【同步解读】1.3 化学反应中物质的质量关系 -2025-2026学年浙教版八年级下册科学(含解析)

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【同步解读】1.3 化学反应中物质的质量关系 -2025-2026学年浙教版八年级下册科学(含解析)

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浙教版八下科学第一章 我们呼吸的空气
1.3化学反应中物质的质量关系
理解质量守恒定律的内容,即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。
通过实验探究,认识化学反应前后物质的总质量保持不变,并能用原子、分子的观点解释质量守恒的本质原因(原子种类、数目、质量不变)。
初步掌握运用质量守恒定律进行简单的计算和推断(如确定未知物质的质量或化学式)。
能运用定律解释生活中的一些化学现象,培养定量研究化学反应的科学思维,树立严谨求实的科学态度。
知识点一 质量守恒定律
1、概念:在化学反应中,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。
2、实质:参加反应的各物质分子分解成原子,原子重新组合成新的分子的过程。反应前后元素的种类没变;原子的种类和数量都没有改变,原子间只是进行重新组合,因此反应前后各物质的质量总和必然相等。
3、理解:五个不变,两个一定改变,一个可能改变:
质量守恒定律的应用:(1)求反应物与生成物的质量(2)反应物或生成物的化学式(3)判断是否全部反应
注意:蜡烛燃烧虽然质量为0也满足质量守恒。
5、实验验证
(1)红磷燃烧实验
①原理:P
②装置:
③现象:红磷燃烧,产生大量白烟,气球先膨胀后缩小;冷却后再次称量,天平保持平衡。
④结论:参加反应的红磷与氧气的质量总和等于生成的五氧化二磷的质量。
(2)氢氧化钠与硫酸铜反应
①原理:NaOH+CuSO4→Cu(OH)2↓+Na2SO4
②装置:
③现象:产生蓝色絮状沉淀;反应前后再次称量,天平保持平衡。
④结论:参加反应的氢氧化钠与硫酸铜的质量总和等于生成的氢氧化铜与硫酸钠的质量总和。
知识点二 化学方程式
1、定义:用物质的化学式表示化学反应的式子(能直接反映质量守恒定律)。
例如:碳在氧气中点燃 磷在氧气中点燃 双氧水的分解
2、化学方程式表示的意义:
①、表示什么物质参加反应,结果生成了什么物质。
②、表示反应在什么条件下进行。
③、表示各物质之间原子和分子的个数比。
④、表示反应物、生成物各物质间的质量比。(结合上面化学方程式说明)
3、化学方程式的读法:
“+”读作“和”、“与”或“跟”,“===”读作“生成”
4、化学方程式的书写:
(1)书写原则:(1)以客观事实为依据;(2)遵循质量守恒定律。
(2)书写规则:左写反应物,右写生成物;写对化学式,系数要配平;中间连等号,条件须注明,气体和沉淀。
5、化学方程式的配平:反应前后原子种类和数目保持不变
注意点:配平时只要在化学式前加数字(即化学计量数),不能改变化学式
常见的方法:
(1)最小公倍数法
如:配平Al + Fe3O4 → Fe + Al2O3
求出每一种原子在反应前后的最小公倍数;
使该原子在反应前后都为所求出的最小公倍数;
一般先从氧原子入手,再配平其他原子。
第一步:配平氧原子 Al + 3Fe3O4 → Fe + 4Al2O3
第二步:配平铁和铝原子 8Al + 3Fe3O4 → 9Fe + 4Al2O3
第三步:配平的化学方程式: 8Al + 3Fe3O49Fe + 4Al2O3
观察法
如:配平H2O + Fe →Fe3O4 + H2
从化学式较复杂的一种生成物推求有关反应物化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数;
根据求得的化学式的化学计量数,再找出其它化学式的倾泄计量数,这样即可配平。
第一步:配平氧原子 4H2O + Fe →Fe3O4 + H2
第二步:配平氢原子、铁原子 4H2O + 3Fe →Fe3O4 + 4H2
第三步:配平后的化学方程式: 4H2O + Fe Fe3O4 + 4H2
(3)奇数配偶法
如:配平FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
适用条件:方程式中所配元素的原子个数的奇数只出现一次。
找出在化学反应中出现次数最多的元素;
从原子数为单数的元素入手(一般为氧元素)。即乘2;
由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。
第一步:在Fe2O3前乘2 FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第二步:配平铁原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第三步:配平硫原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
第四步:配平氧原子。配平后的化学方程式为:4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2
归一法
如:配平:
适用条件:如大多数碳氢化合物或含碳氢氧的化合物与氧气的反应,以及某些分解反应。
先设定的系数为1,则确定CO2的系数为2,H2O的系数为3。
因为方程式右边氧原子总数为7,中有一个氧原子,可确定O2的系数为3。
配得结果为
知识点三 化学方程式的计算
1、由于化学方程式能表示反应前后各物质的质量关系,因此可以利用化学方程式计算化学反应中各成分的 质量 。
2、根据化学方程式计算的一般步骤:设未知量→写出 化学方程式 →写出相关物质的 相对分子质量 和已知量→列出 比例式 、求解→对问题做出简明回答。
3.理论依据:化学方程式中各物质的质量比是固定的,可根据已知物质的质量求未知物质的质量。
4.一般步骤
(1)设:设未知量(不带单位)。
例:设需要过氧化氢的质量为 x。
(2)方:写出正确的化学方程式。
例:2H2O2 2H2O+O2↑
(3)关:写出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量。
(4)列:列出比例式。
(5)求:求解未知量(带单位)。
例:x= ×16 kg=34 kg
(6)答:简明写出答案。
例:理论上需要消耗过氧化氢的质量为 34 kg。
题型一 质量守恒定律
【例1】2022年4月,浙江余姚某公司发生硫化氢气体泄漏事故,造成3名伤员因抢救无效死亡。硫化氢在空气中燃烧时的微观示意图如图所示:下列说法正确的是(  )
A.硫化氢中硫的化合价是+4价
B.生成的气体中硫、氧元素的质量比为1:2
C.上述反应是置换反应
D.该反应前后没有发生改变的粒子是原子
【答案】D
【解析】【分析】 根据硫化氢在空气中燃烧时的微观示意图写出方程式,根据方程式的意义、化合价原则、微粒的变化等分析有关的说法。
【解答】 由硫化氢在空气中燃烧时的微观示意图可写出方程式为:2H2S+3O22SO2+2H2O。
A.硫化氢中硫的化合价是-2价,故A错误;
B.生成的有毒气体是二氧化硫,二氧化硫中硫、氧元素的质量比为32:(16×2)=1:1,故B错误;
C.上述反应的生成物是两种化合物,不符合置换反应的特点,故C错误;
D.由微粒的变化可知,该反应前后没有发生改变的粒子是原子,故D正确。
故选D。
【例2】“神舟六号”载人飞船的成功发射与回收,表明我国的载人航天技术已经达到了国际领先水平。在飞船的火箭推进器中常装有液态肼(用A表示)和过氧化氢 ,它们混合时的反应化学方程式为 则肼(A)的化学式为 (  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】 质量守恒定律是指参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成各物质的质量总和.从微观来说,该定律成立的原因是:“在化学反应前后,原子的种类、数目和质量三不变”。该定律的含义是:“宏观上的‘反应前后物质总质量、元素的种类、各元素质量’和微观上的‘原子的种类、原子的数目、原子的质量不变’六不变。
【解答】 由反应的化学方程式,反应前氮、氢、氧原子个数分别为0、4、4,反应后的生成物中氮、氢、氧原子个数分别为2、8、4,根据化学反应前后原子种类、数目不变,则每个A分子由2个氮原子和4个氢原子构成,则物质A的化学式为N2H4。
故答案为:B。
【例3】关于化学方程式2H2+O22H2O,四位同学表达了如下图所示的说法,其中错误的是(  )。
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【分析】化学反应的最小微粒是原子,在反应前后原子的种类和个数不变。
【解答】A、方程式系数表示的是数量比,不是质量比,质量比为1:8:9,故A符合题意;
B、氧气和氢气都只含有一种元素,都属于单质,故B不符合题意;
C、生成物只有一种,属于化合反应,故C不符合题意;
D、反应前后原子的种类和个数均不变,遵循质量守恒定律,故D不符合题意。
故答案为:A。
【例4】将m克过氧化氢溶液和n克的二氧化锰混合加热,使之完全反应。
(1)若反应后容器中水的质量为a克,则可得氧气为   克;
(2)若得到剩余物b克,则可得氧气为   克。
【答案】(1)m-a
(2)m+n-b
【解析】【分析】(1)根据质量守恒定律可知,参加反应的过氧化氢的质量等于生成水的质量与氧气的质量之和;
(2)根据质量守恒定律可知,反应前后物质总质量的差就是生成氧气的质量,据此分析计算。
【解答】(1)根据质量守恒定律可知,参加反应的过氧化氢的质量等于生成水的质量与氧气的质量之和,所以生成氧气的质量为(m-a)克;
(2)根据质量守恒定律可知,反应前后物质总质量的差就是生成氧气的质量,即生成氧气的质量为 (m+n-b)克。
(1)若反应后容器中水的质量为a克,根据质量守恒定律,参加反应的过氧化氢的质量等于生成水的质量与氧气的质量之和,所以生成氧气的质量为(m-a)克;
(2)若得到剩余物b克,因为反应前过氧化氢溶液和二氧化锰的总质量为(m +n)克,根据质量守恒定律,生成氧气的质量为 (m+n-b)克。
题型二 化学方程式
【例1】“三效催化转换器”能将汽车尾气中的有毒气体转为无毒气体。图为其反应的微观示意图,下列说法正确的是(  )
A.反应前后原子的种类发生了改变
B.该反应属于置换反应
C.该反应能将有毒的NO2和CO气体转化为N2和CO2
D.参加反应的NO2和CO的个数比为2: 5
【答案】C
【解析】【分析】 根据变化微观示意图及粒子构成模拟图,利用分子由原子构成等特点,分析反应生成物,写出反应的方程式,根据方程式回答有关的问题。
【解答】 由微观反应示意图可知,在“三效催化转换器”作用下,一氧化碳和二氧化氮反应生成二氧化碳和氮气,该反应的化学方程式:。
A.由质量守恒定律可知,化学反应前后,原子的种类不变,故A错误;
B.该反应的反应物均为化合物,因此该反应不属于置换反应,故B错误;
C.该反应能将有毒的NO2和CO气体转化为N2和CO2,故C正确;
D.由化学方程式可知,参加反应的NO2和CO的个数比为2:4=1:2,故D错误。
故选C。
【例2】含铬废水对环境污染极大,处理过程中的一个反应方程式为 其中X 的化学式是 (  )
A. B. C.Cr2O3 D.
【答案】B
【解析】【分析】根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、原子的个数不变,则可得出X的化学式。
【解答】根据质量守恒定律可知,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减。反应前已知的原子及个数:铁原子6个、硫原子13个、氧原子52个、氢原子14个;反应后原子及个数:铬原子2个、硫原子13个、氧原子59个、铁原子6个、钾原子2个、氢原子14个,故可知一个X分子中含有2个钾原子、2个铬原子和7个氧原子,故物质X的化学式为K2Cr2O7。
故答案为:B。
【例3】如图为某化学反应的微观示意图,下列说法正确的是(  )
A.甲是有机物,化学式为CH
B.丙物质由碳原子和氧原子构成
C.甲在反应中体现出氧化性
D.参加反应的甲、乙的分子个数比为2∶5
【答案】D
【例4】下列指定反应的化学方程式书写正确的是(  )
A.白磷在空气中燃烧:
B.铁粉在氧气中燃烧:
C.甲烷在空气中燃烧:
D.氢氧化钠和硫酸铜反应:
【答案】C
【解析】【分析】根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数不变。书写化学方程式时,反应物中有气体,生成物中气体不用标气体符号。【解答】A、白磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为,故A错误;
B、铁粉在氧气中燃烧生成四氧化三铁,化学方程式为,故B错误;
C、甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为,故C正确;
D、氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,化学方程式为,故D错误。
故答案为:C。
题型三 化学方程式的计算
【例1】 乙醇发生不完全燃烧,可表示为: 假设得到燃烧产物CO、CO2、H2O的总质量为25.2g,其中 H2O为10.8g,则产物中CO的质量为 (  )
A.5.60g B.6.53g C.16.8g D.不确定的
【答案】A
【解析】【分析】根据反应的化学方程式可确定反应中生成水与生成一氧化碳的质量关系,利用这一质量关系可由生成水的质量计算产生中一氧化碳的质量。
【解答】 设产生中CO的质量为x,
C2H5OH+ 5O2= 2CO+2CO2 +6H2O
56 108
X 10.8g
x=5.6g
故答案为:A。
【例2】实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气。某化学探究小组将常见气体制备装置置于电子天平上进行相关的实验,测得数据如下流程所示:
(1)当反应结束后,过滤,洗涤并烘干滤渣,称得滤渣的质量为   g;
(2)根据质量守恒定律,反应生成氧气的质量为   g;
(3)请计算参加反应的过氧化氢的质量,并要求写出必要的计算过程。
【答案】(1)1.0
(2)1.6
(3)解:设参加反应的过氧化氢的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6g
x=3.4g
答:参加反应的过氧化氢的质量为3.4g
【解析】【分析】(1)二氧化锰是催化剂,反应前后质量不变。
(2)氧气会从体系中逸出,所以减少的质量即为氧气的质量。
(3)根据化学方程式,由氧气的质量计算过氧化氢的质量。
【解答】(1)过氧化氢是溶液,反应生成水和氧气,滤渣为二氧化锰,质量为1g。
(2)氧气的质量。
【例3】加热20g高锰酸钾制取氧气,经一段时间后,称量剩余固体的质量为18.4g。计算:
(1)制得氧气的质量是多少?
(2)消耗了多少克高锰酸钾?
(3)若改用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取等质量的氧气,需要多少克氯酸钾?(计算结果精确到0.01)
【答案】(1)由质量守恒定律可知,制得氧气的质量为:20g-18.4g=1.6g。
(2)解:设参加反应的KMnO4质量为x
x=15.8g
答:消耗了15.8克高锰酸钾。
(3)解:设所需氯酸钾质量为y
y=4.08g
答:需要4.08克氯酸钾。
【解析】【分析】(1)氧气的质量等于反应前后固体的质量差。
(2)根据氧气的质量,通过化学方程式计算高锰酸钾的质量。
(3)根据氧气的质量,通过化学方程式计算氯酸钾的质量。【解答】(1)加热20g高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,化学方程式为:,经一段时间后,称量剩余固体的质量为18.4g,由质量守恒定律可知,制得氧气的质量为:20g-18.4g=1.6g。
(1)加热20g高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,化学方程式为:,经一段时间后,称量剩余固体的质量为18.4g,由质量守恒定律可知,制得氧气的质量为:20g-18.4g=1.6g。
(2)制得氧气的质量为1.6g,据此可通过化学方程式计算出消耗了多少克高锰酸钾,详见答案。
(3)氯酸钾在二氧化锰催化作用、加热条件下分解生成氯化钾、氧气,化学方程式为:,制得1.6g氧气,据此可通过化学方程式计算所需氯酸钾的质量,详见答案。
【例4】在煤中加入适量的生石灰(CaO)制成供居民采暖用的“环保煤”,以减少二氧化硫的排放,减弱二氧化硫对空气的污染。燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为:
2CaO+mSO2+O2mCaSO4
请回答下列问题:
(1)m值是   。
(2)该反应属于基本反应类型中的   。
(3)若煤厂一次共加入含氧化钙80%的生石灰1400吨,则理论上最多可吸收二氧化硫
   吨。
【答案】(1)2
(2)化合反应
(3)1280吨
【解析】【分析】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子种类不变,原子数目不变。
(2)由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。
(3)根据化学方程式计算
【解答】(1)反应前,钙原子数目2个,所以反应后钙原子数目也是2个,所以m=2,故答案为:2
(2)三种反应物反应生成一种生成物,属于化合反应,故答案为:化合反应
(3)解:设最多可吸收二氧化硫的质量为x
2CaO + 2SO2 + O2 2CaSO4
112 128
80%×1400吨 x
112∶128 = 80%×1400吨 ∶x x=1280吨 故答案为:1280吨
一、选择题
1. 如图所示是磷与氧气反应前后的微观示意图(“●”表示磷原子,“o”表示氧原子),根据质量守恒定律,虚线框中应该是 (  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的微观本质:化学反应前后,原子的种类、数目和质量均保持不变。这是判断微观示意图中未知物质的核心依据。
(2)化学方程式的配平:根据微观示意图,反应后生成的是五氧化二磷分子。通过配平化学方程式,可以确定反应物和生成物的分子个数比,从而推断出虚线框内的物质。
【解答】由质量守恒定律可知,化学反应前后,原子的种类及数目不变。反应后有10个氧原子和4个磷原子,反应前的已知物中有10个氧原子,因此虚线框中应该是4个磷原子。
故答案为:D。
2.下列现象不能用质量守恒定律解释的是 (  )
A.3g 碳与10g氧气充分反应后,得到二氧化碳的质量为11g
B.酒精敞口放置一段时间后质量变小
C.铁丝燃烧,生成物的质量比铁丝的质量大
D.蜡烛燃烧后质量变小
【答案】B
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的适用范围:质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。化学变化的本质是有新物质生成,而物理变化仅涉及物质状态或形状的改变,无新物质生成。
(2)质量守恒定律的核心应用:在化学反应中,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。若反应中有气体参与或生成,需将气体质量纳入计算,才能验证定律;对于有反应物过量的反应,计算生成物质量时需以实际参加反应的物质质量为准。
【解答】A、3g 碳与10g 氧气充分反应,得到11 g二氧化碳,存在反应物过量的情况,反应后会剩余部分氧气,该反应有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,A不符合题意。
B、酒精敞口放置一段时间后质量变小,是因为酒精挥发,这个过程中没有新物质生成,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,B符合题意。
C、铁丝燃烧生成四氧化三铁,参加反应的铁丝和氧气的质量总和等于生成的四氧化三铁的质量,生成物的质量会比铁丝的质量大,该反应有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,C不符合题意。
D、蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水会逸散到空气中,所以蜡烛燃烧后质量变小,该反应有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,D不符合题意。
故答案为:B。
3.一定条件下,密闭容器中发生了某一化学反应,涉及的物质为甲、乙、丙、丁,如图为各物质在反应前和反应后的质量关系。下列说法不正确的是 (  )
A.x的数值是31
B.甲、丁的相对分子质量之比可能为7:11
C.丁可能为单质
D.反应中消耗甲和乙的质量比为7:4
【答案】C
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的应用:在密闭容器中,化学反应前后各物质的质量总和保持不变。可据此计算出未知物质的质量,并判断反应物和生成物:反应后质量减少的为反应物,质量增加的为生成物。
(2)化学反应类型与物质类别:化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应,其生成物一定是化合物,不可能是单质。
(3)相对分子质量与化学计量数的关系:在化学方程式中,各物质的质量比等于其相对分子质量与化学计量数的乘积之比。因此,相对分子质量之比等于质量比除以化学计量数之比,当化学计量数之比为 1:1 时,相对分子质量之比等于质量比。
【解答】由表中数据分析可知,反应前后甲的质量减少了20g-13g=7g,故是反应物,参加反应的质量为7g;同理可以确定乙是反应物,参加反应的质量为20g-16g=4g;丙的质量不变,可能作该反应的催化剂,也可能没有参加反应;由质量守恒定律,丁应是生成物,且生成的质量为7g+4g=11g,故x的数值为20+11=31。
A、x的数值为20+11=31,故选项说法正确,不符合题意。
B、甲、丁的质量比为7g:11g=7:11,若甲、丁的化学计量数相同,则甲、丁的相对分子质量之比可能为7:11,故选项说法正确,不符合题意。
C、该反应的反应物为甲和乙,生成物是丁,符合“多变一”的形式,属于化合反应,丁是化合反应的生成物,不可能是单质,故选项说法错误,符合题意。
D、反应中消耗甲和乙的质量比为7g:4g=7:4,故选项说法正确,不符合题意。
故答案为:C。
4.下列各项:①原子数目;②分子数目;③元素种类;④物质的总质量;⑤物质种类;⑥原子种类;⑦电子数目。化学反应后,一定没有变化的是 (  )
A.②③④⑤⑥ B.①③④⑥⑦ C.②③④⑥⑦ D.①③⑤⑥⑦
【答案】B
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的微观实质:化学反应的本质是分子破裂成原子,原子重新组合成新分子的过程。在化学反应前后,原子的种类、数目、质量均保持不变,这是质量守恒定律的核心原因。
(2)质量守恒定律的宏观与其他不变量:由于原子的种类和数目不变,宏观上元素的种类、物质的总质量也不会改变;从微观粒子的电性角度,原子的核外电子总数在反应前后也保持不变。而分子的数目可能改变,物质的种类一定改变。
【解答】一定不变的量:
①原子数目:反应前后原子只是重新组合,数目不变。
③元素种类:元素是具有相同质子数的一类原子的总称,原子种类不变,元素种类也不变。
④物质的总质量:遵循质量守恒定律,反应前后总质量不变。
⑥原子种类:原子是化学变化中的最小粒子,种类不变。
⑦电子数目:电子只是转移或重新排布,总数目不变。
可能改变的量:
②分子数目:例如,分子数目从 3 个变为 2 个;也可能不变,
如 。
一定改变的量:
⑤物质种类:化学反应的本质是生成新物质,因此物质种类一定改变。
故答案为:B。
5.含 SO2的尾气可用如图所示的“双碱脱硫法”处理,以减少对环境的污染。下列说法错误的是 (  )
A.过程Ⅰ、Ⅱ涉及的氧化物只有1种
B.过程Ⅰ 的化学方程式为
C.该反应有利于生产过程中“捕捉”SO2
D.过程Ⅱ的化学方程式为
【答案】A
【解析】【分析】(1)氧化物的定义:由两种元素组成,且其中一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物。在判断物质类别时,需严格依据此定义。
(2)化学方程式的书写与判断:书写化学方程式需遵循质量守恒定律,确保反应前后原子的种类和数目不变。同时,要能根据工艺流程图准确判断反应物和生成物。
【解答】 A、由两种元素组成,且一种为氧元素的化合物为氧化性;结合流程可知,过程Ⅰ、Ⅱ涉及的氧化物有水和二氧化硫,有2种,故错误;
B、过程2中,2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2═2CaSO4+4NaOH,
根据方程式:2CaSO4~4NaOH;
设消耗氢氧化钠的质量为x,(2×136):160=136g:x,
x=80g;
因此,从过程Ⅰ和Ⅱ的本质上看,每生成136gCaSO4要消耗80gNaOH,故正确;
C、根据流程分析,氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠,因此该反应有利于生产过程中“捕捉”SO2,故正确;
D、过程Ⅱ的化学反应方程式:2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2═2CaSO4+4NaOH,故正确;
故答案为:A。
6.我国古代将炉甘石(主要成分为ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约 800 ℃,有如下反应发生: 2Zn+X↑。下列有关说法错误的是 (  )
A.X 的化学式为 CO2
B.反应前后锌元素质量不变
C.反应①中 ZnCO3、ZnO、CO2 的质量比为125:81:44
D.反应②前后锌元素化合价升高
【答案】D
【解析】【分析】(1)质量守恒定律:化学反应前后,原子的种类、数目和质量都不变。这一规律可用于推断化学反应中未知生成物的化学式。
(2)元素化合价与质量守恒:在化学反应中,元素的质量保持不变;同时,元素的化合价可能发生变化,需要根据化合物中各元素化合价代数和为零的原则进行判断。
(3)化学方程式的计算:根据化学方程式,各物质的质量比等于其相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比。
【解答】A、由质量守恒定律可知,化学反应前后,原子的种类和数目均不变,则每个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成,X的化学式为 CO2,A正确。
B、由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的质量不变,则反应前后锌元素质量不变,B正确。
C、由化学方程式可知,反应①中 ZnCO3、ZnO、CO2 的质量比为125:81:44,C 正确。
D、反应②前后锌元素化合价降低,锌元素的化合价由+2变为0,D错误。
故答案为:D。
7.二氧化氮是大气中的污染物之一。煤燃烧会产生部分二氧化氮气体,它会与空气中的氧气、水蒸气发生反应形成酸雨: 配平后各物质的化学计量数分别是 (  )
A.1,1,1,2 B.2,1,1,2 C.4,1,2,4 D.6,2,3,6
【答案】C
【解析】【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法(最小公倍数法、定一法等)进行配平即可;配平时要注意化学计量数必须加在化学式的前面,配平过程中不能改变化学式中的下标;配平后化学计量数必须为整数.
【解答】
本题可利用“定一法”进行配平,把 HNO3 的化学计量数定为1,则 NO2、O2、H2O前面的化学计量数分别为1、 、 ,同时扩大4倍,则NO2、O2、H2O、HNO3前面的化学计量数分别为4、1、2、4。
故答案为:C。
8.下列化学方程式书写完全正确的是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【分析】(1)化学方程式书写的基本原则:化学方程式的书写必须遵循两个原则,一是以客观事实为基础,不能臆造不存在的物质和反应;二是遵守质量守恒定律,即反应前后各原子的种类和数目必须相等,方程式必须配平。
(2)化学方程式的书写规范:正确标注反应条件(如加热△、点燃、催化剂等)和气体(↑)、沉淀(↓)符号。当反应物中有气体时,生成物中的气体不需要标注 “↑”。
【解答】A、 ,该方程式符合客观事实,配平正确,反应条件和气体符号标注规范,故该选项正确。
B、 ,过氧化氢分解的生成物是水和氧气,而非氢气和氧气,违背了客观事实,故该选项错误。
C、 ,铁在氧气中燃烧的产物是四氧化三铁,而非三氧化二铁,违背了客观事实,故该选项错误。
D、 ,该方程式未配平,不遵守质量守恒定律,正确的方程式应为,故该选项错误。
故答案为:A。
9.氢气和氧气在点燃的条件下发生反应的化学方程式为 2H2O,将10g氢气和氧气的混合气体点燃充分反应后冷却,瓶中剩余1g 气体,则原混合物中氢气和氧气的质量分别为 (  )
A.可能是2g氢气和8g氧气 B.一定是1g氢气和9g氧气
C.可能是5g氢气和5g氧气 D.一定是4g氢气和6g氧气
【答案】A
【解析】【分析】根据题意在分析已知量和未知量之间的质量关系时,要注意找出隐蔽的条件。对于该题已知生成物的质量,根据化学方程式可求出反应物的质量。
【解答】设参加反应的氢气的质量为x,氧气的质量为y。
参加反应的氢气的质量为 1g ,氧气的质量为8g,其中有一种物质过量。
①当参加反应的氢气的质量为1g时,则混合气体中氧气的质量为10g-1g=9g;
②当参加反应的氧气的质量为 8 g 时,则混合气体中氢气的质量为10g-8g=2g。
故答案为:A。
10.钯(Pd)是优良的储氢金属,其储氢原理为xH2+2Pd═2PdH ,其中x的最大值为0.8。已知Pd的相对原子质量为106,金属钯的密度为 则212 cm3 Pd能储存 H2 的最大质量为 (  )
A.9.6g B.19.2g C.28.8g D.38.4g
【答案】B
【解析】【分析】依据反应的方程式:2Pd+xH2=2PdHx,结合提供数据的计算。
【解答】设212 cm3 Pd 能储存H2 的最大质量为 m,
212 cm3 Pd 的质量为 212 cm3×
x 的最大值为0.8,
根据题意可得,
故答案为:B。
11.将 A、B、C 三种物质各16g混合加热,充分反应后混合物中有12gA、27gC和一定质量的D,已知B完全反应,若A、B、C、D的相对分子质量分别为16、32、44、18,则该反应的化学方程式可表示为 (  )
A.2A+B=C+2D B.A+2B=C+2D C.2A+B=2C+D D.A+B=C+D
【答案】B
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的应用:化学反应前后,物质的总质量保持不变。可据此计算出生成物 D 的质量,并确定各物质的质量变化,从而判断反应物和生成物。
(2)化学方程式的确定:化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于其物质的量之比,也等于其质量与相对分子质量之比。通过计算各物质的质量变化与相对分子质量的比值,即可确定化学计量数之比,进而写出化学方程式。
【解答】根据质量守恒定律,生成的 D 的质量为((16g×3)-(12g+27g)=9 g;
在此反应中,A的质量减少了16g-12g=4g,B完全反应,质量减少了 16 g,C的质量增加了27g-16g=11g,D是生成的新物质,质量为9g,所以A、B为反应物,C、D为生成物。
A、B减少的质量比为4g:16g=1:4,A、B的相对分子质量比为16:32=1:2,
故该化学方程式中A、B的系数应为1:2;
C、D 增加的质量比为11g:9g=11:9,C、D的相对分子质量比为44:18=22:9,该化学方程式中C、D的系数应为1:2,
A、C 的系数比和B、D 的系数比均为1:1,
故该反应的化学方程式为 A+2B══C+2D。
故答案为:B。
12.在反应 中,镁、氧气、氧化镁的质量比是 (  )
A.2:1:2 B.48:32:80 C.24:32:40 D.24:32:56
【答案】B
【解析】【分析】首先正确写出镁和氧气反应的化学方程式,利用各物质之间的质量比等于相对分子质量和的比,进行分析解答即可。
【解答】镁和氧气反应的化学方程式为:
在此反应中镁、氧气和氧化镁的质量关系48:32:80。
故答案为:B。
13.在化学反应A+B═C+D中,反应物B与生成物C的质量关系如图所示。若2g A 与 80 g B恰好完全反应,则生成D 的质量是 (  )
A.8g B.80g C.28g D.18g
【答案】D
【解析】【分析】(1)图像信息提取:从图像中可以看出,反应物 B 与生成物 C 的质量关系为正比例函数,当 B 的质量为 5g 时,生成 C 的质量为 4g,因此 B 与 C 的质量比为 5:4。
(2)质量守恒定律应用:在化学反应中,参加反应的 A 和 B 的质量总和等于生成的 C 和 D 的质量总和。
【解答】由图像可知,该反应中,反应物B与生成物C 的质量比为5:4,
当80g B恰好完全反应时,生成C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,
设生成 D 的质量为 m,
则2g+80g=64g+m,
m=18g。
故答案为:D。
14.有 100 g CaCO3,高温煅烧一段时间后,剩余固体的质量为67 g,该反应的化学方程式为 下列推断符合客观事实的是 (  )
A.反应消耗的 CaCO3质量是33g
B.生成物中 CaO 的质量小于67 g
C.剩余固体中钙元素的质量分数小于40%
D.剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比大于1:4
【答案】B
【解析】【分析】高温条件下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。
【解答】A、反应生成 CO2 的质量是 100 g-67g=33g,设参加反应的碳酸钙质量为x。
x=75g,
反应消耗的CaCO3质量是75g,A 错误;
B、剩余固体中包括未反应的碳酸钙和反应生成的氧化钙,则生成物中 CaO 的质量小于67g,B正确;
C、反应一段时间后,固体的成分为碳酸钙与氧化钙,碳酸钙中钙元素的质量分数为 氧化钙中钙元素的质量分数为 则混合物中的钙元素的质量分数一定大于40%,C 错误;
D、碳酸钙中碳元素和氧元素的质量比为12:(3×16)=1:4,氧化钙中有氧元素,无碳元素,则混合物中碳元素与氧元素的质量之比小于1:4,D错误。
故答案为:B。
15.以 CO2 和 H2 为原料合成 C2H4是综合利用二氧化碳、实现碳中和的研究热点。相关反应的微观示意图如图所示。
关于该反应,下列说法正确的是 (  )
A.参加反应的甲和乙的质量比为11:1
B.生成丙和丁的分子个数比为1∶2
C.反应物和生成物共涉及两种氧化物
D.反应前后元素的化合价都不变
【答案】C
【解析】【分析】(1)微观反应示意图的解读:根据微观示意图可以写出化学方程式,明确反应物、生成物的化学式和配平系数,从而确定各物质的质量比、分子个数比。
(2)氧化物的判断:氧化物是由两种元素组成,且其中一种是氧元素的化合物。
(3)元素化合价的变化:单质中元素化合价为 0,化合物中各元素正负化合价的代数和为 0。化学反应中,若有单质参与或生成,元素化合价一定会发生变化。
【解答】根据微观示意图可得出该反应的化学方程式为
A、参加反应的甲和乙的质量比为(44×2):(2×6)=22:3,A错误。
B、由化学方程式可知,生成丙和丁的分子个数比为1:4,B错误。
C、反应物和生成物共涉及二氧化碳和水两种氧化物,C正确。
D、反应前后氢元素的化合价由0变为+1,碳元素的化合价由+4变为-2,D错误。
故答案为:C。
16.我国古代将炉甘石(主要成分为 ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃,有如下反应发生:下列有关说法错误的是 (  )
A.X的化学式为CO2
B.反应前后锌元素质量不变
C.反应①中 ZnCO3、ZnO、CO2 的质量比为125:81:44
D.反应②前后锌元素化合价升高
【答案】D
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的应用:化学反应前后,原子的种类、数目和质量都保持不变。可以通过这一规律来推断未知物质的化学式。
(2)元素化合价的变化:在化合物中,各元素正负化合价的代数和为零;单质中元素的化合价为 0。可以通过化学式计算元素的化合价,判断反应前后化合价的变化。
【解答】A、由质量守恒定律可知,化学反应前后,原子的种类和数目均不变,则每个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成,X的化学式为CO2,A正确。
B、由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的质量不变,则反应前后锌元素质量不变,B正确。
C、由化学方程式可知,反应①中
ZnCO3相对分子质量:65+12+16×3=125
ZnO相对分子质量:65+16=81
CO2相对分子质量:12+16×2=44
三者化学计量数均为1,因此质量比 = 125:81:44,与选项表述完全一致,C正确。
D、反应②前后锌元素化合价降低,锌元素的化合价由+2变为0,D错误。
故答案为:D。
17.如图四位同学正在讨论某一个化学方程式表示的意义,根据他们描述的内容,试判断他们所指的化学方程式是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】(1)化学方程式的含义:化学方程式不仅能表示反应物、生成物和反应条件,还能体现各物质的粒子个数比(即化学计量数之比),以及各物质的质量比(相对分子质量与化学计量数的乘积之比)。
(2)化合反应的定义:由两种或两种以上物质生成一种物质的反应,特点是 “多变一”。
【解答】从给出的限制中可以得到如下信息:是化合反应,且反应物与生成物的质量关系是1:8:9,分子个数比为2:1:2,反应条件为点燃的反应。
A、 是点燃条件的化合反应,粒子个数比为 1:1:1,不符合 2:1:2,故该选项错误。
B、 是点燃条件的化合反应,粒子个数比 2:1:2;质量比(2×28):32:(2×44)=56:32:88=7:4:11,不符合 1:8:9,故该选项错误。
C、氢气燃烧的反应满足以上要求。
D、甲烷燃烧不是化合反应。
故答案为:C。
18.钯(Pd)是优良的储氢金属,其储氢原理为 ,其中x 的最大值为0.8。已知:Pd的相对原子质量为106,金属钯的密度为 则212 cm3 Pd 能储存 H2 的最大质量为 (  )
A.9.6g B.19.2g C.28.8g D.38.4g
【答案】B
【解析】【分析】依据反应的方程式:2Pd+xH2=2PdHx,结合提供数据的计算。
【解答】设212 cm3 Pd 能储存 的最大质量为m,
的质量为:
x的最大值为0.8,根据题意可得:
m=19.2g
故答案为:B。
19.取6g某有机物X完全燃烧,生成13.2gCO2和7.2g H2O,则推出有机物X的化学式为(  )
A.C2H6O B.C3H8O C.C3H8 D.C2H6
【答案】B
【解析】【分析】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,是因为化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变。
【解答】由质量守恒定律可知,X中碳元素的质量等于二氧化碳中碳元素的质量,即 X中氢元素的质量等于水中氢元素的质量,即7.2g× 由:3.6g+0.8g=4.4g<6g,可知X中还应含有氧元素,X中氧元素的质量为6g-4.4g =1.6g,X 中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为 3:8:1,X的化学式为C3H8O。
故答案为:B。
20.在化学方程式aC2H6+ 中,各化学式计量数之间的关系正确的是(  )
A.2m=a B.m=a C.3n=a D.2b=2m+n
【答案】D
【解析】【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断。
【解答】中,由化学反应前后原子种类、数目不变可知,碳原子的个数为2a=m,氢原子的个数为6a=2n,即3a=n,氧原子的个数为2b=2m+n。
故答案为:D。
21.某不合格奶粉因有过量的三聚氰胺(化学式为 C3N6H6)而进行了焚烧处理。三聚氰胺燃烧的化学方程式是 ,其中x,y分别为(  )
A.3、3 B.3、6 C.6、4 D.6、6
【答案】D
【解析】【分析】由质量守恒定律:反应前后原子种类、数目均不变,据此由反应的化学方程式推断x、y的数值即可。
【解答】由化学方程式可知,反应物中氮原子的数目为12,碳原子的数目为 6,根据质量守恒定律,反应前后原子数目不变,则x的数值应为6,y的数值应为6。
故答案为: D。
22.下列化学方程式书写完全正确的是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【分析】(1)化学方程式的书写原则:一是要以客观事实为依据,不能凭空臆造不存在的物质或反应;二是要遵守质量守恒定律,即方程式两边的原子种类和数目必须相等。
(2)化学方程式的书写步骤:正确写出反应物和生成物的化学式,配平化学方程式,注明反应条件,生成物是气体或沉淀时要标注 “↑” 或 “↓” 符号。
【解答】A、 ,该方程式化学式书写正确,配平正确,注明了催化剂和加热条件,氧气是气体也标注了 “↑”,完全符合书写规则,故该选项正确。
B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为 B 错误。
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为 C错误。
D、该化学方程式没有 配 平,正确 的 化 学 方 程 式 应为 D 错误。
故选 A。
23.在化学反应 B+A2C中,反应物 BC 与生成物 B 的质量关系如图所示。若2gA2与80gBC恰好完全反应,则生成A2C 的质量是 (  )
A.8g B.80g C.28g D.18g
【答案】D
【解析】【分析】(1)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。对于反应 A2 +BC=B+A2 C,即 m(A2 )+m(BC)=m(B)+m(A2 C)。
(2)根据图像确定质量关系:从图中可以看出,当有5g BC 反应时,生成 4g B,由此可计算出 BC 与 B 的质量比为 5:4。
【解答】由图像可知,反应物BC 与生成物B 的质量比为5:4,
当80 g BC 恰好完全反应时,生成B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,设生成A2C 的质量为 m,
则22 g+80 g=64g+m,
m=18g。
故答案为:D。
24.一定条件下,密闭容器中发生了某一化学反应,涉及的物质为甲、乙、丙、丁,如图为各物质在反应前和反应后某时刻的质量关系。下列说法不正确的是(  )
A.x的值是31
B.甲、丁的相对分子质量之比可能为7:11
C.丁可能为单质
D.反应中消耗甲和乙的质量比为7:4
【答案】C
【解析】【分析】反应后质量增加的属于生成物,反应后质量减少的属于反应物,反应后质量不变可能属于催化剂,进行分析判断。
【解答】由表中数据分析可知,反应前后甲的质量减少了20g-13g=7g,故是反应物,参加反应的质量为7g;同理可以确定乙是反应物,参加反应的质量为20g-16g=4g;丙的质量不变,可能作该反应的催化剂,也可能没有参加反应;由质量守恒定律,丁应是生成物,且生成的质量为7g+4g=11g,故x的数值为20+11=31。
A、x的数值为20+11=31,故选项说法正确。
B、甲、丁的质量比为7g:11g=7:11,若甲、丁的化学计量数相同,则甲、丁的相对分子质量之比可能为7:11,故选项说法正确。
C、该反应的反应物为甲和乙,生成物是丁,符合“多变一”的形式,属于化合反应,丁是化合反应的生成物,不可能是单质,故选项说法错误。
D、反应中消耗甲和乙的质量比为7g:4g=7:4,故选项说法正确。
故答案为:C。
25.金属单质X与非金属单质Y可发生反应2X+Y=X2Y,实验探究小组进行了两次实验,充分反应后,测得数据如表所示。则参加反应的X与Y的质量比为(  )
实验序号 X的用量/g Y的用量/g 生成X2Y的质量/g
1 5.4 1.6 6.4
2 9.6 4.8 12.8
A.2:1 B.3:1 C.27:5 D.27:8
【答案】B
【解析】【分析】根据两实验实验数据分析,由Y质量增加3倍 ,而另两种物质质量比不到3倍,说明Y过量,另一反应物完全反应,由生成物的质量计算出参加反应的Y的质量,由此计算X和Y的质量比分析。
【解答】由两次实验的数据可知,与实验1相比,实验2中Y的用量增加到3倍,而X 的质量却没有增加到3倍,说明第2次反应时,有剩余,完全反应生成,则参加反应的的质量是,参加反应的与的质量比为:。
故选B。
26.已知2.3g某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后,生成4.4g二氧化碳和2.7g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.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素
【答案】B
【解析】【分析】根据化学反应前后元素种类和质量不变,结合元素质量为物质质量×元素质量分数分析。
【解答】已知某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后,生成二氧化碳和水。根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,故该纯净物中一定含碳、氢元素,碳元素的质量为,氢元素的质量为,则该纯净物中还一定含氧元素。
故选B。
二、填空题
27.质量守恒定律是自然界的基本定律之一,请你运用质量守恒定律进行计算。
(1)某密闭容器中,加热12gA,使之完全分解产生B和C,其中 B 的质量为2g,同时C又能部分分解产生0.1g D和7.9 gE,则最终该密闭容器中B 和 C的质量比为   。
(2)4.6克乙醇(C2H5OH)和一定量的氧气在密闭容器中燃烧,反应后容器中只有一氧化碳、二氧化碳和水,已知一氧化碳的质量为1.4克,则生成二氧化碳的质量为   克。
【答案】(1)1:1
(2)6.6
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的应用:在密闭容器中,化学反应前后各物质的总质量保持不变。对于多步反应,可分步应用质量守恒定律,计算出每一步反应中各物质的质量变化,最终得到剩余物质的质量。
(2)元素守恒的应用:化学反应前后,元素的种类和质量不变。在乙醇燃烧反应中,碳元素全部转化为一氧化碳和二氧化碳中的碳,可据此计算出二氧化碳的质量。
【解答】(1)某密闭容器中,加热12g A,使之完全分解产生B 和 C,其中 B 的质量为 2g,
同时C又能部分分解产生0.1g D 和7.9 gE,
则最终该密闭容器中 C 的质量为 12 g-2g-0.1g - 7.9 g=2g;
最终该密闭容器中B和C 的质量比为2g:2g=1:1。
(2)4.6克乙 醇 中 碳 元 素 的 质 量 为 4.6g ×
已知一氧化碳的质量为1.4克,其中碳元素的质量为
则生成二氧化碳 的 质 量 为 (2. 4 g 0. 6 g) ÷
28. 1909年,化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年,化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,获得诺贝尔化学奖。
(1)将氢气和氮气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨(NH3),反应的化学方程式为   。
(2)用“○○”“∞”“80”分别表示 N2、H2、NH3。观察下图,写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序:   (填序号)。
(3)在汽车排气管上安装尾气净化装置,可使尾气中的 CO 和 NO 在催化剂表面发生反应,产生两种空气中的组成气体,写出该反应的化学方程式:   。
【答案】(1)
(2)⑤④①②③
(3)
【解析】【分析】(1)化学方程式书写:书写化学方程式需遵循质量守恒定律,根据题意确定反应物、生成物及反应条件,然后配平。氢气和氮气在高温、高压、催化剂条件下反应生成氨
。(2)化学反应的微观过程:化学反应的本质是分子破裂成原子,原子再重新组合成新分子。在催化剂表面合成氨的过程,顺序为:氢气和氮气分子吸附到催化剂表面 → 分子破裂成氢原子和氮原子 → 原子重新组合成氨分子 → 氨分子从催化剂表面脱附。
(3)质量守恒定律的应用:根据 “产生两种空气中的组成气体”,可推断 CO 和 NO 反应的生成物为和,再根据质量守恒定律配平化学方程式。
【解答】(1)氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下反应生成氨气,该反应的化学方程式为
(2)在催化剂表面合成氨的反应过程为氮气分子和氢气分子运动至催化剂表面,氮气分子分为氮原子,氢气分子分为氢原子,每1个氮原子和3个氢原子结合为1个氨分子,氨分子不断运动,离开催化剂表面。故顺序为⑤④①②③。
(3) 一氧化碳和一氧化氮在催化剂的作用下转化为两种空气中的组成气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含有N、C、O元素,生成物中也应含有C、N、O元素,故生成的两种气体是氮气和二氧化碳。该反应的化学方程式为 2NO +
29.运载火箭的助推器常使用如图①偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,②四氧化二氮作为助燃剂,二者反应的微观示意图如图:
一碳原子一氮原子○一氧原子 ○一氢原子
(1)从宏观角度看:偏二甲肼中有   种元素。
(2)从微观角度看:根据微观示意图可知④的模型为   。
(3)从符号表征看:该反应的化学方程式为   。
【答案】(1)3
(2)●●
(3)C2H8N2+2N2O4
【解析】【分析】(1)物质的元素组成:从宏观角度看,物质由元素组成。偏二甲肼的化学式为,其中包含碳(C)、氢(H)、氮(N)三种元素。
(2)质量守恒定律的微观解释:化学反应的本质是原子的重新组合,反应前后原子的种类、数目和质量均保持不变。根据微观示意图中各原子的数量,可以推断出未知生成物的分子模型。
(3)化学方程式的书写:根据微观示意图确定反应物和生成物的分子构成,写出化学式,再根据质量守恒定律配平,并标注反应条件和气体符号。
【解答】(1)偏二甲肼的化学式是C2H8N2,则偏二甲肼中有3种元素。
(2)由微观示意图,结合质量守恒定律可知,该反应是偏二甲肼和四氧化二氮在点燃条件下反应生成二氧化碳、水和氮气,④中为氮分子,1个氮分子是由两个氮原子构成的,模型为●●。
(3)由微观示意图和以上分析可知,该反应的化学方程式为
30.火箭常用联氨(N2H4)作燃料,以四氧化二氮(N2O4)助燃,生成物有两种,一种是氮气,而另一种则被称为人类生命的源泉。请回答下列问题。
(1)N2H4和N2O4中,   和氧气的化学性质相似。
(2)请写出联氨(N2H4)在四氧化二氮(N2O4)中燃烧的化学方程式:   。
【答案】(1)
(2)
【解析】【分析】(1)助燃剂的判断:氧气在燃烧反应中通常作为助燃剂,提供氧元素,支持可燃物燃烧。在本题中,联氨是燃料(可燃物),四氧化二氮作为助燃剂,其作用与氧气相似,都是提供氧元素来支持燃烧反应。
(2)化学方程式的书写与配平:书写化学方程式需遵循质量守恒定律,即反应前后原子的种类和数目保持不变。首先根据题意确定反应物、生成物和反应条件,然后通过配平使方程式两边各原子数目相等。
【解答】(1)火箭常用联氨(N2H4)作燃料,以四氧化二氮(N2O4)助燃,说明N2O4能支持燃烧,氧气也能支持燃烧,所以 N2O4 和氧气的化学性质相似。
(2)联氨(N2H4)在四氧化二氮(N2O4)中燃烧,生成物有两种,一种是氮气,而另一种则被称为人类生命的源泉,即水,反应的化学方程式为
31.配平下列化学方程式:
(1)            Al2O3;
(2)         +   H2O;
(3)          SO2。
【答案】(1)1;2;2;1
(2)1;3;2;2
(3)4;11;8
【解析】【分析】(1)化学方程式配平的核心原则:配平的本质是遵守质量守恒定律,确保反应前后各原子的种类和数目完全相等。
(2)常用配平方法:
最小公倍数法:适用于简单反应,找出反应前后同种原子数的最小公倍数,调整系数使原子数相等。
奇数配偶法:适用于含奇数原子的复杂反应,先将奇数原子的化学式系数变为偶数,再依次配平其他原子。
观察法:从结构复杂的化学式入手,通过观察调整其他物质的系数。
【解答】(1)采用最小公倍数法:氧原子在 和 Al2O3 中数目分别为 3 和 3,最小公倍数为 6。因此前配 1,Al2O3前配 1。
根据铁原子守恒, 前配 2;根据铝原子守恒,Al前配 2。
配平后:。
(2)采用奇数配偶法:从C2H4入手,碳原子数为 2,故 前配 2;
氢原子数为 4,故 H2O 前配 2。
此时生成物中氧原子总数为2×2+2×1=6,因此O2前配 3。
配平后:。
(2)采用奇数配偶法:Fe2O3中氧原子为奇数,先将其系数变为 2,使氧原子总数为偶数。
根据铁原子守恒,FeS2前配 4;
根据硫原子守恒, SO2 前配 8。
此时生成物中氧原子总数为2×3+8×2=22,因此O2前配 11。
配平后:。
32.化学方程式表示的意义(以 为例)。
(1)表示化学反应中的反应物和生成物,如   (填物质名称,下同)是反应物,   是生成物。
(2)表明了该化学反应进行的条件,如   是该反应的条件。
(3)表示了各物质之间的质量比,在示例反应中,每36份质量的水反应生成   份质量的氢气和   份质量的氧气。
【答案】(1)水;氢气和氧气
(2)通电
(3)4;32
【解析】【分析】(1)化学方程式的宏观意义(反应物与生成物):化学方程式中等号左边的物质为反应物,是化学反应中被消耗的物质;等号右边的物质为生成物,是化学反应中新生成的物质。通过化学方程式可以直接明确化学反应的物质转化关系。
(2)化学方程式的反应条件标识:化学方程式中等号上方或下方标注的内容为反应条件,不同的化学反应需要不同的条件(如通电、加热、点燃、催化剂等),这是化学反应发生的必要前提。
(3)化学方程式的质量意义(各物质质量比):化学方程式中各物质的质量比等于其相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比。相对分子质量需根据化学式中各原子的相对原子质量计算得出,再结合化学计量数即可求出反应物与生成物之间的质量比例关系。
【解答】(1)对于化学方程式,根据 “等号左边为反应物、右边为生成物” 的规则判断:等号左侧的物质是水,因此水是该反应的反应物;
等号右侧的物质是氢气和氧气,因此氢气和氧气是该反应的生成物。
(2)观察该化学方程式的标注,等号上方明确写有 “通电” 二字,根据化学方程式中反应条件的标识规则,可知通电是该水分解反应发生的必要条件。
(3)计算各物质的质量比时,需先算出相对分子质量再乘以化学计量数:
水的相对分子质量为1×2+16=18,化学计量数为 2,总相对质量为18×2=36;
氢气的相对分子质量为1×2=2,化学计量数为 2,总相对质量为2×2=4;
氧气的相对分子质量为16×2=32,化学计量数为 1,总相对质量为32×1=32。
因此每 36 份质量的水反应,会生成 4 份质量的氢气和 32 份质量的氧气。
33.在一定条件下,Mg和 MgH2的相互转化可以实现氢气的储存和释放。其工作原理如图。
(1)储存氢气时发生反应的化学方程式为   。
(2)若氢气储存效率为 10%,储存1 kg 氢气,至少需要 Mg的质量为   kg。
(3)释放氢气时发生反应的化学方程式为   。
(4)理论上,52 kg MgH2最多能释放氢气的质量为    kg。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)4
【解析】【分析】(1)根据氢气储存时发生的反应写出化学方程式。
(2)根据氢气的储存率和氢气的质量计算出至少需要Mg的质量;
(3)根据氢气释放时的反应写出化学方程式;
(4)根据MgH2的质量和反应的方程式计算出释放氢气的质量。
【解答】(1)由题图可知,储存氢气时发生反应的化学方程式为。
(2)若氢气储存效率为 10%,储存 1 kg 氢气,需要氢气的质量为
设至少需要 Mg的质量为x。
则至少需要镁的质量为120kg。
(3)由题图可知,释放氢气时发生反应的化学方程式为
(4)设最多能释放氢气的质量为y。
则最多释放氢气的质量为4kg。
34.某同学写了以下化学方程式:
A.
B.
C.
D.
E.
根据化学方程式错误的类型,将其序号填入以下相应的空白处。
(1)未配平的是   。
(2)化学式写错的是   。
(3)“↑”使用不当的是   。
(4)未注明反应条件的是   。
(5)反应条件写错的是   。
【答案】(1)B
(2)A
(3)D
(4)E
(5)C
【解析】【分析】(1)化学方程式书写规则:书写化学方程式必须遵循两个原则,一是以客观事实为依据,化学式必须正确;二是遵守质量守恒定律,方程式必须配平。
(2)反应条件与气体符号使用规范:反应条件(如点燃、加热、催化剂等)必须准确注明;“↑” 符号仅用于表示生成物中的气体,且只有当反应物中没有气体时才能标注。
【解答】A中生成物的化学式为 MgO,化学式写错;
B中反应前后原子个数不相等,没有配平;
C中过氧化氢应该在二氧化锰的催化作用下分解生成水与氧气,反应条件标注错误;
D 中气体符号标注不正确,反应物不能标注;
E 中没有标注反应条件。
故未配平的是B;化学式写错的是A;“↑”使用不当的是D;未注明反应条件的是E;反应条件写错的是C。
三、实验与探究题
35.质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程,凝聚了不少科学家的心血。
材料一:1663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。
材料二:1774年,拉瓦锡用定量实验研究在密封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。
(1)波义耳实验中,燃烧后固体质量增加的原因是   。
(2)兴趣小组决定用如图所示装置模拟拉瓦锡实验,验证质量守恒定律。
实验结束后小明记录了以下几组数据(已知该反应条件下氧气的密度为ρg/mL)。
A.反应前称取的氧化汞质量为 ag
B.反应前装有氧化汞的试管总质量为 bg
C.反应结束冷却后试管的总质量为cg
D.反应后量筒内气体体积为 d mL
E.反应前量筒和水的总质量为 eg
F.反应结束后量筒和水的总质量为 fg
①实验中量筒内液面有油层,这样做的目的是   。
②实验操作均正确,在误差范围内,如果出现等量关系   (用小明测得的数据表示),则可验证质量守恒定律。
【答案】(1)金属和空气中的氧气反应,生成的固体中增加了参与反应的氧气的质量
(2)防止氧气溶解在水中;b=c+ρd
【解析】【分析】(1)根据实验中金属和氧气反应生成固体增加了反应的氧气的质量进行分析。
(2)根据氧气不易溶于水,氧化汞受热分解生成汞和氧气,反应的氧化汞的质量等于生成氧气和金属汞的质量;反应前后试管质量不变进行分析。
【解答】(1)波义耳实验中,金属在煅烧时与空气中的氧气发生了化学反应,生成了金属氧化物。根据质量守恒定律,生成的金属氧化物的质量等于参加反应的金属质量与氧气质量之和。因此,煅烧后固体质量增加,是因为金属和空气中的氧气反应,生成的固体中增加了参与反应的氧气的质量。
(2)①实验中量筒内液面有油层,其目的是防止氧气溶解在水中,确保量筒内收集到的气体体积准确反映生成氧气的体积,避免因氧气溶解导致实验误差。
②氧化汞受热分解生成汞和氧气,反应的氧化汞的质量等于生成氧气和金属汞的质量;反应前后试管质量不变,所以反应前装置总质量等于反应后装置总质量加生成氧气的质量;生成氧气用排水法收集,排出水的体积就是生成氧气的体积dmL,氧气的密度为ρ克/毫升=ρg/mL,生成氧气质量为dmL×ρg/mL=ρdg;因此有b=c+ρd,可以证明质量守恒。
36.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。
(1)【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,调节天平平衡;
Ⅱ.取下锥形瓶,将瓶塞上的玻璃管在酒精灯上烧热后,接触白磷,将白磷引燃后立即塞紧瓶塞;
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
(2)【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】
要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是   。
(3)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】(1)天平是否平衡
(2)白磷燃烧,产生大量的白烟
(3)能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的验证实验要求:验证质量守恒定律时,若反应有气体参与或生成,必须在密闭容器中进行,防止气体逸出导致天平不平衡,确保反应前后所有物质的质量都被纳入称量范围。
(2)质量守恒定律的核心内涵: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。未参与反应的物质(如过量的反应物),其质量不属于 “参加反应的物质质量”,不影响定律的验证。
(3)白磷燃烧的反应特征:白磷是易燃物,着火点低,燃烧时会与氧气反应生成五氧化二磷固体,伴随剧烈燃烧、产生大量白烟的现象,该现象是判断化学反应发生的直观依据。
【解答】(1)实验步骤 Ⅲ 的核心目的是通过天平的平衡状态,对比反应前后密闭体系的总质量是否相等。因此,待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘,需要观察的核心内容是天平是否平衡,以此判断反应前后物质总质量是否遵循质量守恒定律。
(2)化学反应发生的直观判断依据是有新物质生成,伴随相应的实验现象。本实验中白磷燃烧,会观察到白磷剧烈燃烧,产生大量的白烟,放出热量,该现象明确证明白磷与氧气发生了化学反应,满足实验 “先确认反应发生” 的思路要求。
(3)质量守恒定律的研究对象是 “参加化学反应的各物质”。反应结束后白磷有剩余,说明白磷是过量的,剩余的白磷未参与与氧气的反应,其质量在反应前后没有发生变化,也不属于 “参加反应的物质质量” 范畴。因此,只要密闭容器内的总质量在反应前后保持不变,就仍能验证质量守恒定律,故能得出上述结论,理由是剩余的白磷未参与化学反应,其质量不影响参加反应的物质总质量与生成物总质量的等量关系。
37.质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程,凝聚了不少科学家的心血。
材料一:1663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。
材料二:1774年,拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封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。
(1)波义耳实验中,燃烧后固体质量增加的原因是   。
(2)兴趣小组决定用如图所示装置模拟拉瓦锡实验,验证质量守恒定律。
实验结束后小明记录了以下几组数据(已知该反应条件下氧气的密度为ρg/mL)。
A.反应前称取的氧化汞质量为ag
B.反应前装有氧化汞的试管总质量为 bg
C.反应结束冷却后试管的总质量为cg
D.反应后量筒内气体体积为 dmL
E.反应前量筒和水的总质量为eg
F.反应结束后量筒和水的总质量为fg
①实验中量筒内液面有油层,这样做的目的是   。
②实验操作均正确,在误差范围内,如果出现等量关系   (用序号表示),则可验证质量守恒定律。
【答案】(1)金属和空气中的氧气反应,生成的固体中增加了参与反应的氧气的质量
(2)防止氧气溶解在水中;
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的应用:波义耳煅烧金属的实验中,金属与空气中的氧气发生反应生成金属氧化物。根据质量守恒定律,反应后固体的质量等于金属的质量与参与反应的氧气质量之和,因此煅烧后固体质量增加。
(2)实验设计的细节:在拉瓦锡实验的模拟装置中,量筒内液面的油层可以隔绝氧气与水,防止氧气溶解在水中,从而避免对氧气体积测量的干扰。
(3)质量守恒定律的验证:氧化汞受热分解生成汞和氧气,反应前后装置的总质量不变。反应前氧化汞的质量等于反应后生成的汞和氧气的质量之和。通过测量生成氧气的体积和密度,可以计算出氧气的质量,进而验证质量守恒定律。
【解答】(1)波义耳实验中,燃烧后固体质量增加的原因是金属和空气中的氧气反应,生成的固体中增加了参与反应的氧气的质量。
(2)①实验中量筒内液面有油层,这样做的目的是防止氧气溶解在水中,影响实验结果。
②氧化汞受热分解生成汞和氧气,反应的氧化汞的质量等于生成氧气和金属汞的质量;反应前后试管质量不变,所以反应前装置总质量等于反应后装置总质量加生成氧气的质量;
生成氧气用排水法收集,排出水的体积就是生成氧气的体积,氧气的密度为ρg/mL,则生成氧气的质量为 d mL×ρ g/mL=ρd g;因此在误差范围内,若出现b=c+ pd,则可验证质量守恒定律。
四、综合题
38.实验室制取氧气时,某同学取质量为15.0g的氯酸钾和二氧化锰的固体混合物加热,固体质量与反应时间的关系如图甲所示。
(1) 时段固体质量不变,是因为   。
(2)t4时,制得氧气质量是   克。
(3)t5时MnO2的质量为多少 (写出计算过程)
(4)请在图乙中画出固体中氧元素的质量在 时段的变化曲线(需做适当标注)。
【答案】(1)没有达到氯酸钾分解的温度
(2)4.8
(3)解:设原固体混合物中氯酸钾的质量为x。
由于二氧化锰是该反应的催化剂,反应前后质量不变,所以t5时 MnO2的质量为15.0g-12.25g=2.75g。
(4)
【解析】【分析】(1)反应条件与质量变化:氯酸钾分解需要达到一定的温度,在未达到分解温度时,反应未发生,因此固体质量保持不变。
(2)质量守恒定律的应用:根据质量守恒定律,反应前后固体的质量差即为生成氧气的质量。
(3)催化剂的性质:二氧化锰是该反应的催化剂,在反应前后质量和化学性质均不发生改变。可通过计算氯酸钾的质量,进而求出二氧化锰的质量。
(4)氧元素质量的变化:反应过程中,氧元素的质量随着氧气的生成而减少,当反应完全后,剩余固体中的氧元素质量保持不变。
【解答】(1)由于氯酸钾分解要达到一定的温度,t0~t1 时段固体质量不变,是因为温度没有达到分解的温度;
(2)由质量守恒定律可得,t4时,制得氧气质量是:15.0g-10.2g=4.8g
(3)设原固体混合物中氯酸钾的质量为x
解:设原固体混合物中氯酸钾的质量为x。
由于二氧化锰是该反应的催化剂,反应前后质量不变,所以t5时 MnO2的质量为15.0g-12.25g=2.75g。
(4)由上述计算可知,15g固体混合物中氧元素的质量为
反应完全后固体中氧元素的质量为 1g,据此画图。
39.把4g 硫粉放在一定质量的氧气中燃烧,有关实验数据如表所示,请回答问题。
  第一次 第二次 第三次
O2的质量/g 3 4 6
生成SO2的质量/g 6 8 8
(1)上述实验中,第   (填序号)次实验中氧气有剩余,剩余   g。
(2)在这三次实验中,符合质量守恒定律的是   (填序号)。
(3)若该同学要进行第四次实验,将48 g硫粉完全反应,则能生成二氧化硫   g。若生成的二氧化硫全部被氢氧化钠溶液吸收,需要10%的氢氧化钠溶液   g(已知SO2+
【答案】(1)三;2
(2)一、二、三
(3)96;1200
【解析】【分析】(1)质量守恒定律与反应过量判断:硫在氧气中燃烧的化学方程式为,其中硫、氧气、二氧化硫的质量比为 32:32:64=1:1:2。4g 硫粉完全反应需要 4g 氧气,生成 8g 二氧化硫。当氧气质量大于 4g 时,硫粉完全反应,氧气有剩余。
(2)质量守恒定律的普遍性:质量守恒定律是自然界的基本定律,适用于所有的化学反应,因此三次实验均符合质量守恒定律。
(3)根据化学方程式的计算:根据硫与氧气的质量比,可计算出 48g 硫完全反应生成二氧化硫的质量;再根据二氧化硫与氢氧化钠的反应,计算出所需氢氧化钠溶液的质量。
【解答】(1)根据 进行计算,4g硫粉充分燃烧,最多可消耗4g 氧气,故第三次实验氧气有剩余,氧气剩余的质量为6g-4g=2g。
(2)一切化学变化都符合质量守恒定律,所以三次实验都符合质量守恒定律。
(3)设48g硫粉完全反应,生成二氧化硫的质量为x。
生成二氧化硫的质量为96g。
设吸收96g二氧化硫需要10%的氢氧化钠溶液的质量为y。
需要10%的氢氧化钠溶液1200 g。
40.某同学向过氧化氢溶液中加入二氧化锰制取氧气,相关数据如下。
反应前各物质的质量/g 充分反应后物质的质量/g
过氧化氢溶液 二氧化锰 固体与液体混合物质量
68.0 0.1 66.5
请计算:
(1)该同学制得氧气的质量为   。
(2)该同学所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量是多少
【答案】(1)1.6g
(2)解:设该同学所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x。
答:该同学所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量是3.4g。
【解析】【分析】过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应前后的质量差即为反应生成氧气质量,根据氧气质量可以计算过氧化氢的质量。
【解答】(1)反应生成氧气质量为:68.0g+0.1g-66.5g=1.6g,
(2)设该同学所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x。
答:该同学所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量是3.4g。
41.某同学在研究质量守恒定律的实验过程中,记录了下表实验数据(所用反应的化学方程式为
反应次数 第一次 第二次 第三次
硫粉的质量/g 16 32 32
铁粉的质量/g 28 28 56
硫化亚铁质量/g 44 44 88
(1)第二次实验是否符合质量守恒定律    。第二次参加反应的硫的质量为    g。
(2)通过实验说明,参加反应的各物质之间存在着比例关系,参加反应的铁和硫的质量比是   。
(3)若该同学要将48g硫粉完全反应,则需要铁粉多少克 能生产硫化亚铁多少克 (写出计算过程)
【答案】(1)符合;16
(2)7:4
(3)解:设生成硫化亚铁的质量为x,需要铁粉的质量为y。
答:需要铁粉的质量为84g,能生成硫化亚铁132g。
【解析】【分析】(1)质量守恒定律:在化学反应中,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。这个定律适用于所有的化学变化,无论反应物是否过量,只要发生了化学反应,就一定遵循质量守恒定律。
(2)化学反应的质量比例关系:化学方程式不仅表示了反应物和生成物,还反映了各物质之间的质量比例。对于反应,铁与硫的质量比是固定的,当其中一种反应物过量时,过量的部分不会参与反应。
(3)根据化学方程式的计算:利用铁和硫的固定质量比,结合已知硫的质量,列比例式求解需要铁粉的质量和生成硫化亚铁的质量,遵循质量守恒和比例关系。
【解答】(1)
因为参加反应的铁和硫的质量比为56:32=28:16,根据质量守恒定律,28g铁与16g硫反应生成生成28g+16g=44g硫酸亚铁。
(2)参加反应的铁和硫的质量比为56:32=7:4;
42.取氯酸钾与二氧化锰的混合物30g放在大试管中加热,一段时间后,停止加热,冷却,称得剩余固体质量为26.16g,继续加热,至不再有气体放出为止,第二次收集到的氧气为5.76g,求:
(1)共收集到 O2的质量为   g。
(2)原混合物中 MnO2的质量(写出计算过程)。
【答案】(1)9.6
(2)设要生成9.6g氧气需要参加反应的氯酸钾的质量为x。
x=24.5g
30g-24.5g=5.5g
答:原混合物中 MnO2的质量为5.5g
【解析】【分析】(1)质量守恒定律:在化学反应中,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。对于有气体生成的反应,反应前后固体质量的减少量即为生成气体的质量。
(2)化学方程式的计算:根据化学方程式中各物质的相对分子质量之比,结合已知物质的质量,可以计算出其他物质的质量。在氯酸钾分解反应中,二氧化锰是催化剂,反应前后质量和化学性质均不变。
【解答】(1)根据质量守恒定律,固体减少的质量就是生成氧气的质量。
第一次加热后生成氧气的质量为30g-26.16g=3.84g,所以共收集到氧气的质量为3.84g+5.76g=9.6g。
43.“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO2),其制氧的化学方程式为 4____+3O2↑。制氧剂中其他成分不能生成氧气。
(1)化学方程式的待填处应填上的化学式为   。
(2)若该呼吸器需为使用者提供96 g氧气,则至少需要含71%KO2的制氧剂多少克 (写出计算过程)
【答案】(1)KOH
(2)解:设制得96g氧气需要 的质量为x。
x=284g
则至少需要含71%KO2的制氧剂的质量为
答:至少需要含71%KO2的制氧剂的质量为400g。
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的微观应用
在化学反应中,原子的种类、数目和质量都不会发生改变。因此,我们可以通过数反应前后各原子的种类和数目,来推断出未知物质的化学式。
(2)根据化学方程式的计算
利用配平的化学方程式,找出已知物与待求物之间的质量比,通过比例式计算出所需物质的质量;若物质不纯,还需结合纯度公式(纯度 = 纯物质质量 / 混合物质量 × 100%)进一步计算混合物的质量。
【解答】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,由化学方程式可知,反应物中有4个钾原子,10个氧原子,4个氢原子,生成物的已知物中有6个氧原子,则化学方程式的待填处应填上的化学式为 KOH。
(2)设制得96g氧气需要 的质量为x。
x=284g
则至少需要含71%KO2的制氧剂的质量为
答:至少需要含71%KO2的制氧剂的质量为400g。
44.为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度,取一定量该样品进行加热,不同时刻固体质量数据如图所示。
(1)t1时刻产生的氧气质量是   。
(2)t3~t4时段剩余固体质量不变的原因为   。
(3)列式计算该样品中氯酸钾的纯度。
【答案】(1)1.68g
(2)氯酸钾已完全分解
(3)由图可知,氯酸钾完全分解生成的氧气质量为5g+1.5g-4.58g=1.92g。
解:设5g样品中含有氯酸钾的质量为x。
x=4.9g
氯酸钾的质量分数为
答:该样品中氯酸钾的纯度是98%。
【解析】【分析】(1)根据质量守恒定律计算t1时刻产生的氧气质量;
(2)氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,因此固体的质量会逐渐减小。当氯酸钾完全反应后,不再有氧气产生,因此固体的质量不再减小。
(3)根据质量守恒定律计算出生成氧气的总质量,由氧气的总质量求出氯酸钾的质量,即可求出样品中氯酸钾的纯度。
【解答】 (1)根据图甲可知,t1时刻生成氧气的质量为:5g+1.5g-4.82g=1.68g;
(2)氯酸钾在二氧化锰催化下加热分解为氯化钾和氧气。当反应进行到 t3 时刻,氯酸钾已完全分解,不再有氧气生成,因此剩余固体质量保持不变。
(3)由图可知,氯酸钾完全分解生成的氧气质量为5g+1.5g-4.58g=1.92g。
解:设5g样品中含有氯酸钾的质量为x。
x=4.9g
氯酸钾的质量分数为
答:该样品中氯酸钾的纯度是98%。
45.实验室制取氧气时,某同学取一定质量的高锰酸钾加热,记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图甲所示,请回答下列问题。
(1)t0~t1和 时段固体质量都不变,为什么
(2)请根据图甲中数据计算高锰酸钾的质量(写出计算过程)。
(3)请在图乙中,画出固体中锰元素质量在t0~t5时段变化示意图。
【答案】(1)t0~t1时段固体质量不变,是因为反应还未开始;t4~t5时段固体质量不变,是因为反应进行完全。
(2)解:设高锰酸钾的质量是x,由图甲可知该反应生成的氧气质量是3.2g。
x=31.6g
答:高锰酸钾的质量为31.6g。
(3)31.6g高锰酸钾中锰元素的质量是
根据质量守恒定律,反应过程中,锰元素的质量不变。

【解析】【分析】(1)根据t0-t1时段反应还未进行,t4-t5时反应进行完全来分析;
(2)根据氧气的质量和化学方程式的计算来分析;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变来分析。
【解答】(1)根据图甲中信息可知t0~t1时段固体质量不变,是因为反应还未开始;t4~t5时段固体质量不变,是因为不再产生氧气,即反应进行完全。
(2)设高锰酸钾的质量是x,由图甲可知该反应生成的氧气质量是3.2g。
x=31.6g
答:高锰酸钾的质量为31.6g。
(3)31.6g高锰酸钾中锰元素的质量是
根据质量守恒定律,反应过程中,锰元素的质量不变。
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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浙教版八下科学第一章 我们呼吸的空气
1.3化学反应中物质的质量关系
理解质量守恒定律的内容,即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。
通过实验探究,认识化学反应前后物质的总质量保持不变,并能用原子、分子的观点解释质量守恒的本质原因(原子种类、数目、质量不变)。
初步掌握运用质量守恒定律进行简单的计算和推断(如确定未知物质的质量或化学式)。
能运用定律解释生活中的一些化学现象,培养定量研究化学反应的科学思维,树立严谨求实的科学态度。
知识点一 质量守恒定律
1、概念:在化学反应中, 。
2、实质:参加反应的各物质分子分解成 , 的过程。反应前后 的种类没变; 的种类和数量都没有改变,原子间只是进行重新组合,因此反应前后各物质的 总和必然相等。
3、理解:五个不变,两个一定改变,一个可能改变:
质量守恒定律的应用:(1)求反应物与生成物的质量(2)反应物或生成物的化学式(3)判断是否全部反应
注意:蜡烛燃烧虽然质量为0也满足质量守恒。
5、实验验证
(1)红磷燃烧实验
①原理:
②装置:
③现象:红磷燃烧,产生大量白烟,气球先 后 ;冷却后再次称量,天平保持平衡。
④结论:参加反应的红磷与氧气的质量总和等于生成的五氧化二磷的质量。
(2)氢氧化钠与硫酸铜反应
①原理:
②装置:
③现象:产生 沉淀;反应前后再次称量,天平保持平衡。
④结论:参加反应的氢氧化钠与硫酸铜的质量总和等于生成的氢氧化铜与硫酸钠的质量总和。
知识点二 化学方程式
1、定义:用物质的化学式表示化学反应的式子(能直接反映质量守恒定律)。
例如:碳在氧气中点燃 磷在氧气中点燃 双氧水的分解
2、化学方程式表示的意义:
①、表示什么物质参加反应,结果生成了什么物质。
②、表示反应在什么条件下进行。
③、表示各物质之间原子和分子的个数比。
④、表示反应物、生成物各物质间的质量比。(结合上面化学方程式说明)
3、化学方程式的读法:
“+”读作“和”、“与”或“跟”,“===”读作“生成”
4、化学方程式的书写:
(1)书写原则:(1)以客观事实为依据;(2)遵循质量守恒定律。
(2)书写规则:左写 ,右写 ;写对化学式,系数要配平;中间连 , 须注明, 和 。
5、化学方程式的配平:反应前后原子种类和数目保持不变
注意点:配平时只要在化学式前加数字(即化学计量数),不能改变化学式
常见的方法:
(1)最小公倍数法
如:配平Al + Fe3O4 → Fe + Al2O3
求出每一种原子在反应前后的最小公倍数;
使该原子在反应前后都为所求出的最小公倍数;
一般先从氧原子入手,再配平其他原子。
第一步:配平氧原子 Al + 3Fe3O4 → Fe + 4Al2O3
第二步:配平铁和铝原子 8Al + 3Fe3O4 → 9Fe + 4Al2O3
第三步:配平的化学方程式: 8Al + 3Fe3O49Fe + 4Al2O3
观察法
如:配平H2O + Fe →Fe3O4 + H2
从化学式较复杂的一种生成物推求有关反应物化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数;
根据求得的化学式的化学计量数,再找出其它化学式的倾泄计量数,这样即可配平。
第一步:配平氧原子 4H2O + Fe →Fe3O4 + H2
第二步:配平氢原子、铁原子 4H2O + 3Fe →Fe3O4 + 4H2
第三步:配平后的化学方程式: 4H2O + Fe Fe3O4 + 4H2
(3)奇数配偶法
如:配平FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
适用条件:方程式中所配元素的原子个数的奇数只出现一次。
找出在化学反应中出现次数最多的元素;
从原子数为单数的元素入手(一般为氧元素)。即乘2;
由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。
第一步:在Fe2O3前乘2 FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第二步:配平铁原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第三步:配平硫原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
第四步:配平氧原子。配平后的化学方程式为:4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2
归一法
如:配平:
适用条件:如大多数碳氢化合物或含碳氢氧的化合物与氧气的反应,以及某些分解反应。
先设定的系数为1,则确定CO2的系数为2,H2O的系数为3。
因为方程式右边氧原子总数为7,中有一个氧原子,可确定O2的系数为3。
配得结果为
知识点三 化学方程式的计算
1、由于化学方程式能表示反应前后各物质的质量关系,因此可以利用化学方程式计算化学反应中各成分的 。
2、根据化学方程式计算的一般步骤:设未知量→写出 →写出相关物质的 和已知量→列出 、求解→对问题做出简明回答。
3.理论依据:化学方程式中各物质的质量比是固定的,可根据已知物质的质量求未知物质的质量。
4.一般步骤
(1)设:设未知量(不带单位)。
例:设需要过氧化氢的质量为 x。
(2)方:写出正确的化学方程式。
例:2H2O2 2H2O+O2↑
(3)关:写出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量。
(4)列:列出比例式。
(5)求:求解未知量(带单位)。
例:x= ×16 kg=34 kg
(6)答:简明写出答案。
例:理论上需要消耗过氧化氢的质量为 34 kg。
题型一 质量守恒定律
【例1】2022年4月,浙江余姚某公司发生硫化氢气体泄漏事故,造成3名伤员因抢救无效死亡。硫化氢在空气中燃烧时的微观示意图如图所示:下列说法正确的是(  )
A.硫化氢中硫的化合价是+4价
B.生成的气体中硫、氧元素的质量比为1:2
C.上述反应是置换反应
D.该反应前后没有发生改变的粒子是原子
【例2】“神舟六号”载人飞船的成功发射与回收,表明我国的载人航天技术已经达到了国际领先水平。在飞船的火箭推进器中常装有液态肼(用A表示)和过氧化氢 ,它们混合时的反应化学方程式为 则肼(A)的化学式为 (  )
A. B. C. D.
【例3】关于化学方程式2H2+O22H2O,四位同学表达了如下图所示的说法,其中错误的是(  )。
A. B.
C. D.
【例4】将m克过氧化氢溶液和n克的二氧化锰混合加热,使之完全反应。
(1)若反应后容器中水的质量为a克,则可得氧气为   克;
(2)若得到剩余物b克,则可得氧气为   克。
题型二 化学方程式
【例1】“三效催化转换器”能将汽车尾气中的有毒气体转为无毒气体。图为其反应的微观示意图,下列说法正确的是(  )
A.反应前后原子的种类发生了改变
B.该反应属于置换反应
C.该反应能将有毒的NO2和CO气体转化为N2和CO2
D.参加反应的NO2和CO的个数比为2: 5
【例2】含铬废水对环境污染极大,处理过程中的一个反应方程式为 其中X 的化学式是 (  )
A. B. C.Cr2O3 D.
【例3】如图为某化学反应的微观示意图,下列说法正确的是(  )
A.甲是有机物,化学式为CH
B.丙物质由碳原子和氧原子构成
C.甲在反应中体现出氧化性
D.参加反应的甲、乙的分子个数比为2∶5
【例4】下列指定反应的化学方程式书写正确的是(  )
A.白磷在空气中燃烧:
B.铁粉在氧气中燃烧:
C.甲烷在空气中燃烧:
D.氢氧化钠和硫酸铜反应:
题型三 化学方程式的计算
【例1】 乙醇发生不完全燃烧,可表示为: 假设得到燃烧产物CO、CO2、H2O的总质量为25.2g,其中 H2O为10.8g,则产物中CO的质量为 (  )
A.5.60g B.6.53g C.16.8g D.不确定的
【例2】实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气。某化学探究小组将常见气体制备装置置于电子天平上进行相关的实验,测得数据如下流程所示:
(1)当反应结束后,过滤,洗涤并烘干滤渣,称得滤渣的质量为   g;
(2)根据质量守恒定律,反应生成氧气的质量为   g;
(3)请计算参加反应的过氧化氢的质量,并要求写出必要的计算过程。
【例3】加热20g高锰酸钾制取氧气,经一段时间后,称量剩余固体的质量为18.4g。计算:
(1)制得氧气的质量是多少?
(2)消耗了多少克高锰酸钾?
(3)若改用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取等质量的氧气,需要多少克氯酸钾?(计算结果精确到0.01)
【例4】在煤中加入适量的生石灰(CaO)制成供居民采暖用的“环保煤”,以减少二氧化硫的排放,减弱二氧化硫对空气的污染。燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为:
2CaO+mSO2+O2mCaSO4
请回答下列问题:
(1)m值是   。
(2)该反应属于基本反应类型中的   。
(3)若煤厂一次共加入含氧化钙80%的生石灰1400吨,则理论上最多可吸收二氧化硫
   吨。
一、选择题
1. 如图所示是磷与氧气反应前后的微观示意图(“●”表示磷原子,“o”表示氧原子),根据质量守恒定律,虚线框中应该是 (  )
A. B. C. D.
2.下列现象不能用质量守恒定律解释的是 (  )
A.3g 碳与10g氧气充分反应后,得到二氧化碳的质量为11g
B.酒精敞口放置一段时间后质量变小
C.铁丝燃烧,生成物的质量比铁丝的质量大
D.蜡烛燃烧后质量变小
3.一定条件下,密闭容器中发生了某一化学反应,涉及的物质为甲、乙、丙、丁,如图为各物质在反应前和反应后的质量关系。下列说法不正确的是 (  )
A.x的数值是31
B.甲、丁的相对分子质量之比可能为7:11
C.丁可能为单质
D.反应中消耗甲和乙的质量比为7:4
4.下列各项:①原子数目;②分子数目;③元素种类;④物质的总质量;⑤物质种类;⑥原子种类;⑦电子数目。化学反应后,一定没有变化的是 (  )
A.②③④⑤⑥ B.①③④⑥⑦ C.②③④⑥⑦ D.①③⑤⑥⑦
5.含 SO2的尾气可用如图所示的“双碱脱硫法”处理,以减少对环境的污染。下列说法错误的是 (  )
A.过程Ⅰ、Ⅱ涉及的氧化物只有1种
B.过程Ⅰ 的化学方程式为
C.该反应有利于生产过程中“捕捉”SO2
D.过程Ⅱ的化学方程式为
6.我国古代将炉甘石(主要成分为ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约 800 ℃,有如下反应发生: 2Zn+X↑。下列有关说法错误的是 (  )
A.X 的化学式为 CO2
B.反应前后锌元素质量不变
C.反应①中 ZnCO3、ZnO、CO2 的质量比为125:81:44
D.反应②前后锌元素化合价升高
7.二氧化氮是大气中的污染物之一。煤燃烧会产生部分二氧化氮气体,它会与空气中的氧气、水蒸气发生反应形成酸雨: 配平后各物质的化学计量数分别是 (  )
A.1,1,1,2 B.2,1,1,2 C.4,1,2,4 D.6,2,3,6
8.下列化学方程式书写完全正确的是 (  )
A. B.
C. D.
9.氢气和氧气在点燃的条件下发生反应的化学方程式为 2H2O,将10g氢气和氧气的混合气体点燃充分反应后冷却,瓶中剩余1g 气体,则原混合物中氢气和氧气的质量分别为 (  )
A.可能是2g氢气和8g氧气 B.一定是1g氢气和9g氧气
C.可能是5g氢气和5g氧气 D.一定是4g氢气和6g氧气
10.钯(Pd)是优良的储氢金属,其储氢原理为xH2+2Pd═2PdH ,其中x的最大值为0.8。已知Pd的相对原子质量为106,金属钯的密度为 则212 cm3 Pd能储存 H2 的最大质量为 (  )
A.9.6g B.19.2g C.28.8g D.38.4g
11.将 A、B、C 三种物质各16g混合加热,充分反应后混合物中有12gA、27gC和一定质量的D,已知B完全反应,若A、B、C、D的相对分子质量分别为16、32、44、18,则该反应的化学方程式可表示为 (  )
A.2A+B=C+2D B.A+2B=C+2D C.2A+B=2C+D D.A+B=C+D
12.在反应 中,镁、氧气、氧化镁的质量比是 (  )
A.2:1:2 B.48:32:80 C.24:32:40 D.24:32:56
13.在化学反应A+B═C+D中,反应物B与生成物C的质量关系如图所示。若2g A 与 80 g B恰好完全反应,则生成D 的质量是 (  )
A.8g B.80g C.28g D.18g
14.有 100 g CaCO3,高温煅烧一段时间后,剩余固体的质量为67 g,该反应的化学方程式为 下列推断符合客观事实的是 (  )
A.反应消耗的 CaCO3质量是33g
B.生成物中 CaO 的质量小于67 g
C.剩余固体中钙元素的质量分数小于40%
D.剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比大于1:4
15.以 CO2 和 H2 为原料合成 C2H4是综合利用二氧化碳、实现碳中和的研究热点。相关反应的微观示意图如图所示。
关于该反应,下列说法正确的是 (  )
A.参加反应的甲和乙的质量比为11:1
B.生成丙和丁的分子个数比为1∶2
C.反应物和生成物共涉及两种氧化物
D.反应前后元素的化合价都不变
16.我国古代将炉甘石(主要成分为 ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃,有如下反应发生:下列有关说法错误的是 (  )
A.X的化学式为CO2
B.反应前后锌元素质量不变
C.反应①中 ZnCO3、ZnO、CO2 的质量比为125:81:44
D.反应②前后锌元素化合价升高
17.如图四位同学正在讨论某一个化学方程式表示的意义,根据他们描述的内容,试判断他们所指的化学方程式是 (  )
A. B.
C. D.
18.钯(Pd)是优良的储氢金属,其储氢原理为 ,其中x 的最大值为0.8。已知:Pd的相对原子质量为106,金属钯的密度为 则212 cm3 Pd 能储存 H2 的最大质量为 (  )
A.9.6g B.19.2g C.28.8g D.38.4g
19.取6g某有机物X完全燃烧,生成13.2gCO2和7.2g H2O,则推出有机物X的化学式为(  )
A.C2H6O B.C3H8O C.C3H8 D.C2H6
20.在化学方程式aC2H6+ 中,各化学式计量数之间的关系正确的是(  )
A.2m=a B.m=a C.3n=a D.2b=2m+n
21.某不合格奶粉因有过量的三聚氰胺(化学式为 C3N6H6)而进行了焚烧处理。三聚氰胺燃烧的化学方程式是 ,其中x,y分别为(  )
A.3、3 B.3、6 C.6、4 D.6、6
22.下列化学方程式书写完全正确的是 (  )
A. B.
C. D.
23.在化学反应 B+A2C中,反应物 BC 与生成物 B 的质量关系如图所示。若2gA2与80gBC恰好完全反应,则生成A2C 的质量是 (  )
A.8g B.80g C.28g D.18g
24.一定条件下,密闭容器中发生了某一化学反应,涉及的物质为甲、乙、丙、丁,如图为各物质在反应前和反应后某时刻的质量关系。下列说法不正确的是(  )
A.x的值是31
B.甲、丁的相对分子质量之比可能为7:11
C.丁可能为单质
D.反应中消耗甲和乙的质量比为7:4
25.金属单质X与非金属单质Y可发生反应2X+Y=X2Y,实验探究小组进行了两次实验,充分反应后,测得数据如表所示。则参加反应的X与Y的质量比为(  )
实验序号 X的用量/g Y的用量/g 生成X2Y的质量/g
1 5.4 1.6 6.4
2 9.6 4.8 12.8
A.2:1 B.3:1 C.27:5 D.27:8
26.已知2.3g某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后,生成4.4g二氧化碳和2.7g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.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素
二、填空题
27.质量守恒定律是自然界的基本定律之一,请你运用质量守恒定律进行计算。
(1)某密闭容器中,加热12gA,使之完全分解产生B和C,其中 B 的质量为2g,同时C又能部分分解产生0.1g D和7.9 gE,则最终该密闭容器中B 和 C的质量比为   。
(2)4.6克乙醇(C2H5OH)和一定量的氧气在密闭容器中燃烧,反应后容器中只有一氧化碳、二氧化碳和水,已知一氧化碳的质量为1.4克,则生成二氧化碳的质量为   克。
28. 1909年,化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年,化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,获得诺贝尔化学奖。
(1)将氢气和氮气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨(NH3),反应的化学方程式为   。
(2)用“○○”“∞”“80”分别表示 N2、H2、NH3。观察下图,写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序:   (填序号)。
(3)在汽车排气管上安装尾气净化装置,可使尾气中的 CO 和 NO 在催化剂表面发生反应,产生两种空气中的组成气体,写出该反应的化学方程式:   。
29.运载火箭的助推器常使用如图①偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,②四氧化二氮作为助燃剂,二者反应的微观示意图如图:
一碳原子一氮原子○一氧原子 ○一氢原子
(1)从宏观角度看:偏二甲肼中有   种元素。
(2)从微观角度看:根据微观示意图可知④的模型为   。
(3)从符号表征看:该反应的化学方程式为   。
30.火箭常用联氨(N2H4)作燃料,以四氧化二氮(N2O4)助燃,生成物有两种,一种是氮气,而另一种则被称为人类生命的源泉。请回答下列问题。
(1)N2H4和N2O4中,   和氧气的化学性质相似。
(2)请写出联氨(N2H4)在四氧化二氮(N2O4)中燃烧的化学方程式:   。
31.配平下列化学方程式:
(1)            Al2O3;
(2)         +   H2O;
(3)          SO2。
32.化学方程式表示的意义(以 为例)。
(1)表示化学反应中的反应物和生成物,如   (填物质名称,下同)是反应物,   是生成物。
(2)表明了该化学反应进行的条件,如   是该反应的条件。
(3)表示了各物质之间的质量比,在示例反应中,每36份质量的水反应生成   份质量的氢气和   份质量的氧气。
33.在一定条件下,Mg和 MgH2的相互转化可以实现氢气的储存和释放。其工作原理如图。
(1)储存氢气时发生反应的化学方程式为   。
(2)若氢气储存效率为 10%,储存1 kg 氢气,至少需要 Mg的质量为   kg。
(3)释放氢气时发生反应的化学方程式为   。
(4)理论上,52 kg MgH2最多能释放氢气的质量为    kg。
34.某同学写了以下化学方程式:
A.
B.
C.
D.
E.
根据化学方程式错误的类型,将其序号填入以下相应的空白处。
(1)未配平的是   。
(2)化学式写错的是   。
(3)“↑”使用不当的是   。
(4)未注明反应条件的是   。
(5)反应条件写错的是   。
三、实验与探究题
35.质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程,凝聚了不少科学家的心血。
材料一:1663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。
材料二:1774年,拉瓦锡用定量实验研究在密封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。
(1)波义耳实验中,燃烧后固体质量增加的原因是   。
(2)兴趣小组决定用如图所示装置模拟拉瓦锡实验,验证质量守恒定律。
实验结束后小明记录了以下几组数据(已知该反应条件下氧气的密度为ρg/mL)。
A.反应前称取的氧化汞质量为 ag
B.反应前装有氧化汞的试管总质量为 bg
C.反应结束冷却后试管的总质量为cg
D.反应后量筒内气体体积为 d mL
E.反应前量筒和水的总质量为 eg
F.反应结束后量筒和水的总质量为 fg
①实验中量筒内液面有油层,这样做的目的是   。
②实验操作均正确,在误差范围内,如果出现等量关系   (用小明测得的数据表示),则可验证质量守恒定律。
36.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。
(1)【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,调节天平平衡;
Ⅱ.取下锥形瓶,将瓶塞上的玻璃管在酒精灯上烧热后,接触白磷,将白磷引燃后立即塞紧瓶塞;
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
(2)【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】
要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是   。
(3)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:   。
37.质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程,凝聚了不少科学家的心血。
材料一:1663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。
材料二:1774年,拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封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。
(1)波义耳实验中,燃烧后固体质量增加的原因是   。
(2)兴趣小组决定用如图所示装置模拟拉瓦锡实验,验证质量守恒定律。
实验结束后小明记录了以下几组数据(已知该反应条件下氧气的密度为ρg/mL)。
A.反应前称取的氧化汞质量为ag
B.反应前装有氧化汞的试管总质量为 bg
C.反应结束冷却后试管的总质量为cg
D.反应后量筒内气体体积为 dmL
E.反应前量筒和水的总质量为eg
F.反应结束后量筒和水的总质量为fg
①实验中量筒内液面有油层,这样做的目的是   。
②实验操作均正确,在误差范围内,如果出现等量关系   (用序号表示),则可验证质量守恒定律。
四、综合题
38.实验室制取氧气时,某同学取质量为15.0g的氯酸钾和二氧化锰的固体混合物加热,固体质量与反应时间的关系如图甲所示。
(1) 时段固体质量不变,是因为   。
(2)t4时,制得氧气质量是   克。
(3)t5时MnO2的质量为多少 (写出计算过程)
(4)请在图乙中画出固体中氧元素的质量在 时段的变化曲线(需做适当标注)。
39.把4g 硫粉放在一定质量的氧气中燃烧,有关实验数据如表所示,请回答问题。
  第一次 第二次 第三次
O2的质量/g 3 4 6
生成SO2的质量/g 6 8 8
(1)上述实验中,第   (填序号)次实验中氧气有剩余,剩余   g。
(2)在这三次实验中,符合质量守恒定律的是   (填序号)。
(3)若该同学要进行第四次实验,将48 g硫粉完全反应,则能生成二氧化硫   g。若生成的二氧化硫全部被氢氧化钠溶液吸收,需要10%的氢氧化钠溶液   g(已知SO2+
40.某同学向过氧化氢溶液中加入二氧化锰制取氧气,相关数据如下。
反应前各物质的质量/g 充分反应后物质的质量/g
过氧化氢溶液 二氧化锰 固体与液体混合物质量
68.0 0.1 66.5
请计算:
(1)该同学制得氧气的质量为   。
(2)该同学所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量是多少
41.某同学在研究质量守恒定律的实验过程中,记录了下表实验数据(所用反应的化学方程式为
反应次数 第一次 第二次 第三次
硫粉的质量/g 16 32 32
铁粉的质量/g 28 28 56
硫化亚铁质量/g 44 44 88
(1)第二次实验是否符合质量守恒定律    。第二次参加反应的硫的质量为    g。
(2)通过实验说明,参加反应的各物质之间存在着比例关系,参加反应的铁和硫的质量比是   。
(3)若该同学要将48g硫粉完全反应,则需要铁粉多少克 能生产硫化亚铁多少克 (写出计算过程)
42.取氯酸钾与二氧化锰的混合物30g放在大试管中加热,一段时间后,停止加热,冷却,称得剩余固体质量为26.16g,继续加热,至不再有气体放出为止,第二次收集到的氧气为5.76g,求:
(1)共收集到 O2的质量为   g。
(2)原混合物中 MnO2的质量(写出计算过程)。
43.“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO2),其制氧的化学方程式为 4____+3O2↑。制氧剂中其他成分不能生成氧气。
(1)化学方程式的待填处应填上的化学式为   。
(2)若该呼吸器需为使用者提供96 g氧气,则至少需要含71%KO2的制氧剂多少克 (写出计算过程)
44.为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度,取一定量该样品进行加热,不同时刻固体质量数据如图所示。
(1)t1时刻产生的氧气质量是   。
(2)t3~t4时段剩余固体质量不变的原因为   。
(3)列式计算该样品中氯酸钾的纯度。
45.实验室制取氧气时,某同学取一定质量的高锰酸钾加热,记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图甲所示,请回答下列问题。
(1)t0~t1和 时段固体质量都不变,为什么
(2)请根据图甲中数据计算高锰酸钾的质量(写出计算过程)。
(3)请在图乙中,画出固体中锰元素质量在t0~t5时段变化示意图。
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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