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第十九讲：质量守恒与化学方程式
质量守恒定律内容： 化学反应中，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 。
质量守恒的微观表示：化学反应前后，原子种类 、数目 、质量 均不不变。
一切化学反应都遵循质量守恒定律。
化学反应前后特点总结：
六个不变：①物质总质量、②元素种类 、③元素质量、④原子种类、⑤ 原子数目 、⑥原子质量。
两个一定变：①物质种类、② 分子种类 。
两个可能变： 分子数目 、元素化合价。
质量守恒定律的理解：
前提条件：只能是化学 变化，而不能是物理 变化，例如1g的水+1g的酒精=2g的酒精溶液，就不是质量守恒。
质量守恒是指物质质量或者微粒总质量的守恒，与分子数和物质体积无关。
质量守恒是实际参与反应的反应物和生成物的质量关系，并不是所有加入物和生成物关系。尤其是溶液环境下的反应，大部分情况下只有溶质参与反应。
【典例1.1】（2023 丽水）载人航天器中处理CO2的反应原理之一是2Li2O2+2CO2＝2X+O2，X的化学式为（　　）
A．Li B．Li2O C．LiOH D．Li2CO3
【解答】解：由反应的化学方程式，反应前锂、氧、碳原子个数分别为4、8、2，反应后的生成物中锂、氧、碳原子个数分别为0、2、0，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有4个锂原子、2个碳原子和6个氧原子，则每个X分子由2个锂原子、1个碳原子和3个氧原子构成，则物质X的化学式为Li2CO3。
故选：D。
【对点训练1.1】（2023·湖南衡阳·统考中考真题）实验后试管中残留的硫，常用热的NaOH溶液清洗，发生了如下反应：，则X的化学式为
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类数目不变，反应前有三个硫原子，六个钠离子，六个氧原子和六个氢原子，反应后有一个硫原子，两个钠离子，六个氢原子和六个氧原子，缺少四个钠原子和两个硫原子，X系数为2，所以X化学式为Na2S，故选C。
【典例1.2】（2023·湖南郴州·统考中考真题）一定条件下，在密闭容器中发生某化学反应，测得反应过程中各物质的质量数据如下表：
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 10 16 0 2
反应中的质量/g 7 8 a 2
反应后的质量/g b 0 22 c
下列选项正确的是
A．a=11 B．丁一定是催化剂
C．该反应为分解反应 D．b=3
【答案】A
【分析】由于该反应在密闭容器内进行，根据质量守恒定律，则有10g+16g+0g+2g=7g+8g+ag+2g=bg+0g+22g+cg，解得a=11，b+c=6，由表中数据可知，丁的质量随着反应的进行，没有发生改变，所以丁可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，故c=2，所以b=6-2=4。反应前后甲的质量减少了10g-4g=6g，故甲是反应物，反应前后乙的质量减少了16g-0g=16g，故乙是反应物，反应前后丙的质量增加了22g-0g=22g，故丙是生成物，故该反应为甲与乙反应生成丙。
【详解】A、由分析可知，a=11，故A说法正确；
B、由表中数据可知，丁的质量随着反应的进行，没有发生改变，所以丁可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，故B说法错误；
C、与分析可知，该反应为甲与乙反应生成丙，符合多变一的特点，属于化合反应，故C说法错误；
D、由分析可知，b=4，故D说法错误；
故选A。
【对点训练1.2】（2023·湖南衡阳·统考中考真题）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是

A． B．乙一定是催化剂
C．甲可能是单质 D．丙和丁的相对分子质量之比一定是9∶8
【答案】A
【分析】由于该反应在密闭容器内进行，根据质量守恒定律，则有20+3+5+3=3+3+x+11，解得x=14，反应前后甲的质量减少20g-3g=17g，故甲是反应物；反应前后乙的质量不变，故乙可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；反应前后丙的质量增加了14g-5g=9g，故丙是生成物；反应前后丁的质量增加了11g-3g=8g，故丁是生成物；所以该反应为甲分解生成丙和丁。
【详解】A、由分析可知，x=14，故A说法正确；
B、根据反应前后乙的质量不变，故乙可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故B说法错误；
C、由分析可知，该反应为甲分解生成丙和丁，符合一变多的特点，属于分解反应，甲是分解反应中的反应物，所以甲不可能是单质，故C说法错误；
D、由分析可知，生成的丙和丁的质量之比为9g:8g=9:8，若生成的丙和丁的化学计量数之比为1:1，则丙和丁的相对分子质量之比一定是9:8，由于丙和丁的化学计量数不能确定，所以相对分子质量之比也不能确定，故D说法错误；
故选A。
【典例1.3】（2023重庆A真题）《科学》刊登了用CO2为原料，不依赖光合作用人工合成淀粉的成果，其中第一步反应如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该反应为置换反应 B. 反应前后分子数目不相等
C. 反应前后原子数目不相等 D. 反应的后ZnO-ZrO2的质量不相等
【答案】B
【解析】A、第一步反应是氢气和二氧化碳在ZnO-ZrO2催化作用下生成CH3OH和水，生成物均为化合物，不属于置换反应，错误；
B、第一步反应是氢气和二氧化碳在ZnO-ZrO2的催化作用下生成CH3OH和水，反应的化学方程式为，根据化学方程式可知，反应前4个分子，反应后2个分子，反应前后分子数目不相等，正确；
C、由质量守恒定律可知，反应前后原子数目相等，错误；
D、ZnO-ZrO2作催化剂，反应前后ZnO-ZrO2的质量相等，错误。
故选B。
【对点训练1.3】（2023山东聊城真题）我国科学家在国际上首次以CO2和H2为原料，在构筑的纳米“蓄水”膜反应器中实现了二氧化碳在温和条件下一步转化为乙醇的反应，该反应微观示意图如下。有关说法不正确的是（ ）
A. 无机物在一定条件下可以转化成有机物
B. 反应前后分子种类改变，原子种类不变
C. 参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为2:7
D. 该反应生成物是CH3CH2OH和H2O
【答案】C
【解析】根据微观示意图可知，该反应为二氧化碳和氢气在构筑的纳米“蓄水”膜反应器中转化为乙醇和水，
A、反应物是二氧化碳和氢气，属于无机物，生成物有乙醇，属于有机物，所以无机物在一定条件下可以转化成有机物，选项正确；
B、反应前二氧化碳分子和氢气分子，二氧化碳分子由碳原子和氧原子构成，氢气分子由氢原子构成，反应后是乙醇分子和水分子，乙醇分子和由碳原子、氢原子和原子构成，水分子由氢原子和氧原子构成，反应前后分子种类改变，原子种类不变，选项正确；
C、参加反应的二氧化碳分子数目为2，参加反应的氢气分子数目为6，所以参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为1:3，选项错误；
D、该反应生成物是CH3CH2OH和H2O，选项正确；
故选：C。
实验装置 现象 天平状态 总结
实验一 产生大量的白烟 ，气球先膨胀后收缩 平衡（能验证） 对于有气体参加反应或者生成的实验装置需要在密封 的环境下进行，无气体参与的可敞口实验。
实验二 有蓝色的絮状沉淀 产生 平衡（能验证）
实验三 有气泡 产生 不平衡（不能验证）
易错点：实验探究过程中，有气体参与的实验没有密闭进行，可以说明符合质量守恒，但是不能验证质量守恒。
【典例2.1】（2022 舟山）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
I、锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；
Ⅱ、取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；
Ⅲ。待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察 　天平是否平衡　 。
【实验结论】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。
【交流反思】
（1）要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是 　白磷燃烧，产生大量白烟　 。
（2）反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出上述结论，并请说明理由。 　能，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变　 。
【解答】Ⅲ、验证质量守恒定律，要比较反应物的质量总和与生成物的质量总和是否相等，故待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡；
交流反思：
（1）要确认化学反应已经发生，说明有新物质生成。本实验中观察到白磷燃烧，产生大量白烟；
（2）质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的质量相等，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变，故能得出上述结论。
【对点训练2.1】（2023 永康市模拟）质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律，为了验证质量守恒定律：
（1）小永设计了如图甲的实验装置，小阳提出该装置不能用来验证质量守恒定律。小阳否定甲装置的理由 　反应生成的二氧化碳逸出装置　 。
（2）小康改进了实验装置，如图乙（装置气密性良好）。以下药品组合（图乙中的M和N）中，既能看到明显的实验现象又能达到实验目的的有 　AD　 。
A．锌粒和稀硫酸 B．氢氧化钠固体和水
C．盐酸和硝酸钠 D．碳酸钡和稀盐酸
【答案】（1）反应生成的二氧化碳逸出装置；
（2）AD。
【解答】解：（1）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，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应生成的二氧化碳逸出装置，因此不能用来验证质量守恒定律；
（2）A、锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，在密闭容器反应进行，因此可以验证质量守恒定律；
B、氢氧化钠固体和水混合没有发生化学变化，属于物理变化，不能用来验证质量守恒定律；
C、盐酸和硝酸钠混合没有发生化学变化，属于物理变化，不能用来验证质量守恒定律；
D、碳酸钡和稀盐酸生成氯化钡、水和二氧化碳有发生化学变化，在密闭容器反应进行，因此可以验证质量守恒定律；故选：AD。
故答案为：（1）反应生成的二氧化碳逸出装置；（2）AD。
书写原则：化学方程式的书写要以客观事实 为依据，遵守质量守恒定律。
书写步骤（考虑大部分同学经常会因为配平结束后忘记添加条件或者箭头，建议配平过程在最后完成）
写：正确写出反应物、生成物的化学式。
注：注明反应条件。一般有加热、点燃、高温，通电、催化剂、光照等。
标：如果反应物中无气体(或沉淀) ，反应后生成物中有气体(或沉淀) ，则在生成物中气体(或沉淀) 物质的化学式右边标出“↑”(或“↓”)；
若有气体(或沉淀) 参加反应，则此时生成的气体(或沉淀) 不标。
配：配平化学方程式。
化学方程式的意义
意义 以2H +02 2H O为例
宏观意义 表示反应物、生成物和反应条件 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
微观意义 表示化学反应中各粒子的数目关系 每2个氢气分子和1个氧气分子在点燃条件下反应生成2个水分子
质量意义 表示各物质间的质量关系 每4份质量的氢气与32份质量的氧气在点燃条件下反应生成36份质量的水
【典例3.1】（2023·湖南衡阳·统考中考真题）符号表征化学变化是探究物质及其变化规律的认识方式。下列化学方程式正确的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】A、铁与氧气在点燃条件下反应，生成四氧化三铁，化学方程式为：，选项化学方程式中生成物化学式书写错误，故不符合题意；
B、过氧化氢在催化作用下分解，生成氧气和水，化学方程式为：，选项化学方程式配平错误，故不符合题意；
C、根据复分解反应发生的条件：生成物中必须有沉淀、气体和水之一可知，氯化钡和氢氧化钠如果发生反应，生成物中没有气体和水，那么，必有沉淀，但两者交换成分，出现的氢氧化钡和氯化钠都易溶于水，没有沉淀生成，因此，该反应不发生，故不符合题意；
D、氯化氢与氢氧化钠反应，生成氯化钠和水，化学方程式为：HCl+NaOH=NaCl+H2O，选项化学方程式正确，故符合题意。
故选D。
【对点训练3.1】（2021湖南怀化）下列化学方程式与所属基本反应类型对应不正确的是（）
A. 分解反应
B. 复分解反应
C. 化合反应
D. 置换反应
【答案】D
【解析】A、该反应符合一变多的特点，属于分解反应，正确；
B、该反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应，正确；
C、该反应符合多变一的特点，属于化合反应，正确；
D、置换反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，该反应中反应物为两种化合物，不属于置换反应，错误。
故选D。
【典例3.2】（2023 婺城区模拟）科学中，存在着许多“1+1≠2”的有趣现象．下列各种过程中，关于“1+1≠2”的说法不正确的（　　）
A．1毫升酒精和1毫升水混合后的总体积不等于2毫升
B．1克木炭在1克氧气中充分燃烧生成的二氧化碳质量不等于2克
C．1牛拉力与方向相反的1牛拉力作用在弹簧测力计上读数不等于2牛
D．1欧姆的电阻与1欧姆电阻串联时的总电阻不等于2欧姆
【答案】D
【解答】解：A、因为微粒之间有间隔，1体积水与1体积酒精混合后的总体积小于2体积，故正确；
B、碳在氧气中燃烧时，碳和氧气的质量比是12：32，所以1g碳和1g氧气反应后生成物的质量小于2g，故正确；
C、1牛拉力与方向相反的1牛拉力作用在弹簧测力计上读数等于0牛，故正确；
D、1欧姆的电阻与1欧姆电阻串联时的总电阻等于2欧姆，错误；
故选：D。
一般步骤：
①根据题意设未知量 ；②写出正确的化学方程式 ；③求出有关物质间的总式量比；④列出物质间的已知量 和未知量；⑤列出比例式；⑥求出未知量；⑦写出答案。
难点：已知质量的数据分析
反应物过量，需要分析出实际参与反应的质量；
反应物为混合物（杂质不反应），需要求出混合中反应物的质量；
反应物为混合物（均参与反应，无先后问题），需求出分别参加反应的实际质量；
反应物为混合物（均参与反应，有先后问题），根据实际反应的质量判断各阶段反应程度。
【典例4.1】（2023 宁波）古籍中有记载制烧碱的方法，其核心反应可表示为：Na2CO3+Ca（OH）2＝2NaOH+CaCO3↓。小宁模仿古法，以实验室中的Na2CO3、Ca（OH）2固体为原料，制备400g溶质质量分数为10%的NaOH溶液用于制作叶脉书签。
（1）制作叶脉书签时，用NaOH溶液去除叶肉，是利用了NaOH的 　腐蚀　性。
（2）400g溶质质量分数为10%的NaOH溶液中，含NaOH的质量为 　40　g、水的质量为 　360　g。
（3）需称取Na2CO3、Ca（OH）2的质量各为多少？
【解答】解：（1）氢氧化钠有强烈的腐蚀性，制作叶脉书签，用NaOH溶液去除叶肉，利用了该性质；
（2）400g溶质质量分数为10%的NaOH溶液中，含NaOH的质量为400g×10%＝40g、水的质量为400g﹣40g＝360g；
（3）设需称取Na2CO3、Ca（OH）2的质量各为x、y。
Na2CO3+Ca（OH）2＝2NaOH+CaCO3↓
106 74 80
x y 40g
x＝53g
y＝37g
答：需称取Na2CO3、Ca（OH）2的质量各为53g和37g。
故答案为：（1）腐蚀；
（2）40；360；
（3）53g、37g。
【对点训练4.1】（2021 宁波）小宁用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳（石灰石中的杂质既不溶于水也不和酸反应），为了探究反应后溶液的成分，他又进行如下实验：取反应后的溶液50g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液，发现先有气泡产生，后生成白色沉淀。下表为产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸钠溶液总质量的关系。
碳酸钠溶液总质量/g 25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0
气体总质量/g 1.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
沉淀总质量/g 0 0 2.5 5.0 m n 9.0 9.0
（1）表中n＝　9.0　。
（2）所取的反应后50g溶液中溶质是 　氯化钙、氯化氢　。
（3）所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是多少？
【解答】解：（1）由表中数据可知，25g碳酸钠溶液完全反应生成2.5g碳酸钙，加入175.0g碳酸钠溶液时，产生碳酸钙质量是9.0g，说明m＝7.5，n＝9.0。
故填：9.0。
（2）产生气泡，说明溶液中含有氯化氢，产生白色沉淀，说明溶液中含有氯化钙，所取的反应后50g溶液中溶质是氯化钙、氯化氢。
故填：氯化钙、氯化氢。
（3）设所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是x，
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑，
106 44
50g×x 2.2g
x＝10.6%，
答：所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是10.6%。
【典例4.2】（2021宁波中考）在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的Cu（NO3）2溶液，充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g
B．bc段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应
C．m3的值为21.6
D．e点溶液中不含Cu（NO3）2
【答案】C
【解答】解：将5.6g的铁粉加入Cu（NO3）2溶液中，则铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，ab段为铁与硝酸铜反应，根据图像分析，加入硝酸银后反应出现两个拐点，则是硝酸银与两种金属反应，即和铁与铜反应，所以b点铁有剩余，b点固体为铁和铜，溶液中溶质为硝酸亚铁而无硝酸铜。充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，铁完全反应后，铜再与硝酸银反应生成银和硝酸铜，所以bc段是铁与硝酸银反应，cd段是铜与硝酸银反应。最后由于加入硝酸银过量，所以此时有生成的硝酸亚铁、硝酸铜以及剩余的硝酸银。
A、所加溶液质量为M1g时，m1g为生成铜质量与剩余铁质量和，所以生成Cu的质量不等于m1g，故A错误；
B、bc段是铁与硝酸银反应，cd段是铜与硝酸银反应，故B错误；
C、5.6g铁先与硝酸铜反应生成铜，铜再与硝酸银反应生成银的质量，与5.6g铁与硝酸银反应生成银的质量相等，根据图像，m3即为最终生成银的质量。
Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag
56 216
5.6g m3
m3＝21.6g 故C正确
D、bc段是铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，cd段是铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，所以e点溶质有硝酸亚铁、硝酸铜和剩余的硝酸银，故D错误。
故选：C。
【对点训练4.2】（2023 上虞区一模）为了测定某种黄铜（铜和锌的合金）的组成，取该黄铜样品碎屑100g，把400g稀硫酸分4次加入到该样品中，测得数据记录如下表：
第1次 第2次 第3次 第4次
加入稀硫酸质量（g） 100 100 100 100
剩余固体质量（g） 87 74 67.5 67.5
（1）第2次测得剩余固体质量为74g，其成分为 　C　。
A.铜 B.锌 C.铜和锌
（2）该黄铜样品中铜和锌的质量比m铜：m锌＝　27：13　 。
（3）计算所用稀硫酸的溶质质量分数。
（4）画出反应生成的氢气质量与加入稀硫酸质量的关系。
【答案】（1）C；
（2）27：13；
（3）。
【解答】解：（1）锌、铜两种金属中只有锌能与酸发生反应，第2次加入稀硫酸完全反应后剩余固体质量为74g，第3次加入稀硫酸固体质量还能减少说明第二次反应后剩余固体中仍有锌；故答案为：C；
（2）第四次加入酸固体质量不再减少说明锌已完全反应剩余固体全部是铜，故铜的质量为67.5g，所以该黄铜样品中铜和锌的质量比为：67.5g：（100g﹣67.5g）＝27：13；故答案为：27：13；
（3）设最终生成氢气质量为y，恰好完全反应时消耗硫酸质量为z，
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
65 98 2
100g 67.5g z y
y＝1g
z＝49g
则恰好完全反应消耗稀硫酸溶液的质量为：，反应生成的氢气质量与加入稀硫酸质量的关系图：
化合反应：两种或两种以上的物质反应生成一种物质，称为化合反应。
化合反应生成物一定是化合物 。
分解反应：一种物质反应生成两种或两种以上的物质，称为分解反应。
分解反应的反应物一定是化合物 。
置换反应：单质和化合物反应生成新的单质 和新的化合物 ，称为置换反应。
复分解反应：化合物和化合物反应生成新的化合物 和新的化合物 ，称为复分解反应。
易错点：复分解反应必须满足以下两个条件
a化合物和化合物阴离子和阴离子互换（或阳离子与阳离子互换）；
b生成物必须至少有气体 、沉淀 、水 中的一种才能发生反应。
例如NaOH+CO2=Na2CO3+H2O不是复分解反应。
氧化还原反应：有元素化合价 的变化的反应称为氧化还原反应。
【典例5.1】（2023·湖南株洲·中考真题）下列化学方程式书写正确且属于复分解反应的是
A．铁与稀盐酸反应：
B．镁带在空气中燃烧：
C．在高温下分解
D．氢氧化铝治疗胃酸过多：
【答案】D
【详解】A. 铁与稀盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，该反应属于置换反应，此选项不符合题意；
B. 镁带在空气中燃烧：，该反应属于化合反应，此选项不符合题意；
C. 在高温下分解，该反应属于分解反应，此选项不符合题意；
D. 氢氧化铝治疗胃酸过多：，该反应属于复分解反应，此选项符合题意。
故选D。
【对点训练5.1】（2023江苏苏州真题）下列HCl参与的反应中，属于化合反应的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，符合题意；
B、该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应，不符合题意；
C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
D、该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应，属于复分解反应，不符合题意。
故选A。
【典例5.2】（2023湖北潜江等真题）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（每种物质只能选用一次）：
（1）化合反应： 。
（2）分解反应： 。
（3）置换反应： 。
（4）复分解反应： 。
【答案】（1）##
（2）
（3）
（4）（合理即可）
【解析】（1）化合反应是指多种物质生成一种物质的反应，而一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳，该反应属于化合反应，反应的化学方程式为；且铁与氧气反应生成四氧化三铁，该反应属于化合反应，反应的化学方程式为。
（2）分解反应是指一种物质生成多种物质的反应，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，反应的化学方程式为。
（3）置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，而铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应属于置换反应，反应的化学方程式为。
（4）复分解反应是指两种化合物互相交换成分生成另两种化合物的反应，而硫酸和氢氧化钾反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钾，属于复分解反应，反应的化学方程式为；或碳酸钙和硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水，氯化镁能与氢氧化钾反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钾，均属于复分解反应。
【对点训练5.2】（2022天津中考）写出下列反应的化学方程式。
（1）碳在氧气中充分燃烧______；
（2）锌与稀硫酸反应______；
（3）加热高锰酸钾制取氧气______。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】（1）碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：；
（2）锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：；
（3）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：。
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第十九讲：质量守恒与化学方程式
质量守恒定律内容： 。
质量守恒的微观表示：化学反应前后，原子 、 、 均不不变。
一切化学反应都遵循质量守恒定律。
化学反应前后特点总结：
六个不变：①物质总质量、② 、③元素质量、④原子种类、⑤ 、⑥原子质量。
两个一定变：①物质种类、② 。
两个可能变： 、元素化合价。
质量守恒定律的理解：
前提条件：只能是 变化，而不能是 变化，例如1g的水+1g的酒精=2g的酒精溶液，就不是质量守恒。
质量守恒是指物质质量或者微粒总质量的守恒，与分子数和物质体积无关。
质量守恒是实际参与反应的反应物和生成物的质量关系，并不是所有加入物和生成物关系。尤其是溶液环境下的反应，大部分情况下只有溶质参与反应。
【典例1.1】（2023 丽水）载人航天器中处理CO2的反应原理之一是2Li2O2+2CO2＝2X+O2，X的化学式为（　　）
A．Li B．Li2O C．LiOH D．Li2CO3
【对点训练1.1】（2023·湖南衡阳·统考中考真题）实验后试管中残留的硫，常用热的NaOH溶液清洗，发生了如下反应：，则X的化学式为
A． B． C． D．
【典例1.2】（2023·湖南郴州·统考中考真题）一定条件下，在密闭容器中发生某化学反应，测得反应过程中各物质的质量数据如下表：
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 10 16 0 2
反应中的质量/g 7 8 a 2
反应后的质量/g b 0 22 c
下列选项正确的是
A．a=11 B．丁一定是催化剂
C．该反应为分解反应 D．b=3
【对点训练1.2】（2023·湖南衡阳·统考中考真题）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是
A． B．乙一定是催化剂
C．甲可能是单质 D．丙和丁的相对分子质量之比一定是9∶8
【典例1.3】（2023重庆A真题）《科学》刊登了用CO2为原料，不依赖光合作用人工合成淀粉的成果，其中第一步反应如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该反应为置换反应 B. 反应前后分子数目不相等
C. 反应前后原子数目不相等 D. 反应的后ZnO-ZrO2的质量不相等
【对点训练1.3】（2023山东聊城真题）我国科学家在国际上首次以CO2和H2为原料，在构筑的纳米“蓄水”膜反应器中实现了二氧化碳在温和条件下一步转化为乙醇的反应，该反应微观示意图如下。有关说法不正确的是（ ）
A. 无机物在一定条件下可以转化成有机物
B. 反应前后分子种类改变，原子种类不变
C. 参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为2:7
D. 该反应生成物是CH3CH2OH和H2O
实验装置 现象 天平状态 总结
实验一 产生 ，气球先膨胀后收缩 平衡（能验证） 对于有气体参加反应或者生成的实验装置需要在（ ）的环境下进行，无气体参与的可敞口实验。
实验二 有 产生 平衡（能验证）
实验三 有 产生 不平衡（不能验证）
易错点：实验探究过程中，有气体参与的实验没有密闭进行，可以说明符合质量守恒，但是不能验证质量守恒。
【典例2.1】（2022 舟山）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
I、锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；
Ⅱ、取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；
Ⅲ。待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察 　　 。
【实验结论】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。
【交流反思】
（1）要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是 　　 。
（2）反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出上述结论，并请说明理由。　　 。
【对点训练2.1】（2023 永康市模拟）质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律，为了验证质量守恒定律：
（1）小永设计了如图甲的实验装置，小阳提出该装置不能用来验证质量守恒定律。小阳否定甲装置的理由 　　 。
（2）小康改进了实验装置，如图乙（装置气密性良好）。以下药品组合（图乙中的M和N）中，既能看到明显的实验现象又能达到实验目的的有 　　 。
A．锌粒和稀硫酸 B．氢氧化钠固体和水
C．盐酸和硝酸钠 D．碳酸钡和稀盐酸
书写原则：化学方程式的书写要以 为依据，遵守质量守恒定律。
书写步骤（考虑大部分同学经常会因为配平结束后忘记添加条件或者箭头，建议配平过程在最后完成）
写：正确写出反应物、生成物的化学式。
注：注明反应条件。一般有加热、点燃、高温，通电、催化剂、光照等。
标：如果反应物中无 ，反应后生成物中有 ，则在生成物中 物质的化学式右边标出“↑”(或“↓”)；
若有 参加反应，则此时生成的 不标。
配：配平化学方程式。
化学方程式的意义
意义 以2H +02 2H O为例
宏观意义 表示反应物、生成物和反应条件 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
微观意义 表示化学反应中各粒子的数目关系 每2个氢气分子和1个氧气分子在点燃条件下反应生成2个水分子
质量意义 表示各物质间的质量关系 每4份质量的氢气与32份质量的氧气在点燃条件下反应生成36份质量的水
【典例3.1】（2023·湖南衡阳·统考中考真题）符号表征化学变化是探究物质及其变化规律的认识方式。下列化学方程式正确的是
A．
B．
C．
D．
【对点训练3.1】（2021湖南怀化）下列化学方程式与所属基本反应类型对应不正确的是（）
A. 分解反应
B. 复分解反应
C. 化合反应
D. 置换反应
【典例3.2】（2023 婺城区模拟）科学中，存在着许多“1+1≠2”的有趣现象．下列各种过程中，关于“1+1≠2”的说法不正确的（　　）
A．1毫升酒精和1毫升水混合后的总体积不等于2毫升
B．1克木炭在1克氧气中充分燃烧生成的二氧化碳质量不等于2克
C．1牛拉力与方向相反的1牛拉力作用在弹簧测力计上读数不等于2牛
D．1欧姆的电阻与1欧姆电阻串联时的总电阻不等于2欧姆
一般步骤：
①根据题意 ；②写出正确的 ；③求出有关物质间的总式量比；④列出物质间的 和未知量；⑤列出比例式；⑥求出未知量；⑦写出答案。
难点：已知质量的数据分析
反应物过量，需要分析出实际参与反应的质量；
反应物为混合物（杂质不反应），需要求出混合中反应物的质量；
反应物为混合物（均参与反应，无先后问题），需求出分别参加反应的实际质量；
反应物为混合物（均参与反应，有先后问题），根据实际反应的质量判断各阶段反应程度。
【典例4.1】（2023 宁波）古籍中有记载制烧碱的方法，其核心反应可表示为：Na2CO3+Ca（OH）2＝2NaOH+CaCO3↓。小宁模仿古法，以实验室中的Na2CO3、Ca（OH）2固体为原料，制备400g溶质质量分数为10%的NaOH溶液用于制作叶脉书签。
（1）制作叶脉书签时，用NaOH溶液去除叶肉，是利用了NaOH的 　　性。
（2）400g溶质质量分数为10%的NaOH溶液中，含NaOH的质量为 　　g、水的质量为 　　g。
（3）需称取Na2CO3、Ca（OH）2的质量各为多少？
【对点训练4.1】（2021 宁波）小宁用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳（石灰石中的杂质既不溶于水也不和酸反应），为了探究反应后溶液的成分，他又进行如下实验：取反应后的溶液50g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液，发现先有气泡产生，后生成白色沉淀。下表为产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸钠溶液总质量的关系。
碳酸钠溶液总质量/g 25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0
气体总质量/g 1.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
沉淀总质量/g 0 0 2.5 5.0 m n 9.0 9.0
（1）表中n＝　　。
（2）所取的反应后50g溶液中溶质是 　　。
（3）所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是多少？
【典例4.2】（2021宁波中考）在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的Cu（NO3）2溶液，充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g
B．bc段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应
C．m3的值为21.6
D．e点溶液中不含Cu（NO3）2
【对点训练4.2】（2023 上虞区一模）为了测定某种黄铜（铜和锌的合金）的组成，取该黄铜样品碎屑100g，把400g稀硫酸分4次加入到该样品中，测得数据记录如下表：
第1次 第2次 第3次 第4次
加入稀硫酸质量（g） 100 100 100 100
剩余固体质量（g） 87 74 67.5 67.5
（1）第2次测得剩余固体质量为74g，其成分为 　　。
A.铜 B.锌 C.铜和锌
（2）该黄铜样品中铜和锌的质量比m铜：m锌＝　　 。
（3）计算所用稀硫酸的溶质质量分数。
（4）画出反应生成的氢气质量与加入稀硫酸质量的关系。
化合反应：两种或两种以上的物质反应生成一种物质，称为化合反应。
化合反应生成物一定是 。
分解反应：一种物质反应生成两种或两种以上的物质，称为分解反应。
分解反应的反应物一定是 。
置换反应：单质和化合物反应生成 和 ，称为置换反应。
复分解反应：化合物和化合物反应生成 和 ，称为复分解反应。
易错点：复分解反应必须满足以下两个条件
a化合物和化合物阴离子和阴离子互换（或阳离子与阳离子互换）；
b生成物必须至少有 、 、 中的一种才能发生反应。
例如NaOH+CO2=Na2CO3+H2O不是复分解反应。
氧化还原反应：有 的变化的反应称为氧化还原反应。
【典例5.1】（2023·湖南株洲·中考真题）下列化学方程式书写正确且属于复分解反应的是
A．铁与稀盐酸反应：
B．镁带在空气中燃烧：
C．在高温下分解
D．氢氧化铝治疗胃酸过多：
【对点训练5.1】（2023江苏苏州真题）下列HCl参与的反应中，属于化合反应的是（ ）
A. B.
C. D.
【典例5.2】（2023湖北潜江等真题）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（每种物质只能选用一次）：
（1）化合反应： 。
（2）分解反应： 。
（3）置换反应： 。
（4）复分解反应： 。
【对点训练5.2】（2022天津中考）写出下列反应的化学方程式。
（1）碳在氧气中充分燃烧______；
（2）锌与稀硫酸反应______；
（3）加热高锰酸钾制取氧气______。
知识梳理
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真题演练
（2023·湖南怀化·统考中考真题）下列变化的化学方程式书写不正确的是
A．红磷在空气中燃烧：
B．碳酸分解：
C．铁和稀硫酸反应：
D．硫酸钠溶液与氯化铜溶液混合：+=BaSO4↓+2NaCl
【答案】A
【详解】A、磷和氧气点燃生成五氧化二磷，方程式是：，错误；
B、碳酸分解成二氧化碳和水，方程式是：，正确；
C、铁和稀硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气，方程式是：，正确；
D、硫酸钠溶液与氯化铜溶液反应产生硫酸钡和氯化钠，方程式是：Na2SO4 + BaCl2 =BaSO4↓+2NaCl，正确；
故选：A。
（2023·湖南怀化·统考中考真题）一定条件下，下列物质在密闭容器内反应一段时间，测得反应前后各物质的质量关系如下表：
物质 X Y Z W
反应前质量/g 5 2.2 16.2 0.9
反应后质量/g a 4.4 8.1 1.8
根据上表信息判断，下列说法中不正确的是
A．a=10
B．该反应属于置换反应
C．Z为化合物
D．反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为22：9
【答案】B
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则5g+2.2g+16.2g+0.9g=ag+4.4g+8.1g+1.8g，a=10，不符合题意；
B、反应后，X的质量增加，X是生成物，Y的质量增加，Y是生成物，Z的质量减小，Z是反应物，W的质量增加，W是生成物，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，符合题意；
C、该反应中，Z是反应物，X、Y、W是生成物，故Z是化合物，不符合题意；
D、反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为：（4.4g-2.2g）：（1.8g-0.9g）=22:9，不符合题意。
故选B。
（2023湖北宜昌真题）下图是在密闭容器中某化学反应的微观示意图，图中“ ”表示汞原子，“ ”表示氧原子，根据此反应得出结论正确的是（ ）
A. 该反应是置换反应 B. 构成物质的微粒有分子和原子
C. 反应物和生成物中都有单质 D. 生成物的化学计量数之比为1：1
【答案】B
【解析】根据微观示意图可知，该反应是氧化汞在一定条件下生成汞单质和氧气，化学方程式为：。
A、该反应符合一变多，是分解反应，结论错误；
B、由微观示意图可知，氧气由氧气分子构成，汞单质由汞原子构成，所以构成物质的微粒有分子和原子，结论正确；
C、反应物是氧化汞，氧化汞是由氧元素、汞元素组成的化合物，不是单质，结论错误；
D、由化学方程式可知，生成物的化学计量数之比为2：1，结论错误。
故选B。
（2023甘肃金昌真题）清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如下（图中的微粒恰好完全反应）。下列说法正确的是（ ）
A. 丁的化学式为H2O2 B. 甲是单质，乙、丙、丁均为氧化物
C. 参加反应的甲与乙的质量比为3:1 D. 该反应前后氢元素的化合价发生改变
【答案】D
【解析】A、由图可知，反应前出现了1个碳原子、2个氧原子和6个氢原子，反应后出现了1个碳原子、1个氧原子和4个氢原子，根据质量守恒定律，反应后尚缺的2个氢原子和1个氧原子存在于方框内，则丁的化学式为H2O，选项错误；
B、由图可知，丙中含有碳、氢、氧三种元素，不符合氧化物的特点，不属于氧化物，选项错误；
C、由图可知，参加反应的甲与乙的质量比=（3×2）：44=3：22，选项错误；
D、由图可知，反应前氢元素存在于氢气中，其化合价为零，反应后氢元素存在于化合物中，其化合价为+1价，即该反应前后氢元素的化合价发生改变，选项正确，故选D。
（2023陕西真题）我国科学家首次突破以二氧化碳为原料获得淀粉的人工合成工艺技术。其中关键一步反应的微观示意图如下：
下列有关上述反应的说法不正确的是（ ）
A. 反应涉及6种物质
B. 反应前后各类原子的数目不变
C. 反应有利于“低碳”目标的落实
D. 参加反应的反应物的分子数目比为1∶3
【答案】A
【解析】由微观示意图可知，该反应是二氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇和水，化学方程式为：。
A、反应只涉及二氧化碳、氢气、甲醇、水四种物质，选项错误；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后各类原子的数目不变，选项正确；
C、该反应可以消耗二氧化碳，有利于“低碳”目标的落实，选项正确；
D、根据化学方程式可知，参加反应的反应物（二氧化碳与氢气）的分子数目比为1∶3，选项正确。
故选A。
（2023天津真题）在反应中，下列有关说法正确的是（ ）
A. 反应前后各元素的化合价均无变化
B. 反应前后锌元素的质量没有发生改变
C. 参加反应的碳与氧化锌的质量比为4：27
D. 反应后固体质量减轻，不遵循质量守恒定律
【答案】B
【解析】A、反应前碳元素化合价为0，氧化锌中锌元素化合价为+2，反应后二氧化碳中碳元素化合价为+4，锌元素化合价为0，故A不符合题意；
B、根据质量守恒定律知，化学反应前后锌元素的质量不变，故B符合题意；
C、参加反应的碳与氧化锌的质量比为，故C不符合题意；
D、由于生成二氧化碳气体，反应后固体质量减轻，仍遵循质量守恒定律，故D不符合题意。
故选B。
(2023河南真题)下列化学方程式符合题意且书写正确的是（ ）
A. 酸雨形成的原因：
B. 盐酸除去铁锈：
C. 除去二氧化碳中的一氧化碳：
D. 小苏打治疗胃酸过多症：
【答案】D
【解析】A．酸雨形成的原因之一是二氧化硫和水反应生成亚硫酸，反应的化学方程式为，错误；
B．铁锈的主要成分是氧化铁，与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式是：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，错误；
C．除去二氧化碳中的一氧化碳，用氧化铜和一氧化碳加热反应生成铜和二氧化碳，，错误；
D．小苏打是碳酸氢钠的俗称，能与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，，正确；
故选：D。
(2023湖南衡阳真题)清华大学的研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化为甲醇，该反应的微观示意图如下所示。下列说法错误的是（ ）
A. 甲、乙、丙、丁都属于化合物
B. 反应前后原子的种类不变
C. 反应生成的丙和丁的质量比为16∶9
D. 参加反应的甲和乙的分子个数比为1∶3
【答案】A
【解析】A、化合物是有多种元素组成的纯净物，由反应的微观示意图可知，甲的化学式为CO2，属于化合物，丙的化学式为CH3OH，属于化合物，丁化学式为H2O，属于化合物，根据质量守恒定律的微观实质：化学反应前后，原子种类和数目不变可知，乙的化学式为H2，属于单质，故选项说法错误，符合题意；
B、所有化学反应都遵循质量守恒定律，质量守恒定律的微观实质是：化学反应前后，原子种类和数目不变，因此，该反应前后原子的种类不变，故选项说法正确，不符合题意；
C、由反应的微观示意图可知，该反应是二氧化碳和氢气在催化剂作用下，生成甲醇和水，化学方程式为：，反应生成的丙和丁的质量比为：，故选项说法正确，不符合题意；
D、由反应的微观示意图可知，该反应是二氧化碳和氢气在催化剂作用下，生成甲醇和水，化学方程式为：，参加反应的甲和乙的分子个数比为1:3，故选项说法正确，不符合题意，故选A。
(2023重庆B真题)处理汽车尾气的某反应微观示意图如下，下列对该反应的说法错误的是（ ）
A. 可以减少有毒气体的排放 B. 属于置换反应
C. 反应前后催化剂的质量不变 D. 反应前后原子个数不变
【答案】B
【解析】根据反应微观示意图，化学方程式为：；
【详解】A、可以减少CO、NO有害物质的排放，故A正确；
B、反应物都是化合物，不是置换反应，故B错误；
C、催化剂可以改变反应速率，反应前后本身的质量不变，故C正确；
D、根据质量守恒定律，反应前后原子个数不变，故D正确。
故选B。
(2022湖南衡阳)甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合，此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后，各物质的质量分数如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 丁是反应物 B. x的值为20
C. 乙是此化学反应的催化剂 D. 生成38g甲，需消耗60g丁
【答案】A
【解析】A、反应前丁的质量分数为48%，反应后丁的质量分数为30%，丁的质量分数减少了48%-30%=18%，故丁是反应物，故选项正确；
B、由图2可知，甲乙丙丁四种物质的质量分数加一起等于1，所以可算出乙的质量分数为10%，即x的值为10，故选项不正确；
C、反应前乙的质量分数为10%，反应后乙的质量分数也为10%，乙的质量分数在反应前后不变，故乙可能是该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，故选项不正确；
D、由上述分析，参加反应的甲和生成丁的质量比为：（19%-17%）：（48%-30%）=1：9，则若生成14g的甲，设消耗丁的质量为x, ，故选项不正确；
故选：A
（2022 温州）图甲是一款潜水艇紧急供氧设备的结构示意图，产氧药块主要成分是氯酸钠，需要镁粉氧化放热启动并维持反应进行，快速产生氧气。
（1）启动时，镁粉（Mg）与氧气反应生成氧化镁（MgO）。其化学方程式为：　2Mg+O22MgO　 。
（2）产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气，推测图甲中试剂X应具有的性质是 　吸收氯气，但不吸收氧气　 。
（3）氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气。m克氯酸钠分解过程中各物质质量变化如图乙所示，选择a、b、c、d、m中的部分数据，列出它们的等式关系以体现质量守恒定律。 　a+d＝b+c或m＝a+d或m＝b+c　 .
【解答】解：（1）启动时，镁粉（Mg）与氧气反应生成氧化镁（MgO）。其化学方程式为2Mg+O22MgO；
（2）产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气，由甲图可知，产氧药块产生的氧气和氯气，通过试剂X，氯气被吸收，氧气排出，故推测图甲中试剂X能吸收氯气，但不吸收氧气；
（3）氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气，化学方程式为2NaClO32NaCl+3O2↑；根据质量守恒定律，反应前后各物质的质量总和相等，生成气体的质量即为固体减少的质量，由图乙可知，m﹣d＝a，即m＝a+d；m﹣c＝b，即m＝b+c；a+d＝b+c；故能体现质量守恒定律的关系式有a+d＝b+c、m＝a+d、m＝b+c。
故答案为：
（1）2Mg+O22MgO；
（2）吸收氯气，但不吸收氧气；
（3）a+d＝b+c或m＝a+d或m＝b+c。
（2022 丽水）定律是对自然现象或关系的描述，通常可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：
波义耳实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属汞时，得到了金属灰（氧化汞）。冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现比原来金属质量增加了 罗蒙诺索夫重复了波义耳实验，他将金属铅装入容器后密封，称量。然后把容器放到火上加热，金属变成了黄色（氧化铅），冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化，该发现未引起科学家重视 拉瓦锡用锡和铅做了罗蒙诺索夫实验，也得到了同样的结论。他还做了许多实验并得出结论：在化学反应过程中物质质量是守恒的，并将此结论写成一个代数式。该结论得到当时科学家的普遍认同 廊道尔特和曼莱做了精确度极高的化学实验，反应前后质量之差小于0.0001g，在实验误差范围内，国际科学家一致承认质量守恒定律
1673年 1756年 1774年 1908、1912年
（1）玻义耳实验中，金属灰增加的质量是 　参加反应的氧气质量　 。
（2）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有 　AC　 （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，取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
（3）受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图）。气球的作用有 　平衡装置内外压强；形成密封装置　 。
（4）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。请你设计个能说服小丽的简明实验思路 　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　 。
【解答】解：（1）玻义耳实验中，金属灰增加的质量是参加反应的氧气质量。
故答案为：参加反应的氧气质量。
（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。
故答案为：AC。
（3）受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图）。气球的作用有平衡装置内外压强；形成密封装置。
故答案为：平衡装置内外压强；形成密封装置。
（4）能说服小丽的简明实验思路：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。
故答案为：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。
（2023 上城区二模）用质量分数为5%的稀盐酸和10%的氢氧化钠溶液进行中和反应实验时，反应过程中溶液的酸碱度变化如图所示：
（1）该实验是将　 　（选填“稀盐酸”或“氢氧化钠溶液”）滴加到另一种溶液中。
（2）当加入溶液的质量为b时，溶液中的溶质有　 　
（3）当加入溶液的质量a为20g时，求所得溶液中溶质的质量。
【解答】解：（1）随着反应进行，溶液pH增大，说明该实验是将氢氧化钠溶液滴加到另一种溶液中。
故填：氢氧化钠溶液。
（2）当加入溶液的质量为b时氢氧化钠过量，此时溶液中的溶质是NaCl、NaOH。
故填：NaCl、NaOH。
（3）当加入溶液的质量a为20g时，稀盐酸和氢氧化钠恰好完全反应，设所得溶液中溶质氯化钠的质量为x，
NaOH+HCl═NaCl+H2O，
40 58.5
20g×10% x
，
x＝2.925g，
答：所得溶液中溶质氯化钠的质量为2.925g。
（2023 乐清市模拟）某同学为探究含杂质的铜铁合金中铁的质量分数，先后进行了四次实验（杂质不与稀硫酸反应），实验数据如表。请计算。
第一次 第二次 第三次 第四次
所取合金的质量/g 10 10 20 40
所加稀硫酸的质量/g 100 120 80 X
生成氢气的质量/g 0.1 0.1 0.1 Y
（1）上表第四次实验中合金里的铁恰好与稀硫酸完全反应，则：其中X＝　 　；Y＝　 　。
（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？
（3）所加稀硫酸溶质质量分数为多少？（写出计算过程）
【解答】解：（1）由表中的数据可知，一、二次实验相比说明10g合金与足量硫酸反应最多生成0.1g氢气；一、三次实验相比说明80g稀硫酸与足量合金反应最多生成0.1g氢气。即10g合金与80g稀硫酸恰好完全反应生成0.1g氢气。由此可知，，解得X＝240g；，解得Y＝0.3g。
（2）设铜铁合金中铁的质量分数为x。
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
56 2
10g×x 0.1g
x＝28%
答：铜铁合金中铁的质量分数为28%。
（3）设稀硫酸中溶质质量分数为y。
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
98 2
80g×y 0.1g
y＝6.125%
答：稀硫酸中溶质质量分数为6.125%。
故答案为：（1）240g；0.3g；
（2）28%；
（3）6.125%。
（2023 温州模拟）某混合溶液由硫酸和硫酸铜溶液组成，某同学进行了如下实验：取100g该混合溶液于烧杯中，然后将240gNaOH溶液平均分6次加入其中，每次充分反应后称量相关质量，所测数据如表所示。
1次 2次 3次 4次 5次 6次
加入NaOH溶液的质量/g 40 40 40 40 40 40
反应后溶液的质量/g 140 180 215.1 245.3 275.5 315.5
每次产生沉淀的质量/g 0 0 4.9 m 9.8 0
（1）m的数值为 　 　。
（2）原溶液中硫酸铜的质量分数？
（3）图1表示原混合溶液中的离子种类和数量，请在图2虚线框中画出第2次加入NaOH溶液充分反应后的相关离子的数量柱状图。

【解答】解：（1）由质量守恒定律可知，第4次产生沉淀的质量：215.1g+40g﹣245.3g＝9.8g，
故m的值为9.8；
故答案为：9.8；
（2）生成Cu（OH）2的质量为：4.9g+9.8g+9.8g＝24.5g，原溶液中硫酸铜的质量为x。
CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu（OH）2↓
160 98
x 24.5g
＝，
x＝40g，
×100%＝40%，
答：原溶液中硫酸铜的质量分数为40%；
（3）由题图1知，溶液中硫酸根离子是铜离子数量的2倍，根据化学式CuSO4和H2SO4，开始时H+和的数量相同，因第2次加入NaOH没有沉淀产生，只发生2NaOH+H2SO4＝2H2O+Na2SO4，和Cu2+数量都没有变化，由第 4、5次知，40gNaOH和CuSO4完全反应产生9.8g沉淀，而第3次只产生4.9g沉淀，说明 H+在第2次充分反应完后总共减少了，还剩，通过该反应发现减少H+的同时引入了Na+，且减少的 H+的数量等于增加的 Na+的数量，故相关离子数量如答案图所示：
故答案为：
（1）9.8；
（2）40%；
（3）作图见解答过程。
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真题演练
（2023·湖南怀化·统考中考真题）下列变化的化学方程式书写不正确的是
A．红磷在空气中燃烧：
B．碳酸分解：
C．铁和稀硫酸反应：
D．硫酸钠溶液与氯化铜溶液混合：+=BaSO4↓+2NaCl
（2023·湖南怀化·统考中考真题）一定条件下，下列物质在密闭容器内反应一段时间，测得反应前后各物质的质量关系如下表：
物质 X Y Z W
反应前质量/g 5 2.2 16.2 0.9
反应后质量/g a 4.4 8.1 1.8
根据上表信息判断，下列说法中不正确的是
A．a=10
B．该反应属于置换反应
C．Z为化合物
D．反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为22：9
（2023湖北宜昌真题）下图是在密闭容器中某化学反应的微观示意图，图中“ ”表示汞原子，“ ”表示氧原子，根据此反应得出结论正确的是（ ）
A. 该反应是置换反应 B. 构成物质的微粒有分子和原子
C. 反应物和生成物中都有单质 D. 生成物的化学计量数之比为1：1
（2023甘肃金昌真题）清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如下（图中的微粒恰好完全反应）。下列说法正确的是（ ）
A. 丁的化学式为H2O2 B. 甲是单质，乙、丙、丁均为氧化物
C. 参加反应的甲与乙的质量比为3:1 D. 该反应前后氢元素的化合价发生改变
（2023陕西真题）我国科学家首次突破以二氧化碳为原料获得淀粉的人工合成工艺技术。其中关键一步反应的微观示意图如下：
下列有关上述反应的说法不正确的是（ ）
A. 反应涉及6种物质
B. 反应前后各类原子的数目不变
C. 反应有利于“低碳”目标的落实
D. 参加反应的反应物的分子数目比为1∶3
（2023天津真题）在反应中，下列有关说法正确的是（ ）
A. 反应前后各元素的化合价均无变化
B. 反应前后锌元素的质量没有发生改变
C. 参加反应的碳与氧化锌的质量比为4：27
D. 反应后固体质量减轻，不遵循质量守恒定律
(2023河南真题)下列化学方程式符合题意且书写正确的是（ ）
A. 酸雨形成的原因：
B. 盐酸除去铁锈：
C. 除去二氧化碳中的一氧化碳：
D. 小苏打治疗胃酸过多症：
(2023湖南衡阳真题)清华大学的研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化为甲醇，该反应的微观示意图如下所示。下列说法错误的是（ ）
A. 甲、乙、丙、丁都属于化合物
B. 反应前后原子的种类不变
C. 反应生成的丙和丁的质量比为16∶9
D. 参加反应的甲和乙的分子个数比为1∶3
(2023重庆B真题)处理汽车尾气的某反应微观示意图如下，下列对该反应的说法错误的是（ ）
A. 可以减少有毒气体的排放 B. 属于置换反应
C. 反应前后催化剂的质量不变 D. 反应前后原子个数不变
(2022湖南衡阳)甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合，此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后，各物质的质量分数如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 丁是反应物 B. x的值为20
C. 乙是此化学反应的催化剂 D. 生成38g甲，需消耗60g丁
（2022 温州）图甲是一款潜水艇紧急供氧设备的结构示意图，产氧药块主要成分是氯酸钠，需要镁粉氧化放热启动并维持反应进行，快速产生氧气。
（1）启动时，镁粉（Mg）与氧气反应生成氧化镁（MgO）。其化学方程式为：　　 。
（2）产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气，推测图甲中试剂X应具有的性质是 　　 。
（3）氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气。m克氯酸钠分解过程中各物质质量变化如图乙所示，选择a、b、c、d、m中的部分数据，列出它们的等式关系以体现质量守恒定律。 　　 .
（2022 丽水）定律是对自然现象或关系的描述，通常可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：
波义耳实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属汞时，得到了金属灰（氧化汞）。冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现比原来金属质量增加了 罗蒙诺索夫重复了波义耳实验，他将金属铅装入容器后密封，称量。然后把容器放到火上加热，金属变成了黄色（氧化铅），冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化，该发现未引起科学家重视 拉瓦锡用锡和铅做了罗蒙诺索夫实验，也得到了同样的结论。他还做了许多实验并得出结论：在化学反应过程中物质质量是守恒的，并将此结论写成一个代数式。该结论得到当时科学家的普遍认同 廊道尔特和曼莱做了精确度极高的化学实验，反应前后质量之差小于0.0001g，在实验误差范围内，国际科学家一致承认质量守恒定律
1673年 1756年 1774年 1908、1912年
（1）玻义耳实验中，金属灰增加的质量是 　　 。
（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，取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
（3）受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图）。气球的作用有 　　 。
（4）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。请你设计个能说服小丽的简明实验思路 　　 。
（2023 上城区二模）用质量分数为5%的稀盐酸和10%的氢氧化钠溶液进行中和反应实验时，反应过程中溶液的酸碱度变化如图所示：
（1）该实验是将　 　（选填“稀盐酸”或“氢氧化钠溶液”）滴加到另一种溶液中。
（2）当加入溶液的质量为b时，溶液中的溶质有　 　
（3）当加入溶液的质量a为20g时，求所得溶液中溶质的质量。
（2023 乐清市模拟）某同学为探究含杂质的铜铁合金中铁的质量分数，先后进行了四次实验（杂质不与稀硫酸反应），实验数据如表。请计算。
第一次 第二次 第三次 第四次
所取合金的质量/g 10 10 20 40
所加稀硫酸的质量/g 100 120 80 X
生成氢气的质量/g 0.1 0.1 0.1 Y
（1）上表第四次实验中合金里的铁恰好与稀硫酸完全反应，则：其中X＝　 　；Y＝　 　。
（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？
（3）所加稀硫酸溶质质量分数为多少？（写出计算过程）
（2023 温州模拟）某混合溶液由硫酸和硫酸铜溶液组成，某同学进行了如下实验：取100g该混合溶液于烧杯中，然后将240gNaOH溶液平均分6次加入其中，每次充分反应后称量相关质量，所测数据如表所示。
1次 2次 3次 4次 5次 6次
加入NaOH溶液的质量/g 40 40 40 40 40 40
反应后溶液的质量/g 140 180 215.1 245.3 275.5 315.5
每次产生沉淀的质量/g 0 0 4.9 m 9.8 0
（1）m的数值为 　 　。
（2）原溶液中硫酸铜的质量分数？
（3）图1表示原混合溶液中的离子种类和数量，请在图2虚线框中画出第2次加入NaOH溶液充分反应后的相关离子的数量柱状图。

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