4.2 质量守恒定律
【题型1】质量守恒定律的内容和微观解释 1
【题型2】质量守恒定律的实验探究 3
【题型3】用质量守恒定律解释宏观现象 7
【题型4】物质组成元素的推断 7
【题型5】有关质量守恒定律的计算 9
【题型6】密闭容器中反应数据的处理 11
【题型1】质量守恒定律的内容和微观解释
【典型例题】化学反应前后肯定没有变化的是（ ）
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.①③⑤⑥
【举一反三1】下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ）
A.石蜡熔化前后，其质量不变
B.铁钉和硫酸铜溶液反应，反应前后物质的总质量不变
C.木炭在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比木材的质量小
D.镁带在空气中燃烧生成物的质量比镁带大
【举一反三2】下列对质量守恒定律的理解正确的是( )
A.将5 g铁和5 g 铜混合后物质的总质量为10 g，遵守质量守恒定律
B.硫和氧气恰好完全反应，生成物二氧化硫的质量等于反应前硫和氧气的总质量
C.化学反应前后分子的总数一定会发生变化
D.纸张燃烧后质量减少，不遵循质量守恒定律
【举一反三3】化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
微观角度：我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷(CH4)和X。该反应的微观示意图如图所示，请你画出X分子的微观示意图： 。
【举一反三4】实验证明，34g过氧化氢完全分解生成16g氧气和18g水，请从宏观或微观的角度分析，该反应前后：
(1)肯定不会改变的是 。
(2)肯定会改变的是 。
【举一反三5】定律是对自然现象或关系的描述，通常可以用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料：
(1)玻意耳实验中，金属灰增加的质量等于 。
(2)质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有 （填字母）。
A．要善于总结前人的成果和经验
B．实验的成功与否，取决于试剂的选择
C．定量方法是科学研究的重要方法
受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。
(3)小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路 。
【举一反三6】根据图所示实验回答下列问题。
（1）实验一中，集气瓶底放水的作用是 。
（2）实验二中，向冷水和热水中分别加入等质量的品红，分析观察到的实验现象，可以得 出 的实验结论。
（3）实验三结束后，天平指针向右偏，该实验 （选填“遵循”或“不遵循”）质量守恒定律，天平不平衡的原因是 。
【题型2】质量守恒定律的实验探究
【典型例题】某化学探究小组按图1、图2装置验证质量守恒定律，实验过程中瓶内物质质量变化用图3表示。下列有关说法正确的是（ ）
A.实验过程中锥形瓶内固体由黑色变为红色
B.实验过程中固体物质的质量变化与图3相符
C.气球的作用是平衡气压，形成密闭体系
D.该反应前后，铜原子和氧原子的种类、数目均不变，但质量增大
【举一反三1】在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图像能正确表示对应变化关系的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】如图是兴趣小组设计的验证质量守恒定律的实验，下列说法不正确的是（ ）
A.实验1反应前后天平始终保持平衡
B.实验2，发现铜片在空气中灼烧后固体质量变大，不符合质量守恒定律
C.实验3中，观察到反应后天平不平衡，原因是生成的逸散到空气中
D.实验2和实验3应在密闭装置中进行反应
【举一反三3】下列实验不能用于验证质量守恒定律的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【举一反三4】下列实验中通过称量前后装置质量（托盘天平已省略），能用来验证质量守恒定律的是（ ）
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【举一反三5】小李用盐酸与碳酸钠粉末反应验证质量守恒定律，实验如图（已知碳酸钠和稀盐酸反应产生气体）：
（1）根据实验目的，小李必须测量的实验数据是____________（填字母）。
A．锥形瓶质量
B．气球质量
C．反应前整个反应装置（包括里边的物质）的质量
D．反应后整个反应装置（包括里边的物质）的质量
（2）将气密性良好的反应装置放在天平左盘，使天平平衡后再将碳酸钠粉末倒入锥形瓶中，反应结束后，气球鼓起，天平向右倾斜。小李按规范操作重新实验，得到相同结果。请你帮他分析原因：_____________ 。
【举一反三6】用如图所示的2个实验验证质量守恒定律（已知碳酸钠和稀盐酸反应会产生气体）。
(1)图甲所示实验：在实验前要在锥形瓶底部铺一层细沙，其作用是防止______________________。此实验中气球的主要作用是______________________。实验过程中，可看到气球的变化情况是______________________。
(2)用图乙装置探究质量守恒定律时，实验步骤如下：将烧杯放在托盘天平上，调节天平平衡，然后倾斜烧杯使稀盐酸与碳酸钠粉末接触，一段时间后再把烧杯放在天平上，发现天平的指针偏右，造成天平的指针向右偏转的原因是______________________；该反应______________________（填“遵循”或“不遵循”)质量守恒定律。
(3)由上述现象可知，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或生成的化学反应来设计实验，在装置设计方面应做到______________________。
【题型3】用质量守恒定律解释宏观现象
【典型例题】下列说法正确的是( )
A.铜丝在火焰上灼烧，灼烧后的“铜丝”质量变小
B.纸张燃烧后有黑色的灰烬残留，说明纸张中含有碳元素
C.二氧化碳通入澄清石灰水中，溶液质量变大
D.加热高锰酸钾完全反应后产生氧气的质量等于高锰酸钾中氧元素的质量
【举一反三1】下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.蜡烛燃烧后质量变小
B.酒精敞口放置一段时间后质量变小
C.镁条燃烧，生成物的质量比镁条的质量大
D.纸燃烧化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小
【举一反三2】“镁条在空气中燃烧后，生成物的质量比镁条的质量大，说明质量守恒定律不是普遍规律。”这种说法对吗？为什么？______________________________________________________________________。
【举一反三3】请利用所学内容，解释下列现象。
（1）纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小。
（2）将密封好的食品从平原带到高原时，包装袋会鼓起（从分子的角度解释）。
【举一反三4】某同学将一小石块（主要成分是碳酸钙）放在试管中加强热，发现质量减少了，他猜想这一事实与质量守恒定律发生了矛盾；你认为这种想法对吗？为什么？
【题型4】物质组成元素的推断
【典型例题】某物质在氧气中充分燃烧后，生成二氧化碳和水两种产物，该物质（ ）
A.一定含有碳氢元素
B.一定含有碳氢氧元素
C.一定只含有碳氢元素
D.一定含有碳氢元素，可能含有氧元素
【举一反三1】下列物质均可用作燃料，在O2中充分燃烧时，不会产生CO2的是（ ）
A.CH4
B.S
C.C
D.CO
【举一反三2】硝酸铵(NH NO )被加热到3 000 ℃以上时，在有限的空间内能引起爆炸，爆炸的产物中不可能含有( )
A. N B. CO C. H O D. NO
【举一反三3】将2.3g物质R完全燃烧，则需要消耗4.8gO2，生成4.4gCO2和2.7gH2O，根据上述事实，可以判断R中（ ）
A.只含碳、氢元素
B.R属于氧化物
C.含碳、氢、氧三种元素
D.2.3gR中含氧元素0.6g
【举一反三4】古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即乙酸；今有我国科研人员研究出制取乙酸的新方法，涉及的化学反应为：二氧化碳+甲烷乙酸，根据以上信息，下列关于乙酸组成的推测中，正确的是（ ）
A.只含碳、氢元素
B.含有碳、氢、氧三种元素
C.含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D.无法确定是否含有碳、氢元素
【举一反三5】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，若甲的质量是，生成二氧化碳质量是，水的质量是，则碳、氢元素的质量比是 ，甲物质的组成元素是 。
【举一反三6】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，若甲的质量是，生成二氧化碳质量是，水的质量是，则碳、氢元素的质量比是 ，甲物质的组成元素是 。
【举一反三7】请完成下列填空。
(1)，由此可推知A中说明该物质中一定含 元素，可能含 元素。
(2)1.6g某物质在氧气中燃烧生成1.8g和4.4g，试推断该物质的组成元素为 。
(3)某物质加热分解产生氧化镁和水，则该物质含有的全部元素是 。
【题型5】有关质量守恒定律的计算
【典型例题】长期以来，许多化学家通过大量的严谨的科学实验，证明了质量守恒定律是普遍存在的客观事实。在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量变化如图。下列说法中不正确的（ ）
A.甲为生成物
B.丙可能为该反应的催化剂
C.参加反应的乙、丁质量比为
D.丁的相对分子质量是甲的2倍
【举一反三1】在反应2A+B=3C+2D中，适量的A和16g的B恰好完全反应生成18gC和50gD。若B的相对分子质量为32，则A的相对分子质量为（ ）
A.208 B.104 C.52 D.26
【举一反三2】已知23 g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44 g二氧化碳和27 g水。下列说法中错误的是（ ）
A.X中一定含有三种元素
B.该反应消耗氧气的质量为48 g
C.X中H两种元素的质量比为4：1
D.H的原子个数比为1：2
【举一反三3】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8.8g二氧化碳和5.4g水，下列分析错误的是（ ）
A.参加反应的R和氧气的质量总和一定等于14.2g
B.所取R质量的最小值为3.0g
C.R可能是酒精(C2H5OH)
D.R可能为甲烷(CH4)
【举一反三4】m g硫和n g氧气在密闭容器中点燃，充分反应后，生成二氧化硫的质量( )
A.等于（m＋n） g
B.大于（m＋n） g
C.小于（m＋n） g
D.小于或等于（m＋n） g
【举一反三5】现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成8.1 g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物12.6 g，参加反应的乙醇的质量为 g。
【举一反三6】在点燃条件下，一定质量的与完全反应生成和xgCO。那么x数值是 ，与CO的化学计量数之比为 。
【举一反三7】在点燃的条件下，一定质量的乙炔[C2H2]与O2发生反应，结果生成H2O的质量为1.8g、生成CO与CO2的混合气体的质量为8g，那么参加反应的氧气质量是 g，参加反应的C2H2与O2的分子个数之比为 。
【举一反三8】一定质量的甲烷（CH4），在不充足的氧气中燃烧，甲烷完全反应，生成物中只有CO、CO2和H2O，经测定其中H2O的质量为18 g。
（1）上述化学反应产生H2O中氢元素的质量为 _______ g，参加反应甲烷中碳元素的质量是________ g。
（2）上述化学反应生成物CO、CO2和H2O中碳、氢两元素的质量比是____________。
【题型6】密闭容器中反应数据的处理
【典型例题】把甲、乙、丙、丁四种物质放在一个密闭容器中，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如图，正确的是（ ）
A.该反应一定是分解反应
B.丁一定是化合物
C.丙一定是该反应的催化剂
D.反应前后乙和丁变化的质量比一定为
【举一反三1】在一定的条件下，向一密闭的容器内加入D四种物质各20g，充分反应后，测定其质量，得到数据如下：下列说法不正确的是（ ）
A.A物质可能是该反应的催化剂
B.容器内发生了化合反应
C.反应后容器内C的质量为16g
D.该反应前后各元素的化合价一定发生变化
【举一反三2】密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下发生某化学反应，反应前后各物质质量分数如图。下列说法错误的是（ ）
A.
B.丁可能是催化剂
C.参加反应的甲、乙质量比为
D.丙不一定是化合物
【举一反三3】密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.物质丙可能是单质
B.反应后乙物质的质量分数是18%
C.物质丁一定是该反应的催化剂
D.该化学反应中甲、 乙两物质的质量比是14：34.2 质量守恒定律
【题型1】质量守恒定律的内容和微观解释 1
【题型2】质量守恒定律的实验探究 5
【题型3】用质量守恒定律解释宏观现象 10
【题型4】物质组成元素的推断 11
【题型5】有关质量守恒定律的计算 15
【题型6】密闭容器中反应数据的处理 19
【题型1】质量守恒定律的内容和微观解释
【典型例题】化学反应前后肯定没有变化的是（ ）
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.①③⑤⑥
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律， 化学反应前后物质的总质量不变，化学反应前后原子的种类、数目和质量不变，化学变化有新物质生成，物质种类一定改变，分子种类一定改变，分子的数目可能改变，故没有变化的是：①③⑤⑥。
【举一反三1】下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ）
A.石蜡熔化前后，其质量不变
B.铁钉和硫酸铜溶液反应，反应前后物质的总质量不变
C.木炭在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比木材的质量小
D.镁带在空气中燃烧生成物的质量比镁带大
【答案】A
【解析】石蜡熔化前后，发生物理变化，其质量不变，不能用质量守恒定律解释；铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应前后物质的总质量不变，可以用质量守恒定律解释；木炭在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比木材的质量小，是因为木炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳扩散到空气中，可以用质量守恒定律解释；镁带在空气中燃烧生成物的质量比镁带大，是因为氧气参加了反应，可以用质量守恒定律解释释。
【举一反三2】下列对质量守恒定律的理解正确的是( )
A.将5 g铁和5 g 铜混合后物质的总质量为10 g，遵守质量守恒定律
B.硫和氧气恰好完全反应，生成物二氧化硫的质量等于反应前硫和氧气的总质量
C.化学反应前后分子的总数一定会发生变化
D.纸张燃烧后质量减少，不遵循质量守恒定律
【答案】B
【解析】铁和铜混合，没有发生化学反应，不能用质量守恒定律解释，A错误；化学反应前后分子的总数可能会发生变化，也可能不发生变化，C错误；纸张燃烧后质量减少，是因为减少了生成的二氧化碳和水的质量，遵循质量守恒定律，D错误。
【举一反三3】化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
微观角度：我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷(CH4)和X。该反应的微观示意图如图所示，请你画出X分子的微观示意图： 。
【答案】
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含H、O的个数分别是1、8、2，生成物中含H、O的个数分别是1、4、0，故生成物中还应含4个H、2个O，故X是水，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则X分子的微观示意图为：。
【举一反三4】实验证明，34g过氧化氢完全分解生成16g氧气和18g水，请从宏观或微观的角度分析，该反应前后：
(1)肯定不会改变的是 。
(2)肯定会改变的是 。
【答案】(1)元素的种类、元素的质量、物质的总质量
(2)分子的种类
【解析】（1）34g过氧化氢完全分解生成16g氧气和18g水，从宏观或微观的角度分析，该反应前后肯定不会改变的是元素的种类、元素的质量、物质的总质量。
（2）从微观的角度分析，肯定会改变的是分子的种类。
【举一反三5】定律是对自然现象或关系的描述，通常可以用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料：
(1)玻意耳实验中，金属灰增加的质量等于 。
(2)质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有 （填字母）。
A．要善于总结前人的成果和经验
B．实验的成功与否，取决于试剂的选择
C．定量方法是科学研究的重要方法
受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。
(3)小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路 。
【答案】(1)参加反应的氧气质量
(2)AC
(3)在密闭装置中完成蜡烛燃烧，并测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量，比较两者的质量大小
【解析】（2）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有要善于总结前人的成果和经验、定量方法是科学研究的重要方法；
（3）在密闭装置中完成蜡烛燃烧，并测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量，比较两者的质量大小，来进一步说服小丽，故填：在密闭装置中完成蜡烛燃烧，并测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量，比较两者的质量大小。
【举一反三6】根据图所示实验回答下列问题。
（1）实验一中，集气瓶底放水的作用是 。
（2）实验二中，向冷水和热水中分别加入等质量的品红，分析观察到的实验现象，可以得 出 的实验结论。
（3）实验三结束后，天平指针向右偏，该实验 （选填“遵循”或“不遵循”）质量守恒定律，天平不平衡的原因是 。
【答案】（1）防止高温熔融物掉落使集气瓶底部炸裂；
（2）温度越高，分子运动速率越快；
（3）遵循；反应生成的二氧化碳逸出。
【解析】（1）铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶中水的作用是防止高温熔融物掉落使集气瓶底部炸裂；
（2）图中实验，放入热水中的品红扩散速率快，说明温度越高，分子运动速率越快；（3）质量守恒定律适用于化学反应，因此实验二遵循质量守恒定律，实验结束后，天平不平衡，是因为碳酸钙和稀盐酸反应生成的二氧化碳逸出。
【题型2】质量守恒定律的实验探究
【典型例题】某化学探究小组按图1、图2装置验证质量守恒定律，实验过程中瓶内物质质量变化用图3表示。下列有关说法正确的是（ ）
A.实验过程中锥形瓶内固体由黑色变为红色
B.实验过程中固体物质的质量变化与图3相符
C.气球的作用是平衡气压，形成密闭体系
D.该反应前后，铜原子和氧原子的种类、数目均不变，但质量增大
【答案】C
【解析】实验过程中铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，红色固体逐渐变为黑色；实验过程中铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，根据质量守恒定律，参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，则生成氧化铜的质量等于参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量之和，故实验过程中固体的质量逐渐增大，待完全反应后，不再变化，与图3不符；加热过程中温度升高，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球可起到平衡气压的作用，且该实验中氧气参与了反应，需要在密闭容器中进行，气球可形成密闭体系；根据质量守恒定律， 化学反应前后原子的种类、数目和质量不变，则该反应前后，铜原子和氧原子的种类、数目、质量均不变。
【举一反三1】在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图像能正确表示对应变化关系的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以试管内高锰酸钾的质量会逐渐减少，直到高锰酸钾完全分解，其质量变为零，图像对应关系不正确；化学反应前后元素的质量不变，锰元素存在于固体中，其质量不变，但固体的质量逐渐减小直到反应完不变，因此锰元素的质量分数逐渐增大至不变，图像对应关系正确；高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气是气体，所以试管内剩余固体的质量会逐渐减少，直到高锰酸钾完全分解不再变化，由于生成的锰酸钾、二氧化锰都是固体，所以试管内剩余固体质量不会为零，图像对应关系不正确；高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以生成氧气的质量会从零开始逐渐增加，直到高锰酸钾完全分解不再变化，图像对应关系不正确。
【举一反三2】如图是兴趣小组设计的验证质量守恒定律的实验，下列说法不正确的是（ ）
A.实验1反应前后天平始终保持平衡
B.实验2，发现铜片在空气中灼烧后固体质量变大，不符合质量守恒定律
C.实验3中，观察到反应后天平不平衡，原因是生成的逸散到空气中
D.实验2和实验3应在密闭装置中进行反应
【答案】B
【解析】实验1反应前后天平始终保持平衡，因为反应前后物质的总质量不变；实验2，发现铜片在空气中灼烧后固体质量变大，是因为增加了氧气的质量，任何化学变化都符合质量守恒定律；实验3中，观察到反应后天平不平衡，原因是生成的CO2逸散到空气中；实验2和实验3应在密闭装置中进行反应，以验证质量守恒定律。
【举一反三3】下列实验不能用于验证质量守恒定律的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】白磷燃烧生成五氧化二磷，反应在密闭容器中进行，反应前后天平平衡，可以用于验证质量守恒定律；碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，反应过程中二氧化碳气体逸出，烧杯中的物质质量减少，导致天平不平衡，不能直接用于验证质量守恒定律；锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应在密闭容器中进行，反应前后天平平衡，可以用于验证质量守恒定律；氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应前后天平平衡，可以用于验证质量守恒定律。
【举一反三4】下列实验中通过称量前后装置质量（托盘天平已省略），能用来验证质量守恒定律的是（ ）
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【答案】A
【解析】铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。参加化学反应的物质质量总和等于反应后生成物质量总和。可用于验证质量守恒定律；红墨水扩散到水中，属于物理变化，不能用于验证质量守恒定律；镁条燃烧，生成氧化镁，固体质量增加，不能用于验证质量守恒定律；过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，有气体逸出，装置内物质的总质量减轻，不能用于验证质量守恒定律。
【举一反三5】小李用盐酸与碳酸钠粉末反应验证质量守恒定律，实验如图（已知碳酸钠和稀盐酸反应产生气体）：
（1）根据实验目的，小李必须测量的实验数据是____________（填字母）。
A．锥形瓶质量
B．气球质量
C．反应前整个反应装置（包括里边的物质）的质量
D．反应后整个反应装置（包括里边的物质）的质量
（2）将气密性良好的反应装置放在天平左盘，使天平平衡后再将碳酸钠粉末倒入锥形瓶中，反应结束后，气球鼓起，天平向右倾斜。小李按规范操作重新实验，得到相同结果。请你帮他分析原因：_____________ 。
【答案】（1）CD （2）反应生成气体使气球膨胀，有一个向上的浮力
【举一反三6】用如图所示的2个实验验证质量守恒定律（已知碳酸钠和稀盐酸反应会产生气体）。
(1)图甲所示实验：在实验前要在锥形瓶底部铺一层细沙，其作用是防止______________________。此实验中气球的主要作用是______________________。实验过程中，可看到气球的变化情况是______________________。
(2)用图乙装置探究质量守恒定律时，实验步骤如下：将烧杯放在托盘天平上，调节天平平衡，然后倾斜烧杯使稀盐酸与碳酸钠粉末接触，一段时间后再把烧杯放在天平上，发现天平的指针偏右，造成天平的指针向右偏转的原因是______________________；该反应______________________（填“遵循”或“不遵循”)质量守恒定律。
(3)由上述现象可知，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或生成的化学反应来设计实验，在装置设计方面应做到______________________。
【答案】(1)锥形瓶受热不均而炸裂 平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出 先膨胀后变瘪
(2)反应生成的二氧化碳气体逸出装置 遵循
(3)装置密闭
【解析】(1)题图甲实验中，实验前要在锥形瓶底部铺一层细沙，其作用是防止锥形瓶受热不均而炸裂；此实验中气球的主要作用是平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出；实验过程中，红磷燃烧放热，导致气球膨胀，完全反应后氧气被消耗，温度降低至室温，瓶内压强减小，气球变瘪。(2)题图乙实验中造成天平的指针向右偏转的原因是碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出装置；稀盐酸与碳酸钠发生了化学反应，所有的化学反应都遵循质量守恒定律。(3)由题中实验现象可知，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或生成的化学反应来设计实验，在装置设计方面应做到装置密闭。
【题型3】用质量守恒定律解释宏观现象
【典型例题】下列说法正确的是( )
A.铜丝在火焰上灼烧，灼烧后的“铜丝”质量变小
B.纸张燃烧后有黑色的灰烬残留，说明纸张中含有碳元素
C.二氧化碳通入澄清石灰水中，溶液质量变大
D.加热高锰酸钾完全反应后产生氧气的质量等于高锰酸钾中氧元素的质量
【答案】B
【解析】铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，燃烧后的“铜丝”质量变大，A错误；纸张燃烧后有黑色的灰烬残留，为碳，说明纸张中含有碳元素，B正确；二氧化碳通入澄清石灰水中有碳酸钙沉淀生成，溶液质量变小，C错误；加热高锰酸钾后生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾中氧元素的质量等于锰酸钾、二氧化锰和氧气中氧元素的质量之和，D错误。
【举一反三1】下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.蜡烛燃烧后质量变小
B.酒精敞口放置一段时间后质量变小
C.镁条燃烧，生成物的质量比镁条的质量大
D.纸燃烧化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小
【答案】B
【解析】蜡烛燃烧发生化学变化，生成的二氧化碳和水蒸气等气体逸散到空气中，故燃烧后质量变小，A能用质量守恒定律解释;酒精敞口放置一段时间后质量变小，是因为酒精挥发，属于物理变化，B不能用质量守恒定律解释;镁条燃烧发生化学变化，镁与氧气反应生成氧化镁，生成物氧化镁的质量比镁条的质量大，C能用质量守恒定律解释;纸燃烧发生化学变化，燃烧生成的二氧化碳和水蒸气等逸散到空气中，剩余灰烬的质量比纸的质量小，D能用质量守恒定律解释
【举一反三2】“镁条在空气中燃烧后，生成物的质量比镁条的质量大，说明质量守恒定律不是普遍规律。”这种说法对吗？为什么？______________________________________________________________________。
【答案】不正确，因为参加反应的镁和氧气的质量总和等于反应后生成的氧化镁质量，因此这个化学反应遵守质量守恒定律
【举一反三3】请利用所学内容，解释下列现象。
（1）纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小。
（2）将密封好的食品从平原带到高原时，包装袋会鼓起（从分子的角度解释）。
【答案】（1）纸在空气中燃烧后化为灰烬同时生成二氧化碳气体和水蒸气，逸散到空气中，导致灰烬的质量比纸的质量小。
（2）压强减小，分子间的间隔变大。
【举一反三4】某同学将一小石块（主要成分是碳酸钙）放在试管中加强热，发现质量减少了，他猜想这一事实与质量守恒定律发生了矛盾；你认为这种想法对吗？为什么？
【答案】不矛盾，碳酸钙分解后生成的二氧化碳气体逸出，故质量会减少。
【题型4】物质组成元素的推断
【典型例题】某物质在氧气中充分燃烧后，生成二氧化碳和水两种产物，该物质（ ）
A.一定含有碳氢元素
B.一定含有碳氢氧元素
C.一定只含有碳氢元素
D.一定含有碳氢元素，可能含有氧元素
【答案】D
【解析】生成物二氧化碳和水中含有H、O三种元素，所以反应物中也应该有这三种元素，又知某物质在氧气中充分燃烧，故生成物中的氧元素可能来自氧气，故可判断该物质中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。
【举一反三1】下列物质均可用作燃料，在O2中充分燃烧时，不会产生CO2的是（ ）
A.CH4
B.S
C.C
D.CO
【答案】B
【解析】CH4中含有碳元素，在O2中充分燃烧时，会产生CO2，故A错误；S中不含有碳元素，S在O2中充分燃烧时，产生二氧化硫，不会产生CO2，故B正确；C中含有碳元素，C在O2中充分燃烧时，会产生CO2，故C错误；CO中含有碳元素，CO在O2中充分燃烧时，会产生CO2，故D错误。
【举一反三2】硝酸铵(NH NO )被加热到3 000 ℃以上时，在有限的空间内能引起爆炸，爆炸的产物中不可能含有( )
A. N B. CO C. H O D. NO
【答案】B
【解析】发生爆炸时，反应物氧气中含有氧元素，硝酸铵中含有氮元素、氢元素、氧元素，不含碳元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，爆炸后可能生成氮气、水、二氧化氮，不可能生成二氧化碳。
【举一反三3】将2.3g物质R完全燃烧，则需要消耗4.8gO2，生成4.4gCO2和2.7gH2O，根据上述事实，可以判断R中（ ）
A.只含碳、氢元素
B.R属于氧化物
C.含碳、氢、氧三种元素
D.2.3gR中含氧元素0.6g
【答案】C
【解析】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。根据质量守恒定律可知，4.4g二氧化碳中碳元素的质量为：4.4g×=1.2g，氧元素的质量为：4.4g-1.2g=3.2g；2.7g水中氢元素的质量为：2.7g×=0.3g，氧元素的质量为：2.7g-0.3g=2.4g；物质R中氧元素的质量为：3.2g+2.4g-4.8g=0.8g，二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素来自于该有机物，因此物质R中含有碳元素、氢元素和氧元素。物质R中氧元素的质量为：3.2g+2.4g-4.8g=0.8g。
【举一反三4】古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即乙酸；今有我国科研人员研究出制取乙酸的新方法，涉及的化学反应为：二氧化碳+甲烷乙酸，根据以上信息，下列关于乙酸组成的推测中，正确的是（ ）
A.只含碳、氢元素
B.含有碳、氢、氧三种元素
C.含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D.无法确定是否含有碳、氢元素
【答案】B
【解析】二氧化碳由碳元素、氧元素组成，甲烷由碳元素、氢元素组成，即反应前有碳元素、氧元素、氢元素，根据化学反应前后元素的种类不变，乙酸中一定含有碳元素、氧元素、氢元素。
【举一反三5】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，若甲的质量是，生成二氧化碳质量是，水的质量是，则碳、氢元素的质量比是 ，甲物质的组成元素是 。
【答案】 碳、氢/Ｃ、Ｈ
【解析】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则二氧化碳中碳元素的质量等于甲物质中碳元素的质量，即，水中氢元素的质量等于甲物质中氢元素的质量，即，故甲物质中碳、氢元素的质量比是；
由上述分析可知，甲物质中碳、氢元素的质量之和为，说明甲物质中不含氧元素，则甲物质的组成元素是碳、氢。
【举一反三6】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，若甲的质量是，生成二氧化碳质量是，水的质量是，则碳、氢元素的质量比是 ，甲物质的组成元素是 。
【答案】 碳、氢/Ｃ、Ｈ
【解析】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则二氧化碳中碳元素的质量等于甲物质中碳元素的质量，即，水中氢元素的质量等于甲物质中氢元素的质量，即，故甲物质中碳、氢元素的质量比是；
由上述分析可知，甲物质中碳、氢元素的质量之和为，说明甲物质中不含氧元素，则甲物质的组成元素是碳、氢。
【举一反三7】请完成下列填空。
(1)，由此可推知A中说明该物质中一定含 元素，可能含 元素。
(2)1.6g某物质在氧气中燃烧生成1.8g和4.4g，试推断该物质的组成元素为 。
(3)某物质加热分解产生氧化镁和水，则该物质含有的全部元素是 。
【答案】(1)碳、氢（或H） 氧（或O）
(2)碳、氢、氧（或H、O）
(3)镁、氧、氢（或Mg、O、H）
【解析】（1）根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，生成物二氧化碳由碳、氧元素组成，水由氢、氧元素组成，反应物氧气中只含氧元素，所以A物质中一定含碳、氢元素，可能含氧元素。
（2）1.6g某物质在氧气中燃烧生成1.8g和4.4g，根据化学反应前后元素种类不变，则该物质中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素；根据化学反应前后元素质量不变，该物质中碳元素的质量等于生成的二氧化碳中碳元素的质量，所以碳元素质量为：，同理，该物质中氢元素的质量等于生成的水中氢元素的质量，所以氢元素的质量为：；因为1.2g+0.2g=1.4g<1.6g，所以该物质中还含有氧元素，即该物质由碳、氢、氧三种元素组成。
（3）根据质量守恒定律可知化学反应前后元素种类不变，所以生成物中的元素种类与反应物中的元素种类一致，由于该反应为分解反应，所以该物质中含有生成物中的所有元素，生成物为氧化镁和水，氧化镁由镁、氧元素组成，水由氢、氧元素组成，所以组成该物质的元素有镁、氧、氢三种。
【题型5】有关质量守恒定律的计算
【典型例题】长期以来，许多化学家通过大量的严谨的科学实验，证明了质量守恒定律是普遍存在的客观事实。在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量变化如图。下列说法中不正确的（ ）
A.甲为生成物
B.丙可能为该反应的催化剂
C.参加反应的乙、丁质量比为
D.丁的相对分子质量是甲的2倍
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律可知：反应后丙的质量X=4g+10g+3g+4g-6g-4g-8g=3g，乙反应前后质量减少，为反应物，甲、丁反应前后质量增加，为生成物，丙质量不变，可能为催化剂，也可能是不参与反应的杂质，该反应是乙生成甲和丁，符合一变多，属于分解反应。参加反应的乙、丁的质量比=（10g-4g）：(8g-4g)=3：2；由于未知该反应的化学方程式的化学计量数，无法确定甲、丁的相对分子质量比。
【举一反三1】在反应2A+B=3C+2D中，适量的A和16g的B恰好完全反应生成18gC和50gD。若B的相对分子质量为32，则A的相对分子质量为（ ）
A.208 B.104 C.52 D.26
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律可知，16gB和适量的A恰好完全反应生成18gC和50gD，所以参加反应A的质量应为：18g+50g-16g=52g。
设A的相对分子质量是x，
x=52。
【举一反三2】已知23 g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44 g二氧化碳和27 g水。下列说法中错误的是（ ）
A.X中一定含有三种元素
B.该反应消耗氧气的质量为48 g
C.X中H两种元素的质量比为4：1
D.H的原子个数比为1：2
【答案】D
【解析】X中碳元素质量是44 g×＝12 g，氢元素质量是27 g×＝3 g，氧元素质量是23 g﹣12 g﹣3 g＝8 g。X中含有碳、氢、氧三种元素，A正确；消耗氧气质量是44 g+27 g﹣23 g＝48 g，B正确；X中H两种元素的质量比为12 g：3 g＝4：1，C正确；碳、氢原子个数比是：＝4：1，D不正确。
【举一反三3】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8.8g二氧化碳和5.4g水，下列分析错误的是（ ）
A.参加反应的R和氧气的质量总和一定等于14.2g
B.所取R质量的最小值为3.0g
C.R可能是酒精(C2H5OH)
D.R可能为甲烷(CH4)
【答案】D
【解析】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8.8g+5.4g=14.2g，故反应前参加反应的R和氧气的质量总和也为14.2g；
反应后的二氧化碳中碳元素的质量为，水中氢元素的质量为，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和，由于反应前后必须满足元素守恒，故R至少由H两种元素组成，因此R质量的最小值为2.4g+0.6g=3.0g；由B可知R中H元素质量比为2.4g：0.6g=4：1，而酒精（C2H5OH）中H元素质量比为（2×12）：（6×1）=4：1；R中H元素质量比为2.4g：0.6g=4：1，而甲烷(CH4)中H元素质量比为12：（4×1）=3：1。
【举一反三4】m g硫和n g氧气在密闭容器中点燃，充分反应后，生成二氧化硫的质量( )
A.等于（m＋n） g
B.大于（m＋n） g
C.小于（m＋n） g
D.小于或等于（m＋n） g
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律，参加反应的硫与参加反应的氧气的质量之和等于生成二氧化硫的质量，故如果硫和氧气恰好完全反应，则生成二氧化硫的质量为（m+n） g，如果硫或氧气其中一种过量，则生成二氧化硫的质量小于（m+n） g。
【举一反三5】现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成8.1 g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物12.6 g，参加反应的乙醇的质量为 g。
【答案】6.9。
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，一定量乙醇与一定量氧气反应生成水、二氧化碳和一氧化碳，水中的氢元素完全来自于乙醇，所以参加反应的乙醇的质量为：8.1 g××100%÷×100%＝6.9 g。
【举一反三6】在点燃条件下，一定质量的与完全反应生成和xgCO。那么x数值是 ，与CO的化学计量数之比为 。
【答案】1.4 2：1
【解析】在点燃条件下，一定质量的C2H2与7.2gO2恰好完全反应，生成6.6gCO2、1.8gH2O和xgCO，C2H2不含氧元素，根据氧元素守恒， ，解得x= 1.4；
根据氢元素守恒，C2H2的质量为：，该反应中C2H2与CO的化学计量数之比为：。
【举一反三7】在点燃的条件下，一定质量的乙炔[C2H2]与O2发生反应，结果生成H2O的质量为1.8g、生成CO与CO2的混合气体的质量为8g，那么参加反应的氧气质量是 g，参加反应的C2H2与O2的分子个数之比为 。
【答案】7.2 4：9
【解析】1.8g水中氢元素的质量为：，所以C2H2的质量为：，根据质量守恒定律， 氧气的质量为1.8 g+8g-2.6g=7.2g；
C2H2与O2的分子数之比为。
【举一反三8】一定质量的甲烷（CH4），在不充足的氧气中燃烧，甲烷完全反应，生成物中只有CO、CO2和H2O，经测定其中H2O的质量为18 g。
（1）上述化学反应产生H2O中氢元素的质量为 _______ g，参加反应甲烷中碳元素的质量是________ g。
（2）上述化学反应生成物CO、CO2和H2O中碳、氢两元素的质量比是____________。
【答案】（1）2 6（2）3：1
【解析】（1）H2O中氢元素的质量为＝2 g；根据质量守恒定律，甲烷中氢元素的质量与水中氢元素的质量相等，甲烷中C、H元素的质量比为12：4＝3：1，所以碳元素的质量为6 g。
（2）根据质量守恒定律，生成物中碳元素的质量等于甲烷中碳元素的质量，生成物中氢元素的质量等于甲烷中氢元素的质量，甲烷中C、H元素的质量比为12：4＝3：1，则生成物中碳、氢两元素的质量比是3：1。
【题型6】密闭容器中反应数据的处理
【典型例题】把甲、乙、丙、丁四种物质放在一个密闭容器中，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如图，正确的是（ ）
A.该反应一定是分解反应
B.丁一定是化合物
C.丙一定是该反应的催化剂
D.反应前后乙和丁变化的质量比一定为
【答案】B
【解析】反应前甲的质量为40g，反应后为26g，质量减少；乙的质量反应前为30g，反应后为14g，质量减少；丙的质量反应前后都是10g；丁的质量反应前为10g，反应后为50g，质量增加。该反应是甲和乙反应生成丁，符合 “多变一” 的特征，是化合反应，不是分解反应，A 选项错误；该反应是甲和乙反应生成丁，丁是由两种物质反应生成的，所以丁一定是化合物，B 选项正确；丙的质量在反应前后不变，丙可能是该反应的催化剂，也可能是没有参与反应的杂质，C 选项错误；反应前后乙变化的质量是16g，丁变化的质量是30g，乙和丁变化的质量比为，不是14∶50，D 选项错误。
【举一反三1】在一定的条件下，向一密闭的容器内加入D四种物质各20g，充分反应后，测定其质量，得到数据如下：下列说法不正确的是（ ）
A.A物质可能是该反应的催化剂
B.容器内发生了化合反应
C.反应后容器内C的质量为16g
D.该反应前后各元素的化合价一定发生变化
【答案】D
【解析】A物质反应前后质量不变，根据催化剂 “一变两不变”（改变反应速率，自身质量和化学性质不变）的特点，A 物质可能是该反应的催化剂；根据质量守恒定律，反应后 C的质量为。C 质量减少，D质量减少20 14=6g，B 质量增加，反应为C+D→B，是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应；化合反应中元素化合价不一定发生变化。
【举一反三2】密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下发生某化学反应，反应前后各物质质量分数如图。下列说法错误的是（ ）
A.
B.丁可能是催化剂
C.参加反应的甲、乙质量比为
D.丙不一定是化合物
【答案】D
【解析】各物质质量分数加起来等于100%，，反应前后容器中物质的总质量不变，反应后质量分数减小的物质是反应物，质量分数增大的物质是生成物，由图中物质的质量分数的变化可知，甲和乙质量分数减小，是反应物，丙质量分数增加是生成物，丁的质量分数不变，可能是催化剂也可能是杂质。参加反应的甲、乙质量比为；该反应为：甲+乙→丙，丙含甲和乙中的元素，一定是化合物。
【举一反三3】密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.物质丙可能是单质
B.反应后乙物质的质量分数是18%
C.物质丁一定是该反应的催化剂
D.该化学反应中甲、 乙两物质的质量比是14：3
【答案】D
【解析】反应后乙的质量分数为1-40%-10%-42%=8%，则反应后甲、乙质量减小，为反应物，丙质量增大，为生成物，丁质量不变，则该反应为甲和乙反应生成丙，根据反应前后元素种类不变，则丙中含有甲、乙所含元素种类之和，则丙不可能为单质；催化剂是指能改变反应速率，但反应前后质量和化学性质不变，反应前后丁质量不变，则丁可能为催化剂，也可能为杂质；结合图中信息，可知该化学反应中甲、 乙两物质的质量比是（70%-42%）：（14%-8%）=14：3。
