5.1质量守恒定律同步练习（含解析） 人教版化学九年级上册

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5.1质量守恒定律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．10 g甲与足量的乙反应，生成8g丙和15g丁，则参加反应的乙的质量是
A．13g B．23g C．18g D．25g
2．化学变化前后一定不会发生变化是
A．物质种类 B．分子种类 C．原子种类 D．分子总数
3．某同学在实验时不慎将铝片掉入一杯氢氧化钠溶液中，结果发现产生大量气泡，生成一种无色无味气体，该气体可能是下列的（　　）
A．二氧化碳 B．甲烷 C．氢气 D．二氧化硫
4．10 g A和足量B混合加热，充分反应后生成8 g C和4 g D，则参加反应的A和B的质量比为
A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．5∶1
5．下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是
A． B．
C． D．
6．关于化学方程式的理解，正确的是
A．反应前后分子总数不变
B．该反应的反应物是一氧化碳
C．在点燃的条件下，碳和氧气反应生成一氧化碳
D．每两份质量的碳和一份质量的氧气恰好完全反应生成两份质量的一氧化碳
7．古籍《抱朴子》中记载：“丹砂（HgS）烧之成水银，积变又还成丹砂。”下列说法不正确的是
A．“烧之”说明该反应需要加热
B．“水银”是指金属银
C．上述反应中可能有硫生成
D．“积变又还成丹砂”是化学变化
8．下列物质均可在氧气中燃烧，可能生成氮气的是
A．C2H4 B．NH3 C．H2S D．PH3
9．某化合物与3.2g氧气恰好完全反应生成2.2g二氧化碳和1.8g水，该化合物的说法正确的是
A．参加反应的化合物的质量为1.2g B．一定含有碳、氢、氧三种元素
C．一定含有碳、氢两种元素，不含氧元素 D．化合物中碳、氧原子个数比为1∶3
10．某密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及反应一段时间后各物质的质量变化如图所示，下列说法正确的是
A．乙一定是该反应的催化剂
B．该反应属于化合反应
C．甲、丙的相对分子质量比为4：15
D．若继续反应至丙为55g，则此时甲和丁的质量比为25：11
二、非选择题
11．利用注射器模拟电解水实验装置(如图1所示)。烧杯中盛有蒸馏水，加入氢氧化钠是为了增强导电性，接通电源。
(1)检验负极产生的气体时，观察到的现象为 。
(2)下列实验也能证明水是由氢元素和氧元素组成的是_______。(填字母序号)
A．水的净化
B．氢气在氧气中燃烧
C．水的蒸发
D．氢气和氧化铜反应生成铜和水
(3)为研究影响电解水反应速率的因素，利用12V直流电源进行了相关实验探究，数据如下：
编号 温度(℃) NaOH溶液浓度 负极产生的气体体积(mL) 正极产生的气体体积(mL) 电解时间(s)
a 20 2% 20 9.8 54.0
b 20 5% 20 9.8 36.2
c 30 2% 20 9.9 x
d 30 5% 20 9.9 35.4
①比较实验a和实验b，可得到的结论是 。
②分析四组实验数据，实验c的电解时间“x”可能是 。(填字母序号)
A．32.4　　　B．35.2　　　C．50.2　　　D．55.6
③某同学在做完上述分组实验后，发现电解水反应速率最快的是实验d．他想在此基础上进一步探究更快速电解水的途径，通过查阅资料，他发现当其他条件不变时，增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率，则以下措施可行的是 (填字母序号)。
A．温度：10℃，NaOH溶液浓度：5%，电压：12V
B．温度：20℃，NaOH溶液浓度：5%，电压：12V
C．温度：30℃，NaOH溶液浓度：5%，电压：15V
12．在“质量守恒定律”的课堂学习中，同学们设计了如下图所示的实验来验证质量守恒定律。回答下列问题：

【实验验证】
(1)A实验反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量 （填“相等”或“不相等”），反应的化学方程式为 。
(2)B实验中天平指针会向 （填“左”或“右”）偏转，原因是 。
【微观解释】
(3)由质量守恒定律可知，化学反应前后一定不变的是 （填序号）。
①原子种类 ②原子数目 ③原子质量 ④分子种类
【综合应用】
(4)24g镁在氧气中完全燃烧后，生成氧化镁的质量 （填“大于”“小于”或“等于”）24g。
(5)植物的光合作用可表示为： ，可推测淀粉中一定含有 元素。
(6)葡萄糖是一种重要的营养物质，它在人体内反应的化学方程式为： ，则X的化学式为 。
13．已知某纯净物2.3g在足量的氧气中充分燃烧后，生成4.4g二氧化碳和2.7g水。请计算该纯净物中是否含有氧元素？若有，氧元素的质量为多少？
14．探索物质的组成与结构
I.构建原子模型，认识物质组成规律
为了揭示原子结构的奥秘，人类经历了漫长的探索。
材料一：1803年，道尔顿在原子论中提出：物质由微小的不可再分的原子构成。
材料二：1897年，汤姆生发现原子内有带负电的微粒，否定了“原子不可再分”。
材料三：1911年，卢瑟福进行了著名的α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大角度的偏转，并且有极少数α粒子被金箔弹了回来。
材料四：1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，同时有微粒从氮原子中被打出。
(1)汤姆生实验中，带负电的微粒是 。
(2)卢瑟福实验中使用的金箔是由 (填微观粒子的名称)构成的；通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为 (填图1中字母)。
(3)当α粒子轰击金箔时，图2所示的运动轨迹不可能是 (填图2中字母)。
(4)请你分析材料四，推测被打出的微粒是 。该过程是否属于化学变化？请结合化学变化的微观本质进行回答： 。
(5)万物皆原子，原子是构成一切化学物质的基本单元。
图中是氢、氖、钠和氯的原子结构示意图。请以氖气、氯化氢和氯化钠三种物质为例，从原子直接或间接构成物质的角度，简要谈谈你对“原子是构成一切化学物质的基本单元”的理解： 。
Ⅱ.探索分子构成的奥秘
十九世纪初，科学家们提出早期的分子学说，部分观点如下：
观点1：分子不能用物理方法分割，化学方法可使它解离。
观点2：单质分子由同种原子构成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成。
观点3：分子质量大，原子质量小。
观点4：分子质量等于组成它的原子质量总和。
(6)根据以上材料回答问题：
①举例说明观点1是正确的 。
②从元素角度谈谈你对观点2的认识 。
③举例说明观点3的局限性 。
④原子、分子质量很小，为计算和使用方便引入相对原子质量，结合观点4判断下列说法正确的是(填字母序号) 。
A．相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理
B．相对原子质量是一个原子质量与一个碳-12原子质量的比值
C．两种原子的相对原子质量之比与相对质量比没有必然联系。
(7)图中A、B是汽油中所含物质的分子结构模型。
观察A和B两种物质的分子结构模型，A分子和B分子的 构成相同(填“元素”、“原子”或“离子”)。你认为A和B的化学性质 (填“是”或“否”)相同。
Ⅲ.探究元素与物质组成的奥秘
1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加。
(8)下列说法正确的是______。
A．实验中收集到的可燃性气体是氢气
B．铁在该实验中起催化作用
C．实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量
D．由该实验可得出“水不是一种元素”
15．质量守恒定律
内容： 的各物质的 等于反应后生成的各物质的 。 变化都遵循质量守恒定律。质量守恒定律不适用解释 变化。定律只适用于 守恒，不包括体积守恒、分子数守恒等。
16．探究质量守恒定律的实验装置
(1)无气态物质参加或生成的反应，可在 中进行，如铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定。
(2)有气态物质参加或生成的反应，应在 中进行，如红磷燃烧实验前后质量的测定。
《5.1质量守恒定律》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C C D D C B B C D
1．A
【详解】10g甲与足量的乙反应，生成8g丙和15g丁，由质量守恒定律，参加反应的甲和乙的质量之和等于生成丙和丁的质量之和，则参加反应的乙的质量为8g+15g-10g=13g。
故选：A。
2．C
【详解】A、化学变化有新物质生成，则化学变化前后物质的种类一定改变，不符合题意；
B、化学变化的实质是分子再分成原子，原子重新组合成新的分子，则化学变化前后一定有新分子生成，分子种类一定发生变化，不符合题意；
C、化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不发生改变，故化学反应前后原子种类一定不发生改变，符合题意；
D、化学反应前后分子种类可能发生改变，不符合题意。
故选C。
3．C
【详解】氢氧化钠和铝含有钠、氢、氧和铝四种元素，反应后也应只含有这四种元素：
A、二氧化碳含有碳和氧元素，而反应物没有碳元素，选项A不符合题意；
B、甲烷含有碳和氢元素，而反应物没有碳元素，选项B不符合题意；
C、氢气只含有氢元素，符合题目要求，选项C符合题意；
D、二氧化硫含有硫元素和氧元素，而反应物不含有硫元素，选项 D不符合题意。故选C。
4．D
【详解】由质量守恒定律可知，参加反应的B物质的质量=5g+4g-10g=2g，则参加反应的A和B的质量比是10g:2g=5:1，故选D。
5．D
【详解】A、镁条在空气中燃烧，因为有氧气参加反应，反应后固体质量会明显增大，不能直接用于验证质量守恒定律，故A选项不符合题意；
B、蜡烛燃烧会与空气中的氧气反应， 另外反应后生成二氧化碳气体和水逸散到空气中，不能直接验证质量守恒定律，故B选项不符合题意；
C、食盐溶于水的过程没有新物质生成，属于物理变化，不能验证质量守恒定律，故C选项不符合题意；
D、红磷燃烧是化学变化，且是密闭装置，能直接用于验证质量守恒定律，故D选项符合题意。
故选D。
【点睛】做验证质量守恒定律的实验时选用药品和装置应该考虑到：①只有质量没有变化的化学变化才能验证质量守恒；②如果反应物中有气体参加反应，或生成物中有气体生成，应该选用密闭装置。
6．C
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前，原子的种类、数目、质量不变，分子的数目改变，故A选项错误；
B、一氧化碳是在反应后产生的，为生成物，故B选项错误；
C、反应条件为点燃，碳和氧气反应生成是一氧化碳，故C选项正确；
D、每24份质量的碳和32份质量的氧气恰好完全反应生成64份质量的一氧化碳，故D选项错误；
故答案选C。
7．B
【详解】A、“烧之”说明该反应需要加热，该选项说法正确；
B、“水银”是指金属汞，该选项说法不正确；
C、丹砂中含有硫元素，根据质量守恒定律，该反应中可能有硫生成，该选项说法正确；
D、“积变又还成丹砂”的过程中有新物质生成，属于化学变化，该选项说法正确。
故选B。
8．B
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，C2H4由C、H元素组成，不含氮元素，不可能生成氮气，不符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，氨气由N、H元素组成，氨气在氧气中燃烧，可能生成氮气，符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，H2S由H、S元素组成，不含氮元素，不可能生成氮气，不符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，PH3由P、H元素组成，不含氮元素，不可能生成氮气，不符合题意。
故选B。
9．C
【详解】A、根据质量守恒定律，参加反应的化合物的质量为：2.2g+1.8g-3.2g=0.8g，故A错误；
B、根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，质量不变，则化合物中碳元素的质量等于生成的二氧化碳中碳元素的质量，为：=0.6g；化合物中氢元素的质量等于生成的水中氢元素的质量，为：=0.2g；碳、氢元素的质量和为：0.6g+0.2g=0.8g，则化合物中只含有碳、氢元素，不含氧元素，故B错误；
C、根据C的分析，化合物中只含有碳、氢元素，不含氧元素，故C正确；
D、化合物中碳、氧原子个数比为=1∶4，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】A、反应前后乙的质量不变，则乙可能是该反应的催化剂，故选项说法不正确；
B、该反应是丁在一定条件下生成甲和丙，符合一变多的特点，属于分解反应，故选项说法不正确；
C、反应中甲、丙的质量变化比为（21g-17g):(40g-25g)=4:15,由于不知道化学计量数，则不能确定甲、丙相对分子质量比， 故选项说法不正确；
D、根据质量守恒定律可知a为49，反应中丁、甲、丙的质量变化比为(49g-30g):(21g-17g):(40g-25g) =19:4:15,若继续反应至丙为55g，即又生成15g丙，则同时生成4g甲，此时甲的质量为21g+4g=25g,丁的质量为30g-13g=11g,所以，若继续反应至丙为55g，则此时甲和丁的质量比为25：11，故选项说法正确；
故选D。
11．(1)气体燃烧，产生淡蓝色火焰
(2)BD
(3) 相同温度，氢氧化钠溶液浓度越高，电解水的速率越快 C C
【详解】（1）在电解水实验中，根据“正氧负氢，氧一氢二”可知，负极产生的是氢气，氢气具有可燃性，用燃着的木条检验氢气，可观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰；
（2）A、水的净化是除去水中的杂质，不能验证水的组成，不符合题意；
B、氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，依据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，可得出水是由氢、氧元素组成的，符合题意；
C、水的蒸发属于物理变化，不能验证水的组成，不符合题意；
D、氢气和氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，依据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，可得出水是由氢、氧元素组成的，符合题意。
故选：BD；
（3）①由表格数据可知，a、b实验的温度相同，其中b实验加入5%的氢氧化钠溶液的电解时间为36.2s，a实验加入2%的氢氧化钠溶液的电解时间为54.0s，说明温度相同，氢氧化钠溶液浓度越高，电解水的速率越快；
②对比a、b实验可知温度相同，氢氧化钠溶液浓度越高，电解水的速率越快，则c、d实验温度相同时，c实验中加入2%的氢氧化钠溶液的电解时间比d实验中加入5%的氢氧化钠溶液的电解时间长，即x＞35.4；对比b、d实验可知氢氧化钠溶液浓度相同，温度越高，电解水的速率越快，则a、c实验氢氧化钠溶液的浓度相同时，a实验中温度为20℃时的电解时间比c实验中温度为30℃时的电解时间长，即x＜54.4，所以实验c的电解时间“x”应在35.4～54.0之间，故选：C；
③已知电解水反应速率最快的是实验d，在此基础上进一步探究更快速电解水的途径，即当其他条件不变时，增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率，变量为直流电的电压，则需在实验d的基础上改变直流电的电压进行实验，故选：C。
12．(1) 相等
(2) 右 蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水散逸到了空气中
(3)①②③
(4)大于
(5)碳、氢
(6)O2
【详解】（1）A实验是密闭装置，则反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量相等，硫酸铜和锌反应产生硫酸锌和铜，反应的化学方程式为；
（2）B实验蜡烛在空气中燃烧，产生的水、二氧化碳逸散到空气中，左边质量会减少，天平指针会向右偏转；故填：右；蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水散逸到了空气中；
（3）化学反应前后肯定没有变化的是原子数目、原子种类、原子质量。故答案为：①②③。
（4）镁和氧气反应产生氧化镁，则生成氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量总和，则生成氧化镁的质量大于24g。
（5）根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，光合作用反应前元素种类是C、H、O，则反应后也是C、H、O三种，氧气提供了氧元素，则淀粉中一定含有碳、氢元素。
（6）光合作用需要吸收太阳能，反应物中碳、氢、氧原子个数分别为6、12、18，反应后的生成物中碳、氢、氧原子个数分别为6、12、6，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由2个氧原子构成，则物质X的化学式为O2。
13．有氧元素，氧元素的质量为 0.8g
【详解】解：根据质量守恒定律，纯净物中一定含有碳元素和氢元素
纯净物中碳元素的质量与二氧化碳中碳元素的质量相等，即
m（C）=4.4g××100%=1.2g
纯净物中氢元素的质量等于水中氢元素的质量，即
m（H）=2.7g××100%=0.3g
因为m（C）+m（H）=1.2g+0.3g=1.5g＜2.3g
所以 纯净物中一定有氧元素
氧元素的质量为2.3g-1.2g-0.3g=0.8g。
14．(1)电子
(2) 原子/金原子 C
(3)BC
(4) 质子 不属于化学变化，化学变化中原子种类不变
(5)氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子先构成氯化氢分子，再间接构成氯化氢这种物质；氯原子和钠原子先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质
(6) 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，在该反应中，氢分子分为氢原子，氧分子分为氧原子，氢原子和氧原子结合为水分子 单质由同种元素组成，化合物由不同种元素组成 氢分子比铁原子质量小 A
(7) 原子 否
(8)AD
【详解】（1）汤姆生发现原子内有带负电的微粒，原子内部带负电的微粒是电子。
（2）金箔属于金属单质，是由原子构成的；
卢瑟福实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，说明原子内部有很大的空间，有少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明原子内部有带正电荷的微粒，有极少数α粒子被金箔弹了回来，说明原子内部存在质量较大的部分，故通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为C。
（3）α粒子由2个质子和2个中子构成，则α粒子带正电，原子核也带正电，故当α粒子轰击金箔时，不可能出现被原子核吸引和靠近原子核的轨迹，故图2所示的运动轨迹不可能是BC。
（4）用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，一个α粒子由2个质子和2个中子构成，每个氮原子中含7个质子，每个氧原子中含8个质子，则被打出的微粒是质子；
原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中，原子种类不变，该过程中，原子种类发生了改变，故不属于化学变化。
（5）氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子先构成氯化氢分子，再间接构成氯化氢这种物质；氯原子和钠原子先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质，故原子是构成一切化学物质的基本单元。
（6）①在氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水的反应中，氢分子分为氢原子，氧分子分为氧原子，氢原子和氧原子结合为水分子，说明化学方法可使分子解离。
②元素是质子数相同的一类原子的总称，单质分子由同种原子构成，说明单质由同种元素组成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成，则化合物由不同种元素组成。
③分子比组成它的原子质量大，但是不是所有分子都比原子大，如氢分子比铁原子质量小。
④A、原子的质量很小，书写和使用都不方便，故国际上一致同意采用相对原子质量，即以一种碳原子质量的为标准，其它原子的质量与它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量，故相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理，符合题意；
B、相对原子质量是以一种碳原子质量的为标准，其它原子的质量与它相比较所得到的比，不符合题意；
C、两种原子的相对质量比与两种原子的相对原子质量之比相等，不符合题意。
故选A。
（7）由图可知，A分子和B分子的原子构成相同，均是由碳原子和氢原子构成；
A和B的分子结构不同，故化学性质不相同，故填：否；
（8）A、将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Fe、H、O，生成物中也应含Fe、H、O，故生成的可燃性气体是氢气，符合题意；
B、反应后，铁管质量增加，而催化剂化学反应前后，质量不变，故铁不是催化剂，不符合题意；
C、该反应应是铁和水蒸气在高温下反应生成铁的氧化物和氢气，故实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量与生成氢气的质量和，不符合题意；
D、该反应应是铁和水蒸气在高温下反应生成铁的氧化物和氢气，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含Fe、H、O，铁由铁元素组成，故水中一定含H、O元素，可得出“水不是一种元素”，符合题意。
故选AD。
15． 参加反应 质量总和 质量总和 任何化学 物理 质量
【详解】质量守恒定律是指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；任何化学变化都遵循质量守恒定律；质量守恒定律不适用解释物理变化；定律只适用于质量守恒，不包括体积守恒、分子数守恒等；故①填：参加反应，②填：质量总和，③填：质量总和，④填：任何化学，⑤填：物理，⑥填：质量。
16．(1)敞口装置
(2)密闭容器
【分析】质量守恒定律指出：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。要证明这一定律，实验必须在密闭容器中进行,或在敞口容器中实验时,无气体逸出或不与空气中某物质反应。
【详解】（1）铁钉与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，没有气体参加，也没有气体生成，故可在敞口装置中进行。
（2）红磷燃烧是红磷与氧气反应生成五氧化二磷，有气体参加反应，且反应生产大量白烟会逸散到时空气中，因此要在密闭容器中进行。
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