应后天平仍平衡， 由方程式可知，每
56 份质量的铁反应会置换出 64 份质量的铜， 所以反应后溶液质量减小。
（2）敞口容器中石灰石与盐酸反应生成二氧化碳会逸出， 使容器内质量减小，将气体用气球收集， 气
球体积变大，则受到空气对它的浮力增大，天平也不再平衡， 无法验证质量守恒定律。
四 、解答题
18.（1）9.6 克
（2）解： 设生成氯化钾的质量为 x。
2KClO3 Mn02 2KCl＋ 3O2 ↑
Δ
149 96
x 9.6 克
149 x
=
96 9.6 克
x＝14.9 克。
二氧化锰作催化剂， 反应前后质量不变， 则可回收到 MnO2 的质量为 23.2 克－14.9 克＝8.3 克。
【解析】（1）在反应中生成的氧气会跑出，所以减少的质量即是跑出的氧气质量；
（2）催化剂在反应中的特点是一变二不变， 反应速率变，质量和性质不变。MnO2 是反应中的催化剂。 题中剩余固体质量 23.2 克，包括生成的 KCl 和 MnO2 的质量。可利用生成 O2 的质量计算出生成的 KCl。
再用 23.2 减去 KCl 的质量即为 MnO2 的质量。
（1）已知第一次生成 4.8 克氧气，第二次生成氧气的质量为： 28 克-23.2 克=4.8 克，所以生成 O2 的
总质量为： 4.8 克+4.8 克=9.6 克。
19.（1）Fe
（2）42.5%
【解析】题目设计的意思是通过将混合物中硝酸银除去获得纯净的硝酸亚铁，且同时测定混合物中硝 酸银的质量分数，所以要除去硝酸银就需要加入铁（这样不引入新的杂质），而要实现硝酸银的全部转
化，加入的铁要过量.
后期为求算硝酸银的质量，需要得到纯净的银的质量，所以在得到的沉淀（为剩余的铁和生成的银） 中加入过量稀盐酸，铁被反应掉，而银不能反应，所以得到的沉淀 C 就是银，经洗涤干燥质量为 5.4g， 也就可以根据化学方程式或者直接根据化学式计算硝酸银的质量， 进而求算原混合物中硝酸银的质量
分数.
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解：（1）题目设计的意思是通过将混合物中硝酸银除去获得纯净的硝酸亚铁，且同时测定混合物中硝 酸银的质量分数，所以要除去硝酸银就需要加入铁（这样不引入新的杂质），而要实现硝酸银的全部转
化， 加入的铁要过量．（2）由于干燥后的沉淀 C 为纯净的银．所以可以有两种思路计算硝酸银的质量：
第一种方法：根据化学方程式计算
设对应的硝酸银的质量为 x
Fe+ 2AgNO3=Fe（NO3 ）2+ 2Ag
340 216
x 5.4g
340 x
=
216 5.4g
x=8.5g
第二种方法：根据化学式计算
对应的硝酸银的质量=5.4g÷（ 108+16×3 ×100%）=8.5g
原混合物 AgNO3 的质量分数为 ×100%=42.5%
20.解： O 元素的质量=65.6 克-59.2 克=6.4 克
生成 H2O 的质量=108.0 克-100.8 克=7.2 克
H 元素的质量=7.2 克-6.4 克=0.8 克
设水的分子式为 HaOb
a 0.8 克 a 2
= =
16b 6.4 克 b 1
由于水分子具有最简的组成所以水的分子式为 H2O
【解析】如图用 H2 还原 CuO 时的化学方程式为：CuO+H2 Δ Cu+H2O，实验中生成的水是由 CuO 中的氧和
_
通入的氢气化合得到的， 生成的水最后被干燥剂吸收，所以 CuO 实验前后质量的变化是减少的 O 元素 质量，干燥剂实验前后增加的质量是生成的水的质量.可以用水的质量减去 O 元素质量得到 H 元素的质
量，根据 O 元素质量和氢元素的质量可以得到分子式.
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