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第10讲　质量守恒定律　化学方程式
命题点1　质量守恒定律
[知识逐点过]
内容 ①__________的各物质的质量总和等于②__________的各物质的质量总和
理解 a.“化学反应”是前提：任何③__________变化都遵循质量守恒定律 b.“参加反应”是基础：没有参加反应的物质的质量和非反应生成的物质的质量不能计入“总和”中。如蜡烛燃烧剩余的石蜡不能计算在内 c.“质量总和”是核心：反应物和生成物中气体、沉淀的质量必须计算在内 d.“质量守恒”是目的：定律只适用于④________守恒，不包括体积守恒、分子数守恒等
化学反应实质 分子原子新分子新物质
“变”与“不变” 六个“不变” 宏观：反应物和生成物的⑤__________不变、元素⑥________不变、元素⑦__________不变
微观：原子种类不变、原子⑧_______不变、原子⑨________不变
两个“一定改变” 宏观：物质的种类一定改变　微观：分子的种类一定改变
两个“可能改变” 宏观：元素的化合价可能改变　微观：分子的数目可能改变
[教材实验到重难考法]
实验9　质量守恒定律的验证
例　某化学兴趣小组的同学设计下列实验验证质量守恒定律。
图1
[教材基础要点巩固]
【反应原理】
(1)实验一、二、三、四的反应原理分别为__________、__________、__________、__________(用化学方程式表示)。
【实验现象及分析】
(2)实验一观察到红磷燃烧产生__________，气球__________，天平指针__________(填“向左”“向右”或“不”，后同)偏转。
(3)实验二观察到锥形瓶中__________，最终天平指针__________偏转。
(4)实验三观察到烧杯中有__________，天平指针__________偏转。
(5)实验四中镁条质量为0.6 g，理论上镁条燃烧后生成氧化镁的质量为__________，实验结束后同学们称量发现，反应后陶土网上收集的产物质量小于氧化镁质量，原因可能是_______________。
【实验结论】
(6)通过上述实验得出验证质量守恒定律时需要满足以下条件：
①质量守恒定律只适用于__________变化；
②有气体参与或生成的反应必须在__________中进行。
【实验反思】
(7)实验一中红热玻璃管的作用是__________；气球的作用除了缓冲容器内气压，还可以__________；若取用红磷的量不足，对实验的结果__________(填“有”或“没有”)影响。
[中考重难考法提升]
考法1　实验改进
(8)同学们对实验三进行如下改进，即可用于验证质量守恒定律：
①[药品改进]小明同学提出不改变装置，只需更换药品，下列试剂符合的是__________(填字母)。
A.盐酸和硝酸银溶液　　　B.盐酸和锌粒　　　C.水和碳酸钠粉末
②[装置改进]小江同学利用硬塑料瓶对实验三进行了改进，改进装置如图2所示，用电子天平称量装置和药品的总质量，接下来的实验操作为__________，待反应结束后，再次称量装置和药品的总质量，电子天平示数不变。
图2
考法2　关联其他实验
(9)小华同学用图3装置进行实验，将装有足量白磷的玻璃管放到天平左盘，调节天平平衡。然后用凸透镜照射白磷，一段时间后，观察到白磷燃烧，天平最终平衡。
图3
①凸透镜照射一段时间后白磷燃烧，说明燃烧的条件之一是______________________________。
②玻璃管中所得固体质量__________(填“大于”“等于”或“小于”)所用白磷的质量。
[拓展训练]
1.判断说法的正误：
称量镁条在空气中燃烧前后的质量，发现质量减少，该实验不遵循质量守恒定律(2019.13B)(　　)
2.现有反应：2Cu(NO3)2 2CuO＋O2↑＋4X↑，则X的化学式为(　　)
A.NO B.NO2 C.NH3 D.N2O3
【解题有策略】 第2题 未知物化学式的推断 解题对策如下： 第1步：写出已知反应物、生成物中各原子个数→如本题中反应物： 2Cu(NO3)2 Cu：2　N：4　O：12； 生成物：2CuO、O2 Cu：2　O：4。 第2步：求各原子的个数差→本题中相差原子的种类与个数为： O：8　N：4 第3步：结合未知物前面的化学计量数求化学式→本题中X前面的化学计量数为4，因此X的化学式为NO2。
3.另取10% Na2CO3溶液边搅拌边加入10%的盐酸，有关反应物与生成物的量如下表：
物质 Na2CO3 HCl x NaCl CO2 H2O
质量/g 31.8 14.6 16.8 23.4 4.4 m
则m＝_________，该反应的化学方程式为 ______________________________。
4.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.NH3 C.木炭 D.CO
5.工业制取钛(Ti)的一种方法：4Na＋TiCl4 Ti＋xNaCl，其中x为(　　)
A.1 B.2 C.3 D.4
6.下列现象能用质量守恒定律解释的是(　　)
A.蔗糖溶于水后总质量不变
B.浓硫酸敞口放置质量增加
C.饱和硝酸钾溶液升温，溶液质量不变
D.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合，溶液质量减小
7.t1时刻，在密闭容器内投入SO2、O2、SO3、V2O5(五氧化二钒)四种物质，在一定条件下SO2和O2发生反应生成SO3，在t2时刻测得容器内各物质的质量如下表所示，下列说法错误的是(　　)
甲 乙 丙 丁
t1 14.8 g 10 g 6.2 g 1 g
t2 a 26 g 3 g 1 g
A.丁可能是催化剂V2O5　　　B.乙是SO3　　　C.a＝2 g　　　D.丙是SO2
8.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.物质甲是生成物
B.反应后乙物质的质量分数是18%
C.该化学反应中甲、乙两物质的质量比是14∶3
D.物质丁一定是该反应的催化剂
【解题有策略】 第8题 密闭容器中反应数据的处理 解题对策如下： 第1步：计算未知量→100%＝42%＋10%＋40%＋乙，解得反应后乙的质量分数为8%。 第2步：反应物、生成物和催化剂的判断→反应后质量增加的为生成物，质量减小的为反应物，质量不变的可能是催化剂，如本题中丙是生成物，甲、乙是反应物，丁可能是催化剂也可能是不参与反应的杂质。 第3步：物质类别的判断→化合反应的生成物一定是化合物，分解反应的反应物一定是化合物。 第4步：计算参加反应的物质的质量比：根据各物质反应前后的质量差计算出参加反应的各物质的质量，再计算参加反应的物质质量比，如本题中甲的质量差为70%－42%＝28%，乙的质量差为14%－8%＝6%，故甲、乙的质量比为28%∶6%＝14∶3。
【易错剖析】 第8题 易错点：本题易错选D，认为反应前后质量不变的物质一定是催化剂而出错。 避错指南：在化学反应前后质量不变的物质可能是催化剂，也可能是未参与反应的杂质。
9.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4.4 g二氧化碳和3.6 g水，下列分析不正确的是(　　)
A.参加反应的R和氧气的质量总和一定等于8.0 g
B.所取R质量的最小值为1.6 g
C.R可能是酒精(C2H5OH)
D.若R为CO和H2的混合物，则CO和H2的分子个数比为1∶2
10.某同学用图甲装置验证质量守恒定律。
(1)将图甲中的两种溶液混合，观察到__________的现象，证明两者发生了化学反应，且天平仍然保持平衡，可验证质量守恒定律。
(2)仅利用图甲的器材，可继续验证质量守恒定律的实验是__________。
A.冰熔化成水 B.铜丝和硝酸银溶液反应　　C.碳酸钙固体和稀盐酸混合
(3)该同学以电解水为例，用图乙从分子和原子的角度解释质量守恒定律的微观本质，请你帮他补充完整。
[课后训练]
1.工业上常用氢氧化钠溶液和一种气体反应制备次氯酸钠 (NaClO)，同时生成氯化钠和水，该气体可能是(　　)
A.二氧化硫 B.二氧化氮 C.氯气 D.氮气
【同类考法拓展】 第1题 某有机物在氧气中完全燃烧，测得生成物中含有二氧化碳、水蒸气、二氧化硫，下列对该有机物的组成推断正确的是( ) A．一定含碳、氢、硫元素 B．一定含有碳、氢、氧元素 C．只含碳、氢元素 D．一定含碳、氢、氧元素，可能含有硫元素
2.下列装置及实验(天平未画出)能用来验证质量守恒定律的是(　　)
3.晋代葛洪所著《抱朴子》一书中记有“丹砂烧之成水银”，丹砂指的是HgS，该反应的微观示意图如下，下列说法不正确的是(　　)
A.该反应中共有两种氧化物
B.该反应中，乙、丁两种物质的质量之比为1∶2
C.物质丙是由原子构成的
D.物质丁是形成酸雨的主要物质之一
4.[中华优秀传统文化]春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1 000 ℃左右的温度下，使木炭和铁矿石(主要成分为Fe2O3)发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁，其中主要化学反应为： 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2，下列说法正确的是(　　)
A.海绵铁是一种纯净物
B.Fe2O3中铁元素的化合价为 ＋3
C.上述反应中涉及的氧化物只有2种
D.炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用
5.现有O2、Fe、CO、稀硫酸、KOH溶液、CaCO3、MgCl2溶液七种物质，请选择适当的物质按照要求书写化学方程式：
化合反应： __________________________；分解反应： _________________________；
置换反应： ____________________________；复分解反应： ________________________。
6.老师组织同学们对质量守恒定律进行了实验探究。回答相关问题：
(1)[新考法][跨物理学科]第1小组设计了甲图方案，但有同学认为会产生误差，他的理由是气球膨胀后不可忽略________的影响。老师肯定了该同学勇于质疑、精益求精的科学精神。
(2)第2小组善于创新，设计了乙图方案，既达成本实验目的，还可以测定空气中氧气的含量。①连接好装置后，打开弹簧夹，推或拉注射器活塞，松开手后活塞回到原位，说明气密性 ________ (选填“好”或“不好”)。②关闭弹簧夹，记录注射器初始读数，强光引燃白磷，冷却后打开弹簧夹。为保证锥形瓶内氧气完全反应，实验应采取的措施是________ (任答1点)；实验中需要测定的数据是锥形瓶(含导管)的容积、 ____________。
7.CO作为一种碳资源，被广泛应用于工农业生产。
Ⅰ.植物气肥(1)在蔬菜大棚内增大CO2浓度，有利于植物进行________，促进生长。
Ⅱ.生产化肥(2)二氧化碳和氨气可以生产尿素[CO(NH2)2]和碳酸氢铵。
①合成尿素的反应为CO2＋2NH3 === CO(NH2)2＋X。X的化学式是________。
②合成碳酸氢铵的反应为CO2＋NH3＋H2O === NH4HCO3，该反应需在较________ (填“高”或“低”)温度下进行。
(3)理论上，相同质量的NH3分别生产CO(NH2)2和NH4HCO3，消耗CO2的质量比为________。
Ⅲ.催化重整(4)CH4与CO2在催化剂作用下可得到合成气(CO和 H2)，反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳反应，原理如图1所示。
图1 　　图2
①消碳反应的产物“”是________。
②为减少催化剂表面的积碳，可在原料气中加入适量________气体。
③其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图2所示，温度高于600 ℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是________。
[综合提升]
8.自然界中的铜元素存在于多种矿石中，如黄铜矿、辉铜矿等，均可作为工业炼铜的原料。
(1)由铜可以制得胆矾 (CuSO4·5H2O)，用胆矾配制 50.0 g质量分数为 16%的 CuSO4溶液，用托盘天平称取胆矾的质量为________g。
(2)2.50 g CuSO4·5H2O样品受热脱水及分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示，CuSO4·5H2O存在的最高温度为________℃。
(3)工业上以辉铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。火法炼铜的反应原理可以简单表示为：Cu2S＋O2 2Cu＋SO2，取10 t含 Cu2S 64%的辉铜矿，理论上可最多生产出多少吨铜？(写出计算过程)
第10讲
命题点1
知识逐点过
①参加化学反应　②反应后生成　③化学　④质量
⑤总质量　⑥种类　⑦质量(可与上一空互换)
⑧数目　⑨质量(可与上一空互换)
教材实验到重难考法
例　(1)4P＋5O2 2P2O5　Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu
Na2CO3＋2HCl === 2NaCl＋H2O＋CO2↑　2Mg＋O2 2MgO　(2)大量白烟　先变大后变瘪　不　(3)铁钉表面有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色　不　(4)气泡产生，固体粉末溶解　向右
(5)1.0 g　实验过程中以白烟形式散失的氧化镁的质量大于参加反应氧气的质量(合理即可)
(6)①化学　②密闭容器　(7)引燃红磷(或使温度达到红磷的着火点)　密封装置　没有　(8)①A　②倾斜塑料瓶，使稀盐酸与碳酸钠接触(合理即可)
(9)①温度达到其着火点　②大于
[拓展训练]
1.×　2.B
3.1.8　3Na2CO3＋4HCl=== 2NaHCO3＋4NaCl＋CO2↑＋H2O
4.B　5.D　6.D　7.D　8.C　9.C　
10.(1)产生蓝色絮状沉淀　(2)B　(3)
[课后训练]
1.C　
【同类考法拓展】 第1题 A
2.A　3.A　4.B　
5.2CO＋O2 2CO2(或3Fe＋2O2 Fe3O4)
CaCO3CaO＋CO2↑
Fe＋H2SO4 === FeSO4＋H2↑
2KOH＋MgCl2 === 2KCl＋Mg(OH)2↓(或2KOH＋H2SO4 ===K2SO4＋2H2O等合理即可)
6.(1)浮力　(2)①好　②加入足量白磷(合理即可)　反应前后注射器活塞所对应的刻度值
7.(1)光合作用
(2)①H2O　②低
(3)1∶2
(4)①CO　②O2
③温度升高，消碳反应所消耗的碳的量多于积碳反应产生的碳的量(合理即可)
8.(1)12.5　(2)102
(3)解：参加反应的硫化亚铜质量为10 t×64%＝6.4 t，
设理论上可最多生产出铜的质量为x
Cu2S＋O2 2Cu＋SO2
160 128
6.4 t x
＝　x＝5.12 t
答：理论上可最多生产出铜的质量为5.12 t。

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