第12讲 质量守恒定律 2025年中考化学一轮复习考点探究（福建专版）（含解析）
文档属性
| 名称 | 第12讲 质量守恒定律 2025年中考化学一轮复习考点探究（福建专版）（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 372.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-11-07 22:13:42 | ||
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文档简介
第12讲 质量守恒定律
真题精粹 —— 福建5年真题精选及拓展
考向1 质量守恒定律的内容
1.质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。
(1)通过称量下列各组试剂在密闭容器内混合前后的总质量,能验证质量守恒定律的是 (填字母)。
A.蔗糖和水
B.氯化钠溶液和硝酸钾溶液
C.铁和氯化铜溶液
(2)在氧气中点燃红磷的实验过程中,固体质量的变化如图所示。
①从燃烧条件分析,固体质量在t1前没有发生变化的原因是 。
②该反应的化学方程式为 。
③参加反应的氧气质量为 g。
(3)某反应的微观示意图如图所示:
①该反应所属的基本反应类型为 。
②参加反应的甲物质和生成的丙物质的分子个数比为 。
1.1 质量守恒定律是自然界的基本规律之一。下列装置及实验(天平未画出)能用来验证质量守恒定律的是 ( )
A. B.
C. D.
考向2 质量守恒定律的理解与应用
2.(2024·福建节选)NaCl是一种重要的化工原料。从元素守恒的视角,以NaCl为基本原料,可能制取的物质有 (写一种)。
3.(2024·福建节选)我国科学家利用废弃金属资源,合成了催化剂(含镍、钙、铁复合金属氢氧化物),将CO2和电解水产生的H2催化转化为CH4和CO等物质,实现CO2的捕集和应用。
反应3CO2+6H2CH4+2CO+4X中,X为 。
4.(2023·福建)分别加热等质量的两种样品,固体质量随温度变化的曲线如图所示。样品1反应前后各物质的质量如表。分离出样品1反应后的固体乙,与24.0 g甲混合并加热,固体质量变化曲线与样品1的相同。下列说法正确的是 ( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 24.0 2.0 0 0
反应后质量/g 0 2.0 x 1.9
A.该反应是复分解反应
B.x=20.1
C.该条件下丙和丁均为气体
D.乙是催化剂
5.(2022·福建节选)水是生命之源。通常所说的水为H2O,而更广义的水还包括矿物中的氢氧基团(OH)、其他形式的氢(H),它们在高温下才以水分子的形式释放出来。A~C是氢、氧原子及其构成微粒的示意图。
(1)一定条件下由A生成C的化学方程式为 。
A→B→C的变化过程中,从微观的角度来看,不变的是 。
(2)科研工作者将“嫦娥五号”采集的月球玄武岩中的磷灰石分解,其化学方程式为2Ca5(PO4)3(OH)2Ca3(PO4)2+Ca4O(PO4)2+X。则X的化学式为 。
6.(2021·福建节选)(1)举重运动员常将碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]粉末抹在手掌以增大摩擦力。
③该物质分解的化学方程式为Mg2(OH)2CO32X+H2O+CO2↑,X的化学式为 。
7.(2020·福建节选)铜暴露在空气中生成铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]的过程中,空气中参与反应的物质是 。
8.(2020·福建节选)洁厕灵(主要成分为盐酸)与84消毒液混合会产生有毒的氯气(Cl2)。请将该反应的化学方程式补充完整:2HCl+NaClO +Cl2↑+H2O。
9.(2020·福建节选)某化学反应的微观示意图如下:
处的微粒是 (填化学式)。
常见化学反应中的质量关系
9.1 一定条件下,下列物质在密闭容器内充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法不正确的是 ( )
纯净物 C2H5OH O2 CO2 H2O X
反应前质量/g 4.6 2.4 0 0 0
反应后质量/g 0 0 2.2 2.7 待测
A.反应后X的质量为2.1 g
B.X中一定含有碳元素和氧元素
C.X中一定含有碳元素和氢元素
D.X中两种元素的质量比是6∶1或1∶6
回归教材 —— 福建中考核心考点梳理
【单元构建】
【知识清单】
考点1 质量守恒定律的内容 5年3考
1.概念:在化学反应中,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,这个规律叫作质量守恒定律。
2.注意:
①只适用于化学变化,不适用于物理变化。
②研究对象是“各物质”,“参加化学反应的各物质”是指真正参加反应的那部分物质的质量,有些反应需要使用催化剂,不能将催化剂视为反应物。没有参加反应的杂质不能视为反应物。“反应后生成的各物质”是指反应生成的各种新物质,不能遗漏反应生成的气态物质。
③讨论的量特指质量,不适用于体积、分子个数等其他方面的守恒。“各物质的质量总和”包括固、液、气三种状态的物质质量,不能忽略气体的质量。在化学反应中不能因气体逸出导致质量减小而认为不符合质量守恒定律。
考点2 质量守恒定律的微观理解与应用 5年4考
化学反应的微观过程:化学反应的微观过程就是参加反应的各物质(反应物)的微粒(分子、原子、离子)变成新的微粒(分子、原子、离子)的过程。由分子构成的物质在化学反应中生成由分子构成的新物质的变化过程可表示为
分子 原子 分子 新物质
如水电解的微观示意图:
在化学反应前后:
在质量守恒定律的考查中,常呈现微粒模型图,在判断分子个数比时,要紧紧抓住“反应前后原子种类不变、原子数目没有增减”去分析参加反应的分子和生成的分子个数比。在判断化学式时,有机物小分子的化学式中的碳、氢原子个数比不能化为最简整数比,如C2H4不能写成2CH2。
理解质量守恒定律应抓住“六个不变”“两个一定改变”及“两个可能改变”。
六个不变:原子种类不变、原子个数不变、原子质量不变、元素种类不变、元素质量不变、物质总质量不变。
两个一定改变:分子种类一定改变、物质种类一定改变。
两个可能改变:分子总数可能改变、元素化合价可能改变。
【核心突破】
重难点、质量守恒定律的运用
已知物质R由一种或多种物质组成。取一定质量的R在足量的氧气中完全燃烧,生成4.4 g二氧化碳和3.6 g水。下列分析不正确的是 ( )
A.参加反应的R和氧气的质量总和一定等于8.0 g
B.所取R质量的最小值为1.6 g
C.R可能是酒精(C2H5OH)
D.若R为CO和H2的混合物,则CO和H2的分子个数比为1∶2
[思维破冰] A.根据质量守恒定律,反应前反应物的总质量等于反应后生成物的总质量,反应后的二氧化碳和水一共为4.4 g+3.6 g=8 g,故反应前参加反应的R和氧气的质量总和也为8 g;B.反应后的二氧化碳中碳元素的质量为4.4 g×=1.2 g,水中氢元素的质量为3.6 g×=0.4 g,根据反应前后元素的种类和质量保持不变,故反应前R中的碳元素和氢元素分别为1.2 g和0.4 g,由于反应前后必须满足元素守恒,故R至少由C、H两种元素组成,因此R质量的最小值为1.2 g+0.4 g=1.6 g;C.由B可知R中C、H元素质量比为1.2 g∶0.4 g=3∶1,而酒精(C2H5OH)中C、H元素质量比为(2×12)∶(6×1)=4∶1;D.由B的C、H原子个数比为(1.2 g÷12)∶(0.4 g÷1)=1∶4,若R为CO和H2的混合物,则CO和H2的分子中C、H原子个数比也是1∶4,因一个H2分子由两个氢原子构成,故CO和H2的分子个数比为1∶(4÷2)=1∶2。
某化学反应在密闭容器中进行,各物质的分子数目、质量随时间变化情况如图1、图2所示。下列说法错误的是 ( )
A.Z一定属于化合物
B.参加反应的X与Y的质量比为3∶14
C.反应前后分子总数不变
D.Y与Z的相对分子质量之比为28∶17
应用质量守恒定律的解题思路
质量守恒定律的内容是参加化学反应的各物质的总质量与生成的各物质的总质量相等,其实质是反应前后的原子种类、数目和质量均不变,元素种类、质量也均不变。此类题的解题思路一般是根据质量守恒定律,先确定未知物质的质量,观察反应前后的质量变化情况确定反应物和生成物。若涉及元素的种类已确定,可以先根据已知的物质质量初步确定某些已知元素的质量,再通过比较确定某些未知元素的质量。
实验探究 —— 学科核心素养提升
【对接中考】
常见实验6 质量守恒定律的验证
【实验目的】
1.认识质量守恒定律。
2.锻炼观察能力及分析问题的能力。
3.体验从单一称量到整体称量、从开放体系到密闭体系的转化思想。
【实验过程】
实验 用品 实验仪器 锥形瓶、单孔橡胶塞、天平、酒精灯、陶土网等
实验试剂 铜粉、硫酸铜溶液、用砂纸打磨干净的铁丝、盐酸、碳酸钠粉末等
实验 1.铜与氧气反应 2.铁与硫酸铜溶液反应 3.盐酸与碳酸钠粉末反应
实验装置
反应原理 (化学方程式)
实验过程 将装置放在天平上称量,记录所称的质量为m1。再将锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察现象。反应一段时间后停止加热,待装置冷却后再次称量,记录所称的质量为m2 将装置放在天平上称量,记录所称的质量为m1。取下锥形瓶并将其倾斜,使小试管中的硫酸铜溶液进入锥形瓶,观察现象。反应一段时间后再次称量,记录所称的质量为m2 取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入烧杯,观察现象;反应一段时间后,再放回托盘天平上
实验现象 铜粉由红色逐渐变成 ,气球 ;m1=m2 铁丝表面 ,溶液由蓝色变为 ;m1 m2 碳酸钠粉末溶解,溶液中 ;天平
实验分析 能够验证质量守恒定律 不能验证质量守恒定律
【实验结论】
参加化学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。
【实验分析与评价】
(1)实验1中气球的作用:一是 ;二是 。
(2)利用有气体参加或有气体生成的反应验证质量守恒定律时,必须在 容器中进行;所选化学反应的反应现象要 ;装置的气密性要好。
【实验拓展】
1.小明利用稀盐酸和碳酸钠粉末进行反应前后质量的测定(如图)。
(1)该反应的原理为 (用化学方程式表示)。
(2)该实验的现象为 。
(3)实验分析:指针偏向右的原因是 。
(4)实验反思:有气体生成的反应要在 中进行。
(5)实验改进: 。
2.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。通过右图所示装置对“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是 。
(2)此实验中用氧气替代空气的主要目的是 。
3.化学实验是我们应用化学知识、拓展化学思维和培养化学素养的重要途径。认真分析以下实验,其中不能达到预期效果或目的的是 (填字母)。
答案
真题精粹
1.(1)C
(2)①温度未达到红磷的着火点 ②4P+5O22P2O5 ③8.0
(3)①置换反应 ②1∶2
【解析】(1)质量守恒定律适用于化学变化,不适用于物理变化。蔗糖溶解于水中,氯化钠溶液和硝酸钾溶液混合属于物理变化,铁能与氯化铜发生置换反应,故选C。
(2)①0~t1时间段是红磷受热,温度未达到其着火点。②红磷燃烧的化学方程式为4P+5O22P2O5。③根据质量守恒定律,生成氧气的质量=14.2 g-6.2 g=8.0 g。
(3)①甲为单质、乙为化合物、丙为化合物、丁为单质,该反应为置换反应。②根据反应前后,原子种类不变,原子数目没有增减,可判断参加反应的甲物质和生成的丙物质的分子个数比为1∶2。
1.1 A 【解析】A.铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜属于化学变化,反应前后锥形瓶中的质量不变,可以验证质量守恒定律;B.氯化钠溶于水无新物质生成,属于物理变化,无法验证质量守恒定律;C.镁燃烧,氧气参与了反应,但没有在密闭容器中进行,无法验证质量守恒定律;D.过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气,氧气是气体,会逸散到空气中,导致质量减小,无法验证质量守恒定律。
2.氢氧化钠(合理即可)
【解析】化学反应前后,元素种类不变。从元素守恒的视角,以NaCl为基本原料,可能制取的物质有氢氧化钠、氯气、碳酸钠等含有钠元素或氯元素的物质。
3.H2O
【解析】化学反应前后原子的种类及其数目不变。由化学方程式可知,反应前有3个碳原子、6个氧原子和12个氢原子;反应后有3个碳原子、2个氧原子和4个氢原子,则4X中含有4个氧原子和8个氢原子,因此X的化学式为H2O。
4.D 【解析】根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变,由表中数据可知,x=24.0+2.0-2.0-1.9=22.1;反应后甲的质量减小了24.0 g,则甲是反应物;反应前后乙的质量不变,结合固体质量变化曲线图可知,没有加入乙的时候,甲反应所需的温度更高,则乙是该反应的催化剂;反应后丙的质量增加了22.1 g,则丙是生成物;反应后丁的质量增加了1.9 g,则丁也是生成物;该反应是甲在乙的催化作用下生成丙和丁,属于分解反应。
5.(1)2H2+O22H2O 氢原子、氧原子
(2)H2O
【解析】(1)由微观反应示意图可知,该反应是氢气和氧气在一定条件下反应生成水;A→B→C的变化过程中,不变的是氢原子与氧原子。
(2)由质量守恒定律可知,反应前后原子数目不变,每个X分子中含有2个氢原子与1个氧原子,则X的化学式为H2O。
6.MgO
【解析】根据质量守恒定律可知,反应前后原子的种类和数目均不变,反应前含Mg、H、O、C四种元素的原子个数分别为2、2、5、1,反应后已知分子中含H、O、C、Mg四种元素的原子个数分别为2、3、1、0,可判断2X中含有2个镁原子和2个氧原子,则每个X分子由1个镁原子和1个氧原子构成,故物质X的化学式为MgO。
7.CO2、H2O和O2
【解析】根据质量守恒定律,反应前后元素种类、质量均不变。铜生成铜锈,增加了C、H、O三种元素,且铜锈主要成分中的碳、氧原子个数比大于1∶2,由空气成分可知,参与反应的物质是CO2、H2O和O2。
8.NaCl
9.H2O
9.1 B 【解析】乙醇、氧气反应后质量减小,为反应物,参加反应质量分别为4.6 g、2.4 g;二氧化碳和水反应后质量增加,为生成物,生成质量分别为2.2 g、2.7 g;乙醇中碳元素质量:4.6 g××100%=2.4 g,氢元素质量:4.6 g××100%=0.6 g,二氧化碳中碳元素质量:2.2 g××100%=0.6 g,水中氢元素质量:2.7 g××100%=0.3 g; A.反应前后总质量不变,反应后X的质量为4.6 g+2.4 g-2.2 g-2.7 g=2.1 g;B.根据反应前后元素质量不变,X中碳原子质量为2.4 g-0.6 g=1.8 g;氢元素质量=0.6 g-0.3 g=0.3 g,碳元素质量+氢元素质量=1.8 g+0.3 g=2.1 g,故X中只含有碳元素和氢元素,不含氧元素;C.由分析可知,X中碳元素质量与氢元素质量和为2.1 g,故X中只含有碳元素和氢元素;D.X中碳元素与氢元素质量比是1.8 g∶0.3 g=6∶1。
回归教材
核心突破
例题 C
变式训练
C 【解析】由图1可知,X和Y是反应物,Z是生成物,由分子个数的变化情况可知,该反应可表示为3X+Y2Z。由图2可知,参加反应的Y的质量为72 g-44 g=28 g,生成Z的质量为34 g,由质量守恒定律可知参加反应的X的质量为34 g-28 g=6 g。
A.由该反应的化学方程式3X+Y2Z可知,该反应属于化合反应,因此生成物Z一定是化合物;B.由以上分析可知,参加反应的X与Y的质量比为6 g∶28 g=3∶14;C.由该反应的化学方程式3X+Y2Z可知,反应前后分子总数改变;D.设Y、Z的相对分子质量分别为m、n,由化学方程式可知,=,则=。
实验探究
常见实验6 质量守恒定律的验证
【实验过程】2Cu+O22CuO Fe+CuSO4FeSO4+Cu Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ 黑色 先胀大后变瘪 有红色固体析出 浅绿色 = 有气泡产生 不平衡
【实验结论】等于
【实验分析与评价】(1)平衡气压,起缓冲作用,防止橡胶塞冲出 形成密封环境 (2)密闭 明显
【实验拓展】(1)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ (2)碳酸钠粉末溶解,有气泡产生;天平指针向右偏转 (3)生成的二氧化碳气体逸散到空气中,造成天平左边质量减小 (4)密闭容器 (5)将烧杯改为锥形瓶并塞紧橡胶塞(合理即可) 2.(1)铁生锈,反应前后质量相等 (2)增大反应物的浓度,加快反应速率(合理即可)
3.A、C
真题精粹 —— 福建5年真题精选及拓展
考向1 质量守恒定律的内容
1.质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。
(1)通过称量下列各组试剂在密闭容器内混合前后的总质量,能验证质量守恒定律的是 (填字母)。
A.蔗糖和水
B.氯化钠溶液和硝酸钾溶液
C.铁和氯化铜溶液
(2)在氧气中点燃红磷的实验过程中,固体质量的变化如图所示。
①从燃烧条件分析,固体质量在t1前没有发生变化的原因是 。
②该反应的化学方程式为 。
③参加反应的氧气质量为 g。
(3)某反应的微观示意图如图所示:
①该反应所属的基本反应类型为 。
②参加反应的甲物质和生成的丙物质的分子个数比为 。
1.1 质量守恒定律是自然界的基本规律之一。下列装置及实验(天平未画出)能用来验证质量守恒定律的是 ( )
A. B.
C. D.
考向2 质量守恒定律的理解与应用
2.(2024·福建节选)NaCl是一种重要的化工原料。从元素守恒的视角,以NaCl为基本原料,可能制取的物质有 (写一种)。
3.(2024·福建节选)我国科学家利用废弃金属资源,合成了催化剂(含镍、钙、铁复合金属氢氧化物),将CO2和电解水产生的H2催化转化为CH4和CO等物质,实现CO2的捕集和应用。
反应3CO2+6H2CH4+2CO+4X中,X为 。
4.(2023·福建)分别加热等质量的两种样品,固体质量随温度变化的曲线如图所示。样品1反应前后各物质的质量如表。分离出样品1反应后的固体乙,与24.0 g甲混合并加热,固体质量变化曲线与样品1的相同。下列说法正确的是 ( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 24.0 2.0 0 0
反应后质量/g 0 2.0 x 1.9
A.该反应是复分解反应
B.x=20.1
C.该条件下丙和丁均为气体
D.乙是催化剂
5.(2022·福建节选)水是生命之源。通常所说的水为H2O,而更广义的水还包括矿物中的氢氧基团(OH)、其他形式的氢(H),它们在高温下才以水分子的形式释放出来。A~C是氢、氧原子及其构成微粒的示意图。
(1)一定条件下由A生成C的化学方程式为 。
A→B→C的变化过程中,从微观的角度来看,不变的是 。
(2)科研工作者将“嫦娥五号”采集的月球玄武岩中的磷灰石分解,其化学方程式为2Ca5(PO4)3(OH)2Ca3(PO4)2+Ca4O(PO4)2+X。则X的化学式为 。
6.(2021·福建节选)(1)举重运动员常将碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]粉末抹在手掌以增大摩擦力。
③该物质分解的化学方程式为Mg2(OH)2CO32X+H2O+CO2↑,X的化学式为 。
7.(2020·福建节选)铜暴露在空气中生成铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]的过程中,空气中参与反应的物质是 。
8.(2020·福建节选)洁厕灵(主要成分为盐酸)与84消毒液混合会产生有毒的氯气(Cl2)。请将该反应的化学方程式补充完整:2HCl+NaClO +Cl2↑+H2O。
9.(2020·福建节选)某化学反应的微观示意图如下:
处的微粒是 (填化学式)。
常见化学反应中的质量关系
9.1 一定条件下,下列物质在密闭容器内充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法不正确的是 ( )
纯净物 C2H5OH O2 CO2 H2O X
反应前质量/g 4.6 2.4 0 0 0
反应后质量/g 0 0 2.2 2.7 待测
A.反应后X的质量为2.1 g
B.X中一定含有碳元素和氧元素
C.X中一定含有碳元素和氢元素
D.X中两种元素的质量比是6∶1或1∶6
回归教材 —— 福建中考核心考点梳理
【单元构建】
【知识清单】
考点1 质量守恒定律的内容 5年3考
1.概念:在化学反应中,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,这个规律叫作质量守恒定律。
2.注意:
①只适用于化学变化,不适用于物理变化。
②研究对象是“各物质”,“参加化学反应的各物质”是指真正参加反应的那部分物质的质量,有些反应需要使用催化剂,不能将催化剂视为反应物。没有参加反应的杂质不能视为反应物。“反应后生成的各物质”是指反应生成的各种新物质,不能遗漏反应生成的气态物质。
③讨论的量特指质量,不适用于体积、分子个数等其他方面的守恒。“各物质的质量总和”包括固、液、气三种状态的物质质量,不能忽略气体的质量。在化学反应中不能因气体逸出导致质量减小而认为不符合质量守恒定律。
考点2 质量守恒定律的微观理解与应用 5年4考
化学反应的微观过程:化学反应的微观过程就是参加反应的各物质(反应物)的微粒(分子、原子、离子)变成新的微粒(分子、原子、离子)的过程。由分子构成的物质在化学反应中生成由分子构成的新物质的变化过程可表示为
分子 原子 分子 新物质
如水电解的微观示意图:
在化学反应前后:
在质量守恒定律的考查中,常呈现微粒模型图,在判断分子个数比时,要紧紧抓住“反应前后原子种类不变、原子数目没有增减”去分析参加反应的分子和生成的分子个数比。在判断化学式时,有机物小分子的化学式中的碳、氢原子个数比不能化为最简整数比,如C2H4不能写成2CH2。
理解质量守恒定律应抓住“六个不变”“两个一定改变”及“两个可能改变”。
六个不变:原子种类不变、原子个数不变、原子质量不变、元素种类不变、元素质量不变、物质总质量不变。
两个一定改变:分子种类一定改变、物质种类一定改变。
两个可能改变:分子总数可能改变、元素化合价可能改变。
【核心突破】
重难点、质量守恒定律的运用
已知物质R由一种或多种物质组成。取一定质量的R在足量的氧气中完全燃烧,生成4.4 g二氧化碳和3.6 g水。下列分析不正确的是 ( )
A.参加反应的R和氧气的质量总和一定等于8.0 g
B.所取R质量的最小值为1.6 g
C.R可能是酒精(C2H5OH)
D.若R为CO和H2的混合物,则CO和H2的分子个数比为1∶2
[思维破冰] A.根据质量守恒定律,反应前反应物的总质量等于反应后生成物的总质量,反应后的二氧化碳和水一共为4.4 g+3.6 g=8 g,故反应前参加反应的R和氧气的质量总和也为8 g;B.反应后的二氧化碳中碳元素的质量为4.4 g×=1.2 g,水中氢元素的质量为3.6 g×=0.4 g,根据反应前后元素的种类和质量保持不变,故反应前R中的碳元素和氢元素分别为1.2 g和0.4 g,由于反应前后必须满足元素守恒,故R至少由C、H两种元素组成,因此R质量的最小值为1.2 g+0.4 g=1.6 g;C.由B可知R中C、H元素质量比为1.2 g∶0.4 g=3∶1,而酒精(C2H5OH)中C、H元素质量比为(2×12)∶(6×1)=4∶1;D.由B的C、H原子个数比为(1.2 g÷12)∶(0.4 g÷1)=1∶4,若R为CO和H2的混合物,则CO和H2的分子中C、H原子个数比也是1∶4,因一个H2分子由两个氢原子构成,故CO和H2的分子个数比为1∶(4÷2)=1∶2。
某化学反应在密闭容器中进行,各物质的分子数目、质量随时间变化情况如图1、图2所示。下列说法错误的是 ( )
A.Z一定属于化合物
B.参加反应的X与Y的质量比为3∶14
C.反应前后分子总数不变
D.Y与Z的相对分子质量之比为28∶17
应用质量守恒定律的解题思路
质量守恒定律的内容是参加化学反应的各物质的总质量与生成的各物质的总质量相等,其实质是反应前后的原子种类、数目和质量均不变,元素种类、质量也均不变。此类题的解题思路一般是根据质量守恒定律,先确定未知物质的质量,观察反应前后的质量变化情况确定反应物和生成物。若涉及元素的种类已确定,可以先根据已知的物质质量初步确定某些已知元素的质量,再通过比较确定某些未知元素的质量。
实验探究 —— 学科核心素养提升
【对接中考】
常见实验6 质量守恒定律的验证
【实验目的】
1.认识质量守恒定律。
2.锻炼观察能力及分析问题的能力。
3.体验从单一称量到整体称量、从开放体系到密闭体系的转化思想。
【实验过程】
实验 用品 实验仪器 锥形瓶、单孔橡胶塞、天平、酒精灯、陶土网等
实验试剂 铜粉、硫酸铜溶液、用砂纸打磨干净的铁丝、盐酸、碳酸钠粉末等
实验 1.铜与氧气反应 2.铁与硫酸铜溶液反应 3.盐酸与碳酸钠粉末反应
实验装置
反应原理 (化学方程式)
实验过程 将装置放在天平上称量,记录所称的质量为m1。再将锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察现象。反应一段时间后停止加热,待装置冷却后再次称量,记录所称的质量为m2 将装置放在天平上称量,记录所称的质量为m1。取下锥形瓶并将其倾斜,使小试管中的硫酸铜溶液进入锥形瓶,观察现象。反应一段时间后再次称量,记录所称的质量为m2 取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入烧杯,观察现象;反应一段时间后,再放回托盘天平上
实验现象 铜粉由红色逐渐变成 ,气球 ;m1=m2 铁丝表面 ,溶液由蓝色变为 ;m1 m2 碳酸钠粉末溶解,溶液中 ;天平
实验分析 能够验证质量守恒定律 不能验证质量守恒定律
【实验结论】
参加化学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。
【实验分析与评价】
(1)实验1中气球的作用:一是 ;二是 。
(2)利用有气体参加或有气体生成的反应验证质量守恒定律时,必须在 容器中进行;所选化学反应的反应现象要 ;装置的气密性要好。
【实验拓展】
1.小明利用稀盐酸和碳酸钠粉末进行反应前后质量的测定(如图)。
(1)该反应的原理为 (用化学方程式表示)。
(2)该实验的现象为 。
(3)实验分析:指针偏向右的原因是 。
(4)实验反思:有气体生成的反应要在 中进行。
(5)实验改进: 。
2.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。通过右图所示装置对“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是 。
(2)此实验中用氧气替代空气的主要目的是 。
3.化学实验是我们应用化学知识、拓展化学思维和培养化学素养的重要途径。认真分析以下实验,其中不能达到预期效果或目的的是 (填字母)。
答案
真题精粹
1.(1)C
(2)①温度未达到红磷的着火点 ②4P+5O22P2O5 ③8.0
(3)①置换反应 ②1∶2
【解析】(1)质量守恒定律适用于化学变化,不适用于物理变化。蔗糖溶解于水中,氯化钠溶液和硝酸钾溶液混合属于物理变化,铁能与氯化铜发生置换反应,故选C。
(2)①0~t1时间段是红磷受热,温度未达到其着火点。②红磷燃烧的化学方程式为4P+5O22P2O5。③根据质量守恒定律,生成氧气的质量=14.2 g-6.2 g=8.0 g。
(3)①甲为单质、乙为化合物、丙为化合物、丁为单质,该反应为置换反应。②根据反应前后,原子种类不变,原子数目没有增减,可判断参加反应的甲物质和生成的丙物质的分子个数比为1∶2。
1.1 A 【解析】A.铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜属于化学变化,反应前后锥形瓶中的质量不变,可以验证质量守恒定律;B.氯化钠溶于水无新物质生成,属于物理变化,无法验证质量守恒定律;C.镁燃烧,氧气参与了反应,但没有在密闭容器中进行,无法验证质量守恒定律;D.过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气,氧气是气体,会逸散到空气中,导致质量减小,无法验证质量守恒定律。
2.氢氧化钠(合理即可)
【解析】化学反应前后,元素种类不变。从元素守恒的视角,以NaCl为基本原料,可能制取的物质有氢氧化钠、氯气、碳酸钠等含有钠元素或氯元素的物质。
3.H2O
【解析】化学反应前后原子的种类及其数目不变。由化学方程式可知,反应前有3个碳原子、6个氧原子和12个氢原子;反应后有3个碳原子、2个氧原子和4个氢原子,则4X中含有4个氧原子和8个氢原子,因此X的化学式为H2O。
4.D 【解析】根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变,由表中数据可知,x=24.0+2.0-2.0-1.9=22.1;反应后甲的质量减小了24.0 g,则甲是反应物;反应前后乙的质量不变,结合固体质量变化曲线图可知,没有加入乙的时候,甲反应所需的温度更高,则乙是该反应的催化剂;反应后丙的质量增加了22.1 g,则丙是生成物;反应后丁的质量增加了1.9 g,则丁也是生成物;该反应是甲在乙的催化作用下生成丙和丁,属于分解反应。
5.(1)2H2+O22H2O 氢原子、氧原子
(2)H2O
【解析】(1)由微观反应示意图可知,该反应是氢气和氧气在一定条件下反应生成水;A→B→C的变化过程中,不变的是氢原子与氧原子。
(2)由质量守恒定律可知,反应前后原子数目不变,每个X分子中含有2个氢原子与1个氧原子,则X的化学式为H2O。
6.MgO
【解析】根据质量守恒定律可知,反应前后原子的种类和数目均不变,反应前含Mg、H、O、C四种元素的原子个数分别为2、2、5、1,反应后已知分子中含H、O、C、Mg四种元素的原子个数分别为2、3、1、0,可判断2X中含有2个镁原子和2个氧原子,则每个X分子由1个镁原子和1个氧原子构成,故物质X的化学式为MgO。
7.CO2、H2O和O2
【解析】根据质量守恒定律,反应前后元素种类、质量均不变。铜生成铜锈,增加了C、H、O三种元素,且铜锈主要成分中的碳、氧原子个数比大于1∶2,由空气成分可知,参与反应的物质是CO2、H2O和O2。
8.NaCl
9.H2O
9.1 B 【解析】乙醇、氧气反应后质量减小,为反应物,参加反应质量分别为4.6 g、2.4 g;二氧化碳和水反应后质量增加,为生成物,生成质量分别为2.2 g、2.7 g;乙醇中碳元素质量:4.6 g××100%=2.4 g,氢元素质量:4.6 g××100%=0.6 g,二氧化碳中碳元素质量:2.2 g××100%=0.6 g,水中氢元素质量:2.7 g××100%=0.3 g; A.反应前后总质量不变,反应后X的质量为4.6 g+2.4 g-2.2 g-2.7 g=2.1 g;B.根据反应前后元素质量不变,X中碳原子质量为2.4 g-0.6 g=1.8 g;氢元素质量=0.6 g-0.3 g=0.3 g,碳元素质量+氢元素质量=1.8 g+0.3 g=2.1 g,故X中只含有碳元素和氢元素,不含氧元素;C.由分析可知,X中碳元素质量与氢元素质量和为2.1 g,故X中只含有碳元素和氢元素;D.X中碳元素与氢元素质量比是1.8 g∶0.3 g=6∶1。
回归教材
核心突破
例题 C
变式训练
C 【解析】由图1可知,X和Y是反应物,Z是生成物,由分子个数的变化情况可知,该反应可表示为3X+Y2Z。由图2可知,参加反应的Y的质量为72 g-44 g=28 g,生成Z的质量为34 g,由质量守恒定律可知参加反应的X的质量为34 g-28 g=6 g。
A.由该反应的化学方程式3X+Y2Z可知,该反应属于化合反应,因此生成物Z一定是化合物;B.由以上分析可知,参加反应的X与Y的质量比为6 g∶28 g=3∶14;C.由该反应的化学方程式3X+Y2Z可知,反应前后分子总数改变;D.设Y、Z的相对分子质量分别为m、n,由化学方程式可知,=,则=。
实验探究
常见实验6 质量守恒定律的验证
【实验过程】2Cu+O22CuO Fe+CuSO4FeSO4+Cu Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ 黑色 先胀大后变瘪 有红色固体析出 浅绿色 = 有气泡产生 不平衡
【实验结论】等于
【实验分析与评价】(1)平衡气压,起缓冲作用,防止橡胶塞冲出 形成密封环境 (2)密闭 明显
【实验拓展】(1)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ (2)碳酸钠粉末溶解,有气泡产生;天平指针向右偏转 (3)生成的二氧化碳气体逸散到空气中,造成天平左边质量减小 (4)密闭容器 (5)将烧杯改为锥形瓶并塞紧橡胶塞(合理即可) 2.(1)铁生锈,反应前后质量相等 (2)增大反应物的浓度,加快反应速率(合理即可)
3.A、C
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