沪教版（2024）九年级上册 第4章 认识化学反应第2节 化学反应中的质量关系 题型专练(含解析)
文档属性
| 名称 | 沪教版（2024）九年级上册 第4章 认识化学反应第2节 化学反应中的质量关系 题型专练(含解析) |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-14 00:00:00 | ||
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文档简介
沪教版（2024）九年级上册 第4章 认识化学反应第2节 化学反应中的质量关系 题型专练
【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象
【典型例题】下列现象不能用质量守恒定律来解释的是（ ）
A.蜡烛燃烧后长度越来越短，最后消失
B.高锰酸钾受热后固体质量减少
C.潮湿的衣服在阳光下晒干
D.铁丝在氧气中燃烧，固体质量增加
【举一反三1】下列说法能用质量守恒定律解释的是( )
A.m g水受热变为m g的水蒸气
B.62 g磷和80 g的氧反应生成142 g五氧化二磷
C.拧开盛酒精的瓶盖一段时间后质量变小
D.20 g食盐溶于80 g水得到100 g的食盐水
【举一反三2】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber----Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。
(1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2 O2（填“＞”“＝”“＜”）。
(2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子 不同而吸附O2实现分离。
(3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。
①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量
（选填“变大”“不变”或“变小”）。
②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为 。
【举一反三3】某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验（实验4中装置气密性良好）。
［小组讨论］
(1)上述实验能用来验证质量守恒定律的是实验 （填数字）。
［记录分析］
(2)实验4反应过程中气球的变化是 ；下列图像中符合实验4容器中物质总质量随时间变化关系的是 （填字母）。
［评价反思］
(3)验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在 装置中进行。
［拓展延伸］
(4)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分子种类 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
【举一反三4】某工厂生产高锰酸钾流程如图所示。请回答下列问题。
(1)步骤Ⅰ中先将和KOH转化为相应熔融物，再进入步骤Ⅱ反应的目的是 。
(2)步骤Ⅱ中氮气 （填“是”或“不是”）该反应的生成物。
(3)整个流程中化合价发生变化的元素有 （填元素符号）。
(4)该流程中KOH可循环利用，但为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH，其原因是 。
【题型2】物质组成元素的推断
【典型例题】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
【举一反三1】汉黄芩素是传统中药黄芩的有效成分之一。汉黄芩素在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，下列关于汉黄芩素组成的说法正确的是（ ）
A.只含碳、氢元素
B.只含碳、氧元素
C.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D.一定含有碳元素，可能含有氢、氧元素
【举一反三2】光合作用可表示为：CO2+H2O淀粉+O2，则生成的淀粉中一定含有元素为 ，可能含有元素为 ．
蔗糖是生活中常见的一种物质，某化学兴趣小组同学在老师的指导下对“糖的组成元素”进行了探究。
[方案一]小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验到生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。
(1)小刚认为该结论不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，其理由是 。
[方案二]小刚用如图所示装置进行实验。
实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。
(2)实验前要通一会儿氮气，目的是 。
(3)观察到 现象，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。
(4)待蔗糖完全反应后，玻璃管中残留有黑色固体，为了探究黑色固体是碳单质，他继续利用该装置，将氮气换成纯氧进行实验(如图)。
实验过程和现象如表：
[实验结论](5)蔗糖是由 元素组成的。
【题型3】有关质量守恒定律的计算
【典型例题】某大学实验团队为确定某可燃物的成分，取该可燃物2.6g在氧气中完全燃烧，生成8.8gCO2和1.8gH2O，下列说法错误的是（ ）
A.消耗氧气的质量是8g
B.该反应的生成物均为氧化物
C.该可燃物中一定含有H两种元素，不含O元素
D.该可燃物中一定含有H两种元素，可能含O元素
【举一反三1】1 g红磷在氧气中完全燃烧，生成物的质量( )
A.等于1 g B.小于1 g C.大于1 g D.无法确定
【举一反三2】双氢青蒿素为青蒿素的衍生物，对疟原虫红内期有强大且快速的杀灭作用，能迅速控制临床发作及症状。现有2.84 g双氢青蒿素燃烧生成6.6 g CO2和2.16 g H2O，则双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为( )
A.5：6 B.63：5 C.5：36 D.5：37
【举一反三3】硫在空气中点燃生成SO2的反应中，S、O2、SO2三者的质量之比是（ ）
A.1：1：2 B.2：2：1 C.1：2：1 D.1：2：3
【举一反三4】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 。
【举一反三5】一定质量的丙烯(C3H6)在密闭容器内燃烧，生成一定量的CO2、5.6gCO和5.4gH2O，则参加反应的丙烯和氧气的质量比是 ；若再增加 g氧气，则不会有一氧化碳生成。
【举一反三6】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____________。
【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 。
【题型4】密闭容器中反应数据的处理
在某密闭容器中放入甲、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下表所示，下列说法正确的是( )
A.该反应属于化合反应
B.甲、丁在反应中的质量变化比为1∶9
C.乙可能是该反应的反应物
D.甲和丙的相对原子质量比可能是1∶2
【举一反三1】一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如表：
关于此反应，下列认识，错误的是（ ）
A.表中m为1
B.甲一定是该反应的催化剂
C.该反应属于分解反应
D.反应时生成乙、丁的质量比为9：8
【举一反三2】在一定条件下，某密闭容器内发生如下反应，测得反应过程中各物质的质量如表所示，下列错误的是（ ）
A.该反应是化合反应
B.丁可能是催化剂
C.乙物质可能是单质
D.甲反应后待测值为3
【举一反三3】将一定质量的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，测得反应后各物质的质量如下：
下列说法中正确的是（ ）
A.c一定是化合物
B.反应后a的质量为4.9g
C.该反应的基本类型为分解反应
D.d一定是该反应的催化剂
【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断
【典型例题】过碳酸钠（Na2CO4）是一种消毒剂，常用于公共场所、餐具及水果等的消毒，其反应原理为Na2CO4+H2O═X+H2O2，其中X的化学式为（ ）
A.Na2CO3 B.NaHCO3 C.Na2O D.NaOH
【举一反三1】我国制碱工业先驱侯德榜发明了侯氏制碱法，其主要反应为：NaCl+NH3+H2O+CO2═X+NH4Cl。下列正确的是（ ）
A.X的化学式为Na2CO3
B.该反应制得的X属于碱
C.NH4Cl中N的化合价为﹣3
D.该反应属于复分解反应
【举一反三2】ClO2是一种高效的水处理剂，其制备反应为：2NaClO3+SO2+H2SO4═2ClO2+2X，下列错误的是（ ）
A.SO2的名称为二氧化硫
B.该反应属于置换反应
C.X的化学式是NaHSO4
D.ClO2中氯、氧元素的质量比为71：64
【举一反三3】在一定条件下将废气中的CO2转化为化工原料X，是实现“碳中和”的途径之一，该反应的化学方程式为2CO2+6H2X+4H2O，则X的化学式为（ ）
A.C2H4 B.C2H6 C.CH4 D.C2H5OH
【举一反三4】二氧化氯是被推广的消毒剂，用氯酸钠和盐酸反应可制得二氧化氯，反应的化学方程式是：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2X+2NaCl，请推断出X的化学式为 ；则NaClO3中氯元素的化合价为 价。
【举一反三5】纯净物A 可用作气体燃料。在一定条件下，将一定质量的A与160 g B按如图所示充分反应，当B反应完全时,生成176 g C和36 g D。请回答：
(1)参加反应的 A 物质的质量是____________________。
(2)已知 A的相对分子质量为26，则参加反应的 A与B的化学计量数之比为__________。
某有机物燃烧的化学方程式是 2CxHy＋5O24CO2＋ yH2O ，则 x ＝ ，y ＝ 。
【举一反三7】使用NH2Cl可以对你使用的水进行消毒时，发生反应NH2Cl+H2O═X+HClO，那么X的化学式为 。
【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释
【典型例题】华为麒麟芯片（主要成分是硅）为国产芯片的发展做出了贡献。工业上制取芯片基材高纯硅（Si）的某一步反应微观示意图如图（相同小球表示同种原子）。下列说法正确的是（ ）
A.分子在化学变化中不可分
B.生成的丙和丁都是化合物
C.硅元素在地壳中的含量比氧元素多
D.化学反应前后原子的种类不变
【举一反三1】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是（ ）
A.煤燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律
B.24 g镁在空气中完全燃烧生成40 g氧化镁，实际消耗空气的质量为16 g
C.无数实验证明化学反应都遵循质量守恒定律
D.质量守恒定律只适合于有气体或固体生成的化学反应
【举一反三2】我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，其中二氧化碳制取甲醇(CH3OH)环节的微观示意图如图(图中的微观粒子恰好完全反应)。
(1)该变化前后不发生改变的微观粒子是 (填“分子”“原子”或“离子”)。
(2)物质丁的化学式为 ，该物质属于 (填物质类别)。
(3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为 。
【举一反三3】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7】质量守恒定律的实验探究
【典型例题】某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(已知铁粉与氧气、水反应生成铁锈，铁锈呈红棕色)( )
A.铁粉的质量
B.氮气的质量
C.氧元素的质量
D.固态物质的质量
【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.
请利用质量守恒定律回答下列问题。
(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑镁条与空气中的氧气反应)，若固体质量变化如图1所示，则m2与m1之差表示 。
(2)实际实验中镁条完全燃烧后，称得陶土网上留下的固体质量比反应前的镁条质量小，其原因可能是 。
(3)某科学兴趣小组的同学设计了如图2三个实验装置(天平略)来验证质量守恒定律，其中能用来验证质量守恒定律的是______装置。写出另外两个装置不能用来验证质量守恒定律的原因：___________________。
(4)A装置中锥形瓶内细沙的作用是 ，实验过程中气球的变化情况是 。
(5)用C装置继续探究质量守恒定律，若装置不变，改变试剂，可选用的一组试剂是 。
为验证质量守恒定律，某兴趣小组做了以下实验进行探究。
实验一：将10 g水加入10 g酒精中，一段时间后，称量混合液，质量仍为20 g。
(1)该实验 (填“能”或“不能”)验证质量守恒定律，原因是_________________________________。
实验二：如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。
(2)冷却后，观察到的现象是_________________________________。
实验三：称取镁条和陶土网的质量为m1(如图2所示)，然后在空气中点燃镁条；反应结束后将所得物质与陶土网一起再次称量，质量为m2。
(3)根据质量守恒定律可知：生成氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量；而实验事实是m2＜m1，原因是_____________________。
【微观解释】
(4)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
【分析与总结】
(5)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在 容器中进行实验。
【拓展实验】兴趣小组按如图3装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物白色固体中还有少量黄色固体。查阅资料得知：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体。
【反思与交流】
(6)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，原因是_____________________。
(7)图3实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止___________________。
【举一反三4】某兴趣小组利用图甲白磷燃烧装置探究质量守恒定律，利用红外测温仪测量瓶内温度，注射器记录气体体积变化，电子天平测量装置质量，将相关数据随时间的变化情况绘制成图乙。
(1)若实验中加入的白磷质量较小，该实验能否用于验证质量守恒定律：________。
(2)实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t ～t 时刻气体体积却变大，解释其体积变大的原因：_____________________________。
沪教版（2024）九年级上册 第4章 认识化学反应第2节 化学反应中的质量关系 题型专练（参考答案）
【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象
【典型例题】下列现象不能用质量守恒定律来解释的是（ ）
A.蜡烛燃烧后长度越来越短，最后消失
B.高锰酸钾受热后固体质量减少
C.潮湿的衣服在阳光下晒干
D.铁丝在氧气中燃烧，固体质量增加
【答案】C
【解析】蜡烛燃烧受热发生的是化学变化，能用质量守恒定律来解释，故A错误；高锰酸钾受热发生的是化学变化，能用质量守恒定律来解释，故B错误；潮湿的衣服在阳光下晒干，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律来解释，故C正确；铁丝燃烧发生的是化学变化，能用质量守恒定律来解释，故D错误。
【举一反三1】下列说法能用质量守恒定律解释的是( )
A.m g水受热变为m g的水蒸气
B.62 g磷和80 g的氧反应生成142 g五氧化二磷
C.拧开盛酒精的瓶盖一段时间后质量变小
D.20 g食盐溶于80 g水得到100 g的食盐水
【答案】B
【解析】磷和氧反应生成五氧化二磷，属于化学变化，水受热变为水蒸气、酒精挥发、食盐溶解均为物理变化。
【举一反三2】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber----Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。
(1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2 O2（填“＞”“＝”“＜”）。
(2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子 不同而吸附O2实现分离。
(3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。
①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量
（选填“变大”“不变”或“变小”）。
②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为 。
【答案】(1)＜
(2)大小
(3)不变 t2℃～t3℃
【解析】（1）从膜分离制氮机技术原理可知，要得到氮气，需让氧气先透过膜，所以气体通过分离膜时渗透速率N2＜O2；
（2）分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子大小不同而吸附O2实现分离。因为分子筛具有均匀的微孔结构，其孔径大小与分子尺寸相当，能根据分子大小对气体进行筛选吸附；
（3）①根据图3可知，在一定温度下用O2将其 “再生”，此过程中FeO与O2反应生成Fe3O4，化学反应前后元素的质量不变，所以 “再生” 过程中铁元素的质量不变；
②将一定质量的失效催化剂进行“再生”得到四氧化三铁，由图2可知，合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为t2℃～t3℃。
【举一反三3】某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验（实验4中装置气密性良好）。
［小组讨论］
(1)上述实验能用来验证质量守恒定律的是实验 （填数字）。
［记录分析］
(2)实验4反应过程中气球的变化是 ；下列图像中符合实验4容器中物质总质量随时间变化关系的是 （填字母）。
［评价反思］
(3)验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在 装置中进行。
［拓展延伸］
(4)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分子种类 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
【答案】(1)4
(2)先胀大后缩小 B
(3)密闭
(4)①②⑤
【解析】（1）实验1：镁条和氧气反应生成氧化镁，不在密闭的容器中进行，不能验证质量守恒定律；
实验2：锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气逸散到空气中去了，使天平不平衡，不能验证质量守恒定律，应该用密闭的容器；
实验3：蔗糖溶于水，属于物理变化，不能验证质量守恒定律；
实验4：白磷燃烧生成五氧化二磷，在密闭容器中进行，化学反应前后质量不变，可以验证质量守恒定定律；故能用来验证质量守恒定律的是实验4。
（2）实验4中，白磷燃烧放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球胀大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，气球缩小，故气球先胀大后缩小。依据质量守恒定律可知：实验4容器中物质总质量一直不变；故选：B。
（3）通过分析实验可知，验证质量守恒定律的实验，对于有气体参加或有气体生成的化学反应，实验应在密闭装置中进行。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的质量总和一定不变。从微观角度分析，化学反应遵守质量守恒定律的原因是：化学反应前后，原子的种类、数目和质量一定不变；根据元素的概念可知，化学反应前后，元素的种类和质量一定不变；另外，化学反应前后，分子种类一定改变， 分子数目可能改变，物质种类一定改变。故化学反应前后，一定不变的是：①②⑤。
【举一反三4】某工厂生产高锰酸钾流程如图所示。请回答下列问题。
(1)步骤Ⅰ中先将和KOH转化为相应熔融物，再进入步骤Ⅱ反应的目的是 。
(2)步骤Ⅱ中氮气 （填“是”或“不是”）该反应的生成物。
(3)整个流程中化合价发生变化的元素有 （填元素符号）。
(4)该流程中KOH可循环利用，但为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH，其原因是 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率
(2)不是
(3)Mn、H、O
(4)部分钾元素随产品KMnO4流出体系
【解析】（1）将MnO2和KOH转化为相应的熔融物，能使反应物充分混合，增大接触面积，从而加快后续步骤 Ⅱ 中的反应速率。
（2）空气中含有氮气，步骤 Ⅱ 中通入空气，得到K2MnO4、H2O，并排出N2等物质，说明氮气不是该反应的生成物。
（3）化合物中元素正负化合价之和为0，单质中元素化合价为0。在MnO2中Mn为+4价，反应后生成K2MnO4中Mn为+6价，再到KMnO4中Mn为+7价；步骤 Ⅲ 中H2参与反应，氢元素从0价变为+1价进入到生成的KOH中 ；氧气中氧元素显0价，步骤 Ⅱ 中氧气参与反应时，部分氧元素化合价也发生了变化，因此整个流程中化合价发生变化的元素有Mn、H、O。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类和质量都不变，整个流程的原料有MnO2、KOH、空气，其中只有KOH含有钾元素，最终产品KMnO4含有钾元素，部分钾元素随产品KMnO4流出体系，所以为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH。
【题型2】物质组成元素的推断
【典型例题】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
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律，化学变化前后，元素的种类不变，因此生成氮气的物质中应含有氮元素。
【举一反三1】汉黄芩素是传统中药黄芩的有效成分之一。汉黄芩素在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，下列关于汉黄芩素组成的说法正确的是（ ）
A.只含碳、氢元素
B.只含碳、氧元素
C.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D.一定含有碳元素，可能含有氢、氧元素
【答案】C
【解析】汉黄芩素在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，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H、O，反应物氧气由氧元素组成，故汉黄芩素中一定含H元素，可能含氧元素。
【举一反三2】光合作用可表示为：CO2+H2O淀粉+O2，则生成的淀粉中一定含有元素为 ，可能含有元素为 ．
【答案】H；O。
【解析】反应物中含有H、O三种元素，生成物中含有O元素，所以生成物淀粉中一定含有H两种元素，可能含有氧元素，因为上式并不是方程式，不能计算个数来判断是否有氧元素．
故选H；O．
蔗糖是生活中常见的一种物质，某化学兴趣小组同学在老师的指导下对“糖的组成元素”进行了探究。
[方案一]小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验到生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。
(1)小刚认为该结论不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，其理由是 。
[方案二]小刚用如图所示装置进行实验。
实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。
(2)实验前要通一会儿氮气，目的是 。
(3)观察到 现象，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。
(4)待蔗糖完全反应后，玻璃管中残留有黑色固体，为了探究黑色固体是碳单质，他继续利用该装置，将氮气换成纯氧进行实验(如图)。
实验过程和现象如表：
[实验结论](5)蔗糖是由 元素组成的。
【答案】
(1)氧气能够提供氧元素，故无法确定蔗糖中是否含有氧元素
(2)排出玻璃管中的空气，防止干扰实验
(3)干冷的小烧杯内壁有水雾出现
(4)澄清石灰水变浑浊
(5)碳、氢、氧
【题型3】有关质量守恒定律的计算
【典型例题】某大学实验团队为确定某可燃物的成分，取该可燃物2.6g在氧气中完全燃烧，生成8.8gCO2和1.8gH2O，下列说法错误的是（ ）
A.消耗氧气的质量是8g
B.该反应的生成物均为氧化物
C.该可燃物中一定含有H两种元素，不含O元素
D.该可燃物中一定含有H两种元素，可能含O元素
【答案】D
【解析】先计算CO2中碳元素质量：；
再计算H2O中氢元素质量：；
碳、氢元素质量之和为，刚好等于可燃物质量，所以该可燃物中一定含有H两种元素，不含O元素。根据质量守恒定律，参与反应的物质的总质量等于反应生成的物质的总质量，则参加反应的氧气质量为；反应生成的CO2和H2O都由两种元素组成，且其中一种是氧元素，均为氧化物。
【举一反三1】1 g红磷在氧气中完全燃烧，生成物的质量( )
A.等于1 g B.小于1 g C.大于1 g D.无法确定
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，红磷在氧气中完全燃烧生成五氧化二磷，参加反应的红磷和氧气的质量之和等于生成的五氧化二磷的质量，则1 g红磷在氧气中完全燃烧，生成物的质量一定大于1 g。
【举一反三2】双氢青蒿素为青蒿素的衍生物，对疟原虫红内期有强大且快速的杀灭作用，能迅速控制临床发作及症状。现有2.84 g双氢青蒿素燃烧生成6.6 g CO2和2.16 g H2O，则双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为( )
A.5：6 B.63：5 C.5：36 D.5：37
【答案】D
【解析】6.6 g CO2中碳元素的质量为6.6 g××100%＝1.8 g，2.16 g H2O中氢元素的质量为2.16 g××100%＝0.24 g，则6.6 g CO2和2.16 g H2O中氧元素的质量为6.6 g+2.16 g﹣1.8 g﹣0.24 g＝6.72 g；双氢青蒿素燃烧后仅生成二氧化碳和水，则双氢青蒿素中一定含有C、H元素，可能含有氧元素；根据质量守恒定律，则双氢青蒿素中氧元素质量为2.84 g﹣1.8 g﹣0.24 g＝0.8 g，燃烧消耗氧气的质量为6.72 g﹣0.8 g＝5.92 g，所以双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为0.8 g：5.92 g＝5：37。
【举一反三3】硫在空气中点燃生成SO2的反应中，S、O2、SO2三者的质量之比是（ ）
A.1：1：2 B.2：2：1 C.1：2：1 D.1：2：3
【答案】A
【解析】解：根据化学方程式可知，每32份质量的碳和32份质量的氧气完全反应能生成64份质量的二氧化硫，参加反应的硫、氧气与生成的二氧化硫的质量比为1：1：2。
【举一反三4】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。
【举一反三5】一定质量的丙烯(C3H6)在密闭容器内燃烧，生成一定量的CO2、5.6gCO和5.4gH2O，则参加反应的丙烯和氧气的质量比是 ；若再增加 g氧气，则不会有一氧化碳生成。
【答案】3：8 3.2
【解析】一定质量的丙烯（C3H6）在密闭容器内燃烧，生成一定量的CO2、5.6gCO和5.4gH2O，由质量守恒定律，化学反应前后氢元素的质量不变，则参加反应的丙烯的质量为5.4g××100%÷（×100%）=4.2g；化学反应前后碳元素的质量不变，则生成二氧化碳的质量为（4.2g××100%-5.6g××100%）÷（×100%）=4.4g，参加反应的氧气的质量为4.4g+5.6g+5.4g-4.2g=11.2g；参加反应的丙烯和氧气的质量比是4.2g：11.2g=3：8；
4.2g丙烯完全燃烧能生成二氧化碳的质量为4.2g××100%÷（×100%）=13.2g，消耗氧气的质量为13.2g+5.4g-4.2g=14.4g，则若再增加14.4g-11.2g=3.2g氧气，则不会有一氧化碳生成。
【举一反三6】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。
【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。
【题型4】密闭容器中反应数据的处理
在某密闭容器中放入甲、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下表所示，下列说法正确的是( )
A.该反应属于化合反应
B.甲、丁在反应中的质量变化比为1∶9
C.乙可能是该反应的反应物
D.甲和丙的相对原子质量比可能是1∶2
【答案】B
【解析】
反应后，甲的质量增加，甲是生成物，乙的质量不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，丙的质量增加，丙是生成物，丁的质量减小，丁是反应物。丁是反应物，甲、丙是生成物，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，A错误；甲、丁在反应中的质量变化比为：(19%﹣17%)∶(57%﹣39%)＝1∶9，B正确；化学反应前后，乙的质量不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，C错误；甲、丙在反应中的质量比为：(19%﹣17%)∶(36%﹣20%)＝1∶8，无法判断甲和丙的相对分子质量比或相对原子质量，D错误。
【举一反三1】一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如表：
关于此反应，下列认识，错误的是（ ）
A.表中m为1
B.甲一定是该反应的催化剂
C.该反应属于分解反应
D.反应时生成乙、丁的质量比为9：8
【答案】B
【解析】由表中数据分析可知，反应前后乙的质量增加了39 g﹣30 g＝9 g，故甲是生成物，生成的甲的质量为9 g；同理可以确定丙是反应物，参加反应的丙的质量为17 g﹣9 g＝8 g；丁是生成物，生成的丁的质量为10 g﹣2 g＝8 g；由质量守恒定律，甲的质量应不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应。
由质量守恒定律，甲的质量应不变，表中m为1，A正确；甲的质量应不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，B错误；该反应的反应物为丙，生成物是乙和丁，符合“一变多”的特征，属于分解反应，C正确；反应时生成乙、丁的质量比为9 g：8 g＝9：8，D正确。
【举一反三2】在一定条件下，某密闭容器内发生如下反应，测得反应过程中各物质的质量如表所示，下列错误的是（ ）
A.该反应是化合反应
B.丁可能是催化剂
C.乙物质可能是单质
D.甲反应后待测值为3
【答案】D
【解析】该反应是甲和乙在一定条件下反应生成丙，符合“多变一”的特点，属于化合反应，A正确；反应前后丁的质量不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，B正确；反应后乙的质量减少，则乙是该反应的反应物，可能是单质，C正确；由表中数据可知，待测值＝15+15+15+5﹣7﹣26﹣5＝12，D错误。
【举一反三3】将一定质量的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，测得反应后各物质的质量如下：
下列说法中正确的是（ ）
A.c一定是化合物
B.反应后a的质量为4.9g
C.该反应的基本类型为分解反应
D.d一定是该反应的催化剂
【答案】A
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由表中数据可知，待测值＝6.4g+3.2g+4.0g+0.5g﹣2.5g﹣7.2g﹣0.5g＝3.9g；反应后a的质量减少了6.4g﹣3.9g＝2.5g，则a是反应物；反应后b的质量减少3.2g﹣2.5g＝0.7g，则b也是反应物；反应后c的质量增加了7.2g﹣4.0g＝3.2g，则c是生成物；反应前后d的质量不变，则d可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质；该反应是a和b在一定条件下反应生成c，符合多变一的特点，属于化合反应。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，c是化合反应的生成物，则c一定是化合物。
【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断
【典型例题】过碳酸钠（Na2CO4）是一种消毒剂，常用于公共场所、餐具及水果等的消毒，其反应原理为Na2CO4+H2O═X+H2O2，其中X的化学式为（ ）
A.Na2CO3 B.NaHCO3 C.Na2O D.NaOH
【答案】A
【解析】由质量守恒定律，反应前后，原子的种类和数量均不变，由反应的化学方程式，反应前含有2个钠原子、5个氧原子、1个碳原子和2个氢原子，反应后含有2个氢原子、2个氧原子，所以X中应含有2个钠原子、1个碳原子和3个氧原子，即X的化学式为Na2CO3；
【举一反三1】我国制碱工业先驱侯德榜发明了侯氏制碱法，其主要反应为：NaCl+NH3+H2O+CO2═X+NH4Cl。下列正确的是（ ）
A.X的化学式为Na2CO3
B.该反应制得的X属于碱
C.NH4Cl中N的化合价为﹣3
D.该反应属于复分解反应
【答案】C
【解析】化学反应前后，元素种类不变，原子个数不变，反应物中有1个钠原子、1个氯原子、5个氢原子、3个氧原子、1个氮原子、1个碳原子，生成物中有1个氮原子、4个氢原子、1个氯原子，所以X是NaHCO3，故A错误；NaHCO3是由钠离子和碳酸氢根离子构成的化合物，属于盐，故B错误；在化合物中，化合价代数和为零，在NH4Cl中，氢元素显+1，氯元素显﹣1，设N元素化合价为x，x+（+1）×4+（﹣1）＝0，x＝﹣3，故C正确；NaCl+NH3+H2O+CO2═NaHCO3+NH4Cl，反应物是四种，不是复分解反应，故D错误。
【举一反三2】ClO2是一种高效的水处理剂，其制备反应为：2NaClO3+SO2+H2SO4═2ClO2+2X，下列错误的是（ ）
A.SO2的名称为二氧化硫
B.该反应属于置换反应
C.X的化学式是NaHSO4
D.ClO2中氯、氧元素的质量比为71：64
【答案】B
【解析】SO2的名称为二氧化硫，A正确；反应物是三种，生成物是两种，不是置换反应，B不正确；由2NaClO3+SO2+H2SO4＝2ClO2+2X可知，反应前钠原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前后氯原子都是2个，反应前氧原子是12个，反应后应该是12个，其中8个包含在2X中，反应前硫原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前氢原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，因此X的化学式是NaHSO4，C正确；ClO2中氯、氧元素的质量比为35.5：（16×2）＝71：64，D正确。
【举一反三3】在一定条件下将废气中的CO2转化为化工原料X，是实现“碳中和”的途径之一，该反应的化学方程式为2CO2+6H2X+4H2O，则X的化学式为（ ）
A.C2H4 B.C2H6 C.CH4 D.C2H5OH
【答案】A
【解析】反应前碳原子是2个，反应后应该是2个，包含在未知物质中，反应前后氧原子都是4个，反应前氢原子是12个，反应后应该是12个，其中4个包含在未知物质中，则X的化学式为C2H4。
【举一反三4】二氧化氯是被推广的消毒剂，用氯酸钠和盐酸反应可制得二氧化氯，反应的化学方程式是：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2X+2NaCl，请推断出X的化学式为 ；则NaClO3中氯元素的化合价为 价。
【答案】H2O；+5。
【解析】根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，反应前有2个N6个Cl、6个O、4个H，反应后有2个N6个Cl、4个O，则2X中有4个H、2个O，X中有2个H和1个O，则X的化学式为H2O；NaClO3中钠元素显+1价，氧元素显﹣2价，设氯元素的化合价为x，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则有（+1）+x+（﹣2）×3＝0，解得x＝+5。
【举一反三5】纯净物A 可用作气体燃料。在一定条件下，将一定质量的A与160 g B按如图所示充分反应，当B反应完全时,生成176 g C和36 g D。请回答：
(1)参加反应的 A 物质的质量是____________________。
(2)已知 A的相对分子质量为26，则参加反应的 A与B的化学计量数之比为__________。
【答案】(1)52g (2)2:5
【解析】(1)根据质量守恒定律可知,参加反应的 A物质的质量为176 g+36 g-160 g=52 g。(2)由题给信息可得,题图反应为2A+5O24CO2+2H2O进而可得参加反应的A与B的化学计量数之比为2:5。
某有机物燃烧的化学方程式是 2CxHy＋5O24CO2＋ yH2O ，则 x ＝ ，y ＝ 。
【答案】2 2
【举一反三7】使用NH2Cl可以对你使用的水进行消毒时，发生反应NH2Cl+H2O═X+HClO，那么X的化学式为 。
【答案】NH3。
【解析】由反应的化学方程式，反应前出现了1个氮原子、4个氢原子、1个氯原子和1个氧原子，反应后出现了1个氢原子、1个氯原子和1个氧原子，由质量守恒定律可知，反应后尚缺的1个氮原子和3个氢原子存在于X中，则X的化学式为NH3。
【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释
【典型例题】华为麒麟芯片（主要成分是硅）为国产芯片的发展做出了贡献。工业上制取芯片基材高纯硅（Si）的某一步反应微观示意图如图（相同小球表示同种原子）。下列说法正确的是（ ）
A.分子在化学变化中不可分
B.生成的丙和丁都是化合物
C.硅元素在地壳中的含量比氧元素多
D.化学反应前后原子的种类不变
【答案】D
【解析】由微观反应示意图可知，反应前后分子种类发生改变，即在化学变化中分子可以再分；丙为硅，是由硅元素组成的纯净物，属于单质，丁为HCl了，是由氢元素和氯元素组成的纯净物，属于化合物；地壳含量较多的元素（前四种）按含量从高到低的排序为氧、硅、铝、铁，由此可知，硅元素在地壳中的含量比氧元素少；根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类不变。
【举一反三1】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是（ ）
A.煤燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律
B.24 g镁在空气中完全燃烧生成40 g氧化镁，实际消耗空气的质量为16 g
C.无数实验证明化学反应都遵循质量守恒定律
D.质量守恒定律只适合于有气体或固体生成的化学反应
【答案】C
【解析】煤燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律，说法错误，应为生成二氧化碳逸入空气，而所有的化学反应都遵守质量守恒定律，故A错误；24克镁在空气中完全燃烧生成40克氧化镁，实际消耗空气质量为16克，说法错误，应为“氧气的质量为16克”，故B错误；一切化学反应都遵从质量守恒定律，C正确；质量守恒定律只适用于有气体或固体生成的化学反应，说法错误，因为质量守恒定律适用于一切化学反应，故D错误。
【举一反三2】我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，其中二氧化碳制取甲醇(CH3OH)环节的微观示意图如图(图中的微观粒子恰好完全反应)。
(1)该变化前后不发生改变的微观粒子是 (填“分子”“原子”或“离子”)。
(2)物质丁的化学式为 ，该物质属于 (填物质类别)。
(3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为 。
【答案】(1)原子
(2) H2O 化合物/氧化物/纯净物
(3)3：1
【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故该变化前后不发生改变的微观粒子是：原子；
（2）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、6、2，生成物中含H、O的个数分别是1、4、1，故生成物中还应含2个H、1个O，故丁的化学式为：H2O；水是由H、O元素组成的纯净物，属于化合物，也属于氧化物；
（3）化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，甲醇中碳元素和氢元素的质量比=12:（1×4）=3:1。
【举一反三3】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7】质量守恒定律的实验探究
【典型例题】某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(已知铁粉与氧气、水反应生成铁锈，铁锈呈红棕色)( )
A.铁粉的质量
B.氮气的质量
C.氧元素的质量
D.固态物质的质量
【答案】A
【解析】铁粉与氧气、水反应生成铁锈，随着反应的进行，铁粉的质量逐渐减少，最终反应停止，质量不再发生改变，与图b相符，A正确；铁粉与氧气、水反应生成铁锈，氮气的质量不变，与图b不相符，B错误；根据质量守恒定律，实验过程中瓶内氧元素的质量不变，与图b不相符，C错误；铁粉与氧气、水反应生成铁锈，实验过程中瓶内固态物质的质量逐渐增加，与图b不相符，D错误。
【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。
请利用质量守恒定律回答下列问题。
(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑镁条与空气中的氧气反应)，若固体质量变化如图1所示，则m2与m1之差表示 。
(2)实际实验中镁条完全燃烧后，称得陶土网上留下的固体质量比反应前的镁条质量小，其原因可能是 。
(3)某科学兴趣小组的同学设计了如图2三个实验装置(天平略)来验证质量守恒定律，其中能用来验证质量守恒定律的是______装置。写出另外两个装置不能用来验证质量守恒定律的原因：___________________。
(4)A装置中锥形瓶内细沙的作用是 ，实验过程中气球的变化情况是 。
(5)用C装置继续探究质量守恒定律，若装置不变，改变试剂，可选用的一组试剂是 。
【答案】
(1)反应的氧气质量 (2)反应生成的部分氧化镁扩散到空气中 (3)A B中的酒精和水不能反应，C中反应生成的氧气逸出装置，因此两个装置都不能用来验证质量守恒定律 (4)防止锥形瓶受热不均而炸裂 先变大后变小 (5)铁和硫酸铜溶液
【解析】
(4)A装置中锥形瓶内细沙的作用是防止锥形瓶受热不均而炸裂，实验过程中气球的变化情况是先变大(白磷燃烧放热，气体膨胀)后变小(温度降低，氧气消耗)。
为验证质量守恒定律，某兴趣小组做了以下实验进行探究。
实验一：将10 g水加入10 g酒精中，一段时间后，称量混合液，质量仍为20 g。
(1)该实验 (填“能”或“不能”)验证质量守恒定律，原因是_________________________________。
实验二：如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。
(2)冷却后，观察到的现象是_________________________________。
实验三：称取镁条和陶土网的质量为m1(如图2所示)，然后在空气中点燃镁条；反应结束后将所得物质与陶土网一起再次称量，质量为m2。
(3)根据质量守恒定律可知：生成氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量；而实验事实是m2＜m1，原因是_____________________。
【微观解释】
(4)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
【分析与总结】
(5)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在 容器中进行实验。
【拓展实验】兴趣小组按如图3装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物白色固体中还有少量黄色固体。查阅资料得知：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体。
【反思与交流】
(6)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，原因是_____________________。
(7)图3实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止___________________。
【答案】
(1)不能 酒精和水混合属于物理变化 (2)玻璃棒a端下沉 (3)一部分镁燃烧产生的白烟逸散到空气中 (4)①②③ (5)密闭 (6)氧气的化学性质比氮气活泼 (7)橡胶塞被弹出
【解析】
(1)质量守恒定律适用于化学变化，酒精和水混合过程中，没有新物质生成，属于物理变化，则不能验证质量守恒定律。(2)铜和氧气反应生成氧化铜，则左侧质量偏大，因此玻璃棒a端下沉。(3)由于镁燃烧时，一部分镁燃烧产生的白烟逸散到空气中，而白烟即生成的氧化镁，因此造成反应后固体质量m2＜m1。(4)化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变，分子的种类改变，故选①②③。(5)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在密闭的容器内进行。(6)虽然空气中氮气比氧气更多，但由于氧气比氮气活泼，则镁容易与氧气反应。(7)图 3 实验中气球的作用除了使装置密闭之外，由于反应放热会使气体膨胀，因此气球还可以防止橡胶塞被弹出。
【举一反三4】某兴趣小组利用图甲白磷燃烧装置探究质量守恒定律，利用红外测温仪测量瓶内温度，注射器记录气体体积变化，电子天平测量装置质量，将相关数据随时间的变化情况绘制成图乙。
(1)若实验中加入的白磷质量较小，该实验能否用于验证质量守恒定律：________。
(2)实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t ～t 时刻气体体积却变大，解释其体积变大的原因：_____________________________。
【答案】(1)能
(2)白磷燃烧放热，导致装置内气体体积增大的程度大于消耗氧气导致的装置内气体体积减小的程度
【解析】(1)若实验中加入的白磷质量较小，燃烧后不能完全消耗装置中的氧气，但是依然能发生化学反应，可以用来验证质量守恒定律。(2)实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t ～t 时刻气体体积变大，是因为白磷燃烧放热，导致装置内气体体积增大的程度大于消耗氧气导致的装置内气体体积减小的程度。
【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象
【典型例题】下列现象不能用质量守恒定律来解释的是（ ）
A.蜡烛燃烧后长度越来越短，最后消失
B.高锰酸钾受热后固体质量减少
C.潮湿的衣服在阳光下晒干
D.铁丝在氧气中燃烧，固体质量增加
【举一反三1】下列说法能用质量守恒定律解释的是( )
A.m g水受热变为m g的水蒸气
B.62 g磷和80 g的氧反应生成142 g五氧化二磷
C.拧开盛酒精的瓶盖一段时间后质量变小
D.20 g食盐溶于80 g水得到100 g的食盐水
【举一反三2】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber----Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。
(1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2 O2（填“＞”“＝”“＜”）。
(2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子 不同而吸附O2实现分离。
(3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。
①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量
（选填“变大”“不变”或“变小”）。
②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为 。
【举一反三3】某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验（实验4中装置气密性良好）。
［小组讨论］
(1)上述实验能用来验证质量守恒定律的是实验 （填数字）。
［记录分析］
(2)实验4反应过程中气球的变化是 ；下列图像中符合实验4容器中物质总质量随时间变化关系的是 （填字母）。
［评价反思］
(3)验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在 装置中进行。
［拓展延伸］
(4)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分子种类 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
【举一反三4】某工厂生产高锰酸钾流程如图所示。请回答下列问题。
(1)步骤Ⅰ中先将和KOH转化为相应熔融物，再进入步骤Ⅱ反应的目的是 。
(2)步骤Ⅱ中氮气 （填“是”或“不是”）该反应的生成物。
(3)整个流程中化合价发生变化的元素有 （填元素符号）。
(4)该流程中KOH可循环利用，但为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH，其原因是 。
【题型2】物质组成元素的推断
【典型例题】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
【举一反三1】汉黄芩素是传统中药黄芩的有效成分之一。汉黄芩素在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，下列关于汉黄芩素组成的说法正确的是（ ）
A.只含碳、氢元素
B.只含碳、氧元素
C.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D.一定含有碳元素，可能含有氢、氧元素
【举一反三2】光合作用可表示为：CO2+H2O淀粉+O2，则生成的淀粉中一定含有元素为 ，可能含有元素为 ．
蔗糖是生活中常见的一种物质，某化学兴趣小组同学在老师的指导下对“糖的组成元素”进行了探究。
[方案一]小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验到生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。
(1)小刚认为该结论不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，其理由是 。
[方案二]小刚用如图所示装置进行实验。
实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。
(2)实验前要通一会儿氮气，目的是 。
(3)观察到 现象，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。
(4)待蔗糖完全反应后，玻璃管中残留有黑色固体，为了探究黑色固体是碳单质，他继续利用该装置，将氮气换成纯氧进行实验(如图)。
实验过程和现象如表：
[实验结论](5)蔗糖是由 元素组成的。
【题型3】有关质量守恒定律的计算
【典型例题】某大学实验团队为确定某可燃物的成分，取该可燃物2.6g在氧气中完全燃烧，生成8.8gCO2和1.8gH2O，下列说法错误的是（ ）
A.消耗氧气的质量是8g
B.该反应的生成物均为氧化物
C.该可燃物中一定含有H两种元素，不含O元素
D.该可燃物中一定含有H两种元素，可能含O元素
【举一反三1】1 g红磷在氧气中完全燃烧，生成物的质量( )
A.等于1 g B.小于1 g C.大于1 g D.无法确定
【举一反三2】双氢青蒿素为青蒿素的衍生物，对疟原虫红内期有强大且快速的杀灭作用，能迅速控制临床发作及症状。现有2.84 g双氢青蒿素燃烧生成6.6 g CO2和2.16 g H2O，则双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为( )
A.5：6 B.63：5 C.5：36 D.5：37
【举一反三3】硫在空气中点燃生成SO2的反应中，S、O2、SO2三者的质量之比是（ ）
A.1：1：2 B.2：2：1 C.1：2：1 D.1：2：3
【举一反三4】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 。
【举一反三5】一定质量的丙烯(C3H6)在密闭容器内燃烧，生成一定量的CO2、5.6gCO和5.4gH2O，则参加反应的丙烯和氧气的质量比是 ；若再增加 g氧气，则不会有一氧化碳生成。
【举一反三6】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____________。
【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 。
【题型4】密闭容器中反应数据的处理
在某密闭容器中放入甲、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下表所示，下列说法正确的是( )
A.该反应属于化合反应
B.甲、丁在反应中的质量变化比为1∶9
C.乙可能是该反应的反应物
D.甲和丙的相对原子质量比可能是1∶2
【举一反三1】一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如表：
关于此反应，下列认识，错误的是（ ）
A.表中m为1
B.甲一定是该反应的催化剂
C.该反应属于分解反应
D.反应时生成乙、丁的质量比为9：8
【举一反三2】在一定条件下，某密闭容器内发生如下反应，测得反应过程中各物质的质量如表所示，下列错误的是（ ）
A.该反应是化合反应
B.丁可能是催化剂
C.乙物质可能是单质
D.甲反应后待测值为3
【举一反三3】将一定质量的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，测得反应后各物质的质量如下：
下列说法中正确的是（ ）
A.c一定是化合物
B.反应后a的质量为4.9g
C.该反应的基本类型为分解反应
D.d一定是该反应的催化剂
【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断
【典型例题】过碳酸钠（Na2CO4）是一种消毒剂，常用于公共场所、餐具及水果等的消毒，其反应原理为Na2CO4+H2O═X+H2O2，其中X的化学式为（ ）
A.Na2CO3 B.NaHCO3 C.Na2O D.NaOH
【举一反三1】我国制碱工业先驱侯德榜发明了侯氏制碱法，其主要反应为：NaCl+NH3+H2O+CO2═X+NH4Cl。下列正确的是（ ）
A.X的化学式为Na2CO3
B.该反应制得的X属于碱
C.NH4Cl中N的化合价为﹣3
D.该反应属于复分解反应
【举一反三2】ClO2是一种高效的水处理剂，其制备反应为：2NaClO3+SO2+H2SO4═2ClO2+2X，下列错误的是（ ）
A.SO2的名称为二氧化硫
B.该反应属于置换反应
C.X的化学式是NaHSO4
D.ClO2中氯、氧元素的质量比为71：64
【举一反三3】在一定条件下将废气中的CO2转化为化工原料X，是实现“碳中和”的途径之一，该反应的化学方程式为2CO2+6H2X+4H2O，则X的化学式为（ ）
A.C2H4 B.C2H6 C.CH4 D.C2H5OH
【举一反三4】二氧化氯是被推广的消毒剂，用氯酸钠和盐酸反应可制得二氧化氯，反应的化学方程式是：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2X+2NaCl，请推断出X的化学式为 ；则NaClO3中氯元素的化合价为 价。
【举一反三5】纯净物A 可用作气体燃料。在一定条件下，将一定质量的A与160 g B按如图所示充分反应，当B反应完全时,生成176 g C和36 g D。请回答：
(1)参加反应的 A 物质的质量是____________________。
(2)已知 A的相对分子质量为26，则参加反应的 A与B的化学计量数之比为__________。
某有机物燃烧的化学方程式是 2CxHy＋5O24CO2＋ yH2O ，则 x ＝ ，y ＝ 。
【举一反三7】使用NH2Cl可以对你使用的水进行消毒时，发生反应NH2Cl+H2O═X+HClO，那么X的化学式为 。
【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释
【典型例题】华为麒麟芯片（主要成分是硅）为国产芯片的发展做出了贡献。工业上制取芯片基材高纯硅（Si）的某一步反应微观示意图如图（相同小球表示同种原子）。下列说法正确的是（ ）
A.分子在化学变化中不可分
B.生成的丙和丁都是化合物
C.硅元素在地壳中的含量比氧元素多
D.化学反应前后原子的种类不变
【举一反三1】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是（ ）
A.煤燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律
B.24 g镁在空气中完全燃烧生成40 g氧化镁，实际消耗空气的质量为16 g
C.无数实验证明化学反应都遵循质量守恒定律
D.质量守恒定律只适合于有气体或固体生成的化学反应
【举一反三2】我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，其中二氧化碳制取甲醇(CH3OH)环节的微观示意图如图(图中的微观粒子恰好完全反应)。
(1)该变化前后不发生改变的微观粒子是 (填“分子”“原子”或“离子”)。
(2)物质丁的化学式为 ，该物质属于 (填物质类别)。
(3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为 。
【举一反三3】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7】质量守恒定律的实验探究
【典型例题】某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(已知铁粉与氧气、水反应生成铁锈，铁锈呈红棕色)( )
A.铁粉的质量
B.氮气的质量
C.氧元素的质量
D.固态物质的质量
【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.
请利用质量守恒定律回答下列问题。
(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑镁条与空气中的氧气反应)，若固体质量变化如图1所示，则m2与m1之差表示 。
(2)实际实验中镁条完全燃烧后，称得陶土网上留下的固体质量比反应前的镁条质量小，其原因可能是 。
(3)某科学兴趣小组的同学设计了如图2三个实验装置(天平略)来验证质量守恒定律，其中能用来验证质量守恒定律的是______装置。写出另外两个装置不能用来验证质量守恒定律的原因：___________________。
(4)A装置中锥形瓶内细沙的作用是 ，实验过程中气球的变化情况是 。
(5)用C装置继续探究质量守恒定律，若装置不变，改变试剂，可选用的一组试剂是 。
为验证质量守恒定律，某兴趣小组做了以下实验进行探究。
实验一：将10 g水加入10 g酒精中，一段时间后，称量混合液，质量仍为20 g。
(1)该实验 (填“能”或“不能”)验证质量守恒定律，原因是_________________________________。
实验二：如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。
(2)冷却后，观察到的现象是_________________________________。
实验三：称取镁条和陶土网的质量为m1(如图2所示)，然后在空气中点燃镁条；反应结束后将所得物质与陶土网一起再次称量，质量为m2。
(3)根据质量守恒定律可知：生成氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量；而实验事实是m2＜m1，原因是_____________________。
【微观解释】
(4)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
【分析与总结】
(5)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在 容器中进行实验。
【拓展实验】兴趣小组按如图3装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物白色固体中还有少量黄色固体。查阅资料得知：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体。
【反思与交流】
(6)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，原因是_____________________。
(7)图3实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止___________________。
【举一反三4】某兴趣小组利用图甲白磷燃烧装置探究质量守恒定律，利用红外测温仪测量瓶内温度，注射器记录气体体积变化，电子天平测量装置质量，将相关数据随时间的变化情况绘制成图乙。
(1)若实验中加入的白磷质量较小，该实验能否用于验证质量守恒定律：________。
(2)实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t ～t 时刻气体体积却变大，解释其体积变大的原因：_____________________________。
沪教版（2024）九年级上册 第4章 认识化学反应第2节 化学反应中的质量关系 题型专练（参考答案）
【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象
【典型例题】下列现象不能用质量守恒定律来解释的是（ ）
A.蜡烛燃烧后长度越来越短，最后消失
B.高锰酸钾受热后固体质量减少
C.潮湿的衣服在阳光下晒干
D.铁丝在氧气中燃烧，固体质量增加
【答案】C
【解析】蜡烛燃烧受热发生的是化学变化，能用质量守恒定律来解释，故A错误；高锰酸钾受热发生的是化学变化，能用质量守恒定律来解释，故B错误；潮湿的衣服在阳光下晒干，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律来解释，故C正确；铁丝燃烧发生的是化学变化，能用质量守恒定律来解释，故D错误。
【举一反三1】下列说法能用质量守恒定律解释的是( )
A.m g水受热变为m g的水蒸气
B.62 g磷和80 g的氧反应生成142 g五氧化二磷
C.拧开盛酒精的瓶盖一段时间后质量变小
D.20 g食盐溶于80 g水得到100 g的食盐水
【答案】B
【解析】磷和氧反应生成五氧化二磷，属于化学变化，水受热变为水蒸气、酒精挥发、食盐溶解均为物理变化。
【举一反三2】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber----Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。
(1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2 O2（填“＞”“＝”“＜”）。
(2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子 不同而吸附O2实现分离。
(3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。
①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量
（选填“变大”“不变”或“变小”）。
②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为 。
【答案】(1)＜
(2)大小
(3)不变 t2℃～t3℃
【解析】（1）从膜分离制氮机技术原理可知，要得到氮气，需让氧气先透过膜，所以气体通过分离膜时渗透速率N2＜O2；
（2）分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子大小不同而吸附O2实现分离。因为分子筛具有均匀的微孔结构，其孔径大小与分子尺寸相当，能根据分子大小对气体进行筛选吸附；
（3）①根据图3可知，在一定温度下用O2将其 “再生”，此过程中FeO与O2反应生成Fe3O4，化学反应前后元素的质量不变，所以 “再生” 过程中铁元素的质量不变；
②将一定质量的失效催化剂进行“再生”得到四氧化三铁，由图2可知，合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为t2℃～t3℃。
【举一反三3】某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验（实验4中装置气密性良好）。
［小组讨论］
(1)上述实验能用来验证质量守恒定律的是实验 （填数字）。
［记录分析］
(2)实验4反应过程中气球的变化是 ；下列图像中符合实验4容器中物质总质量随时间变化关系的是 （填字母）。
［评价反思］
(3)验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在 装置中进行。
［拓展延伸］
(4)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分子种类 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
【答案】(1)4
(2)先胀大后缩小 B
(3)密闭
(4)①②⑤
【解析】（1）实验1：镁条和氧气反应生成氧化镁，不在密闭的容器中进行，不能验证质量守恒定律；
实验2：锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气逸散到空气中去了，使天平不平衡，不能验证质量守恒定律，应该用密闭的容器；
实验3：蔗糖溶于水，属于物理变化，不能验证质量守恒定律；
实验4：白磷燃烧生成五氧化二磷，在密闭容器中进行，化学反应前后质量不变，可以验证质量守恒定定律；故能用来验证质量守恒定律的是实验4。
（2）实验4中，白磷燃烧放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球胀大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，气球缩小，故气球先胀大后缩小。依据质量守恒定律可知：实验4容器中物质总质量一直不变；故选：B。
（3）通过分析实验可知，验证质量守恒定律的实验，对于有气体参加或有气体生成的化学反应，实验应在密闭装置中进行。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的质量总和一定不变。从微观角度分析，化学反应遵守质量守恒定律的原因是：化学反应前后，原子的种类、数目和质量一定不变；根据元素的概念可知，化学反应前后，元素的种类和质量一定不变；另外，化学反应前后，分子种类一定改变， 分子数目可能改变，物质种类一定改变。故化学反应前后，一定不变的是：①②⑤。
【举一反三4】某工厂生产高锰酸钾流程如图所示。请回答下列问题。
(1)步骤Ⅰ中先将和KOH转化为相应熔融物，再进入步骤Ⅱ反应的目的是 。
(2)步骤Ⅱ中氮气 （填“是”或“不是”）该反应的生成物。
(3)整个流程中化合价发生变化的元素有 （填元素符号）。
(4)该流程中KOH可循环利用，但为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH，其原因是 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率
(2)不是
(3)Mn、H、O
(4)部分钾元素随产品KMnO4流出体系
【解析】（1）将MnO2和KOH转化为相应的熔融物，能使反应物充分混合，增大接触面积，从而加快后续步骤 Ⅱ 中的反应速率。
（2）空气中含有氮气，步骤 Ⅱ 中通入空气，得到K2MnO4、H2O，并排出N2等物质，说明氮气不是该反应的生成物。
（3）化合物中元素正负化合价之和为0，单质中元素化合价为0。在MnO2中Mn为+4价，反应后生成K2MnO4中Mn为+6价，再到KMnO4中Mn为+7价；步骤 Ⅲ 中H2参与反应，氢元素从0价变为+1价进入到生成的KOH中 ；氧气中氧元素显0价，步骤 Ⅱ 中氧气参与反应时，部分氧元素化合价也发生了变化，因此整个流程中化合价发生变化的元素有Mn、H、O。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类和质量都不变，整个流程的原料有MnO2、KOH、空气，其中只有KOH含有钾元素，最终产品KMnO4含有钾元素，部分钾元素随产品KMnO4流出体系，所以为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH。
【题型2】物质组成元素的推断
【典型例题】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
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律，化学变化前后，元素的种类不变，因此生成氮气的物质中应含有氮元素。
【举一反三1】汉黄芩素是传统中药黄芩的有效成分之一。汉黄芩素在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，下列关于汉黄芩素组成的说法正确的是（ ）
A.只含碳、氢元素
B.只含碳、氧元素
C.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D.一定含有碳元素，可能含有氢、氧元素
【答案】C
【解析】汉黄芩素在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，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H、O，反应物氧气由氧元素组成，故汉黄芩素中一定含H元素，可能含氧元素。
【举一反三2】光合作用可表示为：CO2+H2O淀粉+O2，则生成的淀粉中一定含有元素为 ，可能含有元素为 ．
【答案】H；O。
【解析】反应物中含有H、O三种元素，生成物中含有O元素，所以生成物淀粉中一定含有H两种元素，可能含有氧元素，因为上式并不是方程式，不能计算个数来判断是否有氧元素．
故选H；O．
蔗糖是生活中常见的一种物质，某化学兴趣小组同学在老师的指导下对“糖的组成元素”进行了探究。
[方案一]小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验到生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。
(1)小刚认为该结论不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，其理由是 。
[方案二]小刚用如图所示装置进行实验。
实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。
(2)实验前要通一会儿氮气，目的是 。
(3)观察到 现象，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。
(4)待蔗糖完全反应后，玻璃管中残留有黑色固体，为了探究黑色固体是碳单质，他继续利用该装置，将氮气换成纯氧进行实验(如图)。
实验过程和现象如表：
[实验结论](5)蔗糖是由 元素组成的。
【答案】
(1)氧气能够提供氧元素，故无法确定蔗糖中是否含有氧元素
(2)排出玻璃管中的空气，防止干扰实验
(3)干冷的小烧杯内壁有水雾出现
(4)澄清石灰水变浑浊
(5)碳、氢、氧
【题型3】有关质量守恒定律的计算
【典型例题】某大学实验团队为确定某可燃物的成分，取该可燃物2.6g在氧气中完全燃烧，生成8.8gCO2和1.8gH2O，下列说法错误的是（ ）
A.消耗氧气的质量是8g
B.该反应的生成物均为氧化物
C.该可燃物中一定含有H两种元素，不含O元素
D.该可燃物中一定含有H两种元素，可能含O元素
【答案】D
【解析】先计算CO2中碳元素质量：；
再计算H2O中氢元素质量：；
碳、氢元素质量之和为，刚好等于可燃物质量，所以该可燃物中一定含有H两种元素，不含O元素。根据质量守恒定律，参与反应的物质的总质量等于反应生成的物质的总质量，则参加反应的氧气质量为；反应生成的CO2和H2O都由两种元素组成，且其中一种是氧元素，均为氧化物。
【举一反三1】1 g红磷在氧气中完全燃烧，生成物的质量( )
A.等于1 g B.小于1 g C.大于1 g D.无法确定
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，红磷在氧气中完全燃烧生成五氧化二磷，参加反应的红磷和氧气的质量之和等于生成的五氧化二磷的质量，则1 g红磷在氧气中完全燃烧，生成物的质量一定大于1 g。
【举一反三2】双氢青蒿素为青蒿素的衍生物，对疟原虫红内期有强大且快速的杀灭作用，能迅速控制临床发作及症状。现有2.84 g双氢青蒿素燃烧生成6.6 g CO2和2.16 g H2O，则双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为( )
A.5：6 B.63：5 C.5：36 D.5：37
【答案】D
【解析】6.6 g CO2中碳元素的质量为6.6 g××100%＝1.8 g，2.16 g H2O中氢元素的质量为2.16 g××100%＝0.24 g，则6.6 g CO2和2.16 g H2O中氧元素的质量为6.6 g+2.16 g﹣1.8 g﹣0.24 g＝6.72 g；双氢青蒿素燃烧后仅生成二氧化碳和水，则双氢青蒿素中一定含有C、H元素，可能含有氧元素；根据质量守恒定律，则双氢青蒿素中氧元素质量为2.84 g﹣1.8 g﹣0.24 g＝0.8 g，燃烧消耗氧气的质量为6.72 g﹣0.8 g＝5.92 g，所以双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为0.8 g：5.92 g＝5：37。
【举一反三3】硫在空气中点燃生成SO2的反应中，S、O2、SO2三者的质量之比是（ ）
A.1：1：2 B.2：2：1 C.1：2：1 D.1：2：3
【答案】A
【解析】解：根据化学方程式可知，每32份质量的碳和32份质量的氧气完全反应能生成64份质量的二氧化硫，参加反应的硫、氧气与生成的二氧化硫的质量比为1：1：2。
【举一反三4】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。
【举一反三5】一定质量的丙烯(C3H6)在密闭容器内燃烧，生成一定量的CO2、5.6gCO和5.4gH2O，则参加反应的丙烯和氧气的质量比是 ；若再增加 g氧气，则不会有一氧化碳生成。
【答案】3：8 3.2
【解析】一定质量的丙烯（C3H6）在密闭容器内燃烧，生成一定量的CO2、5.6gCO和5.4gH2O，由质量守恒定律，化学反应前后氢元素的质量不变，则参加反应的丙烯的质量为5.4g××100%÷（×100%）=4.2g；化学反应前后碳元素的质量不变，则生成二氧化碳的质量为（4.2g××100%-5.6g××100%）÷（×100%）=4.4g，参加反应的氧气的质量为4.4g+5.6g+5.4g-4.2g=11.2g；参加反应的丙烯和氧气的质量比是4.2g：11.2g=3：8；
4.2g丙烯完全燃烧能生成二氧化碳的质量为4.2g××100%÷（×100%）=13.2g，消耗氧气的质量为13.2g+5.4g-4.2g=14.4g，则若再增加14.4g-11.2g=3.2g氧气，则不会有一氧化碳生成。
【举一反三6】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。
【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。
【题型4】密闭容器中反应数据的处理
在某密闭容器中放入甲、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下表所示，下列说法正确的是( )
A.该反应属于化合反应
B.甲、丁在反应中的质量变化比为1∶9
C.乙可能是该反应的反应物
D.甲和丙的相对原子质量比可能是1∶2
【答案】B
【解析】
反应后，甲的质量增加，甲是生成物，乙的质量不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，丙的质量增加，丙是生成物，丁的质量减小，丁是反应物。丁是反应物，甲、丙是生成物，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，A错误；甲、丁在反应中的质量变化比为：(19%﹣17%)∶(57%﹣39%)＝1∶9，B正确；化学反应前后，乙的质量不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，C错误；甲、丙在反应中的质量比为：(19%﹣17%)∶(36%﹣20%)＝1∶8，无法判断甲和丙的相对分子质量比或相对原子质量，D错误。
【举一反三1】一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如表：
关于此反应，下列认识，错误的是（ ）
A.表中m为1
B.甲一定是该反应的催化剂
C.该反应属于分解反应
D.反应时生成乙、丁的质量比为9：8
【答案】B
【解析】由表中数据分析可知，反应前后乙的质量增加了39 g﹣30 g＝9 g，故甲是生成物，生成的甲的质量为9 g；同理可以确定丙是反应物，参加反应的丙的质量为17 g﹣9 g＝8 g；丁是生成物，生成的丁的质量为10 g﹣2 g＝8 g；由质量守恒定律，甲的质量应不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应。
由质量守恒定律，甲的质量应不变，表中m为1，A正确；甲的质量应不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，B错误；该反应的反应物为丙，生成物是乙和丁，符合“一变多”的特征，属于分解反应，C正确；反应时生成乙、丁的质量比为9 g：8 g＝9：8，D正确。
【举一反三2】在一定条件下，某密闭容器内发生如下反应，测得反应过程中各物质的质量如表所示，下列错误的是（ ）
A.该反应是化合反应
B.丁可能是催化剂
C.乙物质可能是单质
D.甲反应后待测值为3
【答案】D
【解析】该反应是甲和乙在一定条件下反应生成丙，符合“多变一”的特点，属于化合反应，A正确；反应前后丁的质量不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，B正确；反应后乙的质量减少，则乙是该反应的反应物，可能是单质，C正确；由表中数据可知，待测值＝15+15+15+5﹣7﹣26﹣5＝12，D错误。
【举一反三3】将一定质量的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，测得反应后各物质的质量如下：
下列说法中正确的是（ ）
A.c一定是化合物
B.反应后a的质量为4.9g
C.该反应的基本类型为分解反应
D.d一定是该反应的催化剂
【答案】A
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由表中数据可知，待测值＝6.4g+3.2g+4.0g+0.5g﹣2.5g﹣7.2g﹣0.5g＝3.9g；反应后a的质量减少了6.4g﹣3.9g＝2.5g，则a是反应物；反应后b的质量减少3.2g﹣2.5g＝0.7g，则b也是反应物；反应后c的质量增加了7.2g﹣4.0g＝3.2g，则c是生成物；反应前后d的质量不变，则d可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质；该反应是a和b在一定条件下反应生成c，符合多变一的特点，属于化合反应。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，c是化合反应的生成物，则c一定是化合物。
【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断
【典型例题】过碳酸钠（Na2CO4）是一种消毒剂，常用于公共场所、餐具及水果等的消毒，其反应原理为Na2CO4+H2O═X+H2O2，其中X的化学式为（ ）
A.Na2CO3 B.NaHCO3 C.Na2O D.NaOH
【答案】A
【解析】由质量守恒定律，反应前后，原子的种类和数量均不变，由反应的化学方程式，反应前含有2个钠原子、5个氧原子、1个碳原子和2个氢原子，反应后含有2个氢原子、2个氧原子，所以X中应含有2个钠原子、1个碳原子和3个氧原子，即X的化学式为Na2CO3；
【举一反三1】我国制碱工业先驱侯德榜发明了侯氏制碱法，其主要反应为：NaCl+NH3+H2O+CO2═X+NH4Cl。下列正确的是（ ）
A.X的化学式为Na2CO3
B.该反应制得的X属于碱
C.NH4Cl中N的化合价为﹣3
D.该反应属于复分解反应
【答案】C
【解析】化学反应前后，元素种类不变，原子个数不变，反应物中有1个钠原子、1个氯原子、5个氢原子、3个氧原子、1个氮原子、1个碳原子，生成物中有1个氮原子、4个氢原子、1个氯原子，所以X是NaHCO3，故A错误；NaHCO3是由钠离子和碳酸氢根离子构成的化合物，属于盐，故B错误；在化合物中，化合价代数和为零，在NH4Cl中，氢元素显+1，氯元素显﹣1，设N元素化合价为x，x+（+1）×4+（﹣1）＝0，x＝﹣3，故C正确；NaCl+NH3+H2O+CO2═NaHCO3+NH4Cl，反应物是四种，不是复分解反应，故D错误。
【举一反三2】ClO2是一种高效的水处理剂，其制备反应为：2NaClO3+SO2+H2SO4═2ClO2+2X，下列错误的是（ ）
A.SO2的名称为二氧化硫
B.该反应属于置换反应
C.X的化学式是NaHSO4
D.ClO2中氯、氧元素的质量比为71：64
【答案】B
【解析】SO2的名称为二氧化硫，A正确；反应物是三种，生成物是两种，不是置换反应，B不正确；由2NaClO3+SO2+H2SO4＝2ClO2+2X可知，反应前钠原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前后氯原子都是2个，反应前氧原子是12个，反应后应该是12个，其中8个包含在2X中，反应前硫原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前氢原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，因此X的化学式是NaHSO4，C正确；ClO2中氯、氧元素的质量比为35.5：（16×2）＝71：64，D正确。
【举一反三3】在一定条件下将废气中的CO2转化为化工原料X，是实现“碳中和”的途径之一，该反应的化学方程式为2CO2+6H2X+4H2O，则X的化学式为（ ）
A.C2H4 B.C2H6 C.CH4 D.C2H5OH
【答案】A
【解析】反应前碳原子是2个，反应后应该是2个，包含在未知物质中，反应前后氧原子都是4个，反应前氢原子是12个，反应后应该是12个，其中4个包含在未知物质中，则X的化学式为C2H4。
【举一反三4】二氧化氯是被推广的消毒剂，用氯酸钠和盐酸反应可制得二氧化氯，反应的化学方程式是：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2X+2NaCl，请推断出X的化学式为 ；则NaClO3中氯元素的化合价为 价。
【答案】H2O；+5。
【解析】根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，反应前有2个N6个Cl、6个O、4个H，反应后有2个N6个Cl、4个O，则2X中有4个H、2个O，X中有2个H和1个O，则X的化学式为H2O；NaClO3中钠元素显+1价，氧元素显﹣2价，设氯元素的化合价为x，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则有（+1）+x+（﹣2）×3＝0，解得x＝+5。
【举一反三5】纯净物A 可用作气体燃料。在一定条件下，将一定质量的A与160 g B按如图所示充分反应，当B反应完全时,生成176 g C和36 g D。请回答：
(1)参加反应的 A 物质的质量是____________________。
(2)已知 A的相对分子质量为26，则参加反应的 A与B的化学计量数之比为__________。
【答案】(1)52g (2)2:5
【解析】(1)根据质量守恒定律可知,参加反应的 A物质的质量为176 g+36 g-160 g=52 g。(2)由题给信息可得,题图反应为2A+5O24CO2+2H2O进而可得参加反应的A与B的化学计量数之比为2:5。
某有机物燃烧的化学方程式是 2CxHy＋5O24CO2＋ yH2O ，则 x ＝ ，y ＝ 。
【答案】2 2
【举一反三7】使用NH2Cl可以对你使用的水进行消毒时，发生反应NH2Cl+H2O═X+HClO，那么X的化学式为 。
【答案】NH3。
【解析】由反应的化学方程式，反应前出现了1个氮原子、4个氢原子、1个氯原子和1个氧原子，反应后出现了1个氢原子、1个氯原子和1个氧原子，由质量守恒定律可知，反应后尚缺的1个氮原子和3个氢原子存在于X中，则X的化学式为NH3。
【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释
【典型例题】华为麒麟芯片（主要成分是硅）为国产芯片的发展做出了贡献。工业上制取芯片基材高纯硅（Si）的某一步反应微观示意图如图（相同小球表示同种原子）。下列说法正确的是（ ）
A.分子在化学变化中不可分
B.生成的丙和丁都是化合物
C.硅元素在地壳中的含量比氧元素多
D.化学反应前后原子的种类不变
【答案】D
【解析】由微观反应示意图可知，反应前后分子种类发生改变，即在化学变化中分子可以再分；丙为硅，是由硅元素组成的纯净物，属于单质，丁为HCl了，是由氢元素和氯元素组成的纯净物，属于化合物；地壳含量较多的元素（前四种）按含量从高到低的排序为氧、硅、铝、铁，由此可知，硅元素在地壳中的含量比氧元素少；根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类不变。
【举一反三1】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是（ ）
A.煤燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律
B.24 g镁在空气中完全燃烧生成40 g氧化镁，实际消耗空气的质量为16 g
C.无数实验证明化学反应都遵循质量守恒定律
D.质量守恒定律只适合于有气体或固体生成的化学反应
【答案】C
【解析】煤燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律，说法错误，应为生成二氧化碳逸入空气，而所有的化学反应都遵守质量守恒定律，故A错误；24克镁在空气中完全燃烧生成40克氧化镁，实际消耗空气质量为16克，说法错误，应为“氧气的质量为16克”，故B错误；一切化学反应都遵从质量守恒定律，C正确；质量守恒定律只适用于有气体或固体生成的化学反应，说法错误，因为质量守恒定律适用于一切化学反应，故D错误。
【举一反三2】我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，其中二氧化碳制取甲醇(CH3OH)环节的微观示意图如图(图中的微观粒子恰好完全反应)。
(1)该变化前后不发生改变的微观粒子是 (填“分子”“原子”或“离子”)。
(2)物质丁的化学式为 ，该物质属于 (填物质类别)。
(3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为 。
【答案】(1)原子
(2) H2O 化合物/氧化物/纯净物
(3)3：1
【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故该变化前后不发生改变的微观粒子是：原子；
（2）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、6、2，生成物中含H、O的个数分别是1、4、1，故生成物中还应含2个H、1个O，故丁的化学式为：H2O；水是由H、O元素组成的纯净物，属于化合物，也属于氧化物；
（3）化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，甲醇中碳元素和氢元素的质量比=12:（1×4）=3:1。
【举一反三3】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7】质量守恒定律的实验探究
【典型例题】某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(已知铁粉与氧气、水反应生成铁锈，铁锈呈红棕色)( )
A.铁粉的质量
B.氮气的质量
C.氧元素的质量
D.固态物质的质量
【答案】A
【解析】铁粉与氧气、水反应生成铁锈，随着反应的进行，铁粉的质量逐渐减少，最终反应停止，质量不再发生改变，与图b相符，A正确；铁粉与氧气、水反应生成铁锈，氮气的质量不变，与图b不相符，B错误；根据质量守恒定律，实验过程中瓶内氧元素的质量不变，与图b不相符，C错误；铁粉与氧气、水反应生成铁锈，实验过程中瓶内固态物质的质量逐渐增加，与图b不相符，D错误。
【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。
请利用质量守恒定律回答下列问题。
(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑镁条与空气中的氧气反应)，若固体质量变化如图1所示，则m2与m1之差表示 。
(2)实际实验中镁条完全燃烧后，称得陶土网上留下的固体质量比反应前的镁条质量小，其原因可能是 。
(3)某科学兴趣小组的同学设计了如图2三个实验装置(天平略)来验证质量守恒定律，其中能用来验证质量守恒定律的是______装置。写出另外两个装置不能用来验证质量守恒定律的原因：___________________。
(4)A装置中锥形瓶内细沙的作用是 ，实验过程中气球的变化情况是 。
(5)用C装置继续探究质量守恒定律，若装置不变，改变试剂，可选用的一组试剂是 。
【答案】
(1)反应的氧气质量 (2)反应生成的部分氧化镁扩散到空气中 (3)A B中的酒精和水不能反应，C中反应生成的氧气逸出装置，因此两个装置都不能用来验证质量守恒定律 (4)防止锥形瓶受热不均而炸裂 先变大后变小 (5)铁和硫酸铜溶液
【解析】
(4)A装置中锥形瓶内细沙的作用是防止锥形瓶受热不均而炸裂，实验过程中气球的变化情况是先变大(白磷燃烧放热，气体膨胀)后变小(温度降低，氧气消耗)。
为验证质量守恒定律，某兴趣小组做了以下实验进行探究。
实验一：将10 g水加入10 g酒精中，一段时间后，称量混合液，质量仍为20 g。
(1)该实验 (填“能”或“不能”)验证质量守恒定律，原因是_________________________________。
实验二：如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。
(2)冷却后，观察到的现象是_________________________________。
实验三：称取镁条和陶土网的质量为m1(如图2所示)，然后在空气中点燃镁条；反应结束后将所得物质与陶土网一起再次称量，质量为m2。
(3)根据质量守恒定律可知：生成氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量；而实验事实是m2＜m1，原因是_____________________。
【微观解释】
(4)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
【分析与总结】
(5)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在 容器中进行实验。
【拓展实验】兴趣小组按如图3装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物白色固体中还有少量黄色固体。查阅资料得知：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体。
【反思与交流】
(6)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，原因是_____________________。
(7)图3实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止___________________。
【答案】
(1)不能 酒精和水混合属于物理变化 (2)玻璃棒a端下沉 (3)一部分镁燃烧产生的白烟逸散到空气中 (4)①②③ (5)密闭 (6)氧气的化学性质比氮气活泼 (7)橡胶塞被弹出
【解析】
(1)质量守恒定律适用于化学变化，酒精和水混合过程中，没有新物质生成，属于物理变化，则不能验证质量守恒定律。(2)铜和氧气反应生成氧化铜，则左侧质量偏大，因此玻璃棒a端下沉。(3)由于镁燃烧时，一部分镁燃烧产生的白烟逸散到空气中，而白烟即生成的氧化镁，因此造成反应后固体质量m2＜m1。(4)化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变，分子的种类改变，故选①②③。(5)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在密闭的容器内进行。(6)虽然空气中氮气比氧气更多，但由于氧气比氮气活泼，则镁容易与氧气反应。(7)图 3 实验中气球的作用除了使装置密闭之外，由于反应放热会使气体膨胀，因此气球还可以防止橡胶塞被弹出。
【举一反三4】某兴趣小组利用图甲白磷燃烧装置探究质量守恒定律，利用红外测温仪测量瓶内温度，注射器记录气体体积变化，电子天平测量装置质量，将相关数据随时间的变化情况绘制成图乙。
(1)若实验中加入的白磷质量较小，该实验能否用于验证质量守恒定律：________。
(2)实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t ～t 时刻气体体积却变大，解释其体积变大的原因：_____________________________。
【答案】(1)能
(2)白磷燃烧放热，导致装置内气体体积增大的程度大于消耗氧气导致的装置内气体体积减小的程度
【解析】(1)若实验中加入的白磷质量较小，燃烧后不能完全消耗装置中的氧气，但是依然能发生化学反应，可以用来验证质量守恒定律。(2)实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t ～t 时刻气体体积变大，是因为白磷燃烧放热，导致装置内气体体积增大的程度大于消耗氧气导致的装置内气体体积减小的程度。
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