资源简介 4.2 化学反应中的质量关系【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象 1【题型2】物质组成元素的推断 5【题型3】有关质量守恒定律的计算 8【题型4】密闭容器中反应数据的处理 11【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断 14【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释 19【题型7】质量守恒定律的实验探究 23【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象【典型例题】下列叙述符合质量守恒定律的是（ ）A.水结成冰前后，质量保持不变B.50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mLC.镁带燃烧后，生成物质量比镁带质量增加了D.3 g碳与9 g氧气充分反应后生成12 g二氧化碳【答案】C【解析】水结成冰前后，质量保持不变，只是状态的改变，没有新物质生成，是物理变化，不符合质量守恒定律，A错误 ；50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL，没有新物质生成，是物理变化，不符合质量守恒定律，B错误 ；镁带燃烧生成氧化镁，生成物的质量比镁带质量增加，是因为空气中的氧气参加了反应，符合质量守恒定律，C正确；碳和氧气点燃生成二氧化碳，化学方程式为：C+O2CO2，碳、氧气、二氧化碳的质量比为12：32：44＝3：8：11，3 g碳与9 g氧气充分反应后，碳反应完全，氧气过量，生成二氧化碳的质量＜12 g，D错误。【举一反三1】在密闭的装置中加热过量的铜粉，反应结束后，下列图像能正确反映对应关系的是（ ）A.B.C.D.【答案】D【解析】由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，则反应过程中，铜元素的质量不变；铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，铜粉过量，所以氧气的质量会减少至零；铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，反应过程中固体的质量增加，但不会从零开始增加；铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，由质量守恒定律可知，化学反应过程中，物质的总质量保持不变。【举一反三2】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber----Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。(1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2 O2（填“＞”“＝”“＜”）。(2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子 不同而吸附O2实现分离。(3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量 （选填“变大”“不变”或“变小”）。②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为 。【答案】(1)＜(2)大小(3)不变 t2℃～t3℃【解析】（1）从膜分离制氮机技术原理可知，要得到氮气，需让氧气先透过膜，所以气体通过分离膜时渗透速率N2＜O2；（2）分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子大小不同而吸附O2实现分离。因为分子筛具有均匀的微孔结构，其孔径大小与分子尺寸相当，能根据分子大小对气体进行筛选吸附；（3）①根据图3可知，在一定温度下用O2将其 “再生”，此过程中FeO与O2反应生成Fe3O4，化学反应前后元素的质量不变，所以 “再生” 过程中铁元素的质量不变；②将一定质量的失效催化剂进行“再生”得到四氧化三铁，由图2可知，合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为t2℃～t3℃。【举一反三3】某工厂生产高锰酸钾流程如图所示。请回答下列问题。(1)步骤Ⅰ中先将和KOH转化为相应熔融物，再进入步骤Ⅱ反应的目的是 。(2)步骤Ⅱ中氮气 （填“是”或“不是”）该反应的生成物。(3)整个流程中化合价发生变化的元素有 （填元素符号）。(4)该流程中KOH可循环利用，但为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH，其原因是 。【答案】(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率(2)不是(3)Mn、H、O(4)部分钾元素随产品KMnO4流出体系【解析】（1）将MnO2和KOH转化为相应的熔融物，能使反应物充分混合，增大接触面积，从而加快后续步骤 Ⅱ 中的反应速率。（2）空气中含有氮气，步骤 Ⅱ 中通入空气，得到K2MnO4、H2O，并排出N2等物质，说明氮气不是该反应的生成物。（3）化合物中元素正负化合价之和为0，单质中元素化合价为0。在MnO2中Mn为+4价，反应后生成K2MnO4中Mn为+6价，再到KMnO4中Mn为+7价；步骤 Ⅲ 中H2参与反应，氢元素从0价变为+1价进入到生成的KOH中 ；氧气中氧元素显0价，步骤 Ⅱ 中氧气参与反应时，部分氧元素化合价也发生了变化，因此整个流程中化合价发生变化的元素有Mn、H、O。（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类和质量都不变，整个流程的原料有MnO2、KOH、空气，其中只有KOH含有钾元素，最终产品KMnO4含有钾元素，部分钾元素随产品KMnO4流出体系，所以为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH。【题型2】物质组成元素的推断【典型例题】过氧化钠(Na2O2)可在潜水艇中作供氧剂，它与水反应后的生成物可能为（ ）A.NaOH和O2B.Na2O和O2C.Na2CO3和O2D.Na2CO3和H2【答案】A【解析】过氧化钠由钠元素和氧元素组成，水由氢元素和氧元素组成，由质量守恒定律反应前后元素的种类不变可知，过氧化钠与水反应后生成物中必然有且只能含有钠元素、氢元素和氧元素。氢氧化钠和氧气中含有钠元素、氢元素和氧元素；氧化钠和氧气中都没有氢元素；碳酸钠中含有碳元素。【举一反三1】合成气(CO 和H )在不同催化剂的作用下，可以生成不同的物质，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( )A.甲醇(CH OH) B. 乙醇(C H OH) C.尿素[CO(NH ) ] D. 甲烷(CH )【答案】C【举一反三2】在探究乙醇的元素组成时，同学们设计如图1装置（装置气密性良好）进行实验，得到曲线如图2、图3。根据图示，以下分析不正确的是（ ）A.以上装置可以判断乙醇是否含有氧元素B.乙醇含有碳元素C.乙醇含有氢元素D.乙醇燃烧生成和水【答案】A【解析】该实验中，通过CO2传感器测定二氧化碳浓度变化，湿度传感器测定相对湿度变化，能确定乙醇燃烧生成了二氧化碳（CO2）和水（H2O）。但仅根据生成二氧化碳和水，只能确定乙醇中一定含碳、氢两种元素，因为氧气（O2）参与了反应，无法确定乙醇中是否含氧元素，需要通过定量计算才能判断，选项A不正确；从图2中可知，二氧化碳浓度随反应时间增加而升高，说明乙醇燃烧生成了二氧化碳。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氧气只含氧元素，可推出乙醇中含有碳元素，选项B正确；图3中相对湿度随反应时间增加而升高，说明乙醇燃烧生成了水。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氧气只含氧元素，可推断出乙醇中含有氢元素，选项C正确；由图2可知，随着反应的进行，二氧化碳浓度增大。由图3可知，随着反应的进行，相对湿度增大。因此可推断乙醇燃烧生成了二氧化碳和水，选项D正确。【举一反三3】下列可燃物完全燃烧，产物相同的是（ ）A.和B.C和C.和D.和CO【答案】C【解析】甲烷由碳元素与氢元素组成，由质量守恒定律可知，甲烷燃烧后生成二氧化碳和水，乙醇由碳、氢、氧三种元素组成，由质量守恒定律可知，乙醇燃烧后生成二氧化碳和水，两种物质燃烧后生成物的种类相同。【举一反三4】已知23 g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44 g二氧化碳和27 g水。下列说法中错误的是（ ）A.X中一定含有三种元素B.该反应消耗氧气的质量为48 gC.X中H两种元素的质量比为4：1D.H的原子个数比为1：2【答案】D【解析】X中碳元素质量是44 g×＝12 g，氢元素质量是27 g×＝3 g，氧元素质量是23 g﹣12 g﹣3 g＝8 g，X中含有碳、氢、氧三种元素，A正确；消耗氧气质量是44 g+27 g﹣23 g＝48 g，B正确；X中H两种元素的质量比为12 g：3 g＝4：1，C正确；碳、氢原子个数比是：＝4：1，D不正确。【举一反三5】请参加“氯化钠欢乐之旅”的实践活动。NaCl是一种重要的化工原料。从元素守恒的视角，以NaCl为基本原料，可能制取的物质有 （写一种）。【答案】NaOH、Cl2（填一种即可）【解析】NaCl是一种重要的化工原料，从元素守恒的视角，以NaCl为基本原料，可能制取的物质有NaOH、Cl2等。【举一反三6】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，若甲的质量是，生成二氧化碳质量是，水的质量是，则碳、氢元素的质量比是 ，甲物质的组成元素是 。【答案】 碳、氢/Ｃ、Ｈ【解析】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则二氧化碳中碳元素的质量等于甲物质中碳元素的质量，即，水中氢元素的质量等于甲物质中氢元素的质量，即，故甲物质中碳、氢元素的质量比是；由上述分析可知，甲物质中碳、氢元素的质量之和为，说明甲物质中不含氧元素，则甲物质的组成元素是碳、氢。【举一反三7】海洋是巨大的资源宝库，海水综合利用的部分工艺流程图如图。请回答以下问题：用NaCl制取纯碱（Na2CO3）。从元素守恒的角度，还需要含有 、氧元素的物质参加反应。【答案】碳元素【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变。用NaCl制取纯碱（Na2CO3），从元素守恒的角度，还需要含有碳元素、氧元素的物质参加反应。【举一反三8】光合作用可表示为：CO2+H2O淀粉+O2，则生成的淀粉中一定含有元素为 ，可能含有元素为 ．【答案】H；O。【解析】反应物中含有H、O三种元素，生成物中含有O元素，所以生成物淀粉中一定含有H两种元素，可能含有氧元素，因为上式并不是方程式，不能计算个数来判断是否有氧元素．故选H；O．【题型3】有关质量守恒定律的计算【典型例题】化学兴趣小组用燃烧法探究某物质R的组成。质量为6.9 g物质R在充足的氧气中完全燃烧，试验后测得生成13.2 g CO2和8.1 g H2O。下列说法中正确的是（ ）①R中一定有碳、氢元素，可能有氧元素②R中一定有碳、氢、氧三种元素③R中碳氢原子个数比为1：2④R的化学式C2H6OA.①③B.②③④C.②④D.①③④【答案】C【解析】①R中碳元素质量：13.2 g×＝3.6 g，氢元素质量：8.1 g×＝0.9 g，氧元素质量：6.9 g﹣3.6 g﹣0.9 g＝2.4 g，即R中含有碳元素、氢元素和氧元素，A不正确；②R中一定有碳、氢、氧三种元素，B正确；③R中碳氢原子个数比为：：＝1：3，C不正确；④R中碳原子、氢原子、氧原子个数比：：：＝2：6：1，化学式C2H6O，D正确。【举一反三1】10g甲与足量乙充分反应，生成2g丙和10g丁，则参加反应的甲、乙的质量比为（ ）A.1：1 B.1：2 C.5：1 D.2：1【答案】C【解析】根据质量守恒定律，参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。已知10g甲与足量乙反应，生成2g丙和10g丁，则参加反应的乙的质量为。所以参加反应的甲、乙的质量比为。【举一反三2】将92 g酒精(C2H6O)点燃，酒精燃烧全部变为CO、CO2和H2O，恢复到室温，测得所得气体中氧元素质量分数为60%，则燃烧所耗氧气的质量为( )A.72 g B.96 g C.136 g D.208 g【答案】C【解析】92 g酒精(C2H5OH)中碳元素的质量为，氢元素的质量为。根据质量守恒定律，反应前后元素的质量不变，则生成的水的质量为12 g÷(×100%)＝108 g。生成的一氧化碳和二氧化碳中碳元素的质量为48 g，由题意，其中氧元素质量分数为60%，则碳元素质量分数为1﹣60%＝40%，则生成的一氧化碳和二氧化碳的质量为48 g÷40%＝120 g。根据质量守恒定律，则燃烧所消耗的氧气的质量为120 g+108 g﹣92 g＝136 g。【举一反三3】乙醇不完全燃烧会生成一氧化碳，乙醇不充分燃烧，生成二氧化碳和一氧化碳，则消耗氧气的质量为（ ）A. B. C. D.【答案】C【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，则生成水的质量为：，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则消耗氧气的质量为：4.4g+2.8g+5.4g-4.6g=8g。【举一反三4】在化学反应A+2B═2C+D中，6 gA和8 gB恰好完全反应，生成9 gD。若反应生成15 gC，则参加反应的A的质量为（ ）A.18 g B.21 g C.24 g D.27 g【答案】A【解析】依题意可知，同时生成的C的质量是：6 g+8 g﹣9 g＝5 g，则参加反应的C的质量比是6：5，结合“化学反应A+2B═2C+D”，设生成15 gC时需要的A的质量是x，则，解得x＝18 g，故A符合题意。【举一反三5】现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成8.1 g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物12.6 g，参加反应的乙醇的质量为 g。【答案】6.9。【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，一定量乙醇与一定量氧气反应生成水、二氧化碳和一氧化碳，水中的氢元素完全来自于乙醇，所以参加反应的乙醇的质量为：8.1 g××100%÷×100%＝6.9 g。【举一反三6】在点燃条件下，4.8 g CH4与16.0 g O2恰好完全反应，生成10.8 gH2O、4.4 g CO2和物质X，则X的质量为 g；化学方程式为 。【答案】5.6，3CH4+5O2CO2+6H2O+2CO【解析】反应前后质量总和不变列等式：4.8 g+16.0 g＝10.8 g+4.4 g+X，解得X＝5.6 g；甲烷不完全燃烧时会产生一氧化碳，所以X是一氧化碳，：：：：＝3：5：1：6：2，所以将甲烷燃烧的方程式配平得：3CH4+5O2CO2+6H2O+2CO。【举一反三7】质量守恒定律是重要的规律，请根据要求填空。(1)现有反应,若足量 A 和7 g B 混合，充分反应后生成5 g C和3 g D，则参加反应的A和B质量比为________________。(2)若将18 g氯酸钾和2 g二氧化锰混合加热，反应一段时间后得到16 g固体混合物，则生成的氧气的质量________________ g。【答案】(1)1:7 (2)4【解析】(1)根据质量守恒定律：反应物总质量与生成物总质量相等可知，参加反应的A的质量为 5 g+3 g-7 g=1 g,则参加反应的A和B的质量比为 1 g:7 g=1:7。(2)根据质量守恒定律可知，生成氧气的质量为 18 g+2 g-16 g=4 g。【举一反三8】在点燃条件下，4.8 g CH4与16.0 g O2恰好完全反应，生成10.8 gH2O、4.4 g CO2和物质X，则X的质量为 g；化学方程式为 。【答案】5.6，3CH4+5O2CO2+6H2O+2CO【解析】反应前后质量总和不变列等式：4.8 g+16.0 g＝10.8 g+4.4 g+X，解得X＝5.6 g；甲烷不完全燃烧时会产生一氧化碳，所以X是一氧化碳，：：：：＝3：5：1：6：2，所以将甲烷燃烧的方程式配平得：3CH4+5O2CO2+6H2O+2CO。【题型4】密闭容器中反应数据的处理【典型例题】密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表。关于此反应的认识正确的是（ ）A.X的值为12B.乙在反应中作催化剂C.反应中丙和丁的质量比为9：8D.丙可能是化合物【答案】C【解析】X＝9+3+22+1﹣17﹣4﹣3＝11，A错误；反应前后乙质量不变，可能是催化剂，也可能不是催化剂，B错误；反应中丙和丁的质量比为（22 g﹣4 g）：（17 g﹣1 g）＝9：8，C正确；反应后丙质量减小，是反应物，甲和丁质量增大，都是生成物，丙一定是化合物，D错误。【举一反三1】密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下发生了化学反应，各物质的质量变化如图所示。下列正确的是（ ）A.x＝2B.丙一定是该反应的催化剂C.乙一定是化合物D.乙、丁两物质变化的质量比为2：3【答案】C【解析】x的值为3，A错误；丙的质量反应前后应应不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，B错误；该反应的反应物为乙，生成物是甲和丁，符合“一变多”的特征，属于分解反应，乙是分解反应的反应物，一定是化合物，C正确；乙、丁两物质变化的质量比为（10 g﹣4 g）：（8 g﹣4 g）＝3：2，D错误。【举一反三2】在一密闭容器中放入下列物质，使其在一定条件下充分反应，测得数据如表：则下列正确的是（ ）A.未测值为3B.甲与乙反应的质量比为14：3C.丙一定是催化剂D.此容器中发生的反应是分解反应【答案】B【解析】未测物质乙的质量为：（25+15+1+5） g﹣（11+1+22） g＝12 g，A错误；参加反应的甲、乙物质的质量比：（25 g﹣1l g）：（15 g﹣12 g）＝14：3，B正确；丙物质反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，C错误；根据化学反应前后，反应物质量减少，生成物质量增多可知，甲和乙是反应物，丁是生成物，该反应满足多变一的特点，属于化合反应，D错误。【举一反三3】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：下列选项错误的是（ ）A.a＝4B.丁可能是催化剂C.丙一定是化合物D.反应中参加反应的甲与乙的质量比为10：16【答案】D【解析】由于该反应在密闭容器内进行，根据质量守恒定律，则有10 g+16 g+0 g+2 g＝Ag+0 g+22 g+2 g，a＝4。由表中数据可知，反应前后甲的质量减少10 g﹣4 g＝6 g，则甲是反应物；反应前后乙的质量减少16 g，则乙是反应物；反应前后丙的质量增加22 g，则丙是生成物，反应前后丁的质量不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，故该反应为甲与乙在一定条件下反应生成丙；由上述解析可知，a＝4，A正确；反应前后丁的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，B正确；由解析可知，该反应为甲与乙在一定条件下反应生成丙，符合“多变一”的特点，属于化合反应，故丙一定是化合物，C正确；由解析可知，反应中参加反应的甲与乙的质量比为3：86：16＝，D错误。【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断【典型例题】ClO2是一种高效的水处理剂，其制备反应为：2NaClO3+SO2+H2SO4═2ClO2+2X，下列错误的是（ ）A.SO2的名称为二氧化硫B.该反应属于置换反应C.X的化学式是NaHSO4D.ClO2中氯、氧元素的质量比为71：64【答案】B【解析】SO2的名称为二氧化硫，A正确；反应物是三种，生成物是两种，不是置换反应，B不正确；由2NaClO3+SO2+H2SO4＝2ClO2+2X可知，反应前钠原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前后氯原子都是2个，反应前氧原子是12个，反应后应该是12个，其中8个包含在2X中，反应前硫原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前氢原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，因此X的化学式是NaHSO4，C正确；ClO2中氯、氧元素的质量比为35.5：（16×2）＝71：64，D正确。【举一反三1】某物质在空气中燃烧的化学方程式为X+3O22CO2+2H2O下列正确的是（ ）A.X的化学式是C2H4B.该反应属于化合反应C.O2中氧元素的化合价为﹣2D.CO2中碳、氧元素的质量比为1：2【答案】A【解析】由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式X+3O22CO2+2H2O，反应前碳、氢、氧原子个数分别为0、0、6，反应后的生成物中碳、氢、氧原子个数分别为2、4、6，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由2个碳原子和4个氢原子构成，则物质X的化学式为C2H4，故A正确；该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的特征，不属于化合反应，故B错误；根据单质中元素的化合价为0，O2属于单质，故氧元素的化合价为0，故C错误；CO2中碳、氧元素的质量比为（12×1）：（16×2）＝3：8，故D错误。【举一反三2】侯氏制碱法的生产过程涉及如下反应：①NH3+CO2+NaCl+X＝NaHCO3↓+NH4Cl，②2NaHCO3＝Na2CO3+CO2↑+H2O．下列说法不正确的是（ ）A.X的化学式为H2OB.NaHCO3受热易分解C.CO2和Na2CO3中碳元素的化合价不同D.反应②为分解反应【答案】C【解析】由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为H2O，故A正确；由2NaHCO3＝Na2CO3+CO2↑+H2O，NaHCO3受热易分解，故B正确；CO2和Na2CO3中碳元素的化合价均为+4价，碳元素的化合价相同，故C错误；NaHCO3分解产生的CO2，反应②是一种物质生成三种物质，属于分解反应，故D正确。【举一反三3】2022年10月31日梦天实验舱由长征五号B运载火箭托举升空。长征五号B运载火箭以偏二甲肼（C2H8N2）和X作推进剂，反应的化学方程式为：2X+C2H8N23N2+4H2O+2CO2，则X的化学式是（ ）A.N2O4 B.NO C.N2O3 D.N2O5【答案】A【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类、数目不变，由反应的化学方程式为2X+C2H8N23N2+4H2O+2CO2可知，反应物中有2个8个H、2个N，生成物中有6个N、8个H、2个8个O，则2X中含有4个N，8个O，所以1个X中含有2个N，4个O，则X的化学式为N2O4。【举一反三4】漂白粉是一种重要的杀菌消毒剂和漂白剂，其有效成分能与空气中CO2和水蒸气反应发生生成CaCO3和一种酸，Ca（ClO）2+CO2+H2O═CaCO3↓+2X，X的化学式为 ，漂白粉打开包装后会闻到刺激性气味，从分子观点进行解释 ，根据信息请给出漂白粉在保存时的注意事项 。【答案】HClO；分子在不断地运动；密封保存。【解析】在反应Ca（ClO）2+CO2+H2O═CaCO3↓+2x中，根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类及原子的种类和个数不变，钙、碳原子的个数在反应前后相等，反应前共2个氢原子、2个氯原子、5个氧原子，则反应后应共有2个氢原子、2个氯原子、5个氧原子，反应后已经有3个氧原子，则x中含有2个氢原子、2个氯原子、2个氧原子，又x的化学计量数为2，则x的化学式为HClO，打开包装后会闻到刺激性气味，是因为分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到刺激性的气味，故漂白粉应密封保存；【举一反三5】 [科普阅读]新型灭菌消毒剂ClO2抑制新冠病毒传播，“含氯消毒剂”被广泛使用，其中包含一种新型灭菌消毒剂：ClO2。常温下，ClO2是有刺激性气味黄绿色气体，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2，其熔点为﹣59 ℃，沸点为11 ℃。ClO2受热或者见光易分解，具有强氧化性和很强的腐蚀性。我国从2000年起就逐渐用ClO2取代氯气（Cl2）对饮用水进行消毒。（1）ClO2的名称是 ，ClO2中氯元素的化合价是 。一定条件下，二氧化氯和氰化氢（HCN）反应的化学方程式为2ClO2+2HCN═2CO2+2HCl+X，则X的化学式为 。（2）下列消毒剂的有效成分中，属于氧化物的是 （填字母序号）。A．84消毒液中的NaClOB．双氧水中的H2O2C．医用酒精中的C2H5OH（3）使用ClO2对饮用水进行消毒属于 （填“物理”或“化学”）变化，可以用 检验饮用水是否为硬水。（4）下列有关ClO2的正确的是 。A．0 ℃时ClO2为黄绿色气体B．用棕色试剂瓶盛装ClO2并置于阴暗处保存C．常温下，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2D．含氯消毒剂中ClO2的浓度越大越好【答案】（1）二氧化氯；+4；N2；（2）B；（3）化学；肥皂水；（4）BC。【解析】（1）化学式从后往前读，因此ClO2的名称是二氧化氯；二氧化氯中氧元素的化合价为﹣2价，设氯元素的化合价为x，根据化合物中各元素的正负化合价代数和为零，则x+（﹣2）×2＝0，解得x＝+4，故二氧化氯中氯元素的化合价为+4价；根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前有：2个氯原子、4个氧原子、2个氮原子、2个氢原子、2个碳原子，反应后有：2个碳原子、2个氯原子、4个氧原子、2个氢原子，则X的化学式为N2；（2）NaClO是由钠、氯、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物；H2O2是由氢、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物；C2H5OH是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物；故选：B；（3）使用ClO2对饮用水进行消毒的过程中有新物质生成，属于化学变化；可以用肥皂水检验饮用水是否为硬水，加入肥皂水后搅拌，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水；（4）根据信息二氧化氯的熔点为﹣59 ℃，沸点为11 ℃，因此0 ℃时二氧化氯为液态，A错误；二氧化氯见光或者受热易分解，因此要用棕色试剂瓶盛放并置于阴暗处保存，B正确；常温下，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2，C正确；ClO2具有强氧化性和很强的腐蚀性，因此不是浓度越大杀菌效果越好，D错误。【举一反三6】2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功发射。优质的能源和材料为飞船“保驾护航”。神舟十八号飞船的主电源储能电池由锂离子电池替代了以往神舟系列飞船中的镉镍电池。与镉镍电池相比，锂离子电池循环使用寿命更长，自放电率更低，单位质量储存的电能更高。船箭组合体制造中使用了铝锂合金，使其能够承受更高的应力和腐蚀性环境。(1)镉镍电池放电时反应的化学方程式为Cd+2NiOOH+2X═Cd(OH)2+2Ni(OH)2，其中X的化学式是 。放电过程中， 能转化为电能。(2)两种电池相比，储存相同的电能，质量更小的是 。(3)如图是锂(Li)原子结构示意图，工业上常用电解熔融氯化锂的方法冶炼金属锂，同时产生氯气(Cl2)，反应的化学方程式为 。【答案】(1)H2O 化学 (2)锂离子电池 (3)2LiCl2Li+Cl2↑【解析】(1)由质量守恒定律可知，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式Cd+2NiOOH+2X═Cd(OH)2+2Ni(OH)2，化学方程式左边有1个镉原子、2个镍原子、4个氧原子、2个氢原子和2个X分子，化学方程式右边有1个镉原子、6个氧原子、6个氢原子和2个镍原子，则2个X分子中含有2个氧原子和4个氢原子，则1个X分子中含有1个氧原子和2个氢原子，故X的化学式为H2O。(2)由题干信息可知，与镉镍电池相比，锂离子电池循环使用寿命更长，自放电率更低，单位质量储存的电能更高，因此两种电池相比，储存相同的电能，质量更小的是锂离子电池。(3)由锂原子结构示意图可知，锂(Li)的原子结构示意图显示其最外层电子数为1，说明锂在化学反应中容易失去这1个电子，形成+1价的阳离子，氯元素常显﹣1价，根据在化合物中各元素正负化合价的代数和为零，则氯化锂的化学式为LiCl，工业上常用电解熔融氯化锂的方法冶炼金属锂，同时产生氯气(Cl2)，反应的化学方程式为2LiCl2Li+Cl2↑。【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释【典型例题】探究红磷燃烧反应前后物质的质量关系实验如图，下列正确的是（ ）A.玻璃管的作用之一是引燃红磷B.实验时红磷必须过量C.锥形瓶底部的细沙可以用水代替D.实验过程中可以观察到气球先大后小，最后恢复至原状【答案】A【解析】玻璃管的作用之一是引燃红磷，操作是将玻璃管一端烧红伸入锥形瓶中与红磷接触，A正确；该实验是探究红磷燃烧反应前后物质的质量关系，所以实验时红磷的质量不需要过量，B错误；锥形瓶底部细沙的作用是防止红磷燃烧时受热不均使锥形瓶底部炸裂，水会阻碍红磷的燃烧，所以锥形瓶底部的细沙不可以用水代替，C错误；红磷燃烧放热使装置内压强增大，气球变大，待完全反应冷却至室温后，由于红磷燃烧消耗了氧气，所以装置内最终压强小于初始压强，气球会变得比原来小，D错误 。【举一反三1】化学反应遵循质量守恒定律的原因是( )A. 分子种类没有改变B. 分子数目没有改变C. 原子种类和数目没有改变D. 物质种类没有改变【答案】C【解析】化学反应遵循质量守恒定律的原因是反应前后原子的种类、数目、质量不变。 【举一反三2】资源利用化是实现“碳中和”的重要途径，光催化转化为的反应微观示意图如下，下列说法正确的是（ ）A.反应后，催化剂的质量减小B.四种物质均由分子构成C.参加反应的甲与乙的分子个数比为D.反应前后原子的种类发生改变【答案】B【解析】如图所示，该反应是二氧化碳和氢气在光照和催化剂的条件下反应生成甲烷和水。催化剂反应前后质量不变；根据图示可知四种物质均有分子构成；根据分析，参加反应甲和乙的分子个数比为1:4时遵守质量守恒定律；反应前后原子的种类不变。【举一反三3】元素与化学变化的关系：在物质发生化学变化时，元素的种类 （填“会”或“不会”）改变。【答案】不会【解析】根据质量守恒定律，在物质发生化学变化时，元素的种类不会改变。【举一反三4】某同学用如图所示的3个实验验证质量守恒定律：（1）其中不能达到实验目的是 （填序号），理由是 。（2）实验A中观察到的实验现象是 ，反应的符号表达式为 。（3）实验中B的实验现象 ，其中锥形瓶中细沙的作用是 ，实验过程中气球的变化情况是 ，如果去掉小气球并将玻璃管换成玻璃棒，可能造成的不良后果是 ，该反应的符号表达式是 。（4）由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是 （填序号）。①原子种类②原子数目③物质种类④原子质量⑤分子数目（5）反思：探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在 的容器中进行。【答案】（1）C；反应中生成二氧化碳会逸散到空气中，使天平不平衡；（2）铁钉表面有蓝色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色；Fe+CuSO4→Cu+FeSO4；（3）白磷燃烧，产生大量白烟，放热；防止瓶底炸裂；先变大后变小；瓶塞冲开；P+O2P2O5；（4）①②④；（5）密闭。【解析】（1）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，白磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，B中有气体参加，为密闭装置，而C中有气体生成，但装置为敞口装置，产生的气体会逸散到空气中，则C装置不能达到验证质量守恒定律的目的。（2）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的现象为：铁钉表面有蓝色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色；符号表达式为：Fe+CuSO4→Cu+FeSO4。（3）白磷燃烧，产生大量白烟，放热；反应过程中，为了防止锥形瓶瓶底受热炸裂，则底部铺一层细沙；白磷燃烧放热，刚开始时装置中温度很快升高，压强增大，气球变大，但随着氧气的消耗，即装置的冷却，气球又慢慢变小；若去掉小气球并将玻璃管换成玻璃棒，则可能装置中压强过大而引起瓶塞冲开；白莲燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式为：P+O2P2O5。（4）反应前后原子的种类、质量、个数不变，物质的种类、分子种类一定改变，分子个数可能改变，故选①②④。（5）结合前面分析可知，验证质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在密闭的容器中进行。【举一反三5】白磷、红磷都可以在一定条件下燃烧。以下是相关的两个实验，请回答下列问题：（1）通过实验1可以测定 。待集气瓶中的红磷熄灭、冷却后打开弹簧夹，当观察到 的现象时，可达到该实验目的，此实验需要注意的事项是 。该实验是否可以将红磷换成木炭？ ，原因是 。（2）通过实验2可以验证质量守恒定律。实验前将白磷放入锥形瓶中，称量装置的总质量，引燃白磷，待反应后再称量装置总质量，发现托盘天平保持平衡，该实验中气球的作用 是 ；锥形瓶内事先放少量细沙的作用是 ；白磷燃烧的化学方程式为 。【答案】（1）①空气中氧气的体积分数；②反应后烧杯中的水被吸入集气瓶中，集气瓶中的液面约上升到刻度“1”处；③红磷需要足量；④不能；⑤木炭燃烧生成二氧化碳，反应后装置中气体的总体积基本不变。（2）①形成密闭的体系，且缓冲实验中压强的变化；②防止炸裂瓶底；③.4P+5O22P2O5。【解析】（1）实验中红磷燃烧消耗氧气生成固体五氧化二磷，反应后在压力差的作用下烧杯中水被压入集气瓶中，进入水的体积即为空气中氧气的体积，则该实验可以测量空气中氧气的体积分数；空气中氧气的体积约占空气总体积的五分之一，若实验中观察到反应后烧杯中的水被吸入集气瓶中，集气瓶中的液面约上升到刻度“1”处，证明实验达到目的；实验中红磷需要足量，可以将装置中的氧气完全消耗完；木炭与氧气燃烧生成二氧化碳，二氧化碳为气体，则反应后装置中气体的总体积基本不发生变化，所以不能用木炭代替红磷；（2）红磷开始燃烧时放出热量，装置中的气体受热膨胀，则在玻璃管上端放一个气球可以使装置密闭，也可缓冲燃烧过程中压强的变化，防止将橡胶塞弹开；白磷燃烧会放出大量热，锥形瓶不是耐高温仪器，不能局部骤热，否则会使瓶底炸裂，因此要在锥形瓶底部放细沙，起到缓冲的作用，防止炸裂瓶底；白磷与氧气燃烧生成五氧化二磷，化学反应方程式为：4P+5O22P2O5。【题型7】质量守恒定律的实验探究【典型例题】小组同学用如图所示装置来验证质量守恒定律。下列说法正确的是( )A. 实验过程中气球一直变大B. 红磷燃烧结束，应立即观察天平指针是否偏转C. 该反应遵守质量守恒定律D. 反应前锥形瓶内红磷和氧气的质量总和一定等于反应后生成五氧化二磷的质量【答案】C【举一反三1】某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(已知铁粉与氧气、水反应生成铁锈，铁锈呈红棕色)( )A.铁粉的质量B.氮气的质量C.氧元素的质量D.固态物质的质量【答案】A【解析】铁粉与氧气、水反应生成铁锈，随着反应的进行，铁粉的质量逐渐减少，最终反应停止，质量不再发生改变，与图b相符，A正确；铁粉与氧气、水反应生成铁锈，氮气的质量不变，与图b不相符，B错误；根据质量守恒定律，实验过程中瓶内氧元素的质量不变，与图b不相符，C错误；铁粉与氧气、水反应生成铁锈，实验过程中瓶内固态物质的质量逐渐增加，与图b不相符，D错误。【举一反三2】某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(已知铁粉与氧气、水反应生成铁锈，铁锈呈红棕色)( )A.铁粉的质量B.氮气的质量C.氧元素的质量D.固态物质的质量【答案】A【解析】铁粉与氧气、水反应生成铁锈，随着反应的进行，铁粉的质量逐渐减少，最终反应停止，质量不再发生改变，与图b相符，A正确；铁粉与氧气、水反应生成铁锈，氮气的质量不变，与图b不相符，B错误；根据质量守恒定律，实验过程中瓶内氧元素的质量不变，与图b不相符，C错误；铁粉与氧气、水反应生成铁锈，实验过程中瓶内固态物质的质量逐渐增加，与图b不相符，D错误。【举一反三3】某实验小组使用右图所示实验装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。下列说法错误的是（ ）A.实验现象之一：气球先变大后变瘪B.玻璃导管不能用玻璃棒来代替C.气球的作用之一：平衡压强，防止胶塞被冲开D.该实验可以在敞口容器中进行【答案】D【解析】红磷燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，压强增大，随着反应的进行，氧气被消耗，冷却至室温后，压强减小，实验现象之一：气球先变大后变瘪；玻璃导管能将受热膨胀的气体导入气球中，而玻璃棒不能，因此不能用玻璃棒来代替玻璃导管；红磷燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，压强增大，气球的作用之一：平衡压强，防止胶塞被冲开；红磷燃烧，与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，有气体参加反应，还要防止生成的白烟扩散到空气中，因此该实验不能在敞口容器中进行。【举一反三4】小嘉选用白磷、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，并说明理由：__________________________________________________________________。【答案】[实验步骤]天平是否平衡[交流反思](1)白磷燃烧，产生大量白烟 (2)能，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变【解析】[实验步骤]验证质量守恒定律，要比较反应物的质量总和和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)白磷在空气中燃烧的现象是白磷燃烧，产生大量白烟。(2)反应结束后，若白磷有剩余，即剩余白磷未参加反应，这部分白磷在反应前后质量不变，天平平衡则说明参与反应的白磷和氧气的质量之和等于反应后生成五氧化二磷的质量，仍能得出上述结论。【举一反三5】化学兴趣小组同学用如图所示的装置验证质量守恒定律。(1)实验一中红热的玻璃管及细沙的作用分别是____________、____________。若实验时取用红磷的量不足，对实验的结果____________ (填“有”或“没有”)影响。(2)小明同学欲用实验二来验证质量守恒定律，小强同学看到后，提出该实验不能用来验证，原因是_______________。【答案】(1)引燃红磷 防止红磷燃烧放热使锥形瓶底部因受热不均而炸裂 没有(2)水和酒精混合没有发生化学反应4.2 化学反应中的质量关系【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象 1【题型2】物质组成元素的推断 3【题型3】有关质量守恒定律的计算 5【题型4】密闭容器中反应数据的处理 6【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断 8【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释 10【题型7】质量守恒定律的实验探究 12【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象【典型例题】下列叙述符合质量守恒定律的是（ ）A.水结成冰前后，质量保持不变B.50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mLC.镁带燃烧后，生成物质量比镁带质量增加了D.3 g碳与9 g氧气充分反应后生成12 g二氧化碳【举一反三1】在密闭的装置中加热过量的铜粉，反应结束后，下列图像能正确反映对应关系的是（ ）A.B.C.D.【举一反三2】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber----Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。(1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2 O2（填“＞”“＝”“＜”）。(2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子 不同而吸附O2实现分离。(3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量 （选填“变大”“不变”或“变小”）。②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为 。【举一反三3】某工厂生产高锰酸钾流程如图所示。请回答下列问题。(1)步骤Ⅰ中先将和KOH转化为相应熔融物，再进入步骤Ⅱ反应的目的是 。(2)步骤Ⅱ中氮气 （填“是”或“不是”）该反应的生成物。(3)整个流程中化合价发生变化的元素有 （填元素符号）。(4)该流程中KOH可循环利用，但为了使流程能够持续进行，仍然需要不断补充KOH，其原因是 。【题型2】物质组成元素的推断【典型例题】过氧化钠(Na2O2)可在潜水艇中作供氧剂，它与水反应后的生成物可能为（ ）A.NaOH和O2B.Na2O和O2C.Na2CO3和O2D.Na2CO3和H2【举一反三1】合成气(CO 和H )在不同催化剂的作用下，可以生成不同的物质，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( )A.甲醇(CH OH) B. 乙醇(C H OH) C.尿素[CO(NH ) ] D. 甲烷(CH )【举一反三2】在探究乙醇的元素组成时，同学们设计如图1装置（装置气密性良好）进行实验，得到曲线如图2、图3。根据图示，以下分析不正确的是（ ）A.以上装置可以判断乙醇是否含有氧元素B.乙醇含有碳元素C.乙醇含有氢元素D.乙醇燃烧生成和水【举一反三3】下列可燃物完全燃烧，产物相同的是（ ）A.和B.C和C.和D.和CO【举一反三4】已知23 g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44 g二氧化碳和27 g水。下列说法中错误的是（ ）A.X中一定含有三种元素B.该反应消耗氧气的质量为48 gC.X中H两种元素的质量比为4：1D.H的原子个数比为1：2【举一反三5】请参加“氯化钠欢乐之旅”的实践活动。NaCl是一种重要的化工原料。从元素守恒的视角，以NaCl为基本原料，可能制取的物质有 （写一种）。【举一反三6】某物质甲完全燃烧后生成水和二氧化碳，若甲的质量是，生成二氧化碳质量是，水的质量是，则碳、氢元素的质量比是 ，甲物质的组成元素是 。【举一反三7】海洋是巨大的资源宝库，海水综合利用的部分工艺流程图如图。请回答以下问题：用NaCl制取纯碱（Na2CO3）。从元素守恒的角度，还需要含有 、氧元素的物质参加反应。【举一反三8】光合作用可表示为：CO2+H2O淀粉+O2，则生成的淀粉中一定含有元素为 ，可能含有元素为 ．【题型3】有关质量守恒定律的计算【典型例题】化学兴趣小组用燃烧法探究某物质R的组成。质量为6.9 g物质R在充足的氧气中完全燃烧，试验后测得生成13.2 g CO2和8.1 g H2O。下列说法中正确的是（ ）①R中一定有碳、氢元素，可能有氧元素②R中一定有碳、氢、氧三种元素③R中碳氢原子个数比为1：2④R的化学式C2H6OA.①③B.②③④C.②④D.①③④【举一反三1】10g甲与足量乙充分反应，生成2g丙和10g丁，则参加反应的甲、乙的质量比为（ ）A.1：1 B.1：2 C.5：1 D.2：1【举一反三2】将92 g酒精(C2H6O)点燃，酒精燃烧全部变为CO、CO2和H2O，恢复到室温，测得所得气体中氧元素质量分数为60%，则燃烧所耗氧气的质量为( )A.72 g B.96 g C.136 g D.208 g【举一反三3】乙醇不完全燃烧会生成一氧化碳，乙醇不充分燃烧，生成二氧化碳和一氧化碳，则消耗氧气的质量为（ ）A. B. C. D.【举一反三4】在化学反应A+2B═2C+D中，6 gA和8 gB恰好完全反应，生成9 gD。若反应生成15 gC，则参加反应的A的质量为（ ）A.18 g B.21 g C.24 g D.27 g【举一反三5】现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成8.1 g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物12.6 g，参加反应的乙醇的质量为 g。【举一反三6】在点燃条件下，4.8 g CH4与16.0 g O2恰好完全反应，生成10.8 gH2O、4.4 g CO2和物质X，则X的质量为 g；化学方程式为 。【举一反三7】质量守恒定律是重要的规律，请根据要求填空。(1)现有反应,若足量 A 和7 g B 混合，充分反应后生成5 g C和3 g D，则参加反应的A和B质量比为________________。(2)若将18 g氯酸钾和2 g二氧化锰混合加热，反应一段时间后得到16 g固体混合物，则生成的氧气的质量________________ g。【举一反三8】在点燃条件下，4.8 g CH4与16.0 g O2恰好完全反应，生成10.8 gH2O、4.4 g CO2和物质X，则X的质量为 g；化学方程式为 。【题型4】密闭容器中反应数据的处理【典型例题】密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表。关于此反应的认识正确的是（ ）A.X的值为12B.乙在反应中作催化剂C.反应中丙和丁的质量比为9：8D.丙可能是化合物【举一反三1】密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下发生了化学反应，各物质的质量变化如图所示。下列正确的是（ ）A.x＝2B.丙一定是该反应的催化剂C.乙一定是化合物D.乙、丁两物质变化的质量比为2：3【举一反三2】在一密闭容器中放入下列物质，使其在一定条件下充分反应，测得数据如表：则下列正确的是（ ）A.未测值为3B.甲与乙反应的质量比为14：3C.丙一定是催化剂D.此容器中发生的反应是分解反应【举一反三3】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：下列选项错误的是（ ）A.a＝4B.丁可能是催化剂C.丙一定是化合物D.反应中参加反应的甲与乙的质量比为10：16【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断【典型例题】ClO2是一种高效的水处理剂，其制备反应为：2NaClO3+SO2+H2SO4═2ClO2+2X，下列错误的是（ ）A.SO2的名称为二氧化硫B.该反应属于置换反应C.X的化学式是NaHSO4D.ClO2中氯、氧元素的质量比为71：64【举一反三1】某物质在空气中燃烧的化学方程式为X+3O22CO2+2H2O下列正确的是（ ）A.X的化学式是C2H4B.该反应属于化合反应C.O2中氧元素的化合价为﹣2D.CO2中碳、氧元素的质量比为1：2【举一反三2】侯氏制碱法的生产过程涉及如下反应：①NH3+CO2+NaCl+X＝NaHCO3↓+NH4Cl，②2NaHCO3＝Na2CO3+CO2↑+H2O．下列说法不正确的是（ ）A.X的化学式为H2OB.NaHCO3受热易分解C.CO2和Na2CO3中碳元素的化合价不同D.反应②为分解反应【举一反三3】2022年10月31日梦天实验舱由长征五号B运载火箭托举升空。长征五号B运载火箭以偏二甲肼（C2H8N2）和X作推进剂，反应的化学方程式为：2X+C2H8N23N2+4H2O+2CO2，则X的化学式是（ ）A.N2O4 B.NO C.N2O3 D.N2O5【举一反三4】漂白粉是一种重要的杀菌消毒剂和漂白剂，其有效成分能与空气中CO2和水蒸气反应发生生成CaCO3和一种酸，Ca（ClO）2+CO2+H2O═CaCO3↓+2X，X的化学式为 ，漂白粉打开包装后会闻到刺激性气味，从分子观点进行解释 ，根据信息请给出漂白粉在保存时的注意事项 。【举一反三5】 [科普阅读]新型灭菌消毒剂ClO2抑制新冠病毒传播，“含氯消毒剂”被广泛使用，其中包含一种新型灭菌消毒剂：ClO2。常温下，ClO2是有刺激性气味黄绿色气体，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2，其熔点为﹣59 ℃，沸点为11 ℃。ClO2受热或者见光易分解，具有强氧化性和很强的腐蚀性。我国从2000年起就逐渐用ClO2取代氯气（Cl2）对饮用水进行消毒。（1）ClO2的名称是 ，ClO2中氯元素的化合价是 。一定条件下，二氧化氯和氰化氢（HCN）反应的化学方程式为2ClO2+2HCN═2CO2+2HCl+X，则X的化学式为 。（2）下列消毒剂的有效成分中，属于氧化物的是 （填字母序号）。A．84消毒液中的NaClOB．双氧水中的H2O2C．医用酒精中的C2H5OH（3）使用ClO2对饮用水进行消毒属于 （填“物理”或“化学”）变化，可以用 检验饮用水是否为硬水。（4）下列有关ClO2的正确的是 。A．0 ℃时ClO2为黄绿色气体B．用棕色试剂瓶盛装ClO2并置于阴暗处保存C．常温下，1 L水中大约能溶解2.9 g ClO2D．含氯消毒剂中ClO2的浓度越大越好【举一反三6】2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功发射。优质的能源和材料为飞船“保驾护航”。神舟十八号飞船的主电源储能电池由锂离子电池替代了以往神舟系列飞船中的镉镍电池。与镉镍电池相比，锂离子电池循环使用寿命更长，自放电率更低，单位质量储存的电能更高。船箭组合体制造中使用了铝锂合金，使其能够承受更高的应力和腐蚀性环境。(1)镉镍电池放电时反应的化学方程式为Cd+2NiOOH+2X═Cd(OH)2+2Ni(OH)2，其中X的化学式是 。放电过程中， 能转化为电能。(2)两种电池相比，储存相同的电能，质量更小的是 。(3)如图是锂(Li)原子结构示意图，工业上常用电解熔融氯化锂的方法冶炼金属锂，同时产生氯气(Cl2)，反应的化学方程式为 。【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释【典型例题】探究红磷燃烧反应前后物质的质量关系实验如图，下列正确的是（ ）A.玻璃管的作用之一是引燃红磷B.实验时红磷必须过量C.锥形瓶底部的细沙可以用水代替D.实验过程中可以观察到气球先大后小，最后恢复至原状【举一反三1】化学反应遵循质量守恒定律的原因是( )A. 分子种类没有改变B. 分子数目没有改变C. 原子种类和数目没有改变D. 物质种类没有改变【举一反三2】资源利用化是实现“碳中和”的重要途径，光催化转化为的反应微观示意图如下，下列说法正确的是（ ）A.反应后，催化剂的质量减小B.四种物质均由分子构成C.参加反应的甲与乙的分子个数比为D.反应前后原子的种类发生改变【举一反三3】元素与化学变化的关系：在物质发生化学变化时，元素的种类 （填“会”或“不会”）改变。【举一反三4】某同学用如图所示的3个实验验证质量守恒定律：（1）其中不能达到实验目的是 （填序号），理由是 。（2）实验A中观察到的实验现象是 ，反应的符号表达式为 。（3）实验中B的实验现象 ，其中锥形瓶中细沙的作用是 ，实验过程中气球的变化情况是 ，如果去掉小气球并将玻璃管换成玻璃棒，可能造成的不良后果是 ，该反应的符号表达式是 。（4）由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是 （填序号）。①原子种类②原子数目③物质种类④原子质量⑤分子数目（5）反思：探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在 的容器中进行。【举一反三5】白磷、红磷都可以在一定条件下燃烧。以下是相关的两个实验，请回答下列问题：（1）通过实验1可以测定 。待集气瓶中的红磷熄灭、冷却后打开弹簧夹，当观察到 的现象时，可达到该实验目的，此实验需要注意的事项是 。该实验是否可以将红磷换成木炭？ ，原因是 。（2）通过实验2可以验证质量守恒定律。实验前将白磷放入锥形瓶中，称量装置的总质量，引燃白磷，待反应后再称量装置总质量，发现托盘天平保持平衡，该实验中气球的作用 是 ；锥形瓶内事先放少量细沙的作用是 ；白磷燃烧的化学方程式为 。【题型7】质量守恒定律的实验探究【典型例题】小组同学用如图所示装置来验证质量守恒定律。下列说法正确的是( )A. 实验过程中气球一直变大B. 红磷燃烧结束，应立即观察天平指针是否偏转C. 该反应遵守质量守恒定律D. 反应前锥形瓶内红磷和氧气的质量总和一定等于反应后生成五氧化二磷的质量【举一反三1】某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(已知铁粉与氧气、水反应生成铁锈，铁锈呈红棕色)( )A.铁粉的质量B.氮气的质量C.氧元素的质量D.固态物质的质量【举一反三2】某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是(已知铁粉与氧气、水反应生成铁锈，铁锈呈红棕色)( )A.铁粉的质量B.氮气的质量C.氧元素的质量D.固态物质的质量【举一反三3】某实验小组使用右图所示实验装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。下列说法错误的是（ ）A.实验现象之一：气球先变大后变瘪B.玻璃导管不能用玻璃棒来代替C.气球的作用之一：平衡压强，防止胶塞被冲开D.该实验可以在敞口容器中进行【举一反三4】小嘉选用白磷、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，并说明理由：__________________________________________________________________。【举一反三5】化学兴趣小组同学用如图所示的装置验证质量守恒定律。(1)实验一中红热的玻璃管及细沙的作用分别是____________、____________。若实验时取用红磷的量不足，对实验的结果____________ (填“有”或“没有”)影响。(2)小明同学欲用实验二来验证质量守恒定律，小强同学看到后，提出该实验不能用来验证，原因是_______________。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 初中化学沪教版（2024）九年级上册 4.2 化学反应中的质量关系 题型专练（原卷版）.docx 初中化学沪教版（2024）九年级上册 4.2 化学反应中的质量关系 题型专练（解析版）.docx
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