3.3
质量守恒定律
一、选择题
1.下列说法能用质量守恒定律解释的是（）
A.a克水受热形成a克水蒸气
B.铁生锈后的总质量比原来铁的质量大
C.湿衣服晾干后，质量变小
D.10克食盐溶于70克水中得到80克食盐水
2.下列各项数据：①原子的数目；②分子的数目；③元素的种类；④物质的种类；⑤物质的分子个数；⑥各种原子的总数，在化学反应前后，肯定没有变化的是（）
A.①②③⑤
B.①⑥
C.②③⑤
D.①③⑥
3.[2019·衢州]1784年,科学家卡文迪许演示了“人工空气”的燃烧,发现燃烧产物只有水。据此判断“人工空气”可能是
( )
A.氢气
B.氮气
C.二氧化碳
D.氧气
4.下列化学方程式书写正确的是（ ）
A.Fe2O3+4HCl═2FeCl2+3H2O
B.CuSO4+2NaOH═Cu（OH）2↓+Na2SO4
C.3Fe+2O2＝Fe3O4
D.2KNO3+CaCl2═2KCl+Ca（NO3）2
5.与图示微观变化相符的化学反应是
( )
A.2CO+O22CO2
B.H2+CuOH2O+Cu
C.2H2+O22H2O
D.H2CO3H2O+CO2↑
6.髙铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效的水处理剂，可用于自来水的消毒和净化．髙铁酸钾受热时发生分解反应：4K2FeO42X+4K2O+3O2↑，则X的化学式是（ ）
A.Fe
B.FeO
C.Fe2O3
D.Fe3O4
7.在化学方程式aC2H4+bO2mCO2+nH2O中，各化学式系数之间关系正确的是（）
A.m=a
B.3n=2a
B.3n=a
D.2b=2m+n
8.一种焰火的火药中所含的硝酸铜在燃放时发生如下反应:2Cu(NO3)22CuO+O2↑+4X↑,其中X是一种密度大于氧气的气体。已知相同状况下气体的体积比等于其分子个数比。同学们利用如图所示装置对该反应展开探究。下列说法正确的是
( )
①X的化学式是NO ②试管中固体逐渐变黑
③使带火星的木条复燃的是O2 ④实验证明X能支持燃烧
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
9.一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应，测得反应前后各物质的质量分数如下图所示。下列说法正确的是（）
A.丁是该反应的催化剂
B.该反应的基本类型为分解反应
C.该反应中乙、丙的质量比为3∶17
D.该反应中甲、丙的质量比为7∶10
10.在一个密闭容器里放入甲，乙，丙，丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测定有关数据如表：下列说法不正确的是（ ）
Ａ.反应后甲的质量为13g
Ｂ.乙是反应物
Ｃ.反应中乙，丁的质量比是5：4
Ｄ.物质丙可能是该反应催化剂
11.在一密闭容器中加入甲、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t1、t2时各物质质量变化情况如图所示，下列说法错误的是（）
A.该反应为化合反应
B.丙可能是该反应的催化剂
C.该化学反应中甲、丁的质量变化之比为5:7
D.该化学反应中乙、丁的质量变化之比为1:4
12.16g硫粉完全燃烧,需要氧气的质量是
( )
A.8g
B.16g
C.24g
D.32g
13.通电分解9g水，下列说法正确的是（）
A.生成H2和O2的质量和为9g
B.生成H2和O2的质量各为4.5g
C.生成6gO2和2gH2
D.生成8gH2和1gO2
14.加热ag氯酸钾和bg二氧化锰的混合物制氧气，到固体质量不再减少为止，得到cg氯化钾。根据质量守恒定律可知，生成氧气的质量为（）
A(a+b)g
B(a+b-c)g
C(a-c)g
D(b-c)g
15.氢气和氧气的混合气体共15g，使它们化合后生成水9g，则原混合气体中氧气的质量是（ ）
A.8g或6g
B.肯定是8g
C.8g或14g
D.5g或10g
16.在2Ａ+Ｂ＝Ｃ+2Ｄ中，已知16gA和9gＢ恰好完全反应，生成11gＣ，若要生成7gＤ物质，则参与反应的Ａ物质质量是（ ）
Ａ.4g
B.8g
C.16g
D.2g
17.在反应2X=2Y+Z中，X、Y、Z表示三种物质的分子式，如果X与Y的质量比为5:4，那么X与Z的相对分子质量之比为（）
A.10:1
B.5:1
C.5:2
D.1:5
18.将20g甲、5g乙、8g丙三种纯净物混合置于密闭容器中,加热发生化学反应。经分析可知:反应后混合物中含有5g甲、16g丙,还含有一种新物质丁。则丁物质的质量是
( )
A.12g
B.9g
C.4g
D.17g
19.某维生素具有抗坏血病的作用,该维生素的相对分子质量为176。取该维生素8.8g可与8g氧气恰好完全反应,生成13.2gCO2和3.6gH2O。该维生素的化学式是
( )
A.C6H8O6
B.C6H8O
C.C7H8O
D.C8H16O4
20．下列图象能正确反映其对应操作中各量变化关系的是（）
A．在密闭容器中燃烧一定量的红磷
B．加热一定量的高锰酸钾固体
C．在少量二氧化锰中加入过氧化氢
D．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物
二、填空题
21.配平下列化学方程式（化学计量数为1也要填入“□”内）
(1)□P+□O2□P2O5
(2)□Fe2O3+□C□Fe+□CO2
(3)□KClO3□KCl+□O2↑
(4)□C2H4+□O2□H2O+□CO2
22.某化学方程式可表示为aC3H6+bO2cCO2+dH2O,找出a、b、c之间的等量关系: 。
23.(1)A和B两种物质各9g，混合后加热发生反应：A+B=C+D，生成8gC和4gD，测得B已完全反应，则A与B反应的质量比
。
(2)已知5gA与2gB恰好完全反应，生成3gC和若干克D，若制取8gD，则需
gA。
(3)有A物质30g，加热完全分解产生16gB和气体C，气体C可与物质X完全反应，化合生成20gD，则反应掉X的质量是 g。
(4).agKClO3与bgMnO2混合后，充分加热，得剩余固体cg，则生成O2的质量为
，KCl的质量为
。
24.质量守恒定律是化学反应中的重要规律,请运用此规律解答下列问题。
(1)某纯净物X在空气中完全燃烧,反应的化学方程式为X+3O22CO2+2H2O,X的化学式为 ;若生成的二氧化碳的质量为8.8g,则X中碳元素的质量为 。
(2)图是某化学反应的微观示意图。根据示意图,写出该反应的化学方程式:
?
。
25.过氧化氢和过氧化钡都是过氧化物，过氧化物一般可用作氧化剂、漂白剂、供氧剂等。过氧化氢俗称双氧水，可用过氧化钡(BaO2)与稀硫酸反应来制备，回答有关问题：
(1)实验室用过氧化氢溶液制取氧气，其反应的化学方程式是
。过氧化钡可以通过以下方式制备过氧化氢：BaO2+X+H2O=BaCO3↓+H2O2，其中物质X的化学式是
，该反应相关的化合物中，氧元素的化合价有
种。
(2)过氧化钠(Na2O2)也是一种过氧化物，能与水反应生成氢氧化钠和一种能使带火星木条复燃的气体，起反应的化学方程式是
。
(3)如果用超氧化钾(KO2)来替代过氧化钠，也可与CO2反应，生成K2CO3和氧气，写出其化学方程式：
。
26.CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。回答下列相关问题。
(1)2016年我国科研人员研制出一种“可呼吸CO2”的电池,放电时该电池“吸收CO2”,充电时该电池“放出CO2”。放电时,金属钠和CO2发生反应生成一种非金属单质和Na2CO3,写出此反应的化学方程式:
。
(2)2018年5月,某杂志介绍了我国的一项研究成果:在一种新型催化剂的作用下可将二氧化碳高效转化为甲醇,相关反应如图27-K-7所示,参加反应的甲和乙的分子个数比为 。
三、解答题
27.某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量分数进行相关实验,实验测得相关数据如图所示:
(1)剩余的混合物中二氧化锰的质量为 g,反应生成氧气的质量为 g。
(2)计算该过氧化氢溶液中溶质的质量分数。
28.某学习小组的同学用KClO3和MnO2的混合物加热制取O2,收集4.8gO2后暂时停止加热,称得剩余固体的质量为28.0g,继续加热至不再产生O2,最终剩余固体质量为23.2g。试计算(不考虑O2的损耗):
(1)两次生成O2的总质量为 。
(2)理论上生成氯化钾的质量和可回收MnO2的质量。(写出计算过程)
29.取一定质量的氯酸钾和二氧化锰的固体混合物,在试管中加热至不再有气体放出,过滤、洗涤、干燥,得到纯净固体3.25g,还得到100g溶质质量分数为7.45%的滤液。请计算:(写出必要的计算过程)
(1)氯酸钾的质量及反应放出气体的质量。
(2)原混合物中氯元素的质量分数。
30.现有氯酸钾和二氧化锰混合物15g，加热使它完全反应，结果发现试管内固体物质质量比原来减少4.8g，试回答：
(1)生成多少克氧气？
(2)充分反应后，试管内含有哪些固体物质？其质量分别为多少克？
31.某科学兴趣小组的同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度,取一定质量的该样品与1g二氧化锰混合,其总质量为6g。依次加热该混合物t1、t2、t3、t4时间后,分别冷却并称量剩余固体质量,记录有关数据如下表所示(样品中的杂质不参与化学反应),请回答下列问题。
加热时间
t1
t2
t3
t4
剩余固体质量/g
4.24
4.16
4.08
4.08
(1)完全反应后产生的氧气的总质量为 。
(2)样品中氯酸钾的纯度是多少?
32.某学习小组在实验室中用加热KClO3和MnO2混合物的方法制取O2,反应过程中固体质量变化如图B3-3-1所示,请计算:
(1)制取O2的质量是 g。
(2)原混合物中KClO3的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)3.3
质量守恒定律
一、选择题
1.下列说法能用质量守恒定律解释的是（）
A.a克水受热形成a克水蒸气
B.铁生锈后的总质量比原来铁的质量大
C.湿衣服晾干后，质量变小
D.10克食盐溶于70克水中得到80克食盐水
【答案】B
2.下列各项数据：①原子的数目；②分子的数目；③元素的种类；④物质的种类；⑤物质的分子个数；⑥各种原子的总数，在化学反应前后，肯定没有变化的是（）
A.①②③⑤
B.①⑥
C.②③⑤
D.①③⑥
【答案】D
3.[2019·衢州]1784年,科学家卡文迪许演示了“人工空气”的燃烧,发现燃烧产物只有水。据此判断“人工空气”可能是
( )
A.氢气
B.氮气
C.二氧化碳
D.氧气
【答案】A
4.下列化学方程式书写正确的是（ ）
A.Fe2O3+4HCl═2FeCl2+3H2O
B.CuSO4+2NaOH═Cu（OH）2↓+Na2SO4
C.3Fe+2O2＝Fe3O4
D.2KNO3+CaCl2═2KCl+Ca（NO3）2
【答案】B
5.与图示微观变化相符的化学反应是
( )
A.2CO+O22CO2
B.H2+CuOH2O+Cu
C.2H2+O22H2O
D.H2CO3H2O+CO2↑
【答案】A
6.髙铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效的水处理剂，可用于自来水的消毒和净化．髙铁酸钾受热时发生分解反应：4K2FeO42X+4K2O+3O2↑，则X的化学式是（ ）
A.Fe
B.FeO
C.Fe2O3
D.Fe3O4
【答案】C
7.在化学方程式aC2H4+bO2mCO2+nH2O中，各化学式系数之间关系正确的是（）
A.m=a
B.3n=2a
B.3n=a
D.2b=2m+n
【答案】D
8.一种焰火的火药中所含的硝酸铜在燃放时发生如下反应:2Cu(NO3)22CuO+O2↑+4X↑,其中X是一种密度大于氧气的气体。已知相同状况下气体的体积比等于其分子个数比。同学们利用如图所示装置对该反应展开探究。下列说法正确的是
( )
①X的化学式是NO ②试管中固体逐渐变黑
③使带火星的木条复燃的是O2 ④实验证明X能支持燃烧
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
【答案】B
9.一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应，测得反应前后各物质的质量分数如下图所示。下列说法正确的是（）
A.丁是该反应的催化剂
B.该反应的基本类型为分解反应
C.该反应中乙、丙的质量比为3∶17
D.该反应中甲、丙的质量比为7∶10
【答案】C
10.在一个密闭容器里放入甲，乙，丙，丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测定有关数据如表：下列说法不正确的是（ ）
Ａ.反应后甲的质量为13g
Ｂ.乙是反应物
Ｃ.反应中乙，丁的质量比是5：4
Ｄ.物质丙可能是该反应催化剂
【答案】B
11.在一密闭容器中加入甲、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t1、t2时各物质质量变化情况如图所示，下列说法错误的是（）
A.该反应为化合反应
B.丙可能是该反应的催化剂
C.该化学反应中甲、丁的质量变化之比为5:7
D.该化学反应中乙、丁的质量变化之比为1:4
【答案】D
12.16g硫粉完全燃烧,需要氧气的质量是
( )
A.8g
B.16g
C.24g
D.32g
【答案】B
13.通电分解9g水，下列说法正确的是（）
A.生成H2和O2的质量和为9g
B.生成H2和O2的质量各为4.5g
C.生成6gO2和2gH2
D.生成8gH2和1gO2
【答案】A
14.加热ag氯酸钾和bg二氧化锰的混合物制氧气，到固体质量不再减少为止，得到cg氯化钾。根据质量守恒定律可知，生成氧气的质量为（）
A(a+b)g
B(a+b-c)g
C(a-c)g
D(b-c)g
【答案】C
15.氢气和氧气的混合气体共15g，使它们化合后生成水9g，则原混合气体中氧气的质量是（ ）
A.8g或6g
B.肯定是8g
C.8g或14g
D.5g或10g
【答案】C
16.在2Ａ+Ｂ＝Ｃ+2Ｄ中，已知16gA和9gＢ恰好完全反应，生成11gＣ，若要生成7gＤ物质，则参与反应的Ａ物质质量是（ ）
Ａ.4g
B.8g
C.16g
D.2g
【答案】B
17.在反应2X=2Y+Z中，X、Y、Z表示三种物质的分子式，如果X与Y的质量比为5:4，那么X与Z的相对分子质量之比为（）
A.10:1
B.5:1
C.5:2
D.1:5
【答案】C
18.将20g甲、5g乙、8g丙三种纯净物混合置于密闭容器中,加热发生化学反应。经分析可知:反应后混合物中含有5g甲、16g丙,还含有一种新物质丁。则丁物质的质量是
( )
A.12g
B.9g
C.4g
D.17g
【答案】A
19.某维生素具有抗坏血病的作用,该维生素的相对分子质量为176。取该维生素8.8g可与8g氧气恰好完全反应,生成13.2gCO2和3.6gH2O。该维生素的化学式是
( )
A.C6H8O6
B.C6H8O
C.C7H8O
D.C8H16O4
【答案】A
20．下列图象能正确反映其对应操作中各量变化关系的是（）
A．在密闭容器中燃烧一定量的红磷
B．加热一定量的高锰酸钾固体
C．在少量二氧化锰中加入过氧化氢
D．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物
【答案】D
二、填空题
21.配平下列化学方程式（化学计量数为1也要填入“□”内）
(1)□P+□O2□P2O5
(2)□Fe2O3+□C□Fe+□CO2
(3)□KClO3□KCl+□O2↑
(4)□C2H4+□O2□H2O+□CO2
【答案】（1）452（2）2343（3）223（4）1322
22.某化学方程式可表示为aC3H6+bO2cCO2+dH2O,找出a、b、c之间的等量关系: 。
【答案】2b=2c+3a
23.(1)A和B两种物质各9g，混合后加热发生反应：A+B=C+D，生成8gC和4gD，测得B已完全反应，则A与B反应的质量比
。
(2)已知5gA与2gB恰好完全反应，生成3gC和若干克D，若制取8gD，则需
gA。
(3)有A物质30g，加热完全分解产生16gB和气体C，气体C可与物质X完全反应，化合生成20gD，则反应掉X的质量是 g。
(4).agKClO3与bgMnO2混合后，充分加热，得剩余固体cg，则生成O2的质量为
，KCl的质量为
。
【答案】（1）1:3；（2）10(3)6(4)（a+b-c）g；（c-b）g。
24.质量守恒定律是化学反应中的重要规律,请运用此规律解答下列问题。
(1)某纯净物X在空气中完全燃烧,反应的化学方程式为X+3O22CO2+2H2O,X的化学式为 ;若生成的二氧化碳的质量为8.8g,则X中碳元素的质量为 。
(2)图是某化学反应的微观示意图。根据示意图,写出该反应的化学方程式:
?
。
【答案】(1)C2H4 2.4g (2)C+H2O(气)CO+H2
25.过氧化氢和过氧化钡都是过氧化物，过氧化物一般可用作氧化剂、漂白剂、供氧剂等。过氧化氢俗称双氧水，可用过氧化钡(BaO2)与稀硫酸反应来制备，回答有关问题：
(1)实验室用过氧化氢溶液制取氧气，其反应的化学方程式是
。过氧化钡可以通过以下方式制备过氧化氢：BaO2+X+H2O=BaCO3↓+H2O2，其中物质X的化学式是
，该反应相关的化合物中，氧元素的化合价有
种。
(2)过氧化钠(Na2O2)也是一种过氧化物，能与水反应生成氢氧化钠和一种能使带火星木条复燃的气体，起反应的化学方程式是
。
(3)如果用超氧化钾(KO2)来替代过氧化钠，也可与CO2反应，生成K2CO3和氧气，写出其化学方程式：
。
【答案】（1）2H2O22H2O+O2↑；CO2；2；（2）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;（3）4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。
26.CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。回答下列相关问题。
(1)2016年我国科研人员研制出一种“可呼吸CO2”的电池,放电时该电池“吸收CO2”,充电时该电池“放出CO2”。放电时,金属钠和CO2发生反应生成一种非金属单质和Na2CO3,写出此反应的化学方程式:
。
(2)2018年5月,某杂志介绍了我国的一项研究成果:在一种新型催化剂的作用下可将二氧化碳高效转化为甲醇,相关反应如图27-K-7所示,参加反应的甲和乙的分子个数比为 。
【答案】(1)4Na+3CO22Na2CO3+C (2)1∶3
三、解答题
27.某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量分数进行相关实验,实验测得相关数据如图所示:
(1)剩余的混合物中二氧化锰的质量为 g,反应生成氧气的质量为 g。
(2)计算该过氧化氢溶液中溶质的质量分数。
【答案】(1)1.0 1.6
(2)解:设68.0g过氧化氢溶液中含有过氧化氢的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68
32
x
1.6g
= x=3.4g
过氧化氢溶液中溶质的质量分数为×100%=5%。
答:该过氧化氢溶液中溶质的质量分数为5%。
28.某学习小组的同学用KClO3和MnO2的混合物加热制取O2,收集4.8gO2后暂时停止加热,称得剩余固体的质量为28.0g,继续加热至不再产生O2,最终剩余固体质量为23.2g。试计算(不考虑O2的损耗):
(1)两次生成O2的总质量为 。
(2)理论上生成氯化钾的质量和可回收MnO2的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)9.6g
(2)解:设生成氯化钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
149
96
x
9.6g
= x=14.9g
二氧化锰作催化剂,反应前后质量不变,则可回收MnO2的质量为23.2g-14.9g=8.3g。
答:理论上生成氯化钾14.9g;可回收MnO28.3g。
29.取一定质量的氯酸钾和二氧化锰的固体混合物,在试管中加热至不再有气体放出,过滤、洗涤、干燥,得到纯净固体3.25g,还得到100g溶质质量分数为7.45%的滤液。请计算:(写出必要的计算过程)
(1)氯酸钾的质量及反应放出气体的质量。
(2)原混合物中氯元素的质量分数。
【答案】(1)氯化钾的质量为100g×7.45%=7.45g。
设氯酸钾的质量为x,生成氧气的质量为y。
2KClO32KCl + 3O2↑
245
149
96
x
7.45g
y
= x=12.25g
= y=4.8g
(2)12.25g氯酸钾中氯元素的质量为
12.25g×=3.55g。
原混合物中氯元素的质量分数为
×100%≈22.9%。
答:(1)氯酸钾的质量为12.25g,生成氧气的质量为4.8g;(2)原混合物中氯元素的质量分数为22.9%。
30.现有氯酸钾和二氧化锰混合物15g，加热使它完全反应，结果发现试管内固体物质质量比原来减少4.8g，试回答：
(1)生成多少克氧气？
(2)充分反应后，试管内含有哪些固体物质？其质量分别为多少克？
【答案】
31.某科学兴趣小组的同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度,取一定质量的该样品与1g二氧化锰混合,其总质量为6g。依次加热该混合物t1、t2、t3、t4时间后,分别冷却并称量剩余固体质量,记录有关数据如下表所示(样品中的杂质不参与化学反应),请回答下列问题。
加热时间
t1
t2
t3
t4
剩余固体质量/g
4.24
4.16
4.08
4.08
(1)完全反应后产生的氧气的总质量为 。
(2)样品中氯酸钾的纯度是多少?
【答案】(1)1.92g
(2)解:设样品中氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245
96
x
1.92g
=
x=4.9g
样品中氯酸钾的质量分数为
×100%=98%。
答:样品中氯酸钾的纯度为98%。
32.某学习小组在实验室中用加热KClO3和MnO2混合物的方法制取O2,反应过程中固体质量变化如图B3-3-1所示,请计算:
(1)制取O2的质量是 g。
(2)原混合物中KClO3的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
【答案】12.(1)19.2
(2)解:设原混合物中KClO3的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245
96
x
19.2g
=
x=49g
原混合物中KClO3的质量分数为:
×100%≈81.7%。
答:原混合物中KClO3的质量分数是81.7%。
