资源简介

专题05 质量守恒定律的应用
题型一 推断未知物质的化学式
题型二 密闭容器中反应的数据分析
题型三 微观反应示意图
题型四 实验验证质量守恒定律
题型五 从化学方程式获取信息、判断反应类型
题型一 推断未知物质的化学式
【真题1-1】（2023辽宁阜新中考）某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：，则X的化学式是
A. CO B. C2H4 C. CH4 D. C2H2
【真题1-2】（2023年铁岭葫芦岛市中考）侯德榜发明的侯氏制碱法为我国化学工业作出了杰出的贡献。其主要反应为：，其中X的化学式是
A. NaCl B. C. NaClO D.
【真题1-3】（2023辽宁丹东中考节选）
（2）下列是常用的碳中和方案。
①碳捕集：应选择______性（填“酸”或“碱”）试剂吸收捕集。
②碳循环：为降低含量，科学家正在研究一种新型“人造树叶”，它能吸收空气中的并转变为乙醇（乙醇的化学式为），该反应的化学方程式为，则的化学式为______。
③碳替代：选用氢气作为碳替代能源的理由是______；氢气可以采用电解水的方法制得，电解水的化学方程式是______；还可以作为碳替代能源的有______（答一种即可）。
根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、原子的数目均不改变，由此确定出未知物质的组成(或化学式)。
观察反应前后元素（或原子）种类，计算出反应前、后各原子总数。
【变式1-1】（2024·黑龙江齐齐哈尔·一模）黄铁矿的主要成分是，其煅烧产物可用于冶炼生铁和生产硫酸，主要反应的化学方程式为：，X的化学式为
A．FeO B． C． D．
【变式1-2】（2024·河南商丘·一模）汝窑青瓷是精美的青瓷工艺品。青瓷的“翠色”来源十分复杂，其中涉及的一个反应的化学方程式为。X的化学式为
A．C B．Fe C．FeS D．FeO
【变式1-3】（2024·河南周口·一模）某种泡腾片产生气体的反应为C6H8O7+3NaHCO3=C6H5O7Na3+3CO2↑+3X，则X的化学式为 ；若一定量的丙醇(C3H8O)和6.4g氧气反应，生成(CO2、CO和H2O，且CO和H2O的质量比为7：18，则参加反应的丙醇的质量为 g。
【变式1-4】（2024·山东东营·一模）春晚节目《满庭芳·国色》唱出中国传统的42种颜色，浪漫的中国人又赋予它们雅致动听的名字。桃红、凝脂、缃叶、群青、沉香……这满庭芳的国色中也蕴藏着独特的化学内涵。
(1)凝脂：凝脂似玉、洁白高雅。宋代德化窑的白瓷，是一种纯粹的凝脂白。白瓷属于 (填“无机非金属材料”、“有机高分子材料”或“复合材料”)。陶瓷烧制过程中会发生一系列的化学反应，其中包括CaCO3+X=CaSiO3+CO2↑，该反应中X的化学式为 ，CaSiO3中硅元素的化合价为 。
(2)群青：青，取之于蓝，而青于蓝。群青颜料在古代是由贵重的青金石研磨制成的，是一种昂贵的高级颜料。青金石是指碱性铝硅酸盐矿物，其中含Na、Al、Si、S、Cl、O等元素，试从原子结构的角度说明，不同种元素最本质的区别是 。
题型二 密闭容器中反应的数据分析
【真题2-1】（2023辽宁朝阳中考）将甲、乙、丙、丁四种物质各20g,放在一个密闭容器中,在一定条件下充分反应,反应后称得甲的质量为31g,乙的质量为16g,丙的质量为4g,丁的质量为29g。下列说法不正确的是（ ）
A.该反应中甲、乙、丙、丁的质量变化之比为11:4:16:9
B.该反应前后元素种类一定不变
C.该反应一定属于复分解反应或置换反应
D.该反应前后元素化合价可能改变
数据分析方法：
①确定待测质量“x”的值：根据反应前物质的质量总和=反应后物质的质量总和（或反应前各种物质的质量减少=反应后各种物质的质量增加）
②判断反应物和生成物：计算表格中反应前后各物质质量变化(反应后－反应前)，(结果负值为反应物；结果正值为生成物；结果为0可能是催化剂，也可能是与反应无关的物质或杂质)
③写出反应的符号表达式，确定反应类型
④标注反应前后各物质的质量变化关系
⑤根据质量守恒定律及化学方程式的计算原理，结合所学知识，逐项进行分析判断正误
【变式2-1】（2024·四川德阳·一模）密闭容器内a、b、c、d四种物质，在一定条件下反应。一段时间后测得反应前后各物质的质量如表中所示，下列说法正确的是（ ）
物质 a b c d
反应前质量/g 15 8 8 1
反应后质量/g 3 x 4 17
A．x=8，b一定为该反应的催化剂
B．a一定是化合物，d可能是单质
C．反应过程中，c与d质量之比为8∶1
D．若a与c的相对分子质量之比为2∶1，则反应中a与c的化学计量数之比为3∶2
【变式2-2】（2024·湖南衡阳·一模）一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器内发生化学反应，反应前后容器内各物质的质量变化如图所示。下列说法不正确的是
A．密闭容器内物质的总质量为50g
B．反应前后丁的质量不变
C．反应前密闭容器内乙的质量分数最大
D．生成的甲和丙的质量比为10：9
【变式2-3】（2024·山东济宁·一模）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下反应，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．该反应属于分解反应 B．丁一定是该反应的催化剂
C．若消耗3 g乙，则生成17 g丙 D．反应前甲、乙的质量之和一定等于生成丙的质量
题型三 微观示意图
【真题3-1】（2023辽宁丹东中考）处理汽车尾气时，使两种有害气体在催化剂和受热条件下发生反应，反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A. 反应前后分子种类不变 B. 反应前后元素种类发生改变
C. 反应物分子个数比为 D. 反应前后原子种类和个数不变
【真题3-2】（2023辽宁沈阳中考）从宏观、微观、符号相结合的视角学习化学知识，形成化学思维方式。
（1）图1中铍原子的相对原子质量是______，铍原子核内的质子数等于原子核外______。
（2）图2是水通电分解的微观示意图：
①由氢分子的模型图可知：一个氢分子由______构成。
②在水的分解过程中，不发生变化的微粒是______（填“分子”或“原子”）。
（3）在氧气中燃烧的产物为水和空气中含量最多的气体。请补全该反应的化学方程式：+______。
【真题3-3】（2023辽宁铁岭、葫芦岛中考）在新材料研发领域，我国科研人员做出杰出贡献。
（1）钼合金是核反应堆的高强韧材料，钼元素在元素周期表中信息如图1所示。
①钼属于_____(填“金属元素”或“非金属元素”)。
②钼的相对原子质量为_____。
（2）纳米催化剂应用于二氧化碳的转化，图2是其反应的微观示意图。
①反应中共有_____种氧化物。
②反应物的分子个数比为_____。
③反应中没有发生改变的是_____(填“分子”或“原子”)。
【真题3-4】（2023辽宁盘锦中考）如图1所示，实验是学习化学的重要途径。
（1）仪器①的名称是______，在实验室中防止其生锈的具体措施是______（答一点即可）。
（2）实验室用H2O2溶液和MnO2制取一瓶干燥的O2，应选择的装置组合是______（填字母）。此发生装置也可用于制CO2，该反应的化学方程式为______。
（3）实验室用KMnO4制取3.2g氧气，至少需要KMnO4的质量为______g。
（4）如图F所示，铁丝在O2中燃烧，实验后发现集气瓶底炸裂，其原因是______。
（5）科学家用“人工树叶”模拟光合作用，吸收CO2并获得O2，实现“碳中和”。其反应的微观示意图如图2所示：
①通过微观示意图可知，化学反应前后原子种类______（填“改变”或“不变”）。
②写出该反应的化学方程式______。
微观反应示意图:
(1)观察反应前后是否有相同的分子(或原子)，若有，则先等个数消除相同的分子或原子。
(2)根据化学反应前后原子的种类和数目不变，配平化学方程式。
(3)反应中微粒个数比等于化学计量数之比，物质质量比等于化学计量数与相对分子质量的乘积之比。
(4)写出反应物及生成物的化学式并标出所含元素的化合价，比较反应前后元素化合价的变化情况。
(5)先根据微观反应示意图或写出的化学反应方程式确定各反应物及生成物的种类，再根据基本反应类型的概念进行判断。
【变式3-1】（2024·山西太原·一模）甲醛是家庭装修中产生的空气污染物，甲醛的催化氧化是有效去除甲醛的一种方法，其反应的微观示意图如下图所示，以下有关判断正确的是
A．甲醛的化学式为CHO2 B．该反应属于复分解反应
C．反应生成物之一是氧气 D．该生成物对环境无污染
【变式3-2】（2024·河南驻马店·二模）为了实现“碳中和”，科学家将与一种单质在一定条件下反应转化为甲醇，如图所示为该反应的微观示意图。下列说法错误的是
A．物质甲和丁为氧化物
B．乙的化学式为
C．参加反应的甲和乙的质量比为22：1
D．该反应前后原子的种类、数目均不变
【变式3-3】（2024·安徽·一模）氨气的合成是人类科学技术的重大突破，工业上合成氨的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A．反应物中的部分单质可源于空气
B．使用催化剂可增加生成物的产率
C．反应前后分子种类、数目和质量可能没有变化
D．参加反应的反应物的分子数之比为 1 ：1
【变式3-4】（2024·河南商丘·一模）氢能正在获得越来越广泛的应用，如图是一种获得氢气方法的微观示意图。
(1)反应前后元素化合价一定发生改变的是碳和 元素。
(2)反应的化学方程式为 。
(3)氢能作为理想能源的优点之一是 。
题型四 实验验证质量守恒定律
【真题4-1】（2023辽宁盘锦中考）实验课上，同学们设计了如下四个实验，能达到实验目的的是
A. 探究燃烧条件之一：需要有氧气
B. 测定空气中氧气含量
C. 探究物质溶解性与溶质的性质有关
D. 验证质量守恒定律
【真题4-2】（2023年辽宁省营口市中考）根据下图所示的实验回答问题：
（1）A实验中点燃氢气时，若发出尖锐爆鸣声表明气体_______（填“纯”或“不纯”）。
（2）B实验中观察到的现象是_______。
（3）C实验中稀释浓硫酸时，玻璃棒搅拌的主要作用是_______。
（4）D实验中，依据反应前后天平测定结果_______（填“能”或“不能”）验证质量守恒定律。
验证质量守恒的实验要点
①所选的化学反应，现象要明显；
②若利用有气体参加或生成的反应来进行实验，反应必须在密闭容器中进行。若用气球作为压强缓冲，还应考虑到浮力的影响。
注意：有些化学实验尽管不能验证质量守恒定律，但是所有化学变化均遵守质量守恒定律！
【变式4-1】（2024·湖南衡阳·一模）下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是
A． B． C． D．
【变式4-2】（2024·云南昆明·一模）通过测定反应前后物质的质量，下列实验能验证质量守恒定律的是
A． B．
C． D．
【变式4-3】（2024·吉林·一模）同学们为了探究物质发生化学反应前后总质量是否改变，分别设计了两个实验。
(1)小明设计了如图1所示装置来探究质量守恒定律，实验进行时把气球中的锌粉倒入稀盐酸中（稀盐酸和锌粉反应生成氢气），充分反应后，你认为天平最终 （填“能”或“不能”）平衡。你的理由是 。
(2)小红同学利用图2所示的实验进行探究。取一根用砂纸打磨干净的长镁带和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上，放砝码并调节天平使之平衡。取下石棉网，在石棉网上方点燃镁带，燃烧结束后将所得的物质与石棉网一起再放回托盘天平上称量，意外发现质量减轻了。请你分析产生这一现象的原因可能是 。
题型五 从化学方程式获取信息、判断反应类型
【真题5-1】（2023大连中考）我国明代科技著作《天工开物》中有利用炉甘石（主要成分是）火法炼锌的工艺记载，其中的一个化学反应为，该反应属于
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
【真题5-2】（2023辽宁盘锦中考）硅广泛用于芯片等电子元件中、工业上使用二氧化硅（SiO2，和金刚石的结构相似）提取硅单质，其反应原理是SiO2+2CSi+2CO↑。下列说法正确的是
A. CO中C显+4价
B. 该反应为置换反应
C. SiO2中硅、氧元素的质量比为32：28
D. 二氧化硅由硅原子和氧原子构成
从化学方程式获取信息：
1.判断反应物、生成物的物质类别；
2.判断反应的基本类型；
3.判断物质中元素的化合价变化；
4.反应物、生成物微粒数、质量比
【变式5-1】（2024·湖南怀化·一模）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NaCl，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。其反应的总化学方程式为：，下列说法错误的是
A．X的化学式是H2 B．SO2属于氧化物
C．H2SO4中氧元素的质量分数最大 D．转化过程中，Te元素的化合价发生了变化
【变式5-2】（2024·四川广元·二模）向澄清石灰水中不断通入二氧化碳，澄清石灰水先变浑浊后变澄清，有关的化学方程式为：(Ⅰ)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；(Ⅱ)CaCO3+X+H2O=Ca(HCO3)2，下列说法不正确的是
A．反应Ⅱ是化合反应
B．Ca(HCO3)2中碳元素的化合价为 价
C．保持 X的化学性质的最小粒子是二氧化碳分子
D．反应Ⅱ中 Ca(HCO3)2和 H2O的质量比为 9 : 1
【变式5-3】（2024·天津河西·一模）在明代宋应星所著的《天工开物》记载了火法炼锌的方法，总反应的化学方程式为：。下列关于该反应的叙述中，不正确的是
A．该反应属于置换反应 B．生成物是由分子构成的
C．所有元素化合价都发生改变 D．参加反应的和C的质量比为
【变式5-4】（2024·陕西商洛·一模）我国科学家已成功实现了用和在一定条件下合成甲烷和氧气，其微观示意图如图所示。下列说法不正确的是
A．从反应价值看：该反应可减少的排放，实现碳中和目标
B．从元素价态看：该反应前后氧元素的化合价改变
C．从守恒关系看：该反应前后分子种类和个数不变
D．从表示方法看：该反应的化学方程式为
1．（2024·山东济南·模拟预测）C2H5OH （乙醇）是一种燃料，在氧气中完全燃烧，生成H2O和CO2，但若不完全燃烧，会产生有毒的CO，若乙醇不完全燃烧得到燃烧产物CO、CO2、H2O的总质量为25.2g，其中H2O为10.8g， 下列实验分析正确的是
A．不完全燃烧就不遵守质量守恒定律 B．消耗的乙醇质量是9.2g
C．生成的CO和CO2的质量比为7：11 D．燃烧中消耗的O2的质量为16g
2．（2024·山东济南·二模）下图是两个反应的微观示意图，下列说法正确的是
A．反应I前后原子数目不变 B．反应中甲与乙的分子个数比为1:1
C．反应Ⅰ和Ⅱ都属于分解反应 D．想要得到更多H2，应减少反应Ⅱ的发生
3．（2024·安徽滁州·一模）中国芯片蚀刻技术已达到全球最先进的水平，采用NF3进行硅芯片蚀刻时的产物均为气体，在蚀刻物表面不留任何残留物，其反应的微观示意图如下，下列说法正确的是
A．丙物质的化学式为SiF4
B．甲物质中氮、氟元素质量比为14：19
C．反应中各物质均由分子构成
D．反应后物质的总质量增大
4．（2024·广东湛江·一模）某反应中的各物质存在下表所示的关系，则下列选项判断正确的是
物质 A B C D
反应前质量/g 10 10 10 0
反应中质量/g 6 x 10 y
反应后质量/g z 0 10 18
A．该反应为分解反应 B．物质C一定为该反应的催化剂
C．反应物恰好完全反应 D．x=5；y=9；z=2
5．（2024·陕西西安·一模）按下列图示进行实验，下列分析正确的是
A．测定空气中氧气含量——测定结果偏大
B．验证质量守恒定律——白磷用量不足，对实验结果没有影响
C．探究与水反应——观察到软塑料瓶变瘜，证明两者发生了反应
D．验证水的组成——a为电源的正极
6．（2024·广东深圳·一模）中国科学院首创室温制氢方案，其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．参加反应的两种物质的微粒个数比为 B．该反应前后氢元素的化合价不变
C．反应前后共有2种氧化物 D．该反应前后原子种类改变
7．（2024·山东泰安·一模）某密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及反应一段时间后各物质的质量变化如图所示，下列说法不正确的是
A．乙可能是该反应的催化剂 B．该反应不可能是实验室用过氧化氢溶液制取氧气
C．甲、丙相对分子质量比为4∶15 D．若继续反应至丙为55g，甲和丁的质量比为25∶11
8．（2024·湖南衡阳·一模）84消毒液（有效成分为NaClO）不能与洁厕灵（有效成分为HCl）混用，因为二者混合会产生有毒气体氯气，其原理是：2HCl+ NaClO＝NaCl+H2O+Cl2↑，下列有关说法正确的是
A．该反应中涉及的所有物质都是由分子构成
B．该反应在常温下就能发生
C．该反应中各元素化合价均未发生改变
D．每消耗3.65gHCl就会生成7.1gCl2
9．（2024·四川德阳·一模）密闭容器内a、b、c、d四种物质，在一定条件下反应。一段时间后测得反应前后各物质的质量如表中所示，下列说法正确的是（ ）
物质 a b c d
反应前质量/g 15 8 8 1
反应后质量/g 3 x 4 17
A．x=8，b一定为该反应的催化剂
B．a一定是化合物，d可能是单质
C．反应过程中，c与d质量之比为8∶1
D．若a与c的相对分子质量之比为2∶1，则反应中a与c的化学计量数之比为3∶2
10．（2024·江苏常州·一模）碱式碳酸镁化学式是Mg5（CO3）a（OH）b，它可用于橡胶制品的填充剂和补强剂，也可用于牙膏、医药和化妆品等工业。取一定量的碱式碳酸镁加热至质量不再发生改变，经多次实验取平均值，收集到的二氧化碳与水的质量比=88:9。则a和b的值计算正确的是
A．a=2 B．a=4 C．b=2 D．b=3
11．（2024·河南商丘·模拟预测）化学中经常用燃烧法测定有机物的组成。现取某有机物在足量的氧气中充分燃烧，生成和，则下列关于该有机物的说法错误的是
A．一定含有C、H、O三种元素 B．消耗氧气的质量为
C．化学式可能为 D．有机物中C和O的质量比为
12．（2024·山东德州·一模）运载火箭常用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料，四氧化二氮（N2O4）作助燃剂。燃烧时可能产生的物质是
A．CO2、H2O和N2 B．CO2、SO2和N2 C．H2O、SO3和N2 D．CO2、H2O和N2O4
13．（2024·湖南衡阳·一模）某同学为了检验气体X（纯净物）的元素组成，进行了如图所示实验。观察到实验① 中干冷烧杯内壁有水珠，实验② 中澄清石灰水变浑浊。则对气体X分析正确的是
A．根据实验① 的现象，说明气体X中只含氢元素
B．根据实验② 的现象，说明气体X中只含碳元素
C．根据实验① ② 的现象，说明气体X中一定含有碳、氢元素
D．根据实验① ② 的现象，说明气体X中一定含有碳、氢、氧元素
14．（2024·广西南宁·一模）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（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．催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不变
15．（2024·河南商丘·模拟预测）烤蓝是一种钢铁防腐蚀的工艺，其原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，反应的化学方程式为，则X是
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe（OH）2
16．（2024·湖南怀化·一模）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NaCl，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。其反应的总化学方程式为：，下列说法错误的是
A．X的化学式是H2 B．SO2属于氧化物
C．H2SO4中氧元素的质量分数最大 D．转化过程中，Te元素的化合价发生了变化
17．（2024·四川广元·二模）向澄清石灰水中不断通入二氧化碳，澄清石灰水先变浑浊后变澄清，有关的化学方程式为：(Ⅰ)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；(Ⅱ)CaCO3+X+H2O=Ca(HCO3)2，下列说法不正确的是
A．反应Ⅱ是化合反应
B．Ca(HCO3)2中碳元素的化合价为 价
C．保持 X的化学性质的最小粒子是二氧化碳分子
D．反应Ⅱ中 Ca(HCO3)2和 H2O的质量比为 9 : 1
18．（2024·江苏徐州·一模）“宏观-微观-符号-量”是科学特有的表征物质及其变化的方法。一定条件下，二氧化碳和氢气可在催化剂表面转化成清洁燃料X和水，其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．从宏观现象看：反应中两种无机物转化成两种有机物
B．从微观构成看：反应前后原子、分子数目都没有改变
C．从符号表征看：清洁燃料X的化学式为CH3O
D．从量的角度看：反应中氢气和水的质量比为1：3
20．（2024·吉林·一模）某小组同学分别设计如图装置验证质量守恒定律
(1)图1反应前后质量相等，该反应属于 反应(填基本反应类型)。
(2)图2反应结束后，天平不再平衡，原因是 。
(3)图3从微观角度分析了质量守恒定律，画出X的微观示意图 。
(4)综上，有气体参与的化学反应，要验证质量守恒定律须在 装置中进行。
21．（2024·福建泉州·模拟预测）我国空间站的再生式环控生保系统包括水处理、电解制氧、二氧化碳去除、尿处理等子系统。
(1)在水处理子系统中，有一层特殊的薄膜可以除去废水中大分子杂质，与实验室常用的 操作原理相同。
(2)在电解制氧子系统中，获得氧气的方式为水通电分解，该反应的化学方程式为 ，该过程的能量转化形式为 。
(3)去除二氧化碳时，反应的微观示意图如下图所示；
①参加反应的两种物质的质量比为 （填最简比）；
②空白方框中的微粒示意图是 （填标号）；
A． B． C． D．
(4)尿液中含有水、尿素、钠离子、钾离子、氯离子等，写出其中一种阳离子的符号： 。
22．（2024·黑龙江哈尔滨·一模）“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。下面是氢气和氯气反应的微观模拟图，请根据图示回答问题：
(1)根据质量守恒定律，应在C中补充1个 (填“a”或“b”)。
a. b.
(2)该化学变化的微观实质是：在点燃的条件下 ，每1个氢原子和1个氯原子结合成1个氯化氢分子。
(3)此变化前后没有发生改变的粒子是 (填符号)。
(4)某原子的质子数与C图中1个分子的质子数相同，请画出该原子的原子结构示意图 。
23．（2024·广西南宁·一模）为力争2060年实现碳中和，我国把研发二氧化碳的捕获和再利用技术作为实现该目标的重要途径。科学家利用氢气捕获二氧化碳生成甲醇（）的微观示意图如图所示
(1)利用该技术可有效缓解 效应；
(2)保持甲物质化学性质的最小微粒是 （填微粒名称）；
(3)该反应的化学方程式为 。若甲和乙全部转化成丙和丁，生成物中氢元素的质量为，则参加反应的甲物质质量为 。
24．（2024·福建泉州·模拟预测）过氧化氢是常见的消毒剂，其制备的方法有很多。
(1)电化学法：反应路径示意图如图（部分装置省略）。
①甲、乙经过化合生成过氧化氢，画出框中甲的微粒示意图： 。
②过氧化氢与水的组成元素相同，化学性质却不同，其本质原因是 。
(2)热催化法
①碲化铋是热催化反应的催化剂。碲化铋可用碲和铋在保护气中加热熔化并快速冷却后制得，据此可推测金属铋的性质： 。
②和直接合成过氧化氢是众所周知的热催化反应，该法可能存在的安全隐患是 。
25．（2024·四川内江·一模）生活中经常用到“84”消毒液，其有效成份为中氯元素化合价为 价，常用做自来水消毒剂，其实验室制法为，X化学式为 。
专题05 质量守恒定律的应用
题型一 推断未知物质的化学式
题型二 密闭容器中反应的数据分析
题型三 微观反应示意图
题型四 实验验证质量守恒定律
题型五 从化学方程式获取信息、判断反应类型
题型一 推断未知物质的化学式
【真题1-1】（2023辽宁阜新中考）某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：，则X的化学式是
A. CO B. C2H4 C. CH4 D. C2H2
【答案】C
【解析】依据质量守恒定律可知：化学变化前后原子的个数和种类不变，反应前有4个氧原子；反应后有4个氧原子，1个碳原子和4个氢原子，则X中含有1个碳原子和4个氢原子，则X的化学式：CH4；
答案：C。
【真题1-2】（2023年铁岭葫芦岛市中考）侯德榜发明的侯氏制碱法为我国化学工业作出了杰出的贡献。其主要反应为：，其中X的化学式是
A. NaCl B. C. NaClO D.
【答案】A
【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个钠原子、5个氢原子、3个氧原子、1个氮原子、1个碳原子、1个氯原子，所以X是NaCl；故选A。
【真题1-3】（2023辽宁丹东中考节选）
（2）下列是常用的碳中和方案。
①碳捕集：应选择______性（填“酸”或“碱”）试剂吸收捕集。
②碳循环：为降低含量，科学家正在研究一种新型“人造树叶”，它能吸收空气中的并转变为乙醇（乙醇的化学式为），该反应的化学方程式为，则的化学式为______。
③碳替代：选用氢气作为碳替代能源的理由是______；氢气可以采用电解水的方法制得，电解水的化学方程式是______；还可以作为碳替代能源的有______（答一种即可）。
【答案】
（2）①. 碱 ②. O2 ③. 生成物是水，无污染 ④. ⑤. 风能(合理即可)
【解析】
（2）①二氧化碳是酸性气体，应选择碱性试剂吸收捕集CO2；
②根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和个数保持不变，反应前，有2个C原子、6个H原子、7个O原子，反应后，由2个C原子、6个H原子、1个O原子，则X的化学式为O2；
③选用氢气作为碳替代能源的理由是生成物是水，无污染，氢气可以采用电解水的方法制得，电解水生成氢气和氧气，化学方程式是：；还可以作为碳替代能源的有风能(合理即可)。
根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、原子的数目均不改变，由此确定出未知物质的组成(或化学式)。
观察反应前后元素（或原子）种类，计算出反应前、后各原子总数。
【变式1-1】（2024·黑龙江齐齐哈尔·一模）黄铁矿的主要成分是，其煅烧产物可用于冶炼生铁和生产硫酸，主要反应的化学方程式为：，X的化学式为
A．FeO B． C． D．
【答案】C
【解析】反应前后原子的种类和个数不变，等号左边有4个铁原子、8个硫原子、22个氧原子，等号右边除2X外，有8个硫原子和16个氧原子，则2X中含有4个铁原子和6个氧原子，则X的化学式为Fe2O3，故选C。
【变式1-2】（2024·河南商丘·一模）汝窑青瓷是精美的青瓷工艺品。青瓷的“翠色”来源十分复杂，其中涉及的一个反应的化学方程式为。X的化学式为
A．C B．Fe C．FeS D．FeO
【答案】D
【解析】化学反应前后，原子的种类和个数不变，等号左边有1个碳原子、2个铁原子和4个氧原子，等号右边除2X外，有1个碳原子、2个氧原子，则2X中含有2个铁原子和2个氧原子，则X的化学式为FeO，故选D。
【变式1-3】（2024·河南周口·一模）某种泡腾片产生气体的反应为C6H8O7+3NaHCO3=C6H5O7Na3+3CO2↑+3X，则X的化学式为 ；若一定量的丙醇(C3H8O)和6.4g氧气反应，生成(CO2、CO和H2O，且CO和H2O的质量比为7：18，则参加反应的丙醇的质量为 g。
【答案】 H2O 3
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和和数目不变，反应物中含C、H、O、Na的个数分别是9、11、16、3，生成物中含C、H、O、Na的个数分别是9、5、13、3，故生成物中还应含6个H、3个O，故X的化学式为：H2O；
解：设生成一氧化碳的质量为7a，则生成水的质量为18g，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则参加反应的丙醇的质量为：，则丙醇中碳元素的质量为：，丙醇中氧元素的质量为：，一氧化碳中碳元素的质量为：，一氧化碳中氧元素的质量为：7a-3a=4a，则生成二氧化碳中碳元素的质量为9a-3a=6a，则生成二氧化碳的质量为：，则生成二氧化碳中氧元素的质量为：22a-6a=16a，生成水中氧元素的质量为：，则16a+16a+4a=6.4g+4a，a=0.2g，则参加反应的丙醇的质量为：。
【变式1-4】（2024·山东东营·一模）春晚节目《满庭芳·国色》唱出中国传统的42种颜色，浪漫的中国人又赋予它们雅致动听的名字。桃红、凝脂、缃叶、群青、沉香……这满庭芳的国色中也蕴藏着独特的化学内涵。
(1)凝脂：凝脂似玉、洁白高雅。宋代德化窑的白瓷，是一种纯粹的凝脂白。白瓷属于 (填“无机非金属材料”、“有机高分子材料”或“复合材料”)。陶瓷烧制过程中会发生一系列的化学反应，其中包括CaCO3+X=CaSiO3+CO2↑，该反应中X的化学式为 ，CaSiO3中硅元素的化合价为 。
(2)群青：青，取之于蓝，而青于蓝。群青颜料在古代是由贵重的青金石研磨制成的，是一种昂贵的高级颜料。青金石是指碱性铝硅酸盐矿物，其中含Na、Al、Si、S、Cl、O等元素，试从原子结构的角度说明，不同种元素最本质的区别是 。
【答案】(1) 无机非金属材料 SiO2 +4
(2)质子数不同/核电荷数不同
【解析】（1）白瓷是陶瓷的一种，陶瓷属于无机非金属材料，则白瓷属于无机非金属材料；化学反应前后原子的种类与个数不发生变化；该反应中反应前Ca、Si、O、C的原子个数分别为1、1、5、1，反应后Ca、Si、O、C的原子个数分别为1、0、3、1，则X中含有1个Si、2个O，化学式为SiO2；CaSiO3中钙元素化合价是+2，氧元素化合价是-2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，硅元素的化合价为+4；
（2）质子数或核电荷数决定元素的种类；则Na、Al、Si、S、C1、O等不同种元素的最本质的区别为质子数或核电荷数不同。
题型二 密闭容器中反应的数据分析
【真题2-1】（2023辽宁朝阳中考）将甲、乙、丙、丁四种物质各20g,放在一个密闭容器中,在一定条件下充分反应,反应后称得甲的质量为31g,乙的质量为16g,丙的质量为4g,丁的质量为29g。下列说法不正确的是（ ）
A.该反应中甲、乙、丙、丁的质量变化之比为11:4:16:9
B.该反应前后元素种类一定不变
C.该反应一定属于复分解反应或置换反应
D.该反应前后元素化合价可能改变
【答案】
【解析】A. 由题中数据分析可知，反应后质量增加的有甲和丁，为生成物，生成甲31g-20g=11g，生成丁29g-20g=9g；质量减少的有乙和丙，为反应物，参加反应的乙为20g-16g=4g，参加反应的丙为20g-4g=16g；所以该反应中甲、乙、丙、丁的质量变化之比为11:4:16:9，选项正确；
B. 化学反应是原子重新组合的过程，因此元素种类一定不变。选项正确；
C.若甲、乙、丙、丁均为化合物，该反应不一定属于复分解反应，如氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应物与生成物都为化合物，但反应中没有交换成分，不属于复分解反应，选项错误；
D.由分析可知，该反应是甲和丁反应生成乙和丙，反应前后元素的化合价可能改变，故选项说法正确；
数据分析方法：
①确定待测质量“x”的值：根据反应前物质的质量总和=反应后物质的质量总和（或反应前各种物质的质量减少=反应后各种物质的质量增加）
②判断反应物和生成物：计算表格中反应前后各物质质量变化(反应后－反应前)，(结果负值为反应物；结果正值为生成物；结果为0可能是催化剂，也可能是与反应无关的物质或杂质)
③写出反应的符号表达式，确定反应类型
④标注反应前后各物质的质量变化关系
⑤根据质量守恒定律及化学方程式的计算原理，结合所学知识，逐项进行分析判断正误
【变式2-1】（2024·四川德阳·一模）密闭容器内a、b、c、d四种物质，在一定条件下反应。一段时间后测得反应前后各物质的质量如表中所示，下列说法正确的是（ ）
物质 a b c d
反应前质量/g 15 8 8 1
反应后质量/g 3 x 4 17
A．x=8，b一定为该反应的催化剂
B．a一定是化合物，d可能是单质
C．反应过程中，c与d质量之比为8∶1
D．若a与c的相对分子质量之比为2∶1，则反应中a与c的化学计量数之比为3∶2
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律可知，反应前物质的总重量=反应后物质的总质量，即15g+8g+8g+1g=3g+xg+4g+17g，解得x=8。a的质量减小15g-3g=12g，b的质量不变，c的质量减小8g-4g=4g，d的质量增大17g-1g=16g，则a、b为反应物，d为生成物，b可能是催化剂有可能不参加反应。
【解析】A、分析可知，x=8，但b不一定为该反应的催化剂，也可能不参加反应，错误；
B、该反应的特征为“多变一”，属于化合反应，d一定是化合物，但a不一定是化合物，错误；
C、分析可知，反应过程中c、d的质量比为4g∶16g=1∶4，错误；
D、设a、c的化学计量数分别为m、n，则有2m∶n=12g∶4g，解得m∶n=3∶2，正确。
故选D。
【变式2-2】（2024·湖南衡阳·一模）一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器内发生化学反应，反应前后容器内各物质的质量变化如图所示。下列说法不正确的是
A．密闭容器内物质的总质量为50g
B．反应前后丁的质量不变
C．反应前密闭容器内乙的质量分数最大
D．生成的甲和丙的质量比为10：9
【答案】D
【分析】反应前甲的质量为15g，则每一小格的质量为15g÷6=2.5g，所以反应前甲物质为15g，乙物质为2.5g×9=22.5g，丙物质为2.5g×4=10g，丁物质为2.5g×1=2.5g，反应前物质总质量为：2.5g×20=50g；反应后甲物质为2.5g×10=25g，乙物质为2.5g×0=0g，丙物质为2.5g×9=22.5g，丁物质为2.5g×1=2.5g，反应后物质总质量为：2.5g×20=50g。
【解析】A、由分析可知，密闭容器内物质的总质量为50g，选项正确；
B、由分析可知，反应前后丁的质量不变，选项正确；
C、前甲物质为15g，乙物质为22.5g，丙物质为7.5g，丁物质为2.5g，反应前密闭容器内乙的质量分数最大，选项正确；
D、生成的甲和丙的质量比为（25g-15g）:(22.5g-10g)=4：5，选项错误；
故选D。
【变式2-3】（2024·山东济宁·一模）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下反应，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．该反应属于分解反应 B．丁一定是该反应的催化剂
C．若消耗3 g乙，则生成17 g丙 D．反应前甲、乙的质量之和一定等于生成丙的质量
【答案】C
【分析】反应前丙的质量分数为：1-70%-14%-10%=6%，反应后乙的质量分数为：1-42%-40%-10%=8%，反应后，甲的质量分数减小，甲是反应物，乙的质量分数减小，乙是反应物，丙的质量分数增加，丙是生成物，丁的质量分数不变，丁可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质。
【解析】A、由分析可知，甲、乙是反应物，丙是生成物，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
B、化学反应前后，丁的质量分数不变，丁可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，不符合题意；
C、参加反应的乙与生成丙的质量比为：(14%-8%)：(40%-6%)=3:17，则若消耗3 g乙，则生成17 g丙，符合题意；
D、根据质量守恒定律，参加反应的甲、乙的质量之和一定等于生成丙的质量，甲或乙可能过量，不符合题意。
故选C。
题型三 微观示意图
【真题3-1】（2023辽宁丹东中考）处理汽车尾气时，使两种有害气体在催化剂和受热条件下发生反应，反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A. 反应前后分子种类不变 B. 反应前后元素种类发生改变
C. 反应物分子个数比为 D. 反应前后原子种类和个数不变
【答案】D
【解析】
【分析】由反应的微观过程示意图可知，该反应物是CO、NO，生成物是CO2、N2，则该反应的方程式是。
【解析】A、反应前是CO、NO，反应后是CO2、N2，反应前后分子种类改变，不符合题意；
B、反应前元素为C、N、O，反应后元素为C、N、O，反应前后元素种类不变，不符合题意；
C、反应物分子个数比为2:2=1:1，不符合题意；
D、根据质量守恒定律，反应前原子为C、N、O，反应后原子为C、N、O，反应前后原子种类和个数不变，符合题意。
故选D。
【真题3-2】（2023辽宁沈阳中考）从宏观、微观、符号相结合的视角学习化学知识，形成化学思维方式。
（1）图1中铍原子的相对原子质量是______，铍原子核内的质子数等于原子核外______。
（2）图2是水通电分解的微观示意图：
①由氢分子的模型图可知：一个氢分子由______构成。
②在水的分解过程中，不发生变化的微粒是______（填“分子”或“原子”）。
（3）在氧气中燃烧的产物为水和空气中含量最多的气体。请补全该反应的化学方程式：+______。
【答案】（1） ①. 9.012 ②. 电子数
（2） ①. 2个氢原子 ②. 原子
（3）2N2
【解析】
（1）据元素周期表的一格可知，元素名称下方的数字表示相对原子质量，图1中铍原子的相对原子质量是9.012；原子中核内的质子数等于原子核外电子数。
故填：9.012；电子数。
（2）①由氢分子的模型图可知：一个氢分子由2个氢原子构成。故填：2个氢原子。
②由于原子是化学变化中的最小粒子，所以在水的分解过程中，不发生变化的微粒是氢原子和氧原子。故填：原子。
（3）空气中含量最多的气体是氮气，化学方程式左边：N原子个数为4个，H原子个数12个，O原子个数6个；右边：H原子个数12个，O原子个数6个，所以右边N原子个数应是4个，氮气由氮分子构成，1个氮分子由2个氮原子构成，2个氮分子含4个氮原子。故填：2N2。
【真题3-3】（2023辽宁铁岭、葫芦岛中考）在新材料研发领域，我国科研人员做出杰出贡献。
（1）钼合金是核反应堆的高强韧材料，钼元素在元素周期表中信息如图1所示。
①钼属于_____(填“金属元素”或“非金属元素”)。
②钼的相对原子质量为_____。
（2）纳米催化剂应用于二氧化碳的转化，图2是其反应的微观示意图。
①反应中共有_____种氧化物。
②反应物的分子个数比为_____。
③反应中没有发生改变的是_____(填“分子”或“原子”)。
【答案】（1） ①. 金属元素 ②. 95.96
（2） ①. 两或2或二 ②. 2∶1或1∶2 ③. 原子
【解析】
（1）①钼带“钅”字旁，属于金属元素；
②根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，钼的相对原子质量为95.96；
（2）由反应的微观示意图可知，该反应是二氧化碳和水在纳米催化剂的条件下生成了氧气和甲醇，反应的化学方程式是：；
①氧化物是指由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物；由物质的组成可知，反应中涉及CO2、H2O两种氧化物；
②由化学方程式可知，反应物二氧化碳和水的分子个数比为2：4=1：2，或反应物水和二氧化碳的分子个数比为4：2=2：1；
③由微观反应示意图可知，该反应中，发生变化的是分子，没有发生改变的是原子。
【真题3-4】（2023辽宁盘锦中考）如图1所示，实验是学习化学的重要途径。
（1）仪器①的名称是______，在实验室中防止其生锈的具体措施是______（答一点即可）。
（2）实验室用H2O2溶液和MnO2制取一瓶干燥的O2，应选择的装置组合是______（填字母）。此发生装置也可用于制CO2，该反应的化学方程式为______。
（3）实验室用KMnO4制取3.2g氧气，至少需要KMnO4的质量为______g。
（4）如图F所示，铁丝在O2中燃烧，实验后发现集气瓶底炸裂，其原因是______。
（5）科学家用“人工树叶”模拟光合作用，吸收CO2并获得O2，实现“碳中和”。其反应的微观示意图如图2所示：
①通过微观示意图可知，化学反应前后原子种类______（填“改变”或“不变”）。
②写出该反应的化学方程式______。
【答案】（1） ①. 铁架台 ②. 喷漆
（2） ①. BEC ②. CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（3）31.6 （4）瓶底没有事先铺一层细沙或加入少量水
（5） ①. 不变 ②. CO2+2H2O CH4+2O2
【解析】
（1）仪器①的名称是铁架台；铁在潮湿的空气中容易生锈，则在实验室中防止其生锈的具体措施是喷漆（合理即可）；
（2）实验室用H2O2溶液和MnO2制取一瓶干燥的O2，该反应属于固液常温型，发生装置选择B，氧气的密度比空气大，可以向上排空气法（装置C）收集干燥的氧气还需要用E中的浓硫酸进行干燥；故填：BEC；
此发生装置也可用于制CO2，实验室制取二氧化碳的药品为大理石或石灰石（主要含有碳酸钙）与稀盐酸，反应是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）设理论上至少需要取用高锰酸钾的质量为x，则：
解得：x＝31.6g；
（4）铁丝在氧气中燃烧的生成物温度很高，如图F所示，铁丝在O2中燃烧，实验后发现集气瓶底炸裂，其原因是瓶底没有事先铺一层细沙或加入少量水；
（5）①通过微观示意图可知，化学反应前后原子种类不变；
②由微观反应示意图可知，该反应是由二氧化碳和水在一定条件下反应生成甲烷和氧气，反应的化学方程式为CO2+2H2OCH4+2O2。
微观反应示意图:
(1)观察反应前后是否有相同的分子(或原子)，若有，则先等个数消除相同的分子或原子。
(2)根据化学反应前后原子的种类和数目不变，配平化学方程式。
(3)反应中微粒个数比等于化学计量数之比，物质质量比等于化学计量数与相对分子质量的乘积之比。
(4)写出反应物及生成物的化学式并标出所含元素的化合价，比较反应前后元素化合价的变化情况。
(5)先根据微观反应示意图或写出的化学反应方程式确定各反应物及生成物的种类，再根据基本反应类型的概念进行判断。
【变式3-1】（2024·山西太原·一模）甲醛是家庭装修中产生的空气污染物，甲醛的催化氧化是有效去除甲醛的一种方法，其反应的微观示意图如下图所示，以下有关判断正确的是
A．甲醛的化学式为CHO2 B．该反应属于复分解反应
C．反应生成物之一是氧气 D．该生成物对环境无污染
【答案】D
【分析】由反应的微观示意图可知，该反应是甲醛与氧气在催化剂的作用下生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为。
【解析】A、由分析可知，甲醛的化学式为CH2O，故说法错误；
B、该反应反应物有单质氧气，不符合复分解反应的特点，故说法错误；
C、由可知，生成物是二氧化碳和水，故说法错误；
D、由可知，生成物是二氧化碳和水，对环境无污染，故说法正确。
故选D。
【变式3-2】（2024·河南驻马店·二模）为了实现“碳中和”，科学家将与一种单质在一定条件下反应转化为甲醇，如图所示为该反应的微观示意图。下列说法错误的是
A．物质甲和丁为氧化物
B．乙的化学式为
C．参加反应的甲和乙的质量比为22：1
D．该反应前后原子的种类、数目均不变
【答案】C
【解析】A、由图可知，反应物中，甲为CO2，含有碳、氧元素，丁为H2O，含有氢、氧元素，都属于氧化物，故A正确；
B、反应物中：甲中含有碳、氧元素；生成物中：丙为CH3OH，丁为H2O，含有碳、氢、氧元素，根据质量守恒定律可知，乙中应含有氢元素，且乙为单质，则乙为氢气，故B正确；
C、该反应的化学方程式为，参加反应的甲和乙的质量比是，故C错误；
D、根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目均不变，故D正确。
故选C。
【变式3-3】（2024·安徽·一模）氨气的合成是人类科学技术的重大突破，工业上合成氨的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A．反应物中的部分单质可源于空气
B．使用催化剂可增加生成物的产率
C．反应前后分子种类、数目和质量可能没有变化
D．参加反应的反应物的分子数之比为 1 ：1
【答案】A
【分析】由制取氨气的化学反应微观示意图可知，该反应的方程式是： 。
【解析】A、空气中有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等，所以氮气可源于空气，故A正确；
B、催化剂能改变反应速率，不会影响产率，故B错误；
C、由化学方程式可知，反应前后分子的种类、数目都发生了改变，故C错误；
D、由化学方程式可知，参加反应的反应物的分子数之比为 1 ：3，故D错误。
故选：A。
【变式3-4】（2024·河南商丘·一模）氢能正在获得越来越广泛的应用，如图是一种获得氢气方法的微观示意图。
(1)反应前后元素化合价一定发生改变的是碳和 元素。
(2)反应的化学方程式为 。
(3)氢能作为理想能源的优点之一是 。
【答案】(1)氢/H
(2)
(3)无污染
【解析】（1）单质中元素化合价为零，氢元素化合价由+1价转化为0价，反应前后元素化合价一定发生改变的是碳和氢元素；
（2）根据微观示意图可知，反应的化学方程式为：；
（3）氢燃烧的产物是水，能作为理想能源的优点之一是无污染。
题型四 实验验证质量守恒定律
【真题4-1】（2023辽宁盘锦中考）实验课上，同学们设计了如下四个实验，能达到实验目的的是
A. 探究燃烧条件之一：需要有氧气
B. 测定空气中氧气含量
C. 探究物质溶解性与溶质的性质有关
D. 验证质量守恒定律
【答案】B
【解析】A、图中实验，酒精能燃烧，水不能燃烧，可探究燃烧条件之一是需要有可燃物，故选项实验不能达到实验目的。
B、红磷本身是固体，能与氧气反应，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，导致集气瓶中气压减小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积即为空气中氧气的体积，可测定空气中氧气含量，故选项实验能达到实验目的。
C、图中实验，溶质的种类相同，溶剂的种类不同，可探究物质溶解性与溶剂的性质有关，故选项实验不能达到实验目的。
D、蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水，有气体参加反应，生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项实验不能达到实验目的。
故选：B。
【真题4-2】（2023年辽宁省营口市中考）根据下图所示的实验回答问题：
（1）A实验中点燃氢气时，若发出尖锐爆鸣声表明气体_______（填“纯”或“不纯”）。
（2）B实验中观察到的现象是_______。
（3）C实验中稀释浓硫酸时，玻璃棒搅拌的主要作用是_______。
（4）D实验中，依据反应前后天平测定结果_______（填“能”或“不能”）验证质量守恒定律。
【答案】（1）不纯 （2）低蜡烛比高蜡烛先熄灭
（3）加快热量散失，使溶液混合均匀 （4）不能
【解析】
（1）氢气是可燃性气体，点燃可燃性气体时需要检验气体纯度，若若发出尖锐爆鸣声表明气体不纯。
（2）二氧化碳具有不可燃不助燃，密度大于空气的性质，所以B实验中观察到的现象是低蜡烛比高蜡烛先熄灭。
（3）浓硫酸的密度比水大，且溶于水过程中会放出大量的热，浓硫酸还有很强的腐蚀性，为防止液体外溅，应将浓硫酸漫漫注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使热量迅速散发，防止液体外溅，还可以使溶液混合均匀。
（4）D实验中，稀盐酸和碳酸钠反应产生的二氧化碳气体逸散到空气中，导致反应后的质量偏小，所以依据反应前后天平测定结果不能验证质量守恒定律。
验证质量守恒的实验要点
①所选的化学反应，现象要明显；
②若利用有气体参加或生成的反应来进行实验，反应必须在密闭容器中进行。若用气球作为压强缓冲，还应考虑到浮力的影响。
注意：有些化学实验尽管不能验证质量守恒定律，但是所有化学变化均遵守质量守恒定律！
【变式4-1】（2024·湖南衡阳·一模）下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】A、过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生氧气和水，有气体逸散到空气中，造成烧杯内质量减轻，不能用于验证质量守恒定律，选项错误；
B、糖水和盐水混合没有发生化学变化，不能用于验证质量守恒定律，选项错误；
C、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，逸散到空气中，造成固体质量减小，不能用于验证质量守恒定律，选项错误；
D、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应前后锥形瓶中质量不变，可以用于验证质量守恒定律，选项正确。
故选D。
【变式4-2】（2024·云南昆明·一模）通过测定反应前后物质的质量，下列实验能验证质量守恒定律的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A、锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，氢气是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小，无法验证质量守恒定律，不符合题意；
B、硝酸银和氯化钾反应生成氯化银和硝酸钾，无气体参与或生成，化学反应前后，天平平衡，可以验证质量守恒定律，符合题意；
C、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，空气中的氧气参与了反应，且生成的二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小，无法验证质量守恒定律，不符合题意；
D、镁条燃烧生成氧化镁，空气中的氧气参与了反应，且生成的氧化镁会以白烟的形式散逸到空气中，反应后，天平不平衡，无法验证质量守恒定律，不符合题意。
故选B。
【变式4-3】（2024·吉林·一模）同学们为了探究物质发生化学反应前后总质量是否改变，分别设计了两个实验。
(1)小明设计了如图1所示装置来探究质量守恒定律，实验进行时把气球中的锌粉倒入稀盐酸中（稀盐酸和锌粉反应生成氢气），充分反应后，你认为天平最终 （填“能”或“不能”）平衡。你的理由是 。
(2)小红同学利用图2所示的实验进行探究。取一根用砂纸打磨干净的长镁带和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上，放砝码并调节天平使之平衡。取下石棉网，在石棉网上方点燃镁带，燃烧结束后将所得的物质与石棉网一起再放回托盘天平上称量，意外发现质量减轻了。请你分析产生这一现象的原因可能是 。
【答案】(1) 不能 锌粉与稀盐酸反应产生的氢气，使气球胀大，受到空气的作用，产生向上的浮力，从而使左端变轻
(2)镁条燃烧产生的氧化镁以白烟的形式逸散到空气中
【解析】（1）锌和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化锌和氢气，充分反应后，天平最终不平衡，因为锌粉与稀盐酸反应产生的氢气，使气球胀大，受到空气的作用，产生向上的浮力，从而使左端变轻。
（2）镁在空气中燃烧生成氧化镁，燃烧过程中，产生大量白烟，产生的白烟是生成的氧化镁固体，在石棉网上方点燃镁带，发生反应的化学方程式为2Mg+O22MgO；燃烧结束后将所得的物质与石棉网一起再放回托盘天平上称量，意外发现质量减轻了，产生这一现象的原因可能是部分生成物以白烟形式逸散到空气中。
题型五 从化学方程式获取信息、判断反应类型
【真题5-1】（2023大连中考）我国明代科技著作《天工开物》中有利用炉甘石（主要成分是）火法炼锌的工艺记载，其中的一个化学反应为，该反应属于
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
【答案】B
【解析】
【解析】根据化学方程式可知，该反应符合分解反应一变多的特征，属于分解反应。
综上所述：选择B。
【真题5-2】（2023辽宁盘锦中考）硅广泛用于芯片等电子元件中、工业上使用二氧化硅（SiO2，和金刚石的结构相似）提取硅单质，其反应原理是SiO2+2CSi+2CO↑。下列说法正确的是
A. CO中C显+4价
B. 该反应为置换反应
C. SiO2中硅、氧元素的质量比为32：28
D. 二氧化硅由硅原子和氧原子构成
【答案】BD
【解析】A、CO中氧元素显﹣2价，设碳元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）＝0，则x＝+2价，故选项说法错误。
B、根据方程式知道，该反应是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，属于置换反应，故选项说法正确。
C、SiO2中硅、氧元素的质量比为28：（16×2）＝28：32，故选项说法错误。
D、二氧化硅和金刚石的结构相似，金刚石是由碳原子直接构成的，则二氧化硅由硅原子和氧原子构成，故选项说法正确。
故选：BD。
从化学方程式获取信息：
1.判断反应物、生成物的物质类别；
2.判断反应的基本类型；
3.判断物质中元素的化合价变化；
4.反应物、生成物微粒数、质量比
【变式5-1】（2024·湖南怀化·一模）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NaCl，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。其反应的总化学方程式为：，下列说法错误的是
A．X的化学式是H2 B．SO2属于氧化物
C．H2SO4中氧元素的质量分数最大 D．转化过程中，Te元素的化合价发生了变化
【答案】A
【解析】A、根据可知，反应前有：Te、9O、3S、3X；反应后有：Te、6H、12O、3S，所以3X中含有6H和3O，则每个X分子中含有两个氢原子和一个氧原子，则X 的化学式H2O，故说法错误；
B、SO2是由硫和氧两种元素组成的化合物，属于氧化物，故说法正确；
C、H2SO4中氢、硫、氧三种元素的质量比为：（1×2）：32：（16×4）=1:16:32，所以氧元素的质量分数最大，故说法正确；
D、由可知，Te元素由化合物转化为单质，化合价一定发生改变，故说法正确。
故选A。
【变式5-2】（2024·四川广元·二模）向澄清石灰水中不断通入二氧化碳，澄清石灰水先变浑浊后变澄清，有关的化学方程式为：(Ⅰ)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；(Ⅱ)CaCO3+X+H2O=Ca(HCO3)2，下列说法不正确的是
A．反应Ⅱ是化合反应
B．Ca(HCO3)2中碳元素的化合价为 价
C．保持 X的化学性质的最小粒子是二氧化碳分子
D．反应Ⅱ中 Ca(HCO3)2和 H2O的质量比为 9 : 1
【答案】B
【解析】A、反应Ⅱ由三种物质生成一种物质，属于化合反应，故A不符合题意；
B、Ca(HCO3)2中钙元素的化合价为+2，则碳酸氢根的化合价为-1，氧元素的化合价为-2，氢元素的化合价为+1，设碳元素的化合价为x，则，故B符合题意；
C、化学反应前后原子的种类和个数不变，则X的化学式为CO2，保持X的化学性质的最小粒子是二氧化碳分子，故C不符合题意；
D、反应Ⅱ中Ca(HCO3)2和H2O的质量比为，故D不符合题意。
故选B。
【变式5-3】（2024·天津河西·一模）在明代宋应星所著的《天工开物》记载了火法炼锌的方法，总反应的化学方程式为：。下列关于该反应的叙述中，不正确的是
A．该反应属于置换反应 B．生成物是由分子构成的
C．所有元素化合价都发生改变 D．参加反应的和C的质量比为
【答案】C
【解析】A、置换反应是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，故该反应属于置换反应，说法正确，不符合题意；
B、生成物一氧化碳是由一氧化碳分子构成的，说法正确，不符合题意；
C、该反应中氧元素的化合价没有发生改变，在化学反应前后都为-2价，说法错误，符合题意；
D、由化学方程式可知，参加反应的和C的质量比为，说法正确，不符合题意。
故选：C。
【变式5-4】（2024·陕西商洛·一模）我国科学家已成功实现了用和在一定条件下合成甲烷和氧气，其微观示意图如图所示。下列说法不正确的是
A．从反应价值看：该反应可减少的排放，实现碳中和目标
B．从元素价态看：该反应前后氧元素的化合价改变
C．从守恒关系看：该反应前后分子种类和个数不变
D．从表示方法看：该反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】A、由图可知，该反应为二氧化碳和水在一定条件下合成甲烷和氧气，则该反应可较少二氧化碳的排放，可实现碳中和目标，该选项说法正确；
B、化合物中氧元素化合价为-2价，氧气中氧元素化合价为0，则反应前后氧元素的化合价改变，该选项说法正确；
C、反应前后，分子的种类不变，由图可知，反应前后分子种类不变，该选项说法不正确；
D、结合前面分析可知，反应的化学方程式为：，该选项说法正确。
故选C。
1．（2024·山东济南·模拟预测）C2H5OH （乙醇）是一种燃料，在氧气中完全燃烧，生成H2O和CO2，但若不完全燃烧，会产生有毒的CO，若乙醇不完全燃烧得到燃烧产物CO、CO2、H2O的总质量为25.2g，其中H2O为10.8g， 下列实验分析正确的是
A．不完全燃烧就不遵守质量守恒定律 B．消耗的乙醇质量是9.2g
C．生成的CO和CO2的质量比为7：11 D．燃烧中消耗的O2的质量为16g
【答案】BCD
【解析】A、质量守恒定律适合所有的化学反应，故不完全燃烧也遵循质量守恒定律，故选项说法错误；
B、根据质量守恒定律，反应前后元素的质量不变，反应后水中氢元素的质量与乙醇中氢元素的质量相等，则消耗的乙醇质量是：，故选项说法正确；
C、根据提供数据可以用乙醇的质量求出其所含碳元素质量为：，由反应前后元素质量不变从而得出二氧化碳和一氧化碳中的碳元素之和是4.8g，根据二氧化碳和一氧化碳总质量和是25.2g-10.8g=14.4g，设一氧化碳质量为x，则二氧化碳为：14.4g-x，，x=5.6g，二氧化碳的质量为14.4g-5.6g=g，生成的CO和CO2的质量比为7：11，故选项说法正确；
D、根据质量守恒定律，反应前后物质总质量不变，则燃烧中消耗的O2的质量为：25.2g-9.2g=16g，故选项说法正确。
故选：BCD。
2．（2024·山东济南·二模）下图是两个反应的微观示意图，下列说法正确的是
A．反应I前后原子数目不变 B．反应中甲与乙的分子个数比为1:1
C．反应Ⅰ和Ⅱ都属于分解反应 D．想要得到更多H2，应减少反应Ⅱ的发生
【答案】CD
【分析】由图可知，反应Ⅰ为肼在催化剂的作用下转化为氮气和氢气，该反应的化学方程式为：，反应Ⅱ为肼在催化剂的作用下转化为氨气和氮气，该反应的化学方程式为：。
【解析】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，不符合题意；
B、由化学方程式可知，反应中甲与乙的分子个数比为2：1，不符合题意；
C、分解反应的特点是一变多，反应Ⅰ和Ⅱ的反应物都有1个，故都是分解反应，符合题意；
D、由化学方程式可知，反应Ⅰ生成氮气和氢气，反应Ⅱ生成氨气和氮气，故想要得到更多H2，应减少反应Ⅱ的发生，符合题意。
故选CD。
3．（2024·安徽滁州·一模）中国芯片蚀刻技术已达到全球最先进的水平，采用NF3进行硅芯片蚀刻时的产物均为气体，在蚀刻物表面不留任何残留物，其反应的微观示意图如下，下列说法正确的是
A．丙物质的化学式为SiF4
B．甲物质中氮、氟元素质量比为14：19
C．反应中各物质均由分子构成
D．反应后物质的总质量增大
【答案】A
【解析】根据反应的微观示意图可知，甲为NF3，乙为Si，丙为SiF4，丁为N2，发生的反应为，
A、由分析可知，丙物质的化学式为SiF4，A正确；
B、甲物质为NF3，其中N、F元素的质量比为，B错误；
C、反应中硅由原子构成，C错误；
D、化学反应遵循质量守恒定律，反应后物质的总质量不变，D错误。
故选：A。
4．（2024·广东湛江·一模）某反应中的各物质存在下表所示的关系，则下列选项判断正确的是
物质 A B C D
反应前质量/g 10 10 10 0
反应中质量/g 6 x 10 y
反应后质量/g z 0 10 18
A．该反应为分解反应 B．物质C一定为该反应的催化剂
C．反应物恰好完全反应 D．x=5；y=9；z=2
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，则z=10+10+10-10-18=2；
【解析】A、反应后A、B的质量减少，为反应物；D的质量增加，为生成物；C的质量不变，可能为催化剂，也可能不参与反应，该反应为A和B反应生成D，该反应符合“多变一”，属于化合反应，故A错误；
B、C的质量不变，可能为催化剂，也可能不参与反应，故B错误；
C、根据分析，A反应后还剩余2g，故C错误；
D、根据分析可知，10g-2g=8g的A与10gB恰好完全反应生成18gC，则
x=5
y=9
故D正确。
故选D。
5．（2024·陕西西安·一模）按下列图示进行实验，下列分析正确的是
A．测定空气中氧气含量——测定结果偏大
B．验证质量守恒定律——白磷用量不足，对实验结果没有影响
C．探究与水反应——观察到软塑料瓶变瘜，证明两者发生了反应
D．验证水的组成——a为电源的正极
【答案】B
【解析】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强变化不大，会使进入集气瓶中水的体积偏小，实验结果偏小，故选项分析错误；
B、实验时若取用白磷的量不足，对实验的结果没有影响，因为无论红磷是否完全反应，天平都保持平衡，故选项分析正确；
C、二氧化碳能溶于水，也会导致塑料瓶内气压减小，使塑料瓶变瘪，集满二氧化碳气体的软塑料瓶中迅速倒入一定量水，拧紧瓶盖、振荡塑料瓶变瘪，不能说明二氧化碳与水发生了反应，也有可能是二氧化碳溶于水造成的，故选项分析错误；
D、在电解水实验中，“正氧负氢”，氢气密度比空气小，用向下排空气法收集，氧气密度比空气大，用向上排空气法收集，故左边试管收集的是氢气，右边试管收集的是氧气，故电源a端为负极，故选项分析错误。
故选B。
6．（2024·广东深圳·一模）中国科学院首创室温制氢方案，其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．参加反应的两种物质的微粒个数比为 B．该反应前后氢元素的化合价不变
C．反应前后共有2种氧化物 D．该反应前后原子种类改变
【答案】A
【分析】
如图可知，一氧化碳和水催化作用下反应生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式是：
【解析】
A、由分析可知，参加反应的一氧化碳和水两种物质的微粒个数比为，故正确；
B、H2O中，H为+1价，H2为单质，H2中H为0价，该反应前后氢元素的化合价改变，故错误；
C、由分析可知，反应后H2为单质，反应前后有3种氧化物，水，CO，二氧化碳，故错误；
D、化学反应前后原子种类不变，故错误；
故选A。
7．（2024·山东泰安·一模）某密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及反应一段时间后各物质的质量变化如图所示，下列说法不正确的是
A．乙可能是该反应的催化剂 B．该反应不可能是实验室用过氧化氢溶液制取氧气
C．甲、丙相对分子质量比为4∶15 D．若继续反应至丙为55g，甲和丁的质量比为25∶11
【答案】C
【解析】A、乙反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂，故A不符合题意；
B、根据质量守恒定律，则a的质量为，甲、丙反应后质量增大，是生成物；丁反应后质量减小，是反应物；该反应为丁分解生成甲和丙，反应中丁、甲、丙的质量比为，，由方程式知过氧化氢溶液制取氧气反应中过氧化氢、水、氧气的质量比为，则该反应不可能是实验室用过氧化氢溶液制取氧气，故B不符合题意；
C、反应中甲、丙的质量比为4：15，不知道化学计量数，不能确定甲、丙相对分子质量比，故C符合题意；
D、反应中丁、甲、丙的质量比为19：4：15，若继续反应至丙为55g，即又生成15g丙，同时生成4g甲，消耗19g丁，此时甲的质量为，丁的质量为，则甲和丁的质量比为25∶11，故D不符合题意。
故选C。
8．（2024·湖南衡阳·一模）84消毒液（有效成分为NaClO）不能与洁厕灵（有效成分为HCl）混用，因为二者混合会产生有毒气体氯气，其原理是：2HCl+ NaClO＝NaCl+H2O+Cl2↑，下列有关说法正确的是
A．该反应中涉及的所有物质都是由分子构成
B．该反应在常温下就能发生
C．该反应中各元素化合价均未发生改变
D．每消耗3.65gHCl就会生成7.1gCl2
【答案】B
【解析】A、HCl、NaCl、NaClO这三种物质都是由离子构成的，水是由水分子构成的，氯气是由氯气分子构成的，故A错误；
B、由题可知，该反应在室温下就可以发生，故B正确；
C、由化学反应方程式2HCl+ NaClO＝NaCl+H2O+Cl2可知，化学反应前后氯元素的化合价发生改变，故C错误
D、由化学反应方程式2HCl+ NaClO＝NaCl+H2O+Cl2可知，参加反应的HCl与生成的Cl2的质量比为，故每消耗3.65gHCl就会生成3.55gCl2，故D错误。
故选：B。
9．（2024·四川德阳·一模）密闭容器内a、b、c、d四种物质，在一定条件下反应。一段时间后测得反应前后各物质的质量如表中所示，下列说法正确的是（ ）
物质 a b c d
反应前质量/g 15 8 8 1
反应后质量/g 3 x 4 17
A．x=8，b一定为该反应的催化剂
B．a一定是化合物，d可能是单质
C．反应过程中，c与d质量之比为8∶1
D．若a与c的相对分子质量之比为2∶1，则反应中a与c的化学计量数之比为3∶2
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律可知，反应前物质的总重量=反应后物质的总质量，即15g+8g+8g+1g=3g+xg+4g+17g，解得x=8。a的质量减小15g-3g=12g，b的质量不变，c的质量减小8g-4g=4g，d的质量增大17g-1g=16g，则a、b为反应物，d为生成物，b可能是催化剂有可能不参加反应。
【解析】A、分析可知，x=8，但b不一定为该反应的催化剂，也可能不参加反应，错误；
B、该反应的特征为“多变一”，属于化合反应，d一定是化合物，但a不一定是化合物，错误；
C、分析可知，反应过程中c、d的质量比为4g∶16g=1∶4，错误；
D、设a、c的化学计量数分别为m、n，则有2m∶n=12g∶4g，解得m∶n=3∶2，正确。
故选D。
10．（2024·江苏常州·一模）碱式碳酸镁化学式是Mg5（CO3）a（OH）b，它可用于橡胶制品的填充剂和补强剂，也可用于牙膏、医药和化妆品等工业。取一定量的碱式碳酸镁加热至质量不再发生改变，经多次实验取平均值，收集到的二氧化碳与水的质量比=88:9。则a和b的值计算正确的是
A．a=2 B．a=4 C．b=2 D．b=3
【答案】B
【解析】取一定量的碱式碳酸镁加热至质量不再发生改变，经多次实验取平均值，收集到的二氧化碳与水的质量比=88：9；设生成二氧化碳和水的分子数之比为x：y，则44x：18y=88：9，解得x：y=4：1，即生成二氧化碳和水的分子数之比为4：1；1个二氧化碳分子中含有1个碳原子，1个水分子中含有2个氢原子，则生成物中碳、氢原子的个数比为2：1，所以碱式碳酸镁中碳、氢原子的个数比也为2：1，即a：b=2：1；镁元素的化合价为+2，碳酸根的化合价为-2，氢氧根的化合价为-1，设a=2n，则b=n，根据化学价原则，化合物中各元素的化合价代数和为零，可得：（+2）×5+（-2）×2n+（-1）×n=0，解得：n=2，所以a=4，b=2。
故选：B。
11．（2024·河南商丘·模拟预测）化学中经常用燃烧法测定有机物的组成。现取某有机物在足量的氧气中充分燃烧，生成和，则下列关于该有机物的说法错误的是
A．一定含有C、H、O三种元素 B．消耗氧气的质量为
C．化学式可能为 D．有机物中C和O的质量比为
【答案】D
【解析】A、生成的4.4g二氧化碳中碳元素的质量=4.4g××100%=1.2g，生成的3.6g水中氢元素的质量=3.6g××100%=0.4g，1.2g+0.4g=1.6g<3.2g，则该有机物一定含有C、H、O三种元素，选项正确；
B、由质量守恒定律可知，消耗氧气的质量=4.4g+3.6g 3.2g=4.8g，选项正确；
C、该有机物中，氧元素的质量=3.2g 1.2g 0.4g=1.6g，则该有机物中碳、氢、氧三种原子的数目比=：：=1：4：1，则该有机物的化学式可能为CH3OH，选项正确；
D、由上述可知，该有机物中C和O的质量比=1.2g：1.6g=3：4，选项错误；
故选D。
12．（2024·山东德州·一模）运载火箭常用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料，四氧化二氮（N2O4）作助燃剂。燃烧时可能产生的物质是
A．CO2、H2O和N2 B．CO2、SO2和N2 C．H2O、SO3和N2 D．CO2、H2O和N2O4
【答案】A
【解析】A、根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，偏二甲肼在四氧化二氮中燃烧可能产生的物质是CO2、H2O和N2，故A符合题意；
B、偏二甲肼在四氧化二氮中燃烧，反应物中不含硫元素，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，故不会出现含有硫元素的物质，不可能出现SO2，故B不符合题意；
C、偏二甲肼在四氧化二氮中燃烧，反应物中不含硫元素，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，故不会出现含有硫元素的物质，不可能出现SO3，故C不符合题意；
D、四氧化二氮（N2O4）作为助燃剂是参与反应的，故生成物中不会出现N2O4，故D不符合题意。
故选A。
13．（2024·湖南衡阳·一模）某同学为了检验气体X（纯净物）的元素组成，进行了如图所示实验。观察到实验① 中干冷烧杯内壁有水珠，实验② 中澄清石灰水变浑浊。则对气体X分析正确的是
A．根据实验① 的现象，说明气体X中只含氢元素
B．根据实验② 的现象，说明气体X中只含碳元素
C．根据实验① ② 的现象，说明气体X中一定含有碳、氢元素
D．根据实验① ② 的现象，说明气体X中一定含有碳、氢、氧元素
【答案】C
【解析】A、气体燃烧后，干冷烧杯内壁有水珠，说明气体X中一定含有氢元素，可能含有氧元素，因为氧元素可能来自于氧气，分析错误；
B、气体燃烧后生成了能使澄清的石灰水变浑浊的二氧化碳，由质量守恒定律可知，气体X中一定含有碳元素，可能含有氧元素，因为氧元素可能来自于氧气，分析错误；
C、气体燃烧后生成了二氧化碳和水，生成物中共有碳、氢、氧三种元素，由质量守恒定律可知，气体X一定含有碳元素与氢元素，可能含有氧元素，因为氧元素可能来自于氧气，分析正确；
D、气体燃烧后生成了二氧化碳和水，生成物中共有碳、氢、氧三种元素，由质量守恒定律可知，气体X一定含有碳元素与氢元素，可能含有氧元素，因为氧元素可能来自于氧气，分析错误；
故选C。
14．（2024·广西南宁·一模）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（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．催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不变
【答案】D
【解析】A、反应前后原子的种类与个数不变，反应前有6个氢原子、2个氧原子、1个碳原子，反应后有4个氢原子、1个氧原子、1个碳原子，所以丁为H2O，故选项说法不正确；
B、氧化物是由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素，甲（氢气）是单质，乙（二氧化碳）、丁（水）都是氧化物，丙（甲醇）含有3种元素，不是氧化物，故选项说法不正确；
C、由反应的微观示意图可知，氢气和二氧化碳在催化剂的作用下生成甲醇和水，反应的化学方程式为3H2+CO2CH3OH+H2O，则参加反应的甲（氢气）与乙（二氧化碳）的质量比为(2×3)：44=3:22，故选项说法不正确；
D、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质一定不变，故选项说法正确；
故选D。
15．（2024·河南商丘·模拟预测）烤蓝是一种钢铁防腐蚀的工艺，其原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，反应的化学方程式为，则X是
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe（OH）2
【答案】C
【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3个Fe、8个H、4个O，反应后有0个Fe、8个H、0个O，则X有3个Fe和4个O，化学式为Fe3O4，故选C。
16．（2024·湖南怀化·一模）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NaCl，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。其反应的总化学方程式为：，下列说法错误的是
A．X的化学式是H2 B．SO2属于氧化物
C．H2SO4中氧元素的质量分数最大 D．转化过程中，Te元素的化合价发生了变化
【答案】A
【解析】A、根据可知，反应前有：Te、9O、3S、3X；反应后有：Te、6H、12O、3S，所以3X中含有6H和3O，则每个X分子中含有两个氢原子和一个氧原子，则X 的化学式H2O，故说法错误；
B、SO2是由硫和氧两种元素组成的化合物，属于氧化物，故说法正确；
C、H2SO4中氢、硫、氧三种元素的质量比为：（1×2）：32：（16×4）=1:16:32，所以氧元素的质量分数最大，故说法正确；
D、由可知，Te元素由化合物转化为单质，化合价一定发生改变，故说法正确。
故选A。
17．（2024·四川广元·二模）向澄清石灰水中不断通入二氧化碳，澄清石灰水先变浑浊后变澄清，有关的化学方程式为：(Ⅰ)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；(Ⅱ)CaCO3+X+H2O=Ca(HCO3)2，下列说法不正确的是
A．反应Ⅱ是化合反应
B．Ca(HCO3)2中碳元素的化合价为 价
C．保持 X的化学性质的最小粒子是二氧化碳分子
D．反应Ⅱ中 Ca(HCO3)2和 H2O的质量比为 9 : 1
【答案】B
【解析】A、反应Ⅱ由三种物质生成一种物质，属于化合反应，故A不符合题意；
B、Ca(HCO3)2中钙元素的化合价为+2，则碳酸氢根的化合价为-1，氧元素的化合价为-2，氢元素的化合价为+1，设碳元素的化合价为x，则，故B符合题意；
C、化学反应前后原子的种类和个数不变，则X的化学式为CO2，保持X的化学性质的最小粒子是二氧化碳分子，故C不符合题意；
D、反应Ⅱ中Ca(HCO3)2和H2O的质量比为，故D不符合题意。
故选B。
18．（2024·江苏徐州·一模）“宏观-微观-符号-量”是科学特有的表征物质及其变化的方法。一定条件下，二氧化碳和氢气可在催化剂表面转化成清洁燃料X和水，其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．从宏观现象看：反应中两种无机物转化成两种有机物
B．从微观构成看：反应前后原子、分子数目都没有改变
C．从符号表征看：清洁燃料X的化学式为CH3O
D．从量的角度看：反应中氢气和水的质量比为1：3
【答案】D
【分析】由图知，该反应为二氧化碳与氢气在催化剂和一定条件下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为。
【解析】A、反应物是二氧化碳与氢气都属于无机物，生成物中甲醇属于有机物，水属于无机物，故A不符合题意；
B、由方程式知，反应前后各种原子的数目不变，分子数目发生变化，故B不符合题意；
C、由方程式知，清洁燃料X的化学式为CH3OH，故C不符合题意；
D、由方程式知，反应中氢气和水的质量比为，故D符合题意。
故选D。
20．（2024·吉林·一模）某小组同学分别设计如图装置验证质量守恒定律
(1)图1反应前后质量相等，该反应属于 反应(填基本反应类型)。
(2)图2反应结束后，天平不再平衡，原因是 。
(3)图3从微观角度分析了质量守恒定律，画出X的微观示意图 。
(4)综上，有气体参与的化学反应，要验证质量守恒定律须在 装置中进行。
【答案】(1)分解
(2)生成的氧气逸散到空气中
(3)
(4)密闭
【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为；此反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
（2）图2反应结束后，天平不再平衡，是因为反应生成的氧气逸出装置；
（3）反应前后原子的种类和个数不变，故X是1个氧分子，如图；
（4）对于有气体参加或有气体生成的反应，在做验证质量守恒定律的探究实验时，应在密闭容器中进行。
21．（2024·福建泉州·模拟预测）我国空间站的再生式环控生保系统包括水处理、电解制氧、二氧化碳去除、尿处理等子系统。
(1)在水处理子系统中，有一层特殊的薄膜可以除去废水中大分子杂质，与实验室常用的 操作原理相同。
(2)在电解制氧子系统中，获得氧气的方式为水通电分解，该反应的化学方程式为 ，该过程的能量转化形式为 。
(3)去除二氧化碳时，反应的微观示意图如下图所示；
①参加反应的两种物质的质量比为 （填最简比）；
②空白方框中的微粒示意图是 （填标号）；
A． B． C． D．
(4)尿液中含有水、尿素、钠离子、钾离子、氯离子等，写出其中一种阳离子的符号： 。
【答案】(1)过滤
(2) 电能转化为化学能
(3) 11：2/2：11 C
(4)Na+或K+
【解析】（1）过滤能除去水中的难溶性杂质，在水处理子系统中，有一层特殊的薄膜可以除去废水中大分子杂质，与实验室常用的过滤操作原理相同；
（2）水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：，在过程中，电能转化为化学能；
（3）①由图可知，参加反应的两种物质为CO2、H2质量比为44：8=11：2；
②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1个C、2个O、8个H，反应后已知物中有2个O和4个H，则空白方框中含有1个C和4个H，化学式为CH4，微粒示意图是，故选C； 　　
（4）尿液中含有水、尿素、钠离子、钾离子、氯离子等，其中钠离子、钾离子均是阳离子，离子符号表示为Na+、K+。
22．（2024·黑龙江哈尔滨·一模）“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。下面是氢气和氯气反应的微观模拟图，请根据图示回答问题：
(1)根据质量守恒定律，应在C中补充1个 (填“a”或“b”)。
a. b.
(2)该化学变化的微观实质是：在点燃的条件下 ，每1个氢原子和1个氯原子结合成1个氯化氢分子。
(3)此变化前后没有发生改变的粒子是 (填符号)。
(4)某原子的质子数与C图中1个分子的质子数相同，请画出该原子的原子结构示意图 。
【答案】(1)b
(2)氢(气)分子分解成氢原子，氯(气)分子分解成氯原子
(3)Cl、H
(4)
【解析】（1）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和数目不变，一个氯化氢分子由一个氯原子和一个氢原子构成，则应在C中补充1个氯化氢分子，故选：b；
（2）该化学变化的微观实质是：在点燃的条件下氢(气)分子分解成氢原子，氯(气)分子分解成氯原子，每1个氢原子和1个氯原子结合成1个氯化氢分子；
（3）原子是化学变化中的最小粒子，则此变化前后没有发生改变的粒子是Cl、H；
（4）某原子的质子数与C图中1个分子的质子数相同，则该原子的核内有18个质子子，核外有18个电子，核外有3个电子层，第一层上有2个电子、第二层上有8个电子、第三层上有8个电子，则该原子的原子结构示意图为： 。
23．（2024·广西南宁·一模）为力争2060年实现碳中和，我国把研发二氧化碳的捕获和再利用技术作为实现该目标的重要途径。科学家利用氢气捕获二氧化碳生成甲醇（）的微观示意图如图所示
(1)利用该技术可有效缓解 效应；
(2)保持甲物质化学性质的最小微粒是 （填微粒名称）；
(3)该反应的化学方程式为 。若甲和乙全部转化成丙和丁，生成物中氢元素的质量为，则参加反应的甲物质质量为 。
【答案】(1)温室
(2)二氧化碳分子
(3) 88
【解析】（1）该反应中消耗了二氧化碳，利用该技术可有效缓解温室效应；
（2）甲物质是二氧化碳，分子是保持物质化学性质的最小微粒，因此保持甲物质化学性质的最小微粒是二氧化碳分子；
（3）根据微观示意图可知，该反应是二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为：，
若甲和乙全部转化成丙和丁，生成物中氢元素的质量为12g，则反应物中氢气的质量为12g，设参加反应的二氧化碳的质量为x，
x=88g
若甲和乙全部转化成丙和丁，生成物中氢元素的质量为12g，则参加反应的甲物质质量为88g。
24．（2024·福建泉州·模拟预测）过氧化氢是常见的消毒剂，其制备的方法有很多。
(1)电化学法：反应路径示意图如图（部分装置省略）。
①甲、乙经过化合生成过氧化氢，画出框中甲的微粒示意图： 。
②过氧化氢与水的组成元素相同，化学性质却不同，其本质原因是 。
(2)热催化法
①碲化铋是热催化反应的催化剂。碲化铋可用碲和铋在保护气中加热熔化并快速冷却后制得，据此可推测金属铋的性质： 。
②和直接合成过氧化氢是众所周知的热催化反应，该法可能存在的安全隐患是 。
【答案】(1) 构成物质的分子不同
(2) 金属铋高温下易被氧化 易爆炸
【解析】（1）
①根据示意图可知，乙是水分子，丙是过氧化氢分子，甲、乙经过化合生成过氧化氢，根据质量守恒定律可知，甲是氧分子，其微粒示意图如图：；②分子是保持物质化学性质的最小微粒，过氧化氢与水的组成元素相同，都是由分子构成，化学性质却不同，其本质原因构成物质的分子不同；
（2）①碲化铋是热催化反应的催化剂。碲化铋可用碲和铋在保护气中加热熔化并快速冷却后制得，据此可推测金属铋的性质：金属铋高温下易被氧化；
②氢气具有可燃性，与氧气混合，在加热时可能发生爆炸，H2和O2直接合成过氧化氢是众所周知的热催化反应，该法可能存在的安全隐患是易爆炸。
25．（2024·四川内江·一模）生活中经常用到“84”消毒液，其有效成份为中氯元素化合价为 价，常用做自来水消毒剂，其实验室制法为，X化学式为 。
【答案】 +1 H2O
【解析】NaClO中，钠元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，设氯元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则+1+x+（-2）=0，解得x=+1；
反应前后原子的种类和个数不变，等号左边有1个锰原子、4个氢原子、4个氯原子和2个氧原子，等号右边除2X外，有1个锰原子、4个氯原子，则2X中有4个氢原子和2个氧原子，则X的化学式为H2O。

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