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初中化学第一节 化学反应中的质量守恒学案
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这是一份初中化学第一节 化学反应中的质量守恒学案，文件包含51质量守恒定律原卷版九年级化学上册同步辅导讲义鲁教版docx、51质量守恒定律解析版九年级化学上册同步辅导讲义鲁教版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共36页， 欢迎下载使用。
教学内容
第五单元 定量研究化学反应
第一节 化学反应中的质量守恒
知识预习
1、从微观角度来说：在电解水的过程中，构成水的微粒——水分子被破坏，分裂成氢原子和氧原子；氢原子和氧原子再两两结合形成氢分子和氧分子。大量的氢分子聚集在一起形成了氢气；大量的氧分子聚集在一起形成了氧气。
2、化学反应的实质是：化学变化的过程是构成分子的原子进行重新组合的过程。
3、在实验室里，通常采用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气。反应原理： H2O2H2O+O2。
知识讲解
知识点一、质量守恒定律
☆知识详析☆
一、质量守恒定律的内容：
参加化学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。
二、质量守恒定律的应用：
1、解释有关化学反应中物质的质量变化现象。
2、确定某物质的组成元素。
3、求算化学反应中某种物质或元素的质量。
4、判断化学反应的类型。
☆知识延伸☆
1、质量守恒定律的应用对象是化学变化，对于物理变化，不能用质量守恒定律解释。
2、质量守恒定律只适用于质量守恒，而不是体积守恒，也不是分子总数守恒。
3、质量守恒定律强调的是“参加反应的”和“反应生成的”，对于未参加反应的物质不关注。
☆考题详解☆
【考题示例】某有机物在氧气中完全燃烧只生成二氧化碳和水。据此判断该有机物组成说法正确的是（ ）
A. 只含有碳、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
【考点】质量守恒定律
【题型】物质组成元素的推断
【解题方法】
根据题目描述的反应，找出在化学变化前后物质中的组成元素，根据元素种类在反应是不变的进行分析和解答。
【答案】A
方法点拨：
1．把握质量守恒定律及其微观解释的本质。对于质量守恒定律的理解，要抓住概念中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”这样四个关键词。
2．对于定律的应用，一定要抓住它的本质。
3、解题时先要认真、细致地分析题目所给的各种信息，然后细心地推理后，最后按照题目要求进行解答。
☆跟踪练习☆
1．甲乙丙丁四种物质混合后，在一定的条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如下表所示。说法正确的是（）
甲
乙
丙
丁
反应前质量分数/%
70
15
6.25
8.75
反应后质量分数/%
35
7.5
48.75
8.75
A．丁一定是这个反应的催化剂 B．参加反应的甲和乙的质量之和一定等于生成的丙的质量
C．甲一定是化合物，乙一定是单质 D．该反应可能是分解反应
【答案】B
【解析】
试题分析：A．丁物质在反应前后质量没有变化，所以丁可能是这个反应的催化剂或没有参与该反应。此项不正确。B．甲和乙的质量反应后减少，为反应的反应物；而丙的质量在反应后增加，为反应的生成物。根据质量守恒定律可知：在参加反应的甲和乙的质量之和一定等于生成的丙的质量。此项正确。C．反应是由甲和乙生成丙，所以甲不一定是化合物，乙也不一定是单质。D．反应是由甲和乙生成丙，所以该反应为化合反应。所以应选B项。
考点：质量守恒定律
2．下图表示三种物质在密闭容器中反应前后质量比例的变化，下列说法正确的是
CaO
CO2
CaCO3
CaO
CO2
CaCO3
反应前
反应后
A．该反应中CaO起催化作用 B．该反应中CO2是生成物
C．该反应是复分解反应 D．该反应是化合反应
【答案】D
考点：质量守恒定律，基本反应类型
3．已知：X和Y两种物质共80g ，在一定条件下恰好完全反应，生成Z与W的质量比为11︰9，且反应中消耗X的质量是生成W的质量的4/9，则反应中消耗Y的质量为（）
A．16g B．36g C．44g D．64g
【答案】D
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律，X和Y两种物质共80g ，在一定条件下恰好完全反应，生成Z与W的质量也为80g，Z与W的质量比为11︰9，则W的质量为36g，因为反应中消耗X的质量是生成W的质量的4/9，故X的质量=36g×4/9=16g，故反应中消耗Y的质量为=80g -16g=64g，故选D
考点：质量守恒定律
知识点二、质量守恒定律的微观解释
☆知识详析☆
质量守恒定律的微观解释：
由于化学反应的过程，实际上就是参加反应的各物质分子被破坏；分子分裂成原子；原子再重新组合生成新的分子的过程。因此在反应的前后，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以物质的总质量在反应前后是不变的。原子的种类也可以说是元素的种类。
☆知识延伸☆
从宏观来说，化学变化是有新物质生成的变化。在化学反应前后：
1、物质的种类一定发生变化。
2、元素种类及元素的质量不变；
从微观来说，化学变化的过程是原子的重新组合过程。在化学反应前后：
1、分子的种类会发生改变；
2、原子的种类、数量以及质量一定不变；
3、分子的个数可能会发生变化，也可能不变。
应用：
确定某物质的化学式或物质的分子构成。
☆考题详解☆
【考题示例】生产电脑芯片的材料主要是高纯硅。工业生产高纯硅的原理为：2C+SiO2Si+2X↑
A.N2 B.CO C.CO2 D.O2
【考点】质量守恒定律的微观解释
【题型】推导物质的化学式
【解题方法】
1．分别数反应物和生成物的元素种类；
2．数对应元素的原子个数，依据反应前后，原子个数不变，补充足够的对应原子个数。
3．组成化学式。化学式中表示原子个数写在元素符号的右下角。按题目要求解答。
【试题分析】
对反应2C+SiO2Si+2X
原子种类
反应前个数
反应后个数
2x应含的原子个数
C
2
0
2
Si
1
1
0
O
2
0
2
所以X的化学式应为：CO 应选B项。
【答案】B
方法点拨：
1．对于定律成立的原因，可以从化学反应的实质上来推断。
2．对于定律的应用，要从宏观和微观两个角度来分析其变量和不变量。
宏观上：‘反应前后物质总质量、元素的种类、各元素质量’不变
微观上：‘原子的种类、原子的数目、原子的质量’不变。
3、解题时先要认真、细致地分析题目所给的各种信息，然后细心地推理后，最后按照题目要求进行解答。
☆跟踪练习☆
1．化学是在分子、原子的水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门自然科学。下图是某化学反应的围观示意图，你认为下列说法不正确的是（ ）
A．反应前后原子的种类、数目都不变 B．该反应是置换反应
C．反应前后各元素的化合价都发生了改变 D．乙、丙两种物质都是氧化物
【答案】C
考点：分子模型图、质量守恒定律
2．甲烷和水反应可以制备水煤气（混和气体），其反应的微观示意图如下所示：
根据以上微观示意图得出的结论中，正确的是（ ）
A．水煤气的成分是一氧化碳和氧气 B．反应中含氢元素的化合物有三种
C．反应前后碳元素的化合价没有发生变化 D．反应中甲和丙的质量之比为4:7
【答案】D
【解析】
试题分析：由反应的微观示意图可知，该反应的反应物是甲烷和水，生成物是一氧化碳和氢气，该反应表示为：CH4+H2O====CO+2H2；故水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，A错误；该反应中含有氢元素的物质由甲烷、水、氢气三种，其中氢气属单质，B错误；甲烷中碳元素为-4价，反应后一氧化碳中碳元素为+2价，元素的化合价发生了变化，C错误；物质的质量比即为相对分子质量之比，故反应中甲和丙的质量之比=16:28=4:7，D正确。故选D。
考点：化学反应的微观构成，质量守恒定律的应用
3．科学研究表明，氨气在常压下就可液化成液氨，液氨可用作汽车的清洁燃料，其有关的主要反应为4NH3+3O2一定条件
2X+ 6H2O，则X的化学式为（）
A．NO B．N2 C．NO2 D．N2O
【答案】B
【解析】
试题分析：依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N：4，H：12，O：6，反应后N：0，H：12，O：6，X前有化学计量数2，故X的化学式为N2。故选B。
考点：质量守恒定律的应用
知识点三、质量守恒定律的探究实验
☆知识详析☆
质量守恒定律是化学反应普遍遵循的规律。质量守恒定律的内容是：参加化学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。因此要求在实验探究过程中需要比较实验前后反应物与生成物的质量总各。如果不能准确地测量反应物和生成物的总质量，则不会得到正确的结论。
因此在选择实验装置时要注意：
1、无气态物质参加或生成的反应可在敞口装置中进行，如Fe+CuSO4==FeSO4+Cu。
2、有气态物质参加或生成的反应，应在密闭容器中进行，如白磷燃烧，NaOH与CO2反应，Zn与稀硫酸反应等。
3、为确保实验成功，有时在装置上系一个气球来保证装置的密闭。如白磷燃烧实验，但也要考虑气球最终不能恢复原状，则装置在空气中受到的浮力会改变，装置对天平托盘的压力会改变，影响对质量守恒定律的探究。
☆知识延伸☆
1、如有气态物质参加在敞口装置中进行，则空气中没有参加反应的气体进入装置中，影响测量的结果。
2、反应中若生成气体在敞口装置中进行，则气体会逸出装置，影响测量的结果。
3、两种情况均无法通过实验验证化学反应遵循质量守恒定律。但不代表反应不遵循质量守恒定律。
☆考题详解☆
【考题示例】下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是（ ）
【考点】质量守恒定律的实验探究
【题型】质量守恒定律的实验探究
【解题方法】
根据质量守恒定律实验探究的方法、原则和步骤进行分析和回答。
【答案】B
方法点拨：
1、掌握探究实验的基本要求；
2、能够正确地书写反应原理；
☆跟踪练习☆
1．如图为小柯做的创新实验：将铜丝绕在电烙铁上，电烙铁用支架固定在密闭的硬质玻璃管中，玻璃管置于灵敏电子台秤上。接通电路，电烙铁开始工作，可以观察到铜丝表面逐渐变黒，电子台秤读数保持不变。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的化学方程式为Cu+O2=CuO
B．加热过程中，玻璃管内空气的质量保持不变
C．加热过程中，铜丝的质量保持不变
D．硬质玻璃管内物质在反应前后总质量保持不变
【答案】D
【解析】
试题分析：A．该反应的化学方程式为Cu+O2=CuO，铜与氧气的反应需要加热； B．根据质量守恒定律可知加热过程中，玻璃管内空气的质量保持不变减小；C．加热过程中，铜丝的质量增加，因为增加了氧气的质量；D．根据质量守恒定律，硬质玻璃管内物质在反应前后总质量保持不变是正确的叙述；故答案选择D学科网
考点：质量守恒定律的应用
2．某化学兴趣小组用右图装置探究质量守恒定律，结果测得反应前后质量不相等。他们更换试剂后重新实验，得到了正确的结论。他们后来选择的试剂是
A．稀盐酸和镁条
B．碳酸钠和稀硫酸
C．稀盐酸和铜粉
D．碳酸钠和氢氧化钙溶液
【答案】D
考点：质量守恒定律的实验探究。
3．下列实验能证明质量守恒定律的是（ ）
A．加热空气中的铜粉 B．锌和稀硫酸反应 C．铜和硝酸银反应 D．镁条燃烧
【答案】C
【解析】
试题分析：质量守恒定律的适用范围是化学变化，质量守恒定律指的是参加反应的物质总质量与生成的物质总质量相等，要证明质量守恒定律即称量前后的物质的质量不变。红磷燃烧放出热量，会把橡胶塞冲开，A不能；锌和稀硫酸反应生成的氢气会逸散到空气中，导致质量减少；镁条燃烧后质量会增加。故选C。学科网
考点：质量守恒定律的验证
随堂练习
知识点一、质量守恒定律
1．钛具有硬度大、密度小、熔点高、抗腐蚀性强等优良性能，被誉为“未来金属”。钛铁矿石的主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3)。冶炼金属钛时，主要发生以下两个反应：
800℃
Ar
高温
①2FeTiO3＋6C＋7Cl2 2X＋2TiCl4＋6CO，②TiCl4+2Mg Ti + 2MgCl2
则X为（ ）
A．FeCl2 B．FeCl3 C．Fe2O3 D．FeCO3
【答案】B
考点：质量守恒定律
2．在一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在下定条件下发生化学反应，测得反应前及t1、t2时各物质质量如右图所示。下列说法中不正确的是（）
A．该反应为化合反应
B．丙可能为该反应的催化剂
C．该反应中，乙、丁的质量变化之比为7：5
D．该反应中，甲、乙的质量变化之比为1：4
【答案】D
【解析】
试题分析：由反应前后的关系可知，甲反应前为16g，反应后为8g，质量减少了8g属反应物；乙反应前为4g，反应后为32g，质量增加了28g属生成物；丙反应前为12g，反应后仍为12g，故丙可能是该反应的催化剂，也可能没有参与化学反应；丁反应前为24g，反应后为4g，质量减少了20g属反应物。该反应表示为：甲+丁→丙，属化合反应；该反应中，乙和丁的反应质量变化之比=28:20=7:5；甲和乙的质量之比=8:28=2:7，D错误。故选D。
考点：质量守恒定律的应用
3．在炼铁工业中，常用石灰石将铁矿石中的杂质二氧化硅转化为炉渣除去，发生反应的化学方程式为：CaCO3＋SiO2 X＋CO2↑，其中X的化学式是（）
A．CaSiO4 B．Ca2SiO3 C．CaSi2O3 D．CaSiO3
【答案】D
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前Ca：1，C：1,，O：5，Si：1，反应后Ca：0，C：1,，O：2，Si：0，故X的化学式为CaSiO3。故选D。学科网
考点：质量守恒定律的应用
4． “硝酸”是高中化学将要学习的物质，浓硝酸见光会发生化学变化，其化学方程式为：4HNO3光照4NO2 ↑+ 2H2O+X↑
（1）X的化学式为__________。
（2）请在硝酸的化学式中标出氮元素的化合价：HNO3
（3）硝酸具有酸的一些共同性质，是因为它在水溶液中也能解离出______（用化学符号表示）。
【答案】（1）O2（2）HNO3（3）H+
考点：质量守恒定律，化学用语的书写
5．我国具有丰富的煤炭资源，煤制取乙二醇的产业化发展已列入我国石化产业调整和振兴规划。由煤制取乙二醇的流程示意图为：
（1）煤属于________（填“可再生”或“不可再生”）资源；
（2）合成气可用作气体燃料，写出合成气中氢气燃烧的化学方程式：____________________________；
（3）合成气（CO和H2）在不同催化剂的作用下，可以合成不同的物质，从物质组成的角度考虑，仅用合成气为原料不可能得到的物质是__________________（填序号）。
①乙醇（C2H5OH）②甲醇（CH3OH）③尿素[CO(NH2)2]
【答案】（1）不可再生（2）2H2+O2 2H2O；（3）③。
【解析】
试题分析：（1）煤属于不可再生资源；
（2）氢气燃烧时会和氧气反应生成水，化学方程式为：2H2+O2 2H2O；
（3）CO和H2两种物质中不含氮元素，所以反应后的生成物中也不可能含氮元素。所以应选③。
考点：化石燃料、氢气的燃烧、质量守恒定律
知识点二、质量守恒定律的微观解释
1．在2Cu（NO3）==2CuO + O2 ↑+ 4X↑的反应中X的化学式为（ ）
A．H2 B．NO 2 C．CO2 D．CO
【答案】B
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律可以知道参加反应的各种原子的种类不会改变的原则，过程中不会产生新的元素，因此ACD都错误。故选B
考点：质量守恒定律
2．下图为某化学反应的微观模拟示意图，下列说法中，不正确的是（）
A．该反应不属于置换反应 B．图示中x的数值为3
C．反应前后氢元素的化合价发生了改变 D．反应中甲、丙两物质的质量比为2:7
【答案】D
考点：置换反应，化合价的规律，质量守恒定律，方程式的计算
3．下图表示两种物质发生的化学反应，其中相同的球代表同种原子，小球间的短线代表原子间的结合。下列说法中不正确的是（）
A．图示有4种分子 B．图示反应前后原子个数不变
C．图示发生了复分解反应 D．图示产物为混合物
【答案】C
【解析】
试题分析：A、根据图示，有4种分子，正确，B、根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后，原子的种类、个数都不变，正确，C、复分解反应是由两种化合物相互交换成分形成另两种化合物的反应，而根据图示反应前有一种是单质，故该反应不是复分解反应，错误，D、图示产物由2个不同的分子，为混合物，正确，故选C。
考点：微观结构示意图，质量守恒定律，复分解反应
4．以下是某化学反应的微观示意图（、分别表示不同元素的原子），下列对图示反应的理解中，正确的是（ ）
A． 该反应属于化合反应
B． 反应物和生成物中共含有三种元素
C． 反应物和生成物中只有一种单质
D． 参加反应的物质分子个数之比为1：1
【答案】A
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律，由化学反应的微观示意图得出各物质的微粒关系图为：A、由化学反应的微观示意图可知，反应物是两种，生成物是一种，该反应属于化合反应．故A说法正确；B、由微粒的微观构成可知，原子的种类是两种，反应物和生成物中共含有两种元素，故B说法错误；C、由物质的微观构成可知，反应物和生成物中有两种单质．故C说法错误；D、由各物质的微粒关系图可知，参加反应的物质分子个数之比为1：3．故D说法错误．故选A．
考点：质量守恒定律
5．如图是某化学反应的微观示意图，“”和“”分别表示两种不同的原子，请根据图示回答下列问题．
（1）参加反应的甲和乙的分子个数比是 ．
（2）一个丙分子由 个原子构成；由大量丙分子聚集成的丙物质 （填“可能”或“不可能”）是氧化物．
（3）该反应的基本反应类型是 ．
【答案】（1）1：2；（2）3，可能；（3）化合反应。
考点：质量守恒定律、氧化物、基本反应类型
知识点三、质量守恒定律的探究实验
1．某同学欲用蜡烛燃烧验证质量守恒定律，实验设计如下图所示。实验时用吸收剂将产生的水和二氧化碳进行彻底吸收。下列实验现象和分析错误的是（）
A．点燃蜡烛后天平指针向右偏转
B．蜡烛燃烧反应为氧化反应
C．此实验中生成CO2中的碳元素质量一定等于参加反应蜡烛中碳元素质量
D．此实验中生成水中的氢元素质量一定等于参加反应蜡烛中氢元素质量
【答案】C
【解析】
试题分析：A选项点燃蜡烛后天平指针向右偏转是正确的叙述，热气体往上去产生浮力；B选项根据氧化反应的定义，蜡烛燃烧反应为氧化反应是正确的叙述；C选项是错误的叙述，氧气不充足时可能生成一氧化碳；D选项此实验中生成水中的氢元素质量一定等于参加反应蜡烛中氢元素质量，是正确的叙述，故答案选择C。学科网
考点：质量守恒定律的验证
2．下图是某兴趣小组设计的四个实验装置，其中实验设计不合理的是：
A．探究分子运动 B．探究燃烧的条件 C．测定空气里氧气含量 D．验证质量守恒定律
【答案】D
考点：实验方案设计
3．用碳酸钙与稀盐酸验证质量守恒的实验中：
（1）反应中观察到的现象有____________________________________；____________________________________；____________________________________。
（2）锥形瓶中的石灰水的作用是______________________________________________________；
（3）图中小试管的作用是_______________________________________________________________ 。
【答案】（1）在小试管中有气泡产生；澄清石灰水变浑浊；天平仍平衡
（2）吸收产生的二氧化碳，防止瓶中的气压过大使瓶塞蹦出
（3）作为大理石和稀盐酸的反应容器；使大理石和稀盐酸在反应前能分离开来，便于控制反应的开始
【解析】
试题分析：用碳酸钙与稀盐酸验证质量守恒的实验，在进行时要在密闭容器中进行，避免由于二氧化碳的逸出而使天平不平衡。学科网
（1）由于大理石与盐酸反应生成了二氧化碳气体，所以可以看得小试管中有气泡冒出，由于锥形瓶中含有澄清石灰水，而二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以看到石灰水变浑浊，由于没有物质跑出去，故天平仍平衡。
（2）锥形瓶中的石灰水的作用是吸收产生的二氧化碳，防止瓶中的气压过大使瓶塞蹦出，影响实验效果。
（3）图中小试管的作用是作为大理石和稀盐酸的反应容器；使大理石和稀盐酸在反应前能分离开来，便于控制反应的开始。
考点：质量守恒定律的实验探究
4．某同学为了测定铜镁合金样品中铜的质量分数，将100g稀盐酸分2次加入到盛有5g该样品的烧杯中，所得数据如下表，则下列说法中错误的是（ ）
次数
实验前
第1次
第2次
加入稀盐酸的质量/g
0
50
50
剩余固体的质量/g
5
3
2
A．第1次加入稀盐酸后剩余固体中还有镁 B．第2次所加入的稀盐酸未反应完
C．每50g稀盐酸和1g镁恰好完全反应 D．合金样品中铜的质量分数为40%
【答案】C
【解析】
考点：质量守恒定律的应用
课后巩固
测试时间：45分钟分值100分
姓名：________________班级：________________成绩：____________________
一、选择题（8个小题，每小题5分，共40分）
1．将40g碳酸钙高温煅烧一段时间后，冷却测得剩余固体质量为35.6g,再向剩余固体中加入足量稀盐酸，充分反应后，蒸发结晶，理论上可得到固体氯化钙的质量为（ ）
A．无法确定 B．44.4g C．33.3g D．35.6g
【答案】B
考点：质量守恒定律的应用
2．在细菌作用下，可以用氨气处理含有甲醇（CH3OH）的工业废水，有关反应的化学方程式为5CH3OH + 12O2 + 6NH3 = 3N2 + 5X + 19H2O，则X的化学式为（ ）
A．NO B．CO2 C．H2 D．CO
【答案】B
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律的微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目都不变，结合化学反应：5CH3OH+ 12O2 + 6NH3 = 3N2 + 5X + 19H2O，可以推出X化学式为CO2，故选B
考点：质量守恒定律
3．铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。碱式碳酸铜受热分解的化学方程式为：Cu2(OH)2CO32CuO+X+CO2↑下列说法正确的是（ ）
A．反应前后固体物质中铜元素的质量分数不变
B．碱式碳酸铜中铜原子和氧原子的个数比为2：3
C．X是相对分子质量最小的氧化物
D．加热Cu2(OH)2CO3的实验装置和实验室智取CO2的发生装置相同
【答案】C
【解析】
试题分析：反应后固体物质的质量减少所以其中铜元素的质量分数会变大；碱式碳酸铜中铜原子和氧原子的个数比为2：5；根据质量守恒定律可以确定X是水，水是相对分子质量最小的氧化物；加热Cu2(OH)2CO3的实验装置和实验室智取CO2的发生装置不相同，因为后者不需要加热。故选C.
考点：质量守恒定律物质的质量分数反应的条件分子的构成
4．某同学为了测定铜镁合金样品中铜的质量分数，将100g稀盐酸分2次加入到盛有5g该样品的烧杯中，所得数据如下表，则下列说法中错误的是（ ）
次数
实验前
第1次
第2次
加入稀盐酸的质量/g
0
50
50
剩余固体的质量/g
5
3
2
A．第1次加入稀盐酸后剩余固体中还有镁 B．第2次所加入的稀盐酸未反应完
C．每50g稀盐酸和1g镁恰好完全反应 D．合金样品中铜的质量分数为40%
【答案】C
考点：质量守恒定律的应用
5．科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的选项是（ ）
A．探究二氧化硫和水反应可能有硫酸生成
B．探究钠与水的反应产生的气体可能是氧气
C．探究镁条表面灰黑色的物质可能只是氧化镁
D．探究铜在灼烧时出现的黑色物质可能是炭黑
【答案】D
【解析】
试题分析：可以从质量守恒定律和物质的性质等方面进行分析、判断，从而得出正确的结论。A、反应物中含有硫元素、氧元素和氢元素，根据质量守恒定律可知，生成物中可能有硫酸，故需要探究；B、反应物中含有氧元素，根据质量守恒定律可知，生成物中可能有氧气，故需要探究；C、镁条暴露在空气中，镁较活泼，最有可能被氧气氧化，生成氧化镁，故镁条表面灰黑色的物质可能只是氧化镁，故需要探究；D、炭黑是一种黑色物质，氧化铜也是黑色的，但根据质量守恒定律可知，无论铜怎么灼烧，都不会生成炭黑附着在铜的表面，故不需要探究。故选D。学科网
考点：科学探究
6．实验室常用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式为：
MnO2+4HCI（浓）MnCl2+2X+Cl2↑，其中X的化学式为（ ）
A. H2O B. H2O2 C. HClO D. O2
【答案】A
【解析】
试题分析：质量守恒定律是化学变化普遍遵循的规律。在化学反应前后原子的个数不发生变化。
原子种类
反应前原子个数
反应后原子个数
2X中含有的原子个数
Mn
1
1
0
O
2
无
2
H
4
无
4
Cl
4
4
0
X的系数（化学计量数）为2，所以X应为H2O。A项正确。
考点：质量守恒定律
7．某化学反应的微观过程如图，则下列说法中，不合理的是（ ）
A. 该反应属于氧化反应
B. 甲、乙两物质参加反应的质量比为13：16
C. 物质丁的化学式是H2O
D. 反应前后氧元素的化合价发生了改变
【答案】A
考点：质量守恒定律
8．如图的反应中，甲、乙、丙三种分子的个数比为1︰3︰2，则从图示中获得的信息正确的是（ ）
A．生成物一定属于氧化物 B．原子种类在化学反应中发生了变化
C．该反应不可能是分解反应 D．乙分子中A与B的原子个数比为1∶2
【答案】C
【解析】
试题分析：依据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变，甲、乙、丙三种分子的个数比为1︰3︰2，故反应物中A：2，生成物中A：2，B：6，乙的前面有化学计量数2，故乙表示为B2。由反应的微观示意图可知丙由两种元素组成，可能是氧化物，A错误；依据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变，B错误；该反应的反应物是两种，生成物是一种，属化合反应，C正确；乙分子中只含有B原子，D错误。故选C。学科网
考点：质量守恒定律的应用
二、填空题：（每空2分，共40分）
1．由于高铁列车车厢是密闭的空间，因此提供清洁的空气、保持车厢的卫生非常重要。
（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是高铁上常用的一种“绿色环保高效”消毒剂。
①高铁酸钠中铁元素的化合价为________；
②下面是一种制备高铁酸钠的反应原理：Fe2O3+3NaNO3+4NaOH=2Na2FeO4+3NaNO2+2X，X的化学式为______________。
（2）某品牌的空气净化剂含有过氧化钠（Na2O2），它可以使车厢里的二氧化碳转化为碳酸钠和氧气，写出其符号表达式____________________________________。
【答案】（1）+6 H2O （2）Na2O2 + CO2→ Na2CO3 + O2
考点：化合价的计算、质量守恒定律的应用、化学方程式的书写
2．学习化学后，我们学会了从微观角度认识物质。
（1）已知碳原子和氧原子的结构示意图分别为：两种原子中相等的是________（填序号）。
A ．质子数 B、电子数 C、第一层电子数 D、第二层电子数
（2）保持一氧化碳化学性质的粒子名称是__________。
（3）下图是一氧化碳与氧气反应的微观模型图，请在下图方框中以图示的方式完成该化学反应的微观过程（图中表示氧原子，Ο表示碳原子）。
【答案】（1）C （2）一氧化碳分子（3）
【解析】
试题分析：（1）根据碳原子和氧原子的结构示意图，两种原子中相等的是第一层电子数，选C
（2）分子是保持物质化学性质的最小微粒，故保持一氧化碳化学性质的粒子名称是一氧化碳分子
（3）根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后，原子的种类、个数都不变，结合一氧化碳与氧气反应的微观模型图，方框中的微观模型图应为：
考点：原子结构示意图，分子的定义，质量守恒定律
3．科学家最近在低温下合成了一种化合物，其分子模型如图所示，其中“”代表碳原子，“”代表氢原子。
请补充该物质燃烧的化学方程式：
________＋6O25CO2＋__________。
【答案】C5H4 2H2O
【解析】
试题分析：根据分子模型，可书写出该物质的化学式为C5H4，再根据质量守恒定律的微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目都不变，可推出后应填2H2O学科网
考点：质量守恒定律
4．走进化学变化的微观世界，有利于进一步认识化学变化。下图是某化学变化的微观示意图，X、Y、Z分别表示不同类别的原子，据图回答问题：
Z
Z
Z
Z
Y
X
X
X
Y
X
反应前反应后
（1）该化学反应中生成物的分子个数比为____________；
（2）从微观角度分析，化学反应前后各物质的质量总和相等的原因是__________________________；
（3）该化学反应的基本类型为________________________________；
（4）由X原子构成的物质在该反应中______________________（填“是”或“不是”）催化剂。
【答案】（1）1:1 （2）化学反应前后原子的种类、数目和质量不变（3）置换反应（4）不是
考点：化学反应的微观过程
5．碲（Te）被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁”。实验室模拟提取碲的一个实验是：取某含碲溶液于烧瓶中，加入适量NaC1，加热到一定温度，持续通入SO2，待反应一定时间，过滤得到粗碲。
（1）反应的总化学方程式为：则X为________(填化学式)。
（2）为探究获得较高粗碲沉淀率的反应条件，某研究小组在控制NaC1浓度和SO2流量不变的条件下，进行下述对比试验，数据如下：
实验
温度/℃
反应时间/h
粗碲沉淀率/%
a
65
3.0
65.0
b
80
3.0
98.9
c
80
2.0
98.9
d
90
2.0
97.0
①该小组研究的反应条件是______________和_________________。
②实验a和b 的目的是____________________________________________________。
③在上述四组实验中，最佳的反应条件是__________℃和__________h。
④为了提升设备利用效率和节约能源，可进一步优化反应条件测定粗碲沉淀率。若再设计对比实验，选择的反应条件还可以是___________（填选项）。
A．80℃，1.5h B．80℃，2.5h C．70℃，2.0h D．95℃， 2.0h
【答案】（1）H2O 。（2）①温度、反应时间。②比较相同时间，不同的反应温度对粗碲沉淀率的影响。
③80℃、2.0h。④A。
【解析】
试题分析：（1）根据质量守恒定律，可以推出X的化学式H2O。（2）①本实验目的是研究粗碲沉淀率的影响条件，由表格提供的数据可以知道，本实验研究反应条件是“温度”和“反应时间”这两个条件。②由实验a 和实验b 对比，反应时间一样，反应的温度不一样，所以通过a 和b 实验目的是“比较相同时间，不同的反应温度对粗碲沉淀率的影响”。③根据四组实验对比，在温度80℃，反应时间为2.0h 时粗碲的沉淀率最高。若温度再高，时间再长，物质的反应沉淀量也不发生变化。所以最佳的反应条件是80℃，反应时间为2.0h。④由表中数据可知，温度为80℃时，不管反应时间是2.0h 还是3.0h，粗碲的沉淀率最大都是为98.9%，所以选择A。学科网
考点：考查质量守恒定律在方程式书写的应用、化学实验方案的设计的知识。
三、填空题：（每空2分，共20分）
6．某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。
（1）请写出镁条与氧气反应的符号表达式____________________________。
（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵守质量守恒定律。
我______________（“同意”或“不同意”）小明的观点，因为__________________________________。
（3）小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】
①氧化镁为白色固体
②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【做出猜想】黄色固体为Mg3N2
【实验探究】请设计实验，验证猜想
实验操作
实验现象及结论
____________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________
【反思与交流】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氧化镁却远多于氮化镁，为什么？请给出合理的解释________________________________________________________________。
（4）该兴趣小组又做了镁条与盐溶液反应的实验，发现均能产生H2，实验现象如下：
实验序号
实验1
实验2
实验3
与镁条反应的溶液
NH4Cl
NaCl
Na2SO4
H2O
实验现象
有大量气泡产生
有较多气泡产生
有少量气泡产生
气泡较少
加热后，实验现象
气泡明显增多，
可闻到氨味
气泡增多
气泡增多
气泡增多
上表中，用水进行实验的目的是。
根据上表中的实验现象，请写出三条结论，并分析可能的原因（不分析原因，不得分）
①_______________________________________________________________________________________
②_______________________________________________________________________________________
③_______________________________________________________________________________________
【答案】（1）Mg + O2 MgO
（2）不同意；因为根据质量守恒定律可以知道参加反应的镁条和氧气的质量的和等于生成的氧化镁的质量，所以生成的氧化镁的质量大于反应的镁条的质量。
（3）实验操作：取少量的黄色固体放入试管中并加入少量的水，然后在试管口放一张湿润的红色的石蕊试纸。实验现象：红色的石蕊试纸变为蓝色。结论：该固体为Mg3N2[反思与交流]：因为氮气的化学性质比氧气的化学性质稳定
（4）对比作用；①从镁条和水接触看：镁条能够和水反应产生氢氧化镁和氢气，因为镁的活动性很强，能够置换出水中的氢元素②实验一说明镁条和水反应产生氢氧化镁，因为氯化铵会和碱反应产生氨气③镁条和水的反应加热后反应加快，因为加热后气泡的速度加快，说明反应的速度受温度的影响。
考点：实验的设计和评价物质的鉴别催化作用的验证
教学内容
第五单元 定量研究化学反应
第一节 化学反应中的质量守恒
知识预习
1、从微观角度来说：在电解水的过程中，构成水的微粒——水分子被破坏，分裂成氢原子和氧原子；氢原子和氧原子再两两结合形成氢分子和氧分子。大量的氢分子聚集在一起形成了氢气；大量的氧分子聚集在一起形成了氧气。
2、化学反应的实质是：化学变化的过程是构成分子的原子进行重新组合的过程。
3、在实验室里，通常采用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气。反应原理： H2O2H2O+O2。
知识讲解
知识点一、质量守恒定律
☆知识详析☆
一、质量守恒定律的内容：
参加化学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。
二、质量守恒定律的应用：
1、解释有关化学反应中物质的质量变化现象。
2、确定某物质的组成元素。
3、求算化学反应中某种物质或元素的质量。
4、判断化学反应的类型。
☆知识延伸☆
1、质量守恒定律的应用对象是化学变化，对于物理变化，不能用质量守恒定律解释。
2、质量守恒定律只适用于质量守恒，而不是体积守恒，也不是分子总数守恒。
3、质量守恒定律强调的是“参加反应的”和“反应生成的”，对于未参加反应的物质不关注。
☆考题详解☆
【考题示例】某有机物在氧气中完全燃烧只生成二氧化碳和水。据此判断该有机物组成说法正确的是（ ）
A. 只含有碳、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
【考点】质量守恒定律
【题型】物质组成元素的推断
【解题方法】
根据题目描述的反应，找出在化学变化前后物质中的组成元素，根据元素种类在反应是不变的进行分析和解答。
【答案】A
方法点拨：
1．把握质量守恒定律及其微观解释的本质。对于质量守恒定律的理解，要抓住概念中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”这样四个关键词。
2．对于定律的应用，一定要抓住它的本质。
3、解题时先要认真、细致地分析题目所给的各种信息，然后细心地推理后，最后按照题目要求进行解答。
☆跟踪练习☆
1．甲乙丙丁四种物质混合后，在一定的条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如下表所示。说法正确的是（）
甲
乙
丙
丁
反应前质量分数/%
70
15
6.25
8.75
反应后质量分数/%
35
7.5
48.75
8.75
A．丁一定是这个反应的催化剂 B．参加反应的甲和乙的质量之和一定等于生成的丙的质量
C．甲一定是化合物，乙一定是单质 D．该反应可能是分解反应
【答案】B
【解析】
试题分析：A．丁物质在反应前后质量没有变化，所以丁可能是这个反应的催化剂或没有参与该反应。此项不正确。B．甲和乙的质量反应后减少，为反应的反应物；而丙的质量在反应后增加，为反应的生成物。根据质量守恒定律可知：在参加反应的甲和乙的质量之和一定等于生成的丙的质量。此项正确。C．反应是由甲和乙生成丙，所以甲不一定是化合物，乙也不一定是单质。D．反应是由甲和乙生成丙，所以该反应为化合反应。所以应选B项。
考点：质量守恒定律
2．下图表示三种物质在密闭容器中反应前后质量比例的变化，下列说法正确的是
CaO
CO2
CaCO3
CaO
CO2
CaCO3
反应前
反应后
A．该反应中CaO起催化作用 B．该反应中CO2是生成物
C．该反应是复分解反应 D．该反应是化合反应
【答案】D
考点：质量守恒定律，基本反应类型
3．已知：X和Y两种物质共80g ，在一定条件下恰好完全反应，生成Z与W的质量比为11︰9，且反应中消耗X的质量是生成W的质量的4/9，则反应中消耗Y的质量为（）
A．16g B．36g C．44g D．64g
【答案】D
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律，X和Y两种物质共80g ，在一定条件下恰好完全反应，生成Z与W的质量也为80g，Z与W的质量比为11︰9，则W的质量为36g，因为反应中消耗X的质量是生成W的质量的4/9，故X的质量=36g×4/9=16g，故反应中消耗Y的质量为=80g -16g=64g，故选D
考点：质量守恒定律
知识点二、质量守恒定律的微观解释
☆知识详析☆
质量守恒定律的微观解释：
由于化学反应的过程，实际上就是参加反应的各物质分子被破坏；分子分裂成原子；原子再重新组合生成新的分子的过程。因此在反应的前后，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以物质的总质量在反应前后是不变的。原子的种类也可以说是元素的种类。
☆知识延伸☆
从宏观来说，化学变化是有新物质生成的变化。在化学反应前后：
1、物质的种类一定发生变化。
2、元素种类及元素的质量不变；
从微观来说，化学变化的过程是原子的重新组合过程。在化学反应前后：
1、分子的种类会发生改变；
2、原子的种类、数量以及质量一定不变；
3、分子的个数可能会发生变化，也可能不变。
应用：
确定某物质的化学式或物质的分子构成。
☆考题详解☆
【考题示例】生产电脑芯片的材料主要是高纯硅。工业生产高纯硅的原理为：2C+SiO2Si+2X↑
A.N2 B.CO C.CO2 D.O2
【考点】质量守恒定律的微观解释
【题型】推导物质的化学式
【解题方法】
1．分别数反应物和生成物的元素种类；
2．数对应元素的原子个数，依据反应前后，原子个数不变，补充足够的对应原子个数。
3．组成化学式。化学式中表示原子个数写在元素符号的右下角。按题目要求解答。
【试题分析】
对反应2C+SiO2Si+2X
原子种类
反应前个数
反应后个数
2x应含的原子个数
C
2
0
2
Si
1
1
0
O
2
0
2
所以X的化学式应为：CO 应选B项。
【答案】B
方法点拨：
1．对于定律成立的原因，可以从化学反应的实质上来推断。
2．对于定律的应用，要从宏观和微观两个角度来分析其变量和不变量。
宏观上：‘反应前后物质总质量、元素的种类、各元素质量’不变
微观上：‘原子的种类、原子的数目、原子的质量’不变。
3、解题时先要认真、细致地分析题目所给的各种信息，然后细心地推理后，最后按照题目要求进行解答。
☆跟踪练习☆
1．化学是在分子、原子的水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门自然科学。下图是某化学反应的围观示意图，你认为下列说法不正确的是（ ）
A．反应前后原子的种类、数目都不变 B．该反应是置换反应
C．反应前后各元素的化合价都发生了改变 D．乙、丙两种物质都是氧化物
【答案】C
考点：分子模型图、质量守恒定律
2．甲烷和水反应可以制备水煤气（混和气体），其反应的微观示意图如下所示：
根据以上微观示意图得出的结论中，正确的是（ ）
A．水煤气的成分是一氧化碳和氧气 B．反应中含氢元素的化合物有三种
C．反应前后碳元素的化合价没有发生变化 D．反应中甲和丙的质量之比为4:7
【答案】D
【解析】
试题分析：由反应的微观示意图可知，该反应的反应物是甲烷和水，生成物是一氧化碳和氢气，该反应表示为：CH4+H2O====CO+2H2；故水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，A错误；该反应中含有氢元素的物质由甲烷、水、氢气三种，其中氢气属单质，B错误；甲烷中碳元素为-4价，反应后一氧化碳中碳元素为+2价，元素的化合价发生了变化，C错误；物质的质量比即为相对分子质量之比，故反应中甲和丙的质量之比=16:28=4:7，D正确。故选D。
考点：化学反应的微观构成，质量守恒定律的应用
3．科学研究表明，氨气在常压下就可液化成液氨，液氨可用作汽车的清洁燃料，其有关的主要反应为4NH3+3O2一定条件
2X+ 6H2O，则X的化学式为（）
A．NO B．N2 C．NO2 D．N2O
【答案】B
【解析】
试题分析：依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N：4，H：12，O：6，反应后N：0，H：12，O：6，X前有化学计量数2，故X的化学式为N2。故选B。
考点：质量守恒定律的应用
知识点三、质量守恒定律的探究实验
☆知识详析☆
质量守恒定律是化学反应普遍遵循的规律。质量守恒定律的内容是：参加化学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。因此要求在实验探究过程中需要比较实验前后反应物与生成物的质量总各。如果不能准确地测量反应物和生成物的总质量，则不会得到正确的结论。
因此在选择实验装置时要注意：
1、无气态物质参加或生成的反应可在敞口装置中进行，如Fe+CuSO4==FeSO4+Cu。
2、有气态物质参加或生成的反应，应在密闭容器中进行，如白磷燃烧，NaOH与CO2反应，Zn与稀硫酸反应等。
3、为确保实验成功，有时在装置上系一个气球来保证装置的密闭。如白磷燃烧实验，但也要考虑气球最终不能恢复原状，则装置在空气中受到的浮力会改变，装置对天平托盘的压力会改变，影响对质量守恒定律的探究。
☆知识延伸☆
1、如有气态物质参加在敞口装置中进行，则空气中没有参加反应的气体进入装置中，影响测量的结果。
2、反应中若生成气体在敞口装置中进行，则气体会逸出装置，影响测量的结果。
3、两种情况均无法通过实验验证化学反应遵循质量守恒定律。但不代表反应不遵循质量守恒定律。
☆考题详解☆
【考题示例】下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是（ ）
【考点】质量守恒定律的实验探究
【题型】质量守恒定律的实验探究
【解题方法】
根据质量守恒定律实验探究的方法、原则和步骤进行分析和回答。
【答案】B
方法点拨：
1、掌握探究实验的基本要求；
2、能够正确地书写反应原理；
☆跟踪练习☆
1．如图为小柯做的创新实验：将铜丝绕在电烙铁上，电烙铁用支架固定在密闭的硬质玻璃管中，玻璃管置于灵敏电子台秤上。接通电路，电烙铁开始工作，可以观察到铜丝表面逐渐变黒，电子台秤读数保持不变。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的化学方程式为Cu+O2=CuO
B．加热过程中，玻璃管内空气的质量保持不变
C．加热过程中，铜丝的质量保持不变
D．硬质玻璃管内物质在反应前后总质量保持不变
【答案】D
【解析】
试题分析：A．该反应的化学方程式为Cu+O2=CuO，铜与氧气的反应需要加热； B．根据质量守恒定律可知加热过程中，玻璃管内空气的质量保持不变减小；C．加热过程中，铜丝的质量增加，因为增加了氧气的质量；D．根据质量守恒定律，硬质玻璃管内物质在反应前后总质量保持不变是正确的叙述；故答案选择D学科网
考点：质量守恒定律的应用
2．某化学兴趣小组用右图装置探究质量守恒定律，结果测得反应前后质量不相等。他们更换试剂后重新实验，得到了正确的结论。他们后来选择的试剂是
A．稀盐酸和镁条
B．碳酸钠和稀硫酸
C．稀盐酸和铜粉
D．碳酸钠和氢氧化钙溶液
【答案】D
考点：质量守恒定律的实验探究。
3．下列实验能证明质量守恒定律的是（ ）
A．加热空气中的铜粉 B．锌和稀硫酸反应 C．铜和硝酸银反应 D．镁条燃烧
【答案】C
【解析】
试题分析：质量守恒定律的适用范围是化学变化，质量守恒定律指的是参加反应的物质总质量与生成的物质总质量相等，要证明质量守恒定律即称量前后的物质的质量不变。红磷燃烧放出热量，会把橡胶塞冲开，A不能；锌和稀硫酸反应生成的氢气会逸散到空气中，导致质量减少；镁条燃烧后质量会增加。故选C。学科网
考点：质量守恒定律的验证
随堂练习
知识点一、质量守恒定律
1．钛具有硬度大、密度小、熔点高、抗腐蚀性强等优良性能，被誉为“未来金属”。钛铁矿石的主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3)。冶炼金属钛时，主要发生以下两个反应：
800℃
Ar
高温
①2FeTiO3＋6C＋7Cl2 2X＋2TiCl4＋6CO，②TiCl4+2Mg Ti + 2MgCl2
则X为（ ）
A．FeCl2 B．FeCl3 C．Fe2O3 D．FeCO3
【答案】B
考点：质量守恒定律
2．在一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在下定条件下发生化学反应，测得反应前及t1、t2时各物质质量如右图所示。下列说法中不正确的是（）
A．该反应为化合反应
B．丙可能为该反应的催化剂
C．该反应中，乙、丁的质量变化之比为7：5
D．该反应中，甲、乙的质量变化之比为1：4
【答案】D
【解析】
试题分析：由反应前后的关系可知，甲反应前为16g，反应后为8g，质量减少了8g属反应物；乙反应前为4g，反应后为32g，质量增加了28g属生成物；丙反应前为12g，反应后仍为12g，故丙可能是该反应的催化剂，也可能没有参与化学反应；丁反应前为24g，反应后为4g，质量减少了20g属反应物。该反应表示为：甲+丁→丙，属化合反应；该反应中，乙和丁的反应质量变化之比=28:20=7:5；甲和乙的质量之比=8:28=2:7，D错误。故选D。
考点：质量守恒定律的应用
3．在炼铁工业中，常用石灰石将铁矿石中的杂质二氧化硅转化为炉渣除去，发生反应的化学方程式为：CaCO3＋SiO2 X＋CO2↑，其中X的化学式是（）
A．CaSiO4 B．Ca2SiO3 C．CaSi2O3 D．CaSiO3
【答案】D
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前Ca：1，C：1,，O：5，Si：1，反应后Ca：0，C：1,，O：2，Si：0，故X的化学式为CaSiO3。故选D。学科网
考点：质量守恒定律的应用
4． “硝酸”是高中化学将要学习的物质，浓硝酸见光会发生化学变化，其化学方程式为：4HNO3光照4NO2 ↑+ 2H2O+X↑
（1）X的化学式为__________。
（2）请在硝酸的化学式中标出氮元素的化合价：HNO3
（3）硝酸具有酸的一些共同性质，是因为它在水溶液中也能解离出______（用化学符号表示）。
【答案】（1）O2（2）HNO3（3）H+
考点：质量守恒定律，化学用语的书写
5．我国具有丰富的煤炭资源，煤制取乙二醇的产业化发展已列入我国石化产业调整和振兴规划。由煤制取乙二醇的流程示意图为：
（1）煤属于________（填“可再生”或“不可再生”）资源；
（2）合成气可用作气体燃料，写出合成气中氢气燃烧的化学方程式：____________________________；
（3）合成气（CO和H2）在不同催化剂的作用下，可以合成不同的物质，从物质组成的角度考虑，仅用合成气为原料不可能得到的物质是__________________（填序号）。
①乙醇（C2H5OH）②甲醇（CH3OH）③尿素[CO(NH2)2]
【答案】（1）不可再生（2）2H2+O2 2H2O；（3）③。
【解析】
试题分析：（1）煤属于不可再生资源；
（2）氢气燃烧时会和氧气反应生成水，化学方程式为：2H2+O2 2H2O；
（3）CO和H2两种物质中不含氮元素，所以反应后的生成物中也不可能含氮元素。所以应选③。
考点：化石燃料、氢气的燃烧、质量守恒定律
知识点二、质量守恒定律的微观解释
1．在2Cu（NO3）==2CuO + O2 ↑+ 4X↑的反应中X的化学式为（ ）
A．H2 B．NO 2 C．CO2 D．CO
【答案】B
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律可以知道参加反应的各种原子的种类不会改变的原则，过程中不会产生新的元素，因此ACD都错误。故选B
考点：质量守恒定律
2．下图为某化学反应的微观模拟示意图，下列说法中，不正确的是（）
A．该反应不属于置换反应 B．图示中x的数值为3
C．反应前后氢元素的化合价发生了改变 D．反应中甲、丙两物质的质量比为2:7
【答案】D
考点：置换反应，化合价的规律，质量守恒定律，方程式的计算
3．下图表示两种物质发生的化学反应，其中相同的球代表同种原子，小球间的短线代表原子间的结合。下列说法中不正确的是（）
A．图示有4种分子 B．图示反应前后原子个数不变
C．图示发生了复分解反应 D．图示产物为混合物
【答案】C
【解析】
试题分析：A、根据图示，有4种分子，正确，B、根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后，原子的种类、个数都不变，正确，C、复分解反应是由两种化合物相互交换成分形成另两种化合物的反应，而根据图示反应前有一种是单质，故该反应不是复分解反应，错误，D、图示产物由2个不同的分子，为混合物，正确，故选C。
考点：微观结构示意图，质量守恒定律，复分解反应
4．以下是某化学反应的微观示意图（、分别表示不同元素的原子），下列对图示反应的理解中，正确的是（ ）
A． 该反应属于化合反应
B． 反应物和生成物中共含有三种元素
C． 反应物和生成物中只有一种单质
D． 参加反应的物质分子个数之比为1：1
【答案】A
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律，由化学反应的微观示意图得出各物质的微粒关系图为：A、由化学反应的微观示意图可知，反应物是两种，生成物是一种，该反应属于化合反应．故A说法正确；B、由微粒的微观构成可知，原子的种类是两种，反应物和生成物中共含有两种元素，故B说法错误；C、由物质的微观构成可知，反应物和生成物中有两种单质．故C说法错误；D、由各物质的微粒关系图可知，参加反应的物质分子个数之比为1：3．故D说法错误．故选A．
考点：质量守恒定律
5．如图是某化学反应的微观示意图，“”和“”分别表示两种不同的原子，请根据图示回答下列问题．
（1）参加反应的甲和乙的分子个数比是 ．
（2）一个丙分子由 个原子构成；由大量丙分子聚集成的丙物质 （填“可能”或“不可能”）是氧化物．
（3）该反应的基本反应类型是 ．
【答案】（1）1：2；（2）3，可能；（3）化合反应。
考点：质量守恒定律、氧化物、基本反应类型
知识点三、质量守恒定律的探究实验
1．某同学欲用蜡烛燃烧验证质量守恒定律，实验设计如下图所示。实验时用吸收剂将产生的水和二氧化碳进行彻底吸收。下列实验现象和分析错误的是（）
A．点燃蜡烛后天平指针向右偏转
B．蜡烛燃烧反应为氧化反应
C．此实验中生成CO2中的碳元素质量一定等于参加反应蜡烛中碳元素质量
D．此实验中生成水中的氢元素质量一定等于参加反应蜡烛中氢元素质量
【答案】C
【解析】
试题分析：A选项点燃蜡烛后天平指针向右偏转是正确的叙述，热气体往上去产生浮力；B选项根据氧化反应的定义，蜡烛燃烧反应为氧化反应是正确的叙述；C选项是错误的叙述，氧气不充足时可能生成一氧化碳；D选项此实验中生成水中的氢元素质量一定等于参加反应蜡烛中氢元素质量，是正确的叙述，故答案选择C。学科网
考点：质量守恒定律的验证
2．下图是某兴趣小组设计的四个实验装置，其中实验设计不合理的是：
A．探究分子运动 B．探究燃烧的条件 C．测定空气里氧气含量 D．验证质量守恒定律
【答案】D
考点：实验方案设计
3．用碳酸钙与稀盐酸验证质量守恒的实验中：
（1）反应中观察到的现象有____________________________________；____________________________________；____________________________________。
（2）锥形瓶中的石灰水的作用是______________________________________________________；
（3）图中小试管的作用是_______________________________________________________________ 。
【答案】（1）在小试管中有气泡产生；澄清石灰水变浑浊；天平仍平衡
（2）吸收产生的二氧化碳，防止瓶中的气压过大使瓶塞蹦出
（3）作为大理石和稀盐酸的反应容器；使大理石和稀盐酸在反应前能分离开来，便于控制反应的开始
【解析】
试题分析：用碳酸钙与稀盐酸验证质量守恒的实验，在进行时要在密闭容器中进行，避免由于二氧化碳的逸出而使天平不平衡。学科网
（1）由于大理石与盐酸反应生成了二氧化碳气体，所以可以看得小试管中有气泡冒出，由于锥形瓶中含有澄清石灰水，而二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以看到石灰水变浑浊，由于没有物质跑出去，故天平仍平衡。
（2）锥形瓶中的石灰水的作用是吸收产生的二氧化碳，防止瓶中的气压过大使瓶塞蹦出，影响实验效果。
（3）图中小试管的作用是作为大理石和稀盐酸的反应容器；使大理石和稀盐酸在反应前能分离开来，便于控制反应的开始。
考点：质量守恒定律的实验探究
4．某同学为了测定铜镁合金样品中铜的质量分数，将100g稀盐酸分2次加入到盛有5g该样品的烧杯中，所得数据如下表，则下列说法中错误的是（ ）
次数
实验前
第1次
第2次
加入稀盐酸的质量/g
0
50
50
剩余固体的质量/g
5
3
2
A．第1次加入稀盐酸后剩余固体中还有镁 B．第2次所加入的稀盐酸未反应完
C．每50g稀盐酸和1g镁恰好完全反应 D．合金样品中铜的质量分数为40%
【答案】C
【解析】
考点：质量守恒定律的应用
课后巩固
测试时间：45分钟分值100分
姓名：________________班级：________________成绩：____________________
一、选择题（8个小题，每小题5分，共40分）
1．将40g碳酸钙高温煅烧一段时间后，冷却测得剩余固体质量为35.6g,再向剩余固体中加入足量稀盐酸，充分反应后，蒸发结晶，理论上可得到固体氯化钙的质量为（ ）
A．无法确定 B．44.4g C．33.3g D．35.6g
【答案】B
考点：质量守恒定律的应用
2．在细菌作用下，可以用氨气处理含有甲醇（CH3OH）的工业废水，有关反应的化学方程式为5CH3OH + 12O2 + 6NH3 = 3N2 + 5X + 19H2O，则X的化学式为（ ）
A．NO B．CO2 C．H2 D．CO
【答案】B
【解析】
试题分析：根据质量守恒定律的微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目都不变，结合化学反应：5CH3OH+ 12O2 + 6NH3 = 3N2 + 5X + 19H2O，可以推出X化学式为CO2，故选B
考点：质量守恒定律
3．铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。碱式碳酸铜受热分解的化学方程式为：Cu2(OH)2CO32CuO+X+CO2↑下列说法正确的是（ ）
A．反应前后固体物质中铜元素的质量分数不变
B．碱式碳酸铜中铜原子和氧原子的个数比为2：3
C．X是相对分子质量最小的氧化物
D．加热Cu2(OH)2CO3的实验装置和实验室智取CO2的发生装置相同
【答案】C
【解析】
试题分析：反应后固体物质的质量减少所以其中铜元素的质量分数会变大；碱式碳酸铜中铜原子和氧原子的个数比为2：5；根据质量守恒定律可以确定X是水，水是相对分子质量最小的氧化物；加热Cu2(OH)2CO3的实验装置和实验室智取CO2的发生装置不相同，因为后者不需要加热。故选C.
考点：质量守恒定律物质的质量分数反应的条件分子的构成
4．某同学为了测定铜镁合金样品中铜的质量分数，将100g稀盐酸分2次加入到盛有5g该样品的烧杯中，所得数据如下表，则下列说法中错误的是（ ）
次数
实验前
第1次
第2次
加入稀盐酸的质量/g
0
50
50
剩余固体的质量/g
5
3
2
A．第1次加入稀盐酸后剩余固体中还有镁 B．第2次所加入的稀盐酸未反应完
C．每50g稀盐酸和1g镁恰好完全反应 D．合金样品中铜的质量分数为40%
【答案】C
考点：质量守恒定律的应用
5．科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的选项是（ ）
A．探究二氧化硫和水反应可能有硫酸生成
B．探究钠与水的反应产生的气体可能是氧气
C．探究镁条表面灰黑色的物质可能只是氧化镁
D．探究铜在灼烧时出现的黑色物质可能是炭黑
【答案】D
【解析】
试题分析：可以从质量守恒定律和物质的性质等方面进行分析、判断，从而得出正确的结论。A、反应物中含有硫元素、氧元素和氢元素，根据质量守恒定律可知，生成物中可能有硫酸，故需要探究；B、反应物中含有氧元素，根据质量守恒定律可知，生成物中可能有氧气，故需要探究；C、镁条暴露在空气中，镁较活泼，最有可能被氧气氧化，生成氧化镁，故镁条表面灰黑色的物质可能只是氧化镁，故需要探究；D、炭黑是一种黑色物质，氧化铜也是黑色的，但根据质量守恒定律可知，无论铜怎么灼烧，都不会生成炭黑附着在铜的表面，故不需要探究。故选D。学科网
考点：科学探究
6．实验室常用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式为：
MnO2+4HCI（浓）MnCl2+2X+Cl2↑，其中X的化学式为（ ）
A. H2O B. H2O2 C. HClO D. O2
【答案】A
【解析】
试题分析：质量守恒定律是化学变化普遍遵循的规律。在化学反应前后原子的个数不发生变化。
原子种类
反应前原子个数
反应后原子个数
2X中含有的原子个数
Mn
1
1
0
O
2
无
2
H
4
无
4
Cl
4
4
0
X的系数（化学计量数）为2，所以X应为H2O。A项正确。
考点：质量守恒定律
7．某化学反应的微观过程如图，则下列说法中，不合理的是（ ）
A. 该反应属于氧化反应
B. 甲、乙两物质参加反应的质量比为13：16
C. 物质丁的化学式是H2O
D. 反应前后氧元素的化合价发生了改变
【答案】A
考点：质量守恒定律
8．如图的反应中，甲、乙、丙三种分子的个数比为1︰3︰2，则从图示中获得的信息正确的是（ ）
A．生成物一定属于氧化物 B．原子种类在化学反应中发生了变化
C．该反应不可能是分解反应 D．乙分子中A与B的原子个数比为1∶2
【答案】C
【解析】
试题分析：依据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变，甲、乙、丙三种分子的个数比为1︰3︰2，故反应物中A：2，生成物中A：2，B：6，乙的前面有化学计量数2，故乙表示为B2。由反应的微观示意图可知丙由两种元素组成，可能是氧化物，A错误；依据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变，B错误；该反应的反应物是两种，生成物是一种，属化合反应，C正确；乙分子中只含有B原子，D错误。故选C。学科网
考点：质量守恒定律的应用
二、填空题：（每空2分，共40分）
1．由于高铁列车车厢是密闭的空间，因此提供清洁的空气、保持车厢的卫生非常重要。
（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是高铁上常用的一种“绿色环保高效”消毒剂。
①高铁酸钠中铁元素的化合价为________；
②下面是一种制备高铁酸钠的反应原理：Fe2O3+3NaNO3+4NaOH=2Na2FeO4+3NaNO2+2X，X的化学式为______________。
（2）某品牌的空气净化剂含有过氧化钠（Na2O2），它可以使车厢里的二氧化碳转化为碳酸钠和氧气，写出其符号表达式____________________________________。
【答案】（1）+6 H2O （2）Na2O2 + CO2→ Na2CO3 + O2
考点：化合价的计算、质量守恒定律的应用、化学方程式的书写
2．学习化学后，我们学会了从微观角度认识物质。
（1）已知碳原子和氧原子的结构示意图分别为：两种原子中相等的是________（填序号）。
A ．质子数 B、电子数 C、第一层电子数 D、第二层电子数
（2）保持一氧化碳化学性质的粒子名称是__________。
（3）下图是一氧化碳与氧气反应的微观模型图，请在下图方框中以图示的方式完成该化学反应的微观过程（图中表示氧原子，Ο表示碳原子）。
【答案】（1）C （2）一氧化碳分子（3）
【解析】
试题分析：（1）根据碳原子和氧原子的结构示意图，两种原子中相等的是第一层电子数，选C
（2）分子是保持物质化学性质的最小微粒，故保持一氧化碳化学性质的粒子名称是一氧化碳分子
（3）根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后，原子的种类、个数都不变，结合一氧化碳与氧气反应的微观模型图，方框中的微观模型图应为：
考点：原子结构示意图，分子的定义，质量守恒定律
3．科学家最近在低温下合成了一种化合物，其分子模型如图所示，其中“”代表碳原子，“”代表氢原子。
请补充该物质燃烧的化学方程式：
________＋6O25CO2＋__________。
【答案】C5H4 2H2O
【解析】
试题分析：根据分子模型，可书写出该物质的化学式为C5H4，再根据质量守恒定律的微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目都不变，可推出后应填2H2O学科网
考点：质量守恒定律
4．走进化学变化的微观世界，有利于进一步认识化学变化。下图是某化学变化的微观示意图，X、Y、Z分别表示不同类别的原子，据图回答问题：
Z
Z
Z
Z
Y
X
X
X
Y
X
反应前反应后
（1）该化学反应中生成物的分子个数比为____________；
（2）从微观角度分析，化学反应前后各物质的质量总和相等的原因是__________________________；
（3）该化学反应的基本类型为________________________________；
（4）由X原子构成的物质在该反应中______________________（填“是”或“不是”）催化剂。
【答案】（1）1:1 （2）化学反应前后原子的种类、数目和质量不变（3）置换反应（4）不是
考点：化学反应的微观过程
5．碲（Te）被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁”。实验室模拟提取碲的一个实验是：取某含碲溶液于烧瓶中，加入适量NaC1，加热到一定温度，持续通入SO2，待反应一定时间，过滤得到粗碲。
（1）反应的总化学方程式为：则X为________(填化学式)。
（2）为探究获得较高粗碲沉淀率的反应条件，某研究小组在控制NaC1浓度和SO2流量不变的条件下，进行下述对比试验，数据如下：
实验
温度/℃
反应时间/h
粗碲沉淀率/%
a
65
3.0
65.0
b
80
3.0
98.9
c
80
2.0
98.9
d
90
2.0
97.0
①该小组研究的反应条件是______________和_________________。
②实验a和b 的目的是____________________________________________________。
③在上述四组实验中，最佳的反应条件是__________℃和__________h。
④为了提升设备利用效率和节约能源，可进一步优化反应条件测定粗碲沉淀率。若再设计对比实验，选择的反应条件还可以是___________（填选项）。
A．80℃，1.5h B．80℃，2.5h C．70℃，2.0h D．95℃， 2.0h
【答案】（1）H2O 。（2）①温度、反应时间。②比较相同时间，不同的反应温度对粗碲沉淀率的影响。
③80℃、2.0h。④A。
【解析】
试题分析：（1）根据质量守恒定律，可以推出X的化学式H2O。（2）①本实验目的是研究粗碲沉淀率的影响条件，由表格提供的数据可以知道，本实验研究反应条件是“温度”和“反应时间”这两个条件。②由实验a 和实验b 对比，反应时间一样，反应的温度不一样，所以通过a 和b 实验目的是“比较相同时间，不同的反应温度对粗碲沉淀率的影响”。③根据四组实验对比，在温度80℃，反应时间为2.0h 时粗碲的沉淀率最高。若温度再高，时间再长，物质的反应沉淀量也不发生变化。所以最佳的反应条件是80℃，反应时间为2.0h。④由表中数据可知，温度为80℃时，不管反应时间是2.0h 还是3.0h，粗碲的沉淀率最大都是为98.9%，所以选择A。学科网
考点：考查质量守恒定律在方程式书写的应用、化学实验方案的设计的知识。
三、填空题：（每空2分，共20分）
6．某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。
（1）请写出镁条与氧气反应的符号表达式____________________________。
（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵守质量守恒定律。
我______________（“同意”或“不同意”）小明的观点，因为__________________________________。
（3）小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】
①氧化镁为白色固体
②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【做出猜想】黄色固体为Mg3N2
【实验探究】请设计实验，验证猜想
实验操作
实验现象及结论
____________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________
【反思与交流】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氧化镁却远多于氮化镁，为什么？请给出合理的解释________________________________________________________________。
（4）该兴趣小组又做了镁条与盐溶液反应的实验，发现均能产生H2，实验现象如下：
实验序号
实验1
实验2
实验3
与镁条反应的溶液
NH4Cl
NaCl
Na2SO4
H2O
实验现象
有大量气泡产生
有较多气泡产生
有少量气泡产生
气泡较少
加热后，实验现象
气泡明显增多，
可闻到氨味
气泡增多
气泡增多
气泡增多
上表中，用水进行实验的目的是。
根据上表中的实验现象，请写出三条结论，并分析可能的原因（不分析原因，不得分）
①_______________________________________________________________________________________
②_______________________________________________________________________________________
③_______________________________________________________________________________________
【答案】（1）Mg + O2 MgO
（2）不同意；因为根据质量守恒定律可以知道参加反应的镁条和氧气的质量的和等于生成的氧化镁的质量，所以生成的氧化镁的质量大于反应的镁条的质量。
（3）实验操作：取少量的黄色固体放入试管中并加入少量的水，然后在试管口放一张湿润的红色的石蕊试纸。实验现象：红色的石蕊试纸变为蓝色。结论：该固体为Mg3N2[反思与交流]：因为氮气的化学性质比氧气的化学性质稳定
（4）对比作用；①从镁条和水接触看：镁条能够和水反应产生氢氧化镁和氢气，因为镁的活动性很强，能够置换出水中的氢元素②实验一说明镁条和水反应产生氢氧化镁，因为氯化铵会和碱反应产生氨气③镁条和水的反应加热后反应加快，因为加热后气泡的速度加快，说明反应的速度受温度的影响。
考点：实验的设计和评价物质的鉴别催化作用的验证
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