5.1 质量守恒定律
一天,甲、乙两名同学在探究蜡烛燃烧试验时,甲问:“你知道蜡烛燃烧生成的水和二氧化碳的质量吗 ”乙不假思索地回答:“很简单,等于蜡烛燃烧前的总质量减去蜡烛燃烧后剩余的质量。”你觉得乙同学说的对吗
基础堂清
1.在氢气燃烧生成水的反应中,下列一定没有发生改变的是 ( )
A.分子种类 B.物质总质量
C.分子个数 D.元素化合价
2. 用右图装置验证质量守恒定律。反应前称得质量为m1,引燃白磷,冷却后称得质量为m2。下列说法正确的是 ( )
A.实验中白磷一定要过量
B.实验过程中气球膨胀会影响实验结果
C.若装置气密性良好,则m1=m2
D.反应生成P2O5的质量一定等于装置中白磷和氧气的质量和
3.一定质量的某化合物完全燃烧,消耗9.6 g氧气,生成8.8 g二氧化碳和5.4 g水。对该化合物组成判断正确的是 ( )
A.只含有C、H两种元素
B.含有C、H、O三种元素
C.一定含有C、H两种元素,可能含有氧元素
D.以上答案都不正确
素养日清
4. 以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段,请你参与探究并完成下列填空。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等
【猜想与假设】猜想1:不相等。猜想2:相等。
【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。
组号 甲组 乙组
实验方案 (反应后略)
实验现象 , 天平指针向右偏转 ,天平指针没有偏转
结论 猜想1正确 猜想2正确
【反思评价】究竟哪种猜想是正确的 通过讨论,同学们发现甲组中有气体逸出,导致指针向右偏转。得到启示:在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡有气体生成或参加的反应一定要在 中进行。
【得出结论】同学们通过进一步分析发现,反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变,最终得出结论: 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。
【解释】化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,所以质量守恒。
【应用】某固体物质受热会发生分解反应,生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质,则该固体物质一定是由 种元素组成的。
参考答案
基础堂清
1.B 2.C 3.B
素养日清
4.【实验探究】产生大量气泡 铁钉表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色
【反思评价】密闭容器(或封闭体系,合理即可)
【得出结论】参加化学反应(或参加反应)
【应用】四
解析:【实验探究】碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,故现象为产生大量气泡;铁和硫酸铜反应有铜析出,硫酸铜溶液显蓝色,硫酸亚铁溶液显浅绿色,故现象为铁钉表面有一层红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色。
【反思评价】由于气体会逸出,所以有气体生成或有气体参加的反应一定要在密闭容器中进行。
【得出结论】根据质量守恒定律内容分析解答。
【应用】利用质量守恒定律中化学反应前后元素的种类不变的知识解答该问题。5.2 化学方程式(二)
(质量守恒定律)某同学为探究质量守恒定律做了如下三个实验,按要求完成填空。
实验A:白磷燃烧前后质量的测定。
实验B:铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定。
实验C:稀盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定。
(1)实验A:反应后,天平 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)实验B:反应后,天平 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(3)实验C:反应后,天平 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(4)遵守质量守恒定律的实验为 。
(5)可以用来验证质量守恒定律的实验为 ,不能用来验证质量守恒定律的实验为 ,不能验证质量守恒的原因是 。要用该图继续探究质量守恒定律,若试剂不变,改变装置的方法是 。
基础堂清
1.《天工开物》中记载了火法炼锌的工艺,发生的主要化学反应为2C+ZnCO3Zn+3CO↑,从中不能获得的信息是 ( )
A.反应物的质量比 B.生成物有两种
C.反应条件是高温 D.反应速率很快
2.“绿色化学”的理念是“原子利用率为100%”,即原料全部转化为产品。下列反应符合此理念的是 ( )
A.硫与氧气反应:S+O2SO2
B.实验室制氢气:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
C.氢气还原氧化铜:H2+CuOH2O+Cu
D.煅烧石灰石:CaCO3CaO+CO2↑
3.下列化学方程式书写正确的是 ( )
A.硫在氧气中燃烧:S+O2SO2
B.水通电分解:2H2O2H2+O2
C.细铁丝在氧气中燃烧:4Fe +3O22Fe2O3
D.高锰酸钾制取氧气:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
4.某位教师写出了以下六个化学方程式,借此考查同学们对化学方程式的掌握情况,请你帮助他们回答下列问题(填序号)。
①4Fe+3O22Fe2O3
②S+O2SO2
③KClO3KCl+O2↑
④2H2↑+O2↑2H2O
⑤2Mg+O22MgO
⑥CuSO4+2NaOHNa2SO4+Cu(OH)2
(1)违背质量守恒定律(没配平)的是 。
(2)不符合客观事实的是 。
(3)反应条件错写或漏写的是 。
(4)“↑”“↓”符号使用不当的是 。
5.随着经济快速发展,CO2大量排放引发了温室效应加剧等问题,用CO2生成甲醇是CO2减排的有效途径之一。CO2生成甲醇的反应的微观示意图如下:
(1)四种物质中属于单质的是 (填化学式)。
(2)丙物质(CH3OH)由 种元素组成。
(3)能保持丁物质化学性质的最小微粒是 。
(4)写出甲和乙反应生成丙和丁的化学方程式: 。
6.(1)写出下列反应的化学方程式。
硫燃烧: 。
加热高锰酸钾制取氧气: 。
分解过氧化氢制取氧气: 。
红磷燃烧: 。
铁与硫酸铜反应: 。
镁条在氧气中燃烧: 。
(2)配平下列化学方程式。
① Fe2O3+ HCl FeCl3+ H2O
② C2H5OH+ O2 CO2+ H2O
③ Al+ H2SO4 Al2(SO4)3+ H2↑
素养日清
7. 下图表示一定量氯酸钾和二氧化锰的固体混合物,在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法正确的是 ( )
A.物质c表示MnO2
B.若t1时物质a为24.5 g,则t2时物质b为9.6 g
C.t1~t2内固体由三种物质组成
D.反应过程中,钾元素在固体中的质量分数保持不变
8.某化工厂以食盐和水为主要原料生产多种化工产品。
(1)以食盐和水为反应物,经过电解制得Cl2、H2、NaOH三种物质,该反应的化学方程式为 。
(2)氯气溶于水可生成次氯酸(HClO)和盐酸(HCl),该化学方程式为 。
(3)氢气可在氯气中燃烧,生成氯化氢(HCl)气体,该反应的化学方程式为 。
(4)84消毒液的主要成分为次氯酸钠(NaClO),次氯酸钠的制取原理是氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,该反应的化学方程式为 。
参考答案
知识回顾
(1)平衡
(2)平衡
(3)不平衡
(4)实验A、实验B、实验C
(5)实验A、实验B 实验C 反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中,导致天平不平衡 反应在密闭容器中进行
基础堂清
1.D 2.A 3.D
4.(1)③
(2)①
(3)②⑤
(4)④⑥
5.(1)H2
(2)3(或三)
(3)水分子
(4)CO2+3H2 CH3OH+H2O
6.(1)S+O2SO2 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ 4P+5O22P2O5 Fe+CuSO4FeSO4+Cu 2Mg+O22MgO
(2)①1 6 2 3
②1 3 2 3
③2 3 1 3
素养日清
7.C 解析:物质c反应前后质量改变,不能表示MnO2;根据化学方程式的计算并结合图像可知,若t1时参加反应的氯酸钾的质量为24.5 g,则生成物质b(氯化钾)的质量为14.9 g,物质c(氧气)的质量为9.6 g;t1~t2内固体由没有反应的氯酸钾、反应生成的氯化钾和催化剂二氧化锰三种物质组成;随着反应的不断进行,固体中钾元素质量不变,但固体质量减小,钾元素在固体中的质量分数增大。
8.(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)H2+Cl22HCl
(4)2NaOH+Cl2NaCl+H2O+NaClO
解析:(1)根据题中的叙述找出反应物、生成物以及反应条件,然后结合化学方程式的书写规则进行分析。
(2)根据氯气会与水反应生成次氯酸和盐酸进行分析。
(3)根据氢气可以在氯气中燃烧进行分析。
(4)根据氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水进行分析配平。5.2 化学方程式(三)
1.(化学方程式的书写原则)下列书写化学方程式的原则和步骤中,叙述错误的是 ( )
A.必须遵循质量守恒定律
B.一定要注明反应条件
C.不用注明生成物的颜色
D.可以改动物质的化学式,这样可以使配平容易些
2.下列化学方程式书写正确的是 ( )
A.水在直流电作用下分解: 2H2O2H2↑+O2↑
B.往氢氧化钠溶液中加入硫酸铜溶液:2NaOH+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2
C.硫在空气中燃烧:S+O2SO2↑
D.利用过氧化氢溶液制取氧气:H2O2H2+O2↑
基础堂清
1.在4Al+3O22Al2O3的反应中,Al、O2、Al2O3的质量比为 ( )
A.27∶32∶102 B.27∶24∶43
C.4∶3∶2 D.108∶96∶204
2.现将10 g A和足量B混合加热,A与B发生化学反应,10 g A完全反应后生成6 g C和8 g D,则参加反应的A与B的质量比是( )
A.3∶4 B.2∶3
C.5∶2 D.5∶3
3.3.0 g某气体物质在空气中完全燃烧生成4.4 g CO2,同时生成1.8 g H2O,则对该物质相关判断正确的是( )
A.该物质只含碳、氢元素
B.该物质一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
C.该物质由碳、氢、氧元素组成
D.该物质分子中碳原子和氧原子的个数比为1∶2
4.一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应一段时间后,测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.丁可能是不参与反应的杂质
B.该反应的基本反应类型是化合反应
C.该反应中甲一定是化合物
D.该反应中乙与丙发生改变的质量之比是14∶11
5.在反应A+3B2C+3D中,已知A和B的相对分子质量之比为7∶8,当5.6 g A与一定量B恰好完全反应后,生成7.2 g D,则C的质量为 ( )
A.19.2 g B.8.8 g
C.9.6 g D.17.6 g
6.将a、b、c、d 四种物质放入一密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法不正确的是 ( )
物质 a b c d
反应前的质量/g 30 5 10 15
反应后的质量/g 15 5 20 20
A.该反应为分解反应
B.b 可能是该反应的催化剂
C.c一定是单质
D.c和d在反应中的质量比为 2∶1
7.液化石油气的主要成分之一是丙烷(C3H8)。下图是丙烷发生化学反应的微观示意图,下列说法正确的是 ( )
A.乙和丙的元素组成相同
B.丁的化学式为H2O
C.4 g甲完全反应至少需16 g乙
D.生成的丙与丁的分子个数比为1∶1
8.医学上常用过氧化氢溶液来清洗创口。某化学兴趣小组测定了一瓶久置的医用过氧化氢溶液的相关数据(如图所示)。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)充分反应后生成氧气的质量为 g。
(3)参加反应的过氧化氢与生成的氧气的质量比为 (填最简整数比)。
素养日清
9.工业上用电解氧化铝的方法制取单质铝的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑。对“电解10吨氧化铝最多可生产多少吨铝”一题,小丽和小敏两名同学分别采用了两种不同的计算方法。
小丽同学的解法 小敏同学的解法
解:设铝的质量为x。 2Al2O34Al+3O2↑ 204 108 10 t x = x=108×≈5.3 t 答:最多可生成5.3 t铝。 解:氧化铝中铝元素的质量分数为 =≈53% 铝的质量=10 t×53%=5.3 t 答:最多可生成5.3 t铝。
请回答下列问题:
(1)你认为他们的解题思路和方法都正确吗
(2)对“34 g过氧化氢完全分解(化学方程式为2H2O22H2O+O2↑)产生氧气的质量为多少克 ”一题,你认为也能用上述两种方法解答吗 为什么 请写出解题过程。
10. 馨悦同学用14.0 g氯酸钾样品(样品不纯,且杂质受热不分解)和2.0 g二氧化锰混合置于大试管中加热,并在不同时刻对试管中固体的质量做了记录,记录数据绘制成下图所示曲线,试分析并计算:
(1)馨悦同学共制得氧气 g。
(2)所用氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数。
参考答案
知识回顾
1.D 2.A
基础堂清
1.D 2.C 3.C 4.B 5.D 6.C 7.B
8.(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)0.48
(3)17∶8
素养日清
9.(1)小丽和小敏两位同学分别采用根据化学方程式的计算和根据化学式的计算两种方法进行求解,他们的解法都是正确的。
(2)过氧化氢完全分解后除生成的氧气中含有氧元素外,生成的水中也含有氧元素,因此不能用小敏同学的解法来求产生氧气的质量,而只能用小丽所采用的根据化学方程式的计算来求解。
解:设生成氧气的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
34 g x
=
x=16 g
答:生成氧气的质量为16 g。
10.(1)4.8
(2)解:设14.0 g氯酸钾样品中KClO3的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
x 4.8 g
= x=12.25 g
所用氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数为×100%=87.5%
答:所用氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数为87.5%。5.2 化学方程式(一)
我们已经学习了质量守恒定律,那么在化学中有没有一种式子,既能表示出反应物和生成物是什么,又能反映出其遵循质量守恒定律呢 答案是肯定的,它就是化学方程式。那化学方程式应该怎么样表示出来呢
基础堂清
1.银器在使用过程中逐渐失去光泽是因为发生了化学反应:4Ag+O2+2H2S2X+2H2O。根据质量守恒定律可推测X是 ( )
A.Ag2S B.Ag2SO4
C.SO2 D.SO3
2.我国自行研制的大型喷气式民用飞机C919已经进行了商业航班飞行。飞机上使用的氧气发生器以氯酸钠为产氧剂。氯酸钠能产生氧气的原因是其含有 ( )
A.氧元素 B.氧分子
C.氧原子 D.氧离子
3.甲、乙、丙、丁四种物质在反应前后的质量变化如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.x的值是17
B.丙一定是该反应的催化剂
C.参加反应的甲和乙的质量比是7∶13
D.该反应属于化合反应
4.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 X Y Z M
反应前的质量/g 20 5 3 28
反应后的质量/g 待测值 30 3 8
下列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.反应中Y、M的质量比为5∶4
D.待测值为13
5.在反应A+3B2C+2D中,28 g A与一定质量的B恰好完全反应,生成88 g C。若C、D的相对分子质量之比为22∶9,则A与B的相对分子质量之比为 ( )
A.7∶8 B.8∶7 C.7∶24 D.24∶7
素养日清
6. 某小组的同学欲探究酒精的元素组成,在老师的指导下,他们做了如下探究。请你协助他们共同完成以下探究过程:
(1)定性实验:点燃酒精,在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯,烧杯内有水珠生成;迅速倒转烧杯,向烧杯内倒入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊。由此说明酒精燃烧生成了 和 ,证明酒精的成分中一定含有 元素和 元素,但无法确定是否含有 元素。
(2)定量实验:取2.3 g酒精放在密闭的容器内与氧气完全反应。经测定,燃烧后生成二氧化碳4.4 g、水2.7 g,由此可知,参加反应的氧气的质量为 g。
(3)计算推断:4.4 g CO2中氧元素的质量为 g,2.7 g水中氧元素的质量为 g,它们的质量总和 (选填“>”“<”或“=”)参加反应的氧气的质量,由此可以确定酒精是由 三种元素组成的。
参考答案
基础堂清
1.A 2.A 3.D 4.D 5.A
素养日清
6.(1)水 二氧化碳 碳 氢 氧
(2)4.8
(3)3.2 2.4 > 碳、氢、氧
解析:(1)根据实验现象得出燃烧产物为水和二氧化碳,同时根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,得出酒精成分中一定有碳、氢元素,氧元素不能确定,因为酒精在氧气中燃烧,水和二氧化碳中的氧元素可能全部来自氧气。
(2)根据质量守恒定律,参加反应的反应物和生成物的总质量相等。
(3)将计算得出的生成的水和二氧化碳中氧元素的质量之和与参加反应的氧气质量进行比较,得出它们的质量总和大于参加反应的氧气质量,根据质量守恒定律得出,酒精是由碳、氢、氧三种元素组成的。第五单元 化学反应的定量关系 巩固
1.(质量守恒定律)甲、乙、丙、丁四种物质在反应前后的质量关系如图所示,下列有关说法错误的是 ( )
A.参加反应的甲和乙的质量比为2∶7
B.丙可能是该反应的催化剂
C.丁一定是化合物
D.x的值是7
2.(化学方程式)在反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3中, 份质量的铝和 份质量的Fe2O3反应,生成 份质量的铁和 份质量的Al2O3。欲制28 g铁,则需要铝 g。
基础堂清
1.化学反应前后,一定不变的是 ( )
①原子种类 ②原子数目 ③分子种类
④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
A.①②⑤ B.①②④⑤
C.①③④⑥ D.②⑤⑥
2. 用下图所示装置及药品验证质量守恒定律,其中能达到实验目的的是 ( )
A.①②③ B.①③④
C.①③ D.②④
3.在一个密闭容器中有X、Y、Z、W四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下:
物质 X Y Z W
反应前质量/g 10 1 45 5
反应后质量/g 7 待测 5 16
下列说法正确的是 ( )
A.该反应为分解反应
B.反应中生成W的质量为16 g
C.反应后Y的质量为33 g
D.若Z、W的相对分子质量之比为20∶11,则反应中Z与W的化学计量数之比是1∶2
4.四名同学正在讨论某一化学方程式表示的意义,他们所描述的化学方程式是 ( )
甲:反应在点燃条件下进行
乙:各物质的分子个数比为2∶1∶2
丙:是化合反应
丁:各物质的质量比为1∶8∶9
A.S+O2SO2
B.2C+O22CO
C.2H2+O22H2O
D.3Fe+2O2Fe3O4
5. 在反应X+2YR+2M中,已知R和M的相对分子质量之比为22∶9,当1.6 g X与Y完全反应后,生成 4.4 g R,则在此反应中Y和M的质量比是 ( )
A.16∶9 B.23∶9 C.32∶9 D.46∶9
6.密闭容器中,一定质量的硫粉在过量的氧气中燃烧,充分反应后,各相关量与时间的对应关系正确的是 ( )
A B
C D
7.写出下列反应的化学方程式。
(1)盐酸(HCl)与氢氧化钠(NaOH)溶液反应生成氯化钠和水: 。
(2)常温下,铝具有很好的抗腐蚀性能,是因为铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,发生的反应的化学方程式是 。
(3)氢氧化钙、黏土和沙子掺水混合而成的建筑材料俗称“三合土”,其暴露在空气中会发生化学反应,生成碳酸钙而变得坚硬,该反应的化学方程式是 。
8.下图是某反应的微观粒子示意图。请回答:
(1)根据化学反应的本质,反应物的方框内还应补充的粒子及数目是 (填字母)。
A.一个“” B.两个“”
C.一个“” D.两个“”
(2)两种生成物分子的共同之处是 ,该反应属于基本反应类型中的 反应。
素养日清
9.实验室用34 g过氧化氢溶液和1 g二氧化锰制取氧气,实验的相关数据如图所示。请回答:
(1)二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的 都没有发生变化。
(2)反应生成氧气的质量为 g。
(3)计算该过氧化氢溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程)
10. 医用碳酸氢钠片可用于治疗胃酸过多,某同学为测定某碳酸氢钠片中碳酸氢钠的质量分数,取10.0 g样品放入烧杯中,分两次加入稀盐酸(假设杂质不参与反应),充分反应。测定实验数据如表:
加入稀盐酸的次数 第一次 第二次
加入稀盐酸的质量/g 40.0 40.0
生成气体的质量/g 3.3 1.1
(1)加入两次稀盐酸后,生成二氧化碳的总质量是 g。
(2)请计算该样品中碳酸氢钠的质量分数(写出计算过程)。(反应的化学方程式为 )
参考答案
1.A
2.54 160 112 102 13.5
基础堂清
1.A 2.C 3.C 4.C 5.A 6.A
7.(1)HCl+NaOHNaCl+H2O
(2)4Al+3O22Al2O3
(3)Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
8.(1)C
(2)一个分子含有两个相同的原子 分解
素养日清
9.(1)质量和化学性质
(2)1.6
(3)解:设该过氧化氢溶液中溶质的质量分数为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
34 g×x 1.6 g
= x=10%
答:该过氧化氢溶液中溶质的质量分数为10%。
解析:(1)二氧化锰作为催化剂,在化学反应前后其本身的质量和化学性质都没有发生变化。
(2)根据质量守恒定律可得,反应生成氧气的质量为35 g-33.4 g=1.6 g。
10.(1)4.4
(2)NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
解:设该样品中碳酸氢钠的质量为x。
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
84 44
x 4.4 g
= x=8.4 g
该样品中碳酸氢钠的质量分数为×100%=84%
答:该样品中碳酸氢钠的质量分数为84%。
