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5.1质量守恒定律
【题型1】质量守恒定律的实验探究 1
【题型2】用质量守恒定律解释宏观现象 5
【题型3】化学反应中化学式或化学计量数的推断 9
【题型4】有关质量守恒定律的计算 14
【题型5】密闭容器中反应数据的处理 17
【题型6】物质组成元素的推断 20
【题型7】质量守恒定律的内容和微观解释 24
【题型1】质量守恒定律的实验探究
【典型例题】用下图实验验证质量守恒定律。实验后，天平示数b中的变小，c中的不变。
下列说法正确的是（　　）
A.c中的化学反应不遵循质量守恒定律
B.a中减小的质量等于参加反应的碳酸钠的质量
C.b中天平示数减小的原因是气球鼓起，浮力增大
D.c中反应后瓶内的压强不变
【答案】C
【解析】c中均是碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，均有新物质生成，属于化学变化，均遵循质量守恒定律；a中碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，故a中减小的质量为反应生成二氧化碳的质量；b中碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，反应生成了气体，装置内压强增大，气球胀大，产生向上的浮力，故b中天平示数减小；c中碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，反应生成了气体，软塑料瓶的体积变化不大，故装置内压强增大。
【举一反三1】用下列装置来验证质量守恒定律（托盘天平未画出），能达到目的的是（　　）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】镁条在空气中燃烧，与氧气反应生成氧化镁，有气体参加反应，生成的白烟扩散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律，A错误；硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜，没有气体参加反应，也没有生成气体，装置的质量在反应前后不变，能用于验证质量守恒定律，B正确；碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应后二氧化碳逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，C错误；白磷燃烧后生成的少量白烟会从集气瓶口逸出，装置的质量在反应后会减少，不能直接用于验证质量守恒定律，D错误 。
【举一反三2】质量守恒定律的发现对化学的发展具有重要贡献。
(1)质量守恒定律的发现。1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了，1774年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密闭容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律，小明认为波义耳实验也符合质量守恒定律，理由是 。
(2)小明同学设计如图所示实验装置验证质量守恒定律。
①如图装置能用来验证质量守恒定律的是 ，请从原子的角度解释质量守恒定律：
。
②图中的其他装置不能用来验证质量守恒定律的理由是 (举一例叙述即可)。
(3)质量守恒定律的应用。
①将蔗糖隔绝空气加热只得到黑色的炭和水，可知蔗糖中含有的元素是 (填元素符号)。
②油炸食物不宜多吃，因为长时间煎炸会产生有毒物质丙烯醛，该物质在空气中可以燃烧，其完全燃烧的化学方程式可表示为2X+7O26CO +4H O,则X 的化学式为 。
③在空气中放置较长时间的锌片，表面会形成一层薄膜,其中含有 Zn (OH) CO ,若该物质通过化合反应生成，试判断：锌与空气中的 (填化学式)发生了反应。
【答案】(1)在该化学反应中，参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量　(2)①丙　化学反应前后原子的种类、个数和质量都不变 　②图甲装置没有发生化学反应(或图乙装置加热时铜和空气中的氧气反应生成氧化铜，会导致杠杆失去平衡) 　(3)①C、H、0 　②C3H4O　 ③CO2、H2O、O
【解析】(1)波义耳的实验中，煅烧后的固体质量增加的原因是他在金属煅烧后立即打开了容器，在高温下金属与空气中的氧气发生了反应，生成固体，该反应是化学反应，符合质量守恒定律，即在该化学反应中，参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量。(2)①②甲中未发生化学变化，乙中有空气中的氧气参与反应，杠杆失去平衡，故题图中装置能用来验证质量守恒定律的是丙；从原子的角度来看，化学反应前后物质质量守恒的原因是化学反应前后，原子的种类、个数和质量都不变。(3)①将蔗糖隔绝空气加热只得到黑色的炭和水，炭中含有碳元素，水中含有氢元素和氧元素，根据化学反应前后元素的种类不变，可知蔗糖中含有的元素是C、H、O。②由题中化学方程式可知，反应后的生成物中有6个碳原子、8个氢原子、16个氧原子，反应前的已知反应物中有14个氧原子，根据化学反应前后原子种类和个数不变，可知，2X 中含有6个碳原子、8个氢原子、2个氧原子，因此X的化学式为 C H O。③锌片表面的薄膜中含有Zn (OH) CO ,它是由碳、氧、氢、锌四种元素组成的，且该物质是通过化合反应生成的，根据质量守恒定律可知，锌与空气中的水、二氧化碳和氧气发生了反应。
【举一反三3】用如图所示装置进行实验。
（1）甲实验观察到①中无明显现象，②中溶液由无色变为红色，该现象说明分子具有的性质 是 　 　。该实验利用了 　 　（填“浓氨水”或“酚酞溶液”）的挥发性。
（2）乙是通过红磷燃烧前后质量的测定验证质量守恒定律的实验。实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止 　 　；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果 　 　（选填“有”或“没有”）影响。
【答案】（1）分子是不断运动的；浓氨水。
（2）气压过大导致瓶塞飞出；没有。
【解析】（1）甲实验观察到①中无明显现象，②中溶液由无色变为红色，是因为氨分子是不断运动的，运动到酚酞试液中时，与水结合生成氨水，氨水显碱性，能使酚酞变红色，该现象说明分子是不断运动的。该实验利用了浓氨水的挥发性。
（2）乙是通过红磷燃烧前后质量的测定验证质量守恒定律的实验。实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止气压过大导致瓶塞飞出；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果没有影响。
【题型2】用质量守恒定律解释宏观现象
【典型例题】下列对质量守恒定律的认识中正确的是（　　）
A.蜡烛燃烧后质量减小，不符合质量守恒定律
B.10 g冰受热熔化成10 g水，符合质量守恒定律
C.红磷燃烧验证质量守恒定律时，反应前后质量不等，可能的原因是装置漏气
D.根据质量守恒定律，10 g氢气在10 g氧气中充分燃烧，生成水的质量应为20 g
【答案】C
【解析】所有的化学变化均符合质量守恒定律，蜡烛燃烧后质量减轻，是因为生成的水和二氧化碳扩散到空气中，A错误；10 g冰受热熔化成10 g水，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释，B错误；红磷燃烧验证质量守恒定律时，反应前后质量不等，可能的原因是装置漏气，C正确；氢气燃烧生成水，由可知，该反应中氢气和氧气的质量比是（2×1×2）：（16×2）＝1：8，则10 g氢气在10 g氧气中充分燃烧，氧气完全反应，但氢气没有完全参加反应，则反应生成水质量小于20 g，D错误。
【举一反三1】将一定量的木炭与过量的氧气在密闭的容器内点燃使其充分反应，能正确反应容器内相关量随时间变化关系的图像是　　　　　　　　　　　　　 (　　)
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】木炭和过量的氧气在密闭容器中点燃生成二氧化碳，随着反应的进行，木炭的质量减少，氧气的质量减少，氧气过量，木炭完全反应后，氧气的质量不变，A 错误、B正确；木炭在氧气中点燃生成二氧化碳，二氧化碳的质量从零开始增加，木炭完全反应后，二氧化碳的质量不变，C 错误；反应在密闭的容器中进行，根据质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量不变，D错误。
【举一反三2】下列说法不符合质量守恒定律的是(　　)
A.细铁丝在氧气中燃烧后，质量增大，是因为生成物中增加了氧元素的质量
B.双氧水在二氧化锰作用下分解，生成氧气与水的质量等于双氧水与二氧化锰的质量
C.高锰酸钾受热分解后固体剩余物的质量减小，是因为放出了氧气
D.镁条在密闭容器中燃烧，反应前后总质量不变
【答案】B
【解析】双氧水在二氧化锰作用下分解，生成氧气和水的质量和等于反应的双氧水的质量，B叙述不符合质量守恒定律。
【举一反三3】定量研究促进了化学学科的发展。
(1)大量实验证明，________________的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和，这个规律就叫质量守恒定律。
(2)化学反应前后肯定没有变化的是_____________ (填字母)。
A.原子的种类　　　　　　　　　　　B.原子的数目　　　
C.原子的质量　　　　　　　　　　　D.分子的种类
E.分子的数目　　　　　　　　　　　F.分子的质量　　　
G.元素的种类　　　　　　　　　　　H.元素的质量
I.物质种类　　　　　　　　　　　　J.物质的总质量
(3)取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量，质量为m 。在石棉网上方将镁条点燃，将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量，质量为m 。
①镁条燃烧的文字表达式为__________________________，现象为__________________________。
②理论上m 应小于m ，请运用质量守恒定律进行解释：_______________________。
③若实际称得的m 大于m ，可能的原因是_________________。
【答案】(1)参加化学反应的各物质　(2)ABC GHJ　 (3)①镁+氧气氧化镁　剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色固体　②生成的氧化镁的质量等于参加反应的镁条和氧气的质量之和(答案合理即可)　③产生白烟，造成氧化镁散失较多
【举一反三4】某同学将一小石块(主要成分是碳酸钙)放在试管中加强热，发现质量减少了，他猜想这一事实与质量守恒定律发生了矛盾；你认为这种想法对吗？为什么？
【答案】不矛盾，碳酸钙分解后生成的二氧化碳气体逸出，故质量会减少。
【举一反三5】某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验（实验4中装置气密性良好）。
　
［小组讨论］
(1)上述实验能用来验证质量守恒定律的是实验　　　　（填数字）。
［记录分析］
(2)实验4反应过程中气球的变化是　　　　；下列图像中符合实验4容器中物质总质量随时间变化关系的是　　　　（填字母）。
　
［评价反思］
(3)验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在　　　　装置中进行。
［拓展延伸］
(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分子种类　 ④分子数目 　⑤元素种类 　⑥物质种类
【答案】(1)4
(2)先胀大后缩小　　 B
(3)密闭
(4)①②⑤
【解析】（1）实验1：镁条和氧气反应生成氧化镁，不在密闭的容器中进行，不能验证质量守恒定律；
实验2：锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气逸散到空气中去了，使天平不平衡，不能验证质量守恒定律，应该用密闭的容器；
实验3：蔗糖溶于水，属于物理变化，不能验证质量守恒定律；
实验4：白磷燃烧生成五氧化二磷，在密闭容器中进行，化学反应前后质量不变，可以验证质量守恒定定律；故能用来验证质量守恒定律的是实验4。
（2）实验4中，白磷燃烧放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球胀大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，气球缩小，故气球先胀大后缩小。依据质量守恒定律可知：实验4容器中物质总质量一直不变；故选：B。
（3）通过分析实验可知，验证质量守恒定律的实验，对于有气体参加或有气体生成的化学反应，实验应在密闭装置中进行。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的质量总和一定不变。从微观角度分析，化学反应遵守质量守恒定律的原因是：化学反应前后，原子的种类、数目和质量一定不变；根据元素的概念可知，化学反应前后，元素的种类和质量一定不变；另外，化学反应前后，分子种类一定改变， 分子数目可能改变，物质种类一定改变。故化学反应前后，一定不变的是：①②⑤。
【题型3】化学反应中化学式或化学计量数的推断
【典型例题】二氧化氯()是一种新型环保的饮用水消毒剂。能与和的混合溶液发生反应，该反应的产物不可能是（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含有的元素为氯元素、氧元素、氢元素、钠元素，故生成物中有且只有这四种元素，不可能含有碳元素。
【举一反三1】海洋资源的综合利用是解决人类社会资源短缺的重要途径之一。工业上电解饱和食盐水时发生如下反应：2NaCl+2X2NaOH+H2↑+Cl2↑。下列说法正确的是(　　)
A.X的化学式为O2
B.NaCl和Cl2中氯元素化合价都为0
C.该反应的基本反应类型是分解反应
D.生成的H2是一种清洁的高能燃料
【答案】D
【解析】根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有4个氢原子和2个氧原子，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，A错误。
NaCl中钠元素显+1价，氯元素显﹣1价；Cl2中氯元素化合价为0，B错误。
该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，C错误。
氢气燃烧放热量高，燃烧产物是水，无污染，D正确。
【举一反三2】水是生命之源，请回答下列问题。
(1)能将海水直接转化成纯净水的操作是　　　　。
(2)漂白粉可用于水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙[化学式为]。次氯酸钙可发生如下反应：，则的化学式为　　　　。
【答案】(1)蒸馏
(2)
【解析】（1）蒸馏可除去所有杂质，故能将海水直接转化成纯净水的操作是蒸馏；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含CCl、O、H、C的个数分别是1、2、3、2、0，生成物中含CCl、O、H、C的个数分别是1、2、5、2、1，故反应物中还应含2个O、1个C，故X的化学式为：CO2。
【举一反三3】化学与生活息息相关。
（1）现有氮气、氧气、一氧化碳、甲烷、水、酒精、碳酸钙等物质，请按要求填写下列空白（用化学式填写）。
①具有助燃性的气体是 　 　。
②相对分子质量最小的氧化物是 　 　。
③有毒性，可用于冶炼金属的气体是 　 　。
④司机驾车前饮用的饮料中，不能含有的是 　 　。
（2）中国航空航天事业取得了举世瞩目的成就。
①航天员呼吸所需的氧气来自水的电解，水由 　 　（选填“原子”“分子”或“离子”）构成。
②氧气发生器（氧烛）是空间站供应氧气的备用系统，氧烛的主要成分是氯酸钠（NaClO3），氧烛通过撞击发生反应放出氧气，主要反应的原理是2NaClO32X+3O2↑，X的化学式为 　 　。
③我国“神舟十六号”载人飞船使用了砷化镓（ GaAs）太阳能电池。镓在元素周期表中的部分信息如图所示。镓原子的质子数为 　 　，镓元素的相对原子质量为 　 　。砷化镓中砷元素（As）的化合价为﹣3，镓元素的化合价为 　 　。
【答案】（1）①O2；②H2O；③CO；④C2H5OH；
（2）①分子；②NaCl；③31；69.72；+3。
【解析】（1）①氧气具有助燃性，氧气化学式为：O2；②相对分子质量最小的氧化物是水，水化学式为：H2O；③一氧化碳有毒且具有还原性能冶炼金属，一氧化碳化学式为：CO；④司机驾车前饮用的饮料中，不能含有酒精，酒精化学式为：C2H5OH；
（2）①水是由水分子构成的；②由化学方程式可知，反应前出现了2个钠原子、2个氯原子和6个氧原子，反应后只出现了6个氧原子，根据质量守恒定律，反应后尚缺的2个钠原子和2个氯原子存在于2X中，则X的化学式为NaCl；③元素信息图左上角的数字是元素的原子序数，原子序数等于原子核内的质子数，由图可知，镓的原子序数为31，则其原子的质子数也为31；元素信息图最下方的数字是元素原子的相对原子质量，由图可知，镓元素的相对原子质量为69.72；砷化镓的化学式为 GaAs，其中砷元素的化合价为﹣3价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，则镓元素的化合价为+3价。
华夏之美，灿若繁花。中国古人从自然万物、天地四时中发现了色彩，又赋予它们雅致动听的名字。桃红、凝脂、湘叶、群青、沉香……这满庭芳的国色中也蕴藏着独特的化学内涵。
【举一反三4】
（1）凝脂：凝脂似玉、洁白高雅。宋代的德化窑的白瓷，是一种纯粹的凝脂白。陶瓷烧制过程中会发生一系列的化学反应，其中包括CaCO3+SiO2CaSiO3+X↑，该反应中X的化学式为 　 　 。
（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，这些元素中属于金属元素的有 　 （填元素符号）。
【答案】（1）CO2；（2）Na、Al
【解析】（1）由反应的化学方程式CaCO3+SiO2CaSiO3+X↑可知，反应前有1个钙原子、1个碳原子、5个氧原子、1个硅原子，反应后有1个钙原子、1个硅原子、3个氧原子，根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，则X中含有1个碳原子和2个氧原子，所以X的化学式为：CO2。
（2）Na、Al、Si、S、Cl、O的元素名称分别为钠、铝、硅、硫、氯、氧，元素名称带金字旁的是金属元素（金、汞除外），所以属于金属元素的是钠元素和铝元素，元素符号为：Na、Al。
[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。
【举一反三5】（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NaClO
B．双氧水中的H2O2
C．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。
（4）下列有关ClO2的说法正确的是 　 。
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 ClO2
D．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；
（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。
【题型4】有关质量守恒定律的计算
【典型例题】已知反应A+B=C+D，参加反应的A与B总质量为40g，若反应后生成C和D的质量比为2：3，则反应中生成D的质量为（　　）
A.l6g B.20g C.24g D.32g
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律，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。已知参加反应的 A 与 B 总质量为 40g，那么生成 C 和 D 的总质量也为 40g。因为生成 C 和 D 的质量比为2∶3，所以生成 D 的质量为。
【举一反三1】已知0.8 g M物质在足量的氧气中燃烧后生成2.2 g二氧化碳和1.8 g水，则参加反应的M与氧气的质量比是(　　)
A.4：1 B.16：9 　 C.1：4 D.4：11
【答案】C
【解析】0.8 g M物质在足量的氧气中燃烧后生成2.2 g二氧化碳和1.8 g水，由于氧气是足量的，则M物质反应完全；根据质量守恒定律，参加反应氧气的质量为2.2 g+1.8 g﹣0.8 g＝3.2 g，则参加反应的M与氧气的质量比是0.8 g：3.2 g＝1：4。
【举一反三2】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。
【举一反三3】一定质量的甲烷在氧气中不完全燃烧，生成一氧化碳、二氧化碳和水的分子个数之比可能为(　　)
A.1：1：2 B.2：1：4 C.2：3：6 D.3：1：8
【答案】D
【解析】如果生成一氧化碳、二氧化碳和水的分子个数之比是3：1：8，则碳原子和氢原子个数比是4：16＝1：4，碳原子和氢原子来自于甲烷，甲烷分子中碳原子和氢原子个数比是1：4，因此生成一氧化碳、二氧化碳和水的分子个数之比可能是3：1：8。
【举一反三4】工业甲醇是一种有毒液体，略有酒精的气味，误饮会使人中毒，当氧气不足时，甲醇(CH3OH)燃烧会生成CO2、CO和H2O，若12 g甲醇燃烧生成CO2和CO的质量比为22：7，则参加反应的O2的质量为(　　)
A.8 g B.16 g C.18 g D.32 g
【答案】B
【解析】12 g甲醇中含有碳元素的质量为12 g××100%＝4.5 g，设生成二氧化碳的质量为22x，则生成一氧化碳的质量为7x，故有22x××100%+7x××100%＝4.5 g，x＝0.5 g，故二氧化碳的质量为22×0.5 g＝11 g，一氧化碳的质量为7×0.5 g＝3.5 g，12 g甲醇完全燃烧生成水的质量为12 g××100%×100%＝13.5 g，故需要氧气的质量为11 g+3.5 g+13.5 g﹣12 g＝16 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。
【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】乙醇是常用的燃料，现有13.8 g乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，一定条件下反应物全部转化为一氧化碳、二氧化碳和水。恢复至室温，测得所得气体中氧元素质量分数为60%，则反应过程中生成水的质量为 　 　 g，参加反应的氧气质量为 　 　 g。
【答案】16.2；20.4
【解析】乙醇中含碳元素的质量为＝7.2 g，氢元素的质量为＝1.8 g，碳元素的质量分数为1﹣60%＝40%，混合气体的质量为7.2 g÷40%＝18 g，乙醇燃烧生成水的质量为＝16.2 g，由质量守恒定律可知，参加反应的氧气的质量为18 g+16.2 g﹣13.8 g＝20.4 g。
【举一反三7】一定质量的甲烷(CH4)，在不充足的氧气中燃烧，甲烷完全反应，生成物中只有CO、CO2和H2O，经测定其中H2O的质量为18 g。
(1)上述化学反应产生H2O中氢元素的质量为 _______ g，参加反应甲烷中碳元素的质量是________ g。
(2)上述化学反应生成物CO、CO2和H2O中碳、氢两元素的质量比是____________。
【答案】(1)2　6(2)3：1
【解析】(1)H2O中氢元素的质量为＝2 g；根据质量守恒定律，甲烷中氢元素的质量与水中氢元素的质量相等，甲烷中C、H元素的质量比为12：4＝3：1，所以碳元素的质量为6 g。
(2)根据质量守恒定律，生成物中碳元素的质量等于甲烷中碳元素的质量，生成物中氢元素的质量等于甲烷中氢元素的质量，甲烷中C、H元素的质量比为12：4＝3：1，则生成物中碳、氢两元素的质量比是3：1。
【题型5】密闭容器中反应数据的处理
在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如表。则关于此反应的正确的是（　　）
【典型例题】
A.物质Y一定是该反应的催化剂
B.该反应的基本类型为分解反应
C.反应生成X的质量为12 g
D.该反应中Z和W两种物质变化的质量比为4：1
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律，反应后Y的质量为（2+1+16+16） g﹣（12+m+8+14）＝1 g，反应后质量增加的是生成物，减少的是反应物，由表格物质质量的变化可知Z、W是反应物，X是生成物，Y可能是催化剂，故A错误；由A的分析可知该反应可表示为：Z+W→X，符合“多变一”的化合反应特点，属化合反应，故B错误；反应后生成X的质量为12 g﹣2 g＝10 g，故C错误；参加反应的Z与W的质量比为（16﹣8） g：（16﹣14） g＝4：1，故D正确。
【举一反三1】容器内有 D 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如下表，下列说法正确的是（　　）
A.反应后密闭容器中A的质量为19.7克
B.物质C一定是化合物，物质D可能是单质
C.反应过程中，物质B与D变化的质量比为87：36
D.A与C的相对分子质量之比为197：316
【答案】B
【解析】由表中数据分析可知，反应前后，B的质量增加了17.4g-8.7g=8.7g，故B是生成物，生成的B的质量为8.7g；同理可以确定C是反应物，参加反应的C的质量为31.6g-0g=31.6g；D为生成物，生成D的质量为3.6g-0.4g=3.2g；由质量守恒定律，A应是生成物，且生成的A的质量为31.6g-8.7g-3.2g=19.7g。A反应前后质量不变，故待测的数值为19.7g-19.7g=0g；该反应的反应物为C，生成物是D，符合“一变多”的特征，属于分解反应，C一定是化合物，D是生成物，有可能是单质；反应过程中，物质B与物质D变化的质量比为8.7g：3.2g=87：32；不知道A和C的化学计量数，无法计算相对分子质量之比。
【举一反三2】在一密闭容器中发生某反应，容器中各种物质的质量变化如表所示。
下列判断正确的是（　　）
A.x等于90
B.b可能是单质
C.参加反应a与c的质量比为7：8
D.d一定是催化剂
【答案】C
【解析】由质量守恒定律，x＝40+40+32+10﹣12﹣0﹣10＝100，A错误；c质量减少，为反应物，b质量增加，为生成物，因此是“多变一”，属于化合反应，b不可能是单质，B错误；参加反应的c的质量比为：（40﹣12）：（32﹣0）＝7：8，C正确；反应前后d的质量不变，可能是催化剂，也可能不参加反应，D错误。
【举一反三3】一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中发生反应，测得反应前后各物质的质量如表。下列正确的是（　　）
A.上表中X的值是4
B.丙和丁变化的质量比为7：10
C.乙一定是该反应的催化剂
D.该反应的基本反应类型是化合反应
【答案】B
【解析】由表中数据可知，X＝36+8+4+8﹣2﹣18﹣28＝8，A错误；丙和丁变化的质量比为（18 g﹣4 g）：（28 g﹣8 g）＝7：10，B正确；反应前后乙的质量不变，则乙可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，C错误；该反应是甲反应生成丙和丁，符合一变多的特点，属于分解反应，D错误。
【举一反三4】将一定质量的d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如表所示：
下列说法中错误的是（　　）
A.反应后a物质的质量为3.8 g
B.a和b是反应物，d可能是催化剂
C.c物质中元素的种类，一定与b两种物质中元素的种类相同
D.若物质a与b的相对分子质量之比为2：1，则a与b充分反应时的质量之比为2：1
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律，由表中数据可知：b的质量减少了3.2 g﹣2.6 g＝0.6 g，可确定b是反应物；c的质量增加了7.2 g﹣4.0 g＝3.2 g，可确定c是生成物，a是反应物；d的质量反应前后不变；a是反应物，且参加反应的a的质量为3.2 g﹣0.6 g＝2.6 g，故待测的数值为6.4 g﹣2.6 g＝3.8 g，A正确；a和b的质量减少，是反应物，d的质量不变，d可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，B正确；a和b的质量减少，是反应物，c的质量增加是生成物，根据质量守恒定律，c物质中元素的种类一定与b两种物质中元素的种类相同，故C正确；若a与b的相对分子质量之比为2：1，则反应中a与b的化学计量数之比为：：＝13：6，a与b充分反应时的质量之比等于其相对分子质量乘以前面的化学计量数之比，等于26：6，D错误。
【题型6】物质组成元素的推断
【典型例题】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。
【举一反三1】已知2.3 g某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后，生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是　　　　　　　　　　　(　　)
A. 只含有碳、氢元素
B. 一定含有碳、氢、氧三种元素
C. 一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D. 该纯净物中碳元素的质量分数约为 65%
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律，CO 和 H O中的碳元素和氢元素一定来自该纯净物，而该纯净物中含有碳元素的质量为4.4 g×(×100%)= 1.2 g，该纯净物中含有氢元素的质量为2.7 g××100%)=0.3 g碳元素与氢元素质量之和为1.2 g +0.3 g=1.5 g <　 2.3 g，所以该纯净物中一定含有氧元素，含有氧元素的质量为2. 3 g-1. 5 g=0. 8 g、该纯净物中碳元素的质量分数为×100%≈52.2%，故选B。
【举一反三2】为实现“双碳”目标，我国积极推动能源绿色低碳安全高效转型。下列燃料在O2中充分燃烧时，不会产生CO2的是（　　）
A.CH4 B.CO C.C2H5OH D.H2
【答案】D
【解析】CH4中含有碳元素，在O2中充分燃烧时，会产生CO2；CO中含有碳元素，在O2中充分燃烧时，会产生CO2；C2H5OH中含有碳元素，在O2中充分燃烧时，会产生CO2；H2中不含碳元素，在O2中充分燃烧时，生成水，不会产生CO2。
【举一反三3】3 g某物质完全燃烧后生成4.4 g二氧化碳和1.8 g水。则下列相关说法正确的是(　　)
A.无法计算出该物质完全燃烧消耗氧气的质量
B.该物质一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
C.该物质分子中碳原子和氢原子的个数比为2：1
D.3 g该物质含碳元素的质量为1.2 g
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律，该物质完全燃烧消耗氧气的质量：4.4 g+1.8 g﹣3 g＝3.2 g，A错误；二氧化碳中碳元素的质量为4.4 g××100%＝1.2 g，水中氢元素的质量为1.8 g××100%＝0.2 g，1.2 g+0.2 g＜3 g，因此该物质中一定含有氧元素，B错误；碳原子和氢原子个数比为：＝1：2，C错误；根据元素质量守恒，二氧化碳中碳元素的质量＝该物质中碳元素的质量＝1.2 g，D正确。
【举一反三4】某化合物在O2中完全燃烧，产物只有CO2和H2O，则关于该化合物的组成，说法正确的是（　　）
A.只有H两种元素
B.一定有H两种元素，可能有O元素
C.一定有H、O三种元素
D.无法确定
【答案】B
【解析】二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素来自于化合物，二氧化碳和水中的氧元素可能完全来自于氧气，也可能来自于氧气和化合物，因此化合物中可能含有氧元素，也可能不含有氧元素。
【举一反三5】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。
【举一反三6】现将3.2 g某纯净物在氧气中完全燃烧，测得生成二氧化碳的质量为4.4 g，生成水的质量为3.6 g，则该纯净物中含有 (填元素名称)元素；且各元素的原子个数比依次为 。
【答案】碳、氢、氧　 1:4:1　
【解析】4.4 g CO 中含有碳元素的质量为4.4 g××100%=1.2 g;3.6 g水中含有氢元素的质量为3.6 g××100%=0.4 g;4.4 g二氧化碳和3.6 g水中所含碳、氢元素的质量和为 1.2 g +0.4 g=1.6 g,1.6 g<3.2 g,则该物质中还含有氧元素,氧元素的质量为3.2 g-1.6 g=1.6 g,所以该纯净物中含有碳、氢、氧三种元素；碳、氢、氧元素的原子个数比依次为:： =1:4:1。
【举一反三7】请完成下列填空。
(1)，由此可推知A中说明该物质中一定含　　　元素，可能含　　　元素。
(2)1.6g某物质在氧气中燃烧生成1.8g和4.4g，试推断该物质的组成元素为　　　
(3)某物质加热分解产生氧化镁和水，则该物质含有的全部元素是　　　。
【答案】(1)碳、氢（或H）　　 氧（或O）
(2)碳、氢、氧（或H、O）
(3)镁、氧、氢（或Mg、O、H）
【解析】（1）根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，生成物二氧化碳由碳、氧元素组成，水由氢、氧元素组成，反应物氧气中只含氧元素，所以A物质中一定含碳、氢元素，可能含氧元素。
（2）1.6g某物质在氧气中燃烧生成1.8g和4.4g，根据化学反应前后元素种类不变，则该物质中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素；根据化学反应前后元素质量不变，该物质中碳元素的质量等于生成的二氧化碳中碳元素的质量，所以碳元素质量为：，同理，该物质中氢元素的质量等于生成的水中氢元素的质量，所以氢元素的质量为：；因为1.2g+0.2g=1.4g<1.6g，所以该物质中还含有氧元素，即该物质由碳、氢、氧三种元素组成。
（3）根据质量守恒定律可知化学反应前后元素种类不变，所以生成物中的元素种类与反应物中的元素种类一致，由于该反应为分解反应，所以该物质中含有生成物中的所有元素，生成物为氧化镁和水，氧化镁由镁、氧元素组成，水由氢、氧元素组成，所以组成该物质的元素有镁、氧、氢三种。
【题型7】质量守恒定律的内容和微观解释
【典型例题】红磷在含氧气的空气中燃烧，生成五氧化二磷。则（　　）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由质量守恒定律可知，参加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。将mg红磷在含ng氧气在空气中充分燃烧，如果红磷和氧气刚好完全反应，则五氧化二磷的质量等于磷和氧气的质量和；如果红磷和氧气没有刚好完全反应，则五氧化二磷的质量小于磷和氧气的质量和；故。
【举一反三1】化学反应前后肯定没有发生变化的是（　　）
①原子数目；②分子数目；③元素种类；④物质种类；⑤原子种类；⑥物质的总质量
A.①④⑥ B.①③⑤⑥ C.①②⑥ D.②③⑤
【答案】B
【举一反三2】对于化学反应2C+O22CO，化学反应前后没有发生变化的是　　　　　　　　　　　 (　　)
①原子数目　②分子数目　③元素种类　④物质种类　⑤原子种类　⑥气体的质量
A.①③⑤　 B.①②③　 C.②④⑥　 D.③④⑤
【答案】A
【解析】对于化学反应2C+O22CO，化学反应前后没有发生变化的是原子数目、元素种类、原子种类；反应物和生成物气体质量比是32：56 =4：7，即反应后气体质量增大。
【举一反三3】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是（　　）
A.纸燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律
B.2g镁在空气中燃烧生成5g氧化镁，则消耗3g空气
C.1g食盐溶于10g水中，得到11g盐水，该反应符合质量守恒定律
D.一切化学反应都遵守质量守恒定律
【答案】D
【解析】纸燃烧化为灰烬，有新物质生成，属于化学变化，符合质量守恒定律，说法错误；镁在氧气中燃烧生成氧化镁，参与反应的镁与生成的氧化镁的质量比为，故2g镁在空气中燃烧不能生成5g氧化镁，说法错误；1g食盐溶于10g水中，得到11g盐水，没有新物质生成，属于物理变化，不符合质量守恒定律，说法错误，不符合题意；一切化学反应都遵守质量守恒定律，说法正确。
【举一反三4】化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
微观角度：我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷(CH4)和X。该反应的微观示意图如图所示，请你画出X分子的微观示意图：　　　　　。
【答案】
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含H、O的个数分别是1、8、2，生成物中含H、O的个数分别是1、4、0，故生成物中还应含4个H、2个O，故X是水，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则X分子的微观示意图为：。
【举一反三5】完成下列小题：
(1)如图所示，在空气中点燃纯净的氢气，并在火焰上方罩一只干燥的凉烧杯，观察到的现象是　　　　，反应的文字表达式是　　　　　　　　　。依据该反应，写出氢气的一条用途　　　　。
(2)该反应前后分子种类　　　　 ，构成分子的原子种类　　　　，组成水的元素种类　　　　　。（填“改变”或“不变”）
(3)如图是该反应的微观示意图，你认为反应物的质量总和和生成物的质量总和的关系是　　　　 。（填“相等”或“不相等”）
【答案】(1)火焰为淡蓝色，烧杯内壁上出现水雾，烧杯较热　　 氢气+氧气水　　 可以做燃料/冶炼金属
(2)改变　　 不变　　 不变
(3)相等
【解析】（1）图2中，在空气中点燃纯净的氢气，火焰为淡蓝色，在火焰上方罩一只干燥的凉烧杯，烧杯内壁上出现水雾，用手轻轻触摸烧杯外壁，感觉到烧杯较热，说明该反应过程中放热；
氢气燃烧生成水，该反应的文字表达式是：氢气+氧气水；
氢气具有可燃性，可以做燃料，具有还原性，可以冶炼金属等；
（2）由微观示意图分析，该反应前后分子种类改变，构成分子的原子种类不变，组成水的元素种类不变；
（3）由该反应的微观示意图看出，反应前后原子的种类、个数均不变，因此反应物的质量总和和生成物的质量总和的关系是相等。
【举一反三6】化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
微观角度：我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷(CH4)和X。该反应的微观示意图如图所示，请你画出X分子的微观示意图：　　　　　。
【答案】
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含H、O的个数分别是1、8、2，生成物中含H、O的个数分别是1、4、0，故生成物中还应含4个H、2个O，故X是水，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则X分子的微观示意图为：。
【举一反三7】实验证明，34g过氧化氢完全分解生成16g氧气和18g水，请从宏观或微观的角度分析，该反应前后：
(1)肯定不会改变的是　　　　　　　。
(2)肯定会改变的是　　　　　　　。
【答案】(1)元素的种类、元素的质量、物质的总质量
(2)分子的种类
【解析】（1）34g过氧化氢完全分解生成16g氧气和18g水，从宏观或微观的角度分析，该反应前后肯定不会改变的是元素的种类、元素的质量、物质的总质量。
（2）从微观的角度分析，肯定会改变的是分子的种类。5.1质量守恒定律
【题型1】质量守恒定律的实验探究 1
【题型2】用质量守恒定律解释宏观现象 3
【题型3】化学反应中化学式或化学计量数的推断 6
【题型4】有关质量守恒定律的计算 9
【题型5】密闭容器中反应数据的处理 10
【题型6】物质组成元素的推断 12
【题型7】质量守恒定律的内容和微观解释 13
【题型1】质量守恒定律的实验探究
【典型例题】用下图实验验证质量守恒定律。实验后，天平示数b中的变小，c中的不变。
下列说法正确的是（　　）
A.c中的化学反应不遵循质量守恒定律
B.a中减小的质量等于参加反应的碳酸钠的质量
C.b中天平示数减小的原因是气球鼓起，浮力增大
D.c中反应后瓶内的压强不变
【举一反三1】用下列装置来验证质量守恒定律（托盘天平未画出），能达到目的的是（　　）
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】质量守恒定律的发现对化学的发展具有重要贡献。
(1)质量守恒定律的发现。1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了，1774年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密闭容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律，小明认为波义耳实验也符合质量守恒定律，理由是 。
(2)小明同学设计如图所示实验装置验证质量守恒定律。
①如图装置能用来验证质量守恒定律的是 ，请从原子的角度解释质量守恒定律：
。
②图中的其他装置不能用来验证质量守恒定律的理由是 (举一例叙述即可)。
(3)质量守恒定律的应用。
①将蔗糖隔绝空气加热只得到黑色的炭和水，可知蔗糖中含有的元素是 (填元素符号)。
②油炸食物不宜多吃，因为长时间煎炸会产生有毒物质丙烯醛，该物质在空气中可以燃烧，其完全燃烧的化学方程式可表示为2X+7O26CO +4H O,则X 的化学式为 。
③在空气中放置较长时间的锌片，表面会形成一层薄膜,其中含有 Zn (OH) CO ,若该物质通过化合反应生成，试判断：锌与空气中的 (填化学式)发生了反应。
【举一反三3】用如图所示装置进行实验。
（1）甲实验观察到①中无明显现象，②中溶液由无色变为红色，该现象说明分子具有的性质 是 　 　。该实验利用了 　 　（填“浓氨水”或“酚酞溶液”）的挥发性。
（2）乙是通过红磷燃烧前后质量的测定验证质量守恒定律的实验。实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止 　 　；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果 　 　（选填“有”或“没有”）影响。
【题型2】用质量守恒定律解释宏观现象
【典型例题】下列对质量守恒定律的认识中正确的是（　　）
A.蜡烛燃烧后质量减小，不符合质量守恒定律
B.10 g冰受热熔化成10 g水，符合质量守恒定律
C.红磷燃烧验证质量守恒定律时，反应前后质量不等，可能的原因是装置漏气
D.根据质量守恒定律，10 g氢气在10 g氧气中充分燃烧，生成水的质量应为20 g
【举一反三1】将一定量的木炭与过量的氧气在密闭的容器内点燃使其充分反应，能正确反应容器内相关量随时间变化关系的图像是　　　　　　　　　　　　　 (　　)
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】下列说法不符合质量守恒定律的是(　　)
A.细铁丝在氧气中燃烧后，质量增大，是因为生成物中增加了氧元素的质量
B.双氧水在二氧化锰作用下分解，生成氧气与水的质量等于双氧水与二氧化锰的质量
C.高锰酸钾受热分解后固体剩余物的质量减小，是因为放出了氧气
D.镁条在密闭容器中燃烧，反应前后总质量不变
【举一反三3】定量研究促进了化学学科的发展。
(1)大量实验证明，________________的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和，这个规律就叫质量守恒定律。
(2)化学反应前后肯定没有变化的是_____________ (填字母)。
A.原子的种类　　　　　　　　　　　B.原子的数目　　　
C.原子的质量　　　　　　　　　　　D.分子的种类
E.分子的数目　　　　　　　　　　　F.分子的质量　　　
G.元素的种类　　　　　　　　　　　H.元素的质量
I.物质种类　　　　　　　　　　　　J.物质的总质量
(3)取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量，质量为m 。在石棉网上方将镁条点燃，将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量，质量为m 。
①镁条燃烧的文字表达式为__________________________，现象为__________________________。
②理论上m 应小于m ，请运用质量守恒定律进行解释：_______________________。
③若实际称得的m 大于m ，可能的原因是_________________。
【举一反三4】某同学将一小石块(主要成分是碳酸钙)放在试管中加强热，发现质量减少了，他猜想这一事实与质量守恒定律发生了矛盾；你认为这种想法对吗？为什么？
【举一反三5】某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验（实验4中装置气密性良好）。
　
［小组讨论］
(1)上述实验能用来验证质量守恒定律的是实验　　　　（填数字）。
［记录分析］
(2)实验4反应过程中气球的变化是　　　　；下列图像中符合实验4容器中物质总质量随时间变化关系的是　　　　（填字母）。
　
［评价反思］
(3)验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在　　　　装置中进行。
［拓展延伸］
(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分子种类　 ④分子数目 　⑤元素种类 　⑥物质种类
【题型3】化学反应中化学式或化学计量数的推断
【典型例题】二氧化氯()是一种新型环保的饮用水消毒剂。能与和的混合溶液发生反应，该反应的产物不可能是（　　）
A. B. C. D.
【举一反三1】海洋资源的综合利用是解决人类社会资源短缺的重要途径之一。工业上电解饱和食盐水时发生如下反应：2NaCl+2X2NaOH+H2↑+Cl2↑。下列说法正确的是(　　)
A.X的化学式为O2
B.NaCl和Cl2中氯元素化合价都为0
C.该反应的基本反应类型是分解反应
D.生成的H2是一种清洁的高能燃料
【举一反三2】水是生命之源，请回答下列问题。
(1)能将海水直接转化成纯净水的操作是　　　　。
(2)漂白粉可用于水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙[化学式为]。次氯酸钙可发生如下反应：，则的化学式为　　　　。
【举一反三3】化学与生活息息相关。
（1）现有氮气、氧气、一氧化碳、甲烷、水、酒精、碳酸钙等物质，请按要求填写下列空白（用化学式填写）。
①具有助燃性的气体是 　 　。
②相对分子质量最小的氧化物是 　 　。
③有毒性，可用于冶炼金属的气体是 　 　。
④司机驾车前饮用的饮料中，不能含有的是 　 　。
（2）中国航空航天事业取得了举世瞩目的成就。
①航天员呼吸所需的氧气来自水的电解，水由 　 　（选填“原子”“分子”或“离子”）构成。
②氧气发生器（氧烛）是空间站供应氧气的备用系统，氧烛的主要成分是氯酸钠（NaClO3），氧烛通过撞击发生反应放出氧气，主要反应的原理是2NaClO32X+3O2↑，X的化学式为 　 　。
③我国“神舟十六号”载人飞船使用了砷化镓（ GaAs）太阳能电池。镓在元素周期表中的部分信息如图所示。镓原子的质子数为 　 　，镓元素的相对原子质量为 　 　。砷化镓中砷元素（As）的化合价为﹣3，镓元素的化合价为 　 　。
华夏之美，灿若繁花。中国古人从自然万物、天地四时中发现了色彩，又赋予它们雅致动听的名字。桃红、凝脂、湘叶、群青、沉香……这满庭芳的国色中也蕴藏着独特的化学内涵。
【举一反三4】
（1）凝脂：凝脂似玉、洁白高雅。宋代的德化窑的白瓷，是一种纯粹的凝脂白。陶瓷烧制过程中会发生一系列的化学反应，其中包括CaCO3+SiO2CaSiO3+X↑，该反应中X的化学式为 　 　 。
（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，这些元素中属于金属元素的有 　 （填元素符号）。
[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。
【举一反三5】（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NaClO
B．双氧水中的H2O2
C．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。
（4）下列有关ClO2的说法正确的是 　 。
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 ClO2
D．含氯消毒剂中ClO2的浓度越大越好
【题型4】有关质量守恒定律的计算
【典型例题】已知反应A+B=C+D，参加反应的A与B总质量为40g，若反应后生成C和D的质量比为2：3，则反应中生成D的质量为（　　）
A.l6g B.20g C.24g D.32g
【举一反三1】已知0.8 g M物质在足量的氧气中燃烧后生成2.2 g二氧化碳和1.8 g水，则参加反应的M与氧气的质量比是(　　)
A.4：1 B.16：9 　 C.1：4 D.4：11
【举一反三2】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.
【举一反三3】一定质量的甲烷在氧气中不完全燃烧，生成一氧化碳、二氧化碳和水的分子个数之比可能为(　　)
A.1：1：2 B.2：1：4 C.2：3：6 D.3：1：8
【举一反三4】工业甲醇是一种有毒液体，略有酒精的气味，误饮会使人中毒，当氧气不足时，甲醇(CH3OH)燃烧会生成CO2、CO和H2O，若12 g甲醇燃烧生成CO2和CO的质量比为22：7，则参加反应的O2的质量为(　　)
A.8 g B.16 g C.18 g D.32 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】乙醇是常用的燃料，现有13.8 g乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，一定条件下反应物全部转化为一氧化碳、二氧化碳和水。恢复至室温，测得所得气体中氧元素质量分数为60%，则反应过程中生成水的质量为 　 　 g，参加反应的氧气质量为 　 　 g。
【举一反三7】一定质量的甲烷(CH4)，在不充足的氧气中燃烧，甲烷完全反应，生成物中只有CO、CO2和H2O，经测定其中H2O的质量为18 g。
(1)上述化学反应产生H2O中氢元素的质量为 _______ g，参加反应甲烷中碳元素的质量是________ g。
(2)上述化学反应生成物CO、CO2和H2O中碳、氢两元素的质量比是____________。
【题型5】密闭容器中反应数据的处理
在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如表。则关于此反应的正确的是（　　）
【典型例题】
A.物质Y一定是该反应的催化剂
B.该反应的基本类型为分解反应
C.反应生成X的质量为12 g
D.该反应中Z和W两种物质变化的质量比为4：1
【举一反三1】容器内有 D 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如下表，下列说法正确的是（　　）
A.反应后密闭容器中A的质量为19.7克
B.物质C一定是化合物，物质D可能是单质
C.反应过程中，物质B与D变化的质量比为87：36
D.A与C的相对分子质量之比为197：316
【举一反三2】在一密闭容器中发生某反应，容器中各种物质的质量变化如表所示。
下列判断正确的是（　　）
A.x等于90
B.b可能是单质
C.参加反应a与c的质量比为7：8
D.d一定是催化剂
【举一反三3】一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中发生反应，测得反应前后各物质的质量如表。下列正确的是（　　）
A.上表中X的值是4
B.丙和丁变化的质量比为7：10
C.乙一定是该反应的催化剂
D.该反应的基本反应类型是化合反应
【举一反三4】将一定质量的d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如表所示：
下列说法中错误的是（　　）
A.反应后a物质的质量为3.8 g
B.a和b是反应物，d可能是催化剂
C.c物质中元素的种类，一定与b两种物质中元素的种类相同
D.若物质a与b的相对分子质量之比为2：1，则a与b充分反应时的质量之比为2：1
【题型6】物质组成元素的推断
【典型例题】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
【举一反三1】已知2.3 g某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后，生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是　　　　　　　　　　　(　　)
A. 只含有碳、氢元素
B. 一定含有碳、氢、氧三种元素
C. 一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D. 该纯净物中碳元素的质量分数约为 65%
【举一反三2】为实现“双碳”目标，我国积极推动能源绿色低碳安全高效转型。下列燃料在O2中充分燃烧时，不会产生CO2的是（　　）
A.CH4 B.CO C.C2H5OH D.H2
【举一反三3】3 g某物质完全燃烧后生成4.4 g二氧化碳和1.8 g水。则下列相关说法正确的是(　　)
A.无法计算出该物质完全燃烧消耗氧气的质量
B.该物质一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
C.该物质分子中碳原子和氢原子的个数比为2：1
D.3 g该物质含碳元素的质量为1.2 g
【举一反三4】某化合物在O2中完全燃烧，产物只有CO2和H2O，则关于该化合物的组成，说法正确的是（　　）
A.只有H两种元素
B.一定有H两种元素，可能有O元素
C.一定有H、O三种元素
D.无法确定
【举一反三5】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　　　　　。
【举一反三6】现将3.2 g某纯净物在氧气中完全燃烧，测得生成二氧化碳的质量为4.4 g，生成水的质量为3.6 g，则该纯净物中含有 (填元素名称)元素；且各元素的原子个数比依次为 。
【举一反三7】请完成下列填空。
(1)，由此可推知A中说明该物质中一定含　　　元素，可能含　　　元素。
(2)1.6g某物质在氧气中燃烧生成1.8g和4.4g，试推断该物质的组成元素为　　　
(3)某物质加热分解产生氧化镁和水，则该物质含有的全部元素是　　　。
【题型7】质量守恒定律的内容和微观解释
【典型例题】红磷在含氧气的空气中燃烧，生成五氧化二磷。则（　　）
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】化学反应前后肯定没有发生变化的是（　　）
①原子数目；②分子数目；③元素种类；④物质种类；⑤原子种类；⑥物质的总质量
A.①④⑥ B.①③⑤⑥ C.①②⑥ D.②③⑤
【举一反三2】对于化学反应2C+O22CO，化学反应前后没有发生变化的是　　　　　　　　　　　 (　　)
①原子数目　②分子数目　③元素种类　④物质种类　⑤原子种类　⑥气体的质量
A.①③⑤　 B.①②③　 C.②④⑥　 D.③④⑤
【举一反三3】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是（　　）
A.纸燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律
B.2g镁在空气中燃烧生成5g氧化镁，则消耗3g空气
C.1g食盐溶于10g水中，得到11g盐水，该反应符合质量守恒定律
D.一切化学反应都遵守质量守恒定律
【举一反三4】化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
微观角度：我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷(CH4)和X。该反应的微观示意图如图所示，请你画出X分子的微观示意图：　　　　　。
【举一反三5】完成下列小题：
(1)如图所示，在空气中点燃纯净的氢气，并在火焰上方罩一只干燥的凉烧杯，观察到的现象是　　　　，反应的文字表达式是　　　　　　　　　。依据该反应，写出氢气的一条用途　　　　。
(2)该反应前后分子种类　　　　 ，构成分子的原子种类　　　　，组成水的元素种类　　　　　。（填“改变”或“不变”）
(3)如图是该反应的微观示意图，你认为反应物的质量总和和生成物的质量总和的关系是　　　　 。（填“相等”或“不相等”）
【举一反三6】化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
微观角度：我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷(CH4)和X。该反应的微观示意图如图所示，请你画出X分子的微观示意图：　　　　　。
【举一反三7】实验证明，34g过氧化氢完全分解生成16g氧气和18g水，请从宏观或微观的角度分析，该反应前后：
(1)肯定不会改变的是　　　　　　　。
(2)肯定会改变的是　　　　　　　。

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