资源简介

(共65张PPT)
浙教版八年级科学下册
第十二讲质量守恒定律与化学方程式相关计算专题
一、质量守恒定律的理解
所有的化学反应都遵守质量守恒定律，质量守恒定律是针对化学变化而 言的，物理变化及核反应不在其考虑范围。如溶解过程、熔化过程、核 聚变和核裂变等都与质量守恒定律无关。
质量守恒定律在宏观上理解为参加化学反应的各物质的质量总和等于各 生成物的质量总和，注意“参加反应”并不是人为提供的反应物质量，真 正参加反应的物质是按照一定的质量比进行的。如碳在足量氧气中燃烧 的反应，参加反应的碳和氧气的质量比为12∶32 = 3∶8，若有多余的碳或氧气，则不参加反应。
二、化学方程式的计算
1. 化学方程式计算的常用方法。
（1）关系式法：根据化学式、化学方程式和溶质质量分数等概念所包 含的各种比例关系，找出已知量与未知量之间的比例关系直接列比例式 进行计算的方法。
（2）差量法（差值法）：化学反应都必须遵守质量守恒定律，此定律 是根据化学方程式进行计算的依据；但有的化学反应在遵守质量守恒定 律的同时，会出现固体、液体、气体质量在化学反应前后有所改变的现 象，根据该变化的差值与化学方程式中反应物、生成物的质量成正比， 可求出化学反应中反应物或生成物的质量，这一方法叫差量法。运用此 方法解题的关键是分析物质变化的原因及规律，建立差量与所求量之间 的对应关系。如2KClO3 2KCl+3O2↑，反应后固体质量减小，其差值为生成氧气的质量。
（3）平均值法：混合物中确定各组分的有关计算是初中化学计算中难 度较大的一种题型。如混合物中各组分均能与某一物质反应且得到的生 成物中有同一种物质，或混合物中各组成成分均含有同一种元素，要确 定其成分的有关计算可用平均值法求解。
（4）守恒法：化学变化的等量关系中有一条很重要的定律——质量守 恒定律，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。质量守恒定律包含宏观和微观两方面的等量关系：化学反 应前后，物质发生变化生成新物质，但组成物质的元素种类不变，质量 不变（宏观等量关系）；化学反应前后，分子本身发生变化，分子的数 目有可能改变，原子的种类和数目一定不变（微观等量关系）。该定律 反映出化学反应中的一些等量关系，是解化学试题的思路之一。利用化 学反应前后某些量之间的等量关系，推理得出正确答案的方法称为守恒 法。仔细挖掘题目中隐含的等量关系是守恒法解题的关键。
2. 利用化学方程式的有关计算应注意的问题。
对题目中所给的“适量”“足量”“过量”“恰好反应”“完全反应”“充分反应”等 词语，要认真对待，正确理解。一般来说，“适量”指两种（或多种）反 应物之间按一定的比恰好反应；“足量”指一种反应物完全反应无剩余， 另一种反应物可能完全反应也可能过量；“过量”指完全反应后有一种 （或多种）反应物剩余；“恰好反应”指完全反应且反应物无剩余；“完 全反应”指反应后至少有一种反应物没有剩余；“充分反应”和“完全反应” 的意思与“足量”基本相同。
化学反应的基本类型有分解反应、化合反应、复分解反应和置换反 应，其中复分解反应是指两种化合物相互交换离子，重新构成两种新化 合物的反应。下列叙述对应的化学方程式及所属的基本反应类型中都正 确的是（ ）。
磷在氧气中点燃的化学方程式未配平且五氧化二磷是固 体，故选项A错误；硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液的化学反应出现在 质量守恒定律的验证实验中，该反应属于复分解反应，故选项B正确； 镁在空气中燃烧属于化合反应，也属于氧化反应，但氧化反应不属于化 学反应的基本类型，故选项C错误；利用氯酸钾分解制取氧气的化学方 程式没有写明加热和催化剂这两个反应条件，故选项D错误。
B
化学反应的基本类型包括化合反应、分解反应、置换反应 和复分解反应四种，其中置换反应和复分解反应将在九年级研究和学 习。
注意氧化反应和还原反应（或统称为“氧化还原反应”）不属 于化学反应的四种基本类型。
（1）求100 mL稀硫酸中硫酸的质量。
（2）当稀硫酸为120 mL时，加入固体粉末58.5 g，求产生CO2的体积。
（1）由图像可以看出，45 g固体粉末与100 mL稀硫酸恰好 完全反应生成CO2 11 L，11 L CO2的质量为11 L × 2 g/L = 22 g，根据CO2的质量可计算出100 mL稀硫酸中硫酸的质量。（2）由100 mL稀硫酸能与45 g固体粉末完全反应，可计算出与120 mL稀硫酸完全反应的固体粉末的质量，据此判断是固体粉末过量还是稀硫酸过量，然后根据判断结果 利用相关量列出相应的比例式即可求出产生CO2的体积。
（1）45 g固体完全反应时生成CO2的质量m = 11 L × 2 g/L = 22 g。
设100 mL稀硫酸中硫酸的质量为x。
小苏打及其杂质与稀硫酸反应的化学方程式如下：
可知无论上述哪个反应，每一份H2SO4反应后都得到两份CO2，所以可得 如下关系式：
H2SO4~2CO2
98 88
x 22 g
即100 mL稀硫酸中硫酸的质量为24.5 g。
（2）设与120 mL稀硫酸完全反应的固体粉末的质量为y。
本题主要考查学生运用化学方程式和已知数据进行推断的 能力，解答本题要注意分析物质之间是否恰好完全反应，如果不是恰好 完全反应，要以不过量的物质为基础进行计算。
第（1）题若采用普通的化学方程式进行计算，而不是找出 硫酸与二氧化碳之间的等量关系，则难以解出答案。第（2）题判断固 体粉末过量是解题的关键。
为测出鸡蛋壳（主要成分是碳酸钙）中碳酸钙的质量分数，小乐称 取已洗净、晾干、研成粉末的鸡蛋壳10 g置于烧杯中，将烧杯放在电子 天平上，往烧杯中加入稀盐酸100 g（足量），每0.5 min记录一次电子天平的示数，据此计算出产生气体的质量，具体数据如表所示：
时间/min 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电子天平示数 /g 160 158.2 157 156.4 156.04 156.04 156.04
（1）若产生的气体全部是鸡蛋壳中的碳酸钙与稀盐酸反应生成的 CO2，根据实验结果计算出该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数（假定鸡蛋壳 中其他成分不含钙元素，写出具体计算过程）。
（2）下列情况中，会导致实验中钙元素的质量分数测量结果偏大的 是 （填字母）。
A. 盐酸的溶质质量分数过大
B. 鸡蛋壳未晾干
C. 鸡蛋壳未充分研碎
（1）根据质量守恒定律可知，实验过程中质量减小是因为 生成了二氧化碳，所以据此可以求出二氧化碳的质量，根据二氧化碳的 质量和对应的化学方程式可求出该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。（2） 盐酸的溶质质量分数过大，导致部分氯化氢挥发，从而加大了反应前后 的质量差，导致实验中钙元素的质量分数测量结果偏大；鸡蛋壳未晾 干，导致总质量偏大，实验中钙元素的质量分数测量结果偏小；鸡蛋壳 未充分研碎，导致没完全反应，实验中钙元素的质量分数测量结果偏 小。
（1）生成的二氧化碳的质量为160 g - 156.04 g = 3.96 g。
设该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为x。
100 44
10 g × x 3.96 g
（2）A
根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第 二要使用正确的数据，第三计算过程要完整。
第（1）题首先要找到本题的突破口，即二氧化碳的质量， 另外要求的是碳酸钙的质量分数，而不是碳酸钙的质量。第（2）题必 须理清三种情况分别会导致质量分数计算公式中的分母增大还是分子增 大。
葡萄糖是生命体所需能量的主要来源。葡萄糖的燃烧产物
是CO2和H2O，由此能否证明葡萄糖是只由碳元素和氢元素组成的有机 物？为了确定葡萄糖的元素组成，某小组设计了如下实验，其中浓硫 酸、无水CaCl2均为常用干燥剂，部分固定装置省略。
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式： 。
（2）装置B中浓硫酸的作用是 ，装置D的作用 是 。装置C处氧化铜的作用是将葡萄糖不完全燃烧产 生的少量CO氧化成CO2，保证葡萄糖中的碳都转化为CO2。
（3）用充有空气的储气球代替装置A，是否更有利于实验进行？ （填“是”或“否”），原因是 。
（4）下表是同学们填写的实验报告，请你帮助完成。
实验事实 数据分析及结论
1.8 g葡萄糖完全燃 烧，得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 数据分析：
；
结论：葡萄糖含有C、H、O三种元素
（5）为了尽量减小误差，该实验在进行过程中应注意的问题是 。
（1）装置A用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气，写 化学方程式时要注意条件和配平。（2）装置A处生成的氧气中含有水蒸 气，得先用浓硫酸干燥；装置D吸收的是装置C中反应生成的水蒸气，可 定量检测装置C中反应产生的水的质量。（3）空气中也含有二氧化碳， 会影响葡萄糖燃烧生成的二氧化碳质量的测定。（4）方法一：计算生 成物水中氢元素与二氧化碳中碳元素的质量之和，并与葡萄糖的质量进 行比较，判断葡萄糖中是否含有氧；
方法二：计算生成物水中氧元素与二氧化碳中氧元素的质量之和，并与 完全燃烧1.8 g葡萄糖所需要的氧气质量进行比较，判断葡萄糖中是否含 有氧。（5）为了尽量减小误差，该实验在进行过程中应注意的问题 有：先通氧气再加热可使葡萄糖与氧气充分反应；可通过装置B中气泡 的多少来控制O2的产生速度，防止气流过快而冲走葡萄糖和氧化铜，堵 塞导气管；要控制反应物的量，防止反应过快，热量来不及散失而引起 试管炸裂；氧气要足量，防止燃烧不充分；反应结束，待冷却后再称量 D、E两装置的质量等。
（2）吸收从装置A中逸出的水蒸气 吸收从装置C中反应产生的水蒸气
（3）否 空气中的CO2会干扰实验结果的测定
（4）葡萄糖燃烧需O2的质量：（2.64 g + 1.08 g） - 1.8 g = 1.92 g，
生成物中氧元素的总质量：1.92 g + 0.96 g = 2.88 g，
2.88 g > 1.92 g
（5）先通氧气再加热（或通过装置B中气泡的多少来控制O2产生的 速度，防止气流过快，冲走葡萄糖和氧化铜，堵塞导气管；或控制 反应物的量，防止反应过快，热量来不及散失而引起试管炸裂；或 氧气要足量，防止燃烧不充分；或反应结束，待冷却后再称量D、E 两装置的质量等）
本题所用科学原理的核心是质量守恒定律，化学反应前后 元素种类不变，元素的质量不变。本题还涉及常见气体的检验与除杂方 法、实验中减小误差的分析等内容。
对葡萄糖中碳、氢两元素的判断只需定性分析即可，而对 其中氧元素的判断则需定量分析。
1. 根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：
A. HBr B. CaO C. H2 D. Hg
C
A. 该反应为化合反应
B. 丙可能为该反应的催化剂
C. 甲一定是单质，乙一定是化合物
D. 该反应中乙、丁的质量变化量之比为7∶5
C
A. 26.5% B. 53% C. 79.5% D. 84.8%
C
106 100
Mg（OH）2↓+2NaCl
Cu（OH）2↓+ 2KCl
（1）该反应所使用的浓硝酸属于 （填字母）。
A. 纯净物 B. 单质 C. 化合物 D. 混合物
（2）生成物X的化学式为 。
（3）该反应过程中化合价升高的元素是 ，反应中 N元素化合价改变 的原子与 N元素化合价不变的原子的个数比为 。
（4）反应物Cu与生成物H2O的质量比为 。
D
NO2
Cu
1∶1
16∶9
6. 浙西山区拥有丰富的石灰石矿资源，品质优良，有关矿厂经常对石灰 石矿的品质进行检测。现有一包不纯的石灰石样品，其中只含下列杂质 中的一种：①KHCO3；②MgCO3；③Na2CO3。取该样品10 g与足量稀盐酸充分反应收集并准确称量。若生成CO2气体的质量为4.3 g，则所混杂质 应该是 （填序号，下同）；若生成CO2气体的质量为4.5 g，则所混杂 质应该是 。
③
②
7. 如图所示为“化学反应中质量守恒的研究”的实验装置。本实验通过测 定氧化汞分解前后反应物和生成物的质量是否相等来验证质量守恒定 律。请回答下列问题：
（2）在组装实验装置时，欲调整试管的倾斜度，应调节A、B、C中的哪 个旋钮？ 。
（3）下列有关本实验的描述中正确的是 （多选，填字母）。
A. 在量筒中加入一些煤油，可以减少氧气在水中的溶解
B. 塑料管口放出连续均匀的气泡后才能收集气体
C. 氧化汞未分解完全就停止加热对实验结果没有影响
B
AC
A. 2∶1 B. 1∶1 C. 1∶2 D. 4∶1
C
A. Y中一定含有H元素 B. 若Y是水，那么X一定是BaCl2
C. Y一定是HCl D. X和Y的相对分子质量之差为135
A
物质 X Y Z Q
反应前质量/g 4 10 1 21
反应后质量/g 0 12 15 待测
A. 反应后Q的质量为10 g
B. 反应中Y与Q发生变化的质量比为1∶1
C. 反应后生成15 g Z
D. 该反应的化学方程式中X与Q的化学计量数之比为2∶3
√
【解析】反应后X的质量减小4 g，X是反应物；反应后Y的质量增大2 g， Y是生成物；反应后Z的质量增大14 g，Z是生成物；根据质量守恒定律可 知，Q是反应物，参加反应的Q的质量为2 g+14 g-4 g=12 g，反应后Q的质 量为21 g-12 g=9 g，A错误；反应中Y与Q发生变化的质量比为2 g∶12 g=1∶6，B错误；反应后生成14 g Z，C错误；设该反应的化学方程式中X与Q的化学计量数之比为x∶y，则有nx∶2ny=4 g∶12 g，解得x∶y=2∶3，D正确。
①8∶1 ②1∶8 ③7∶2 ④2∶7 ⑤4∶5
A. ①② B. ③⑤ C. ②③ D. ①④
D
D
A. NaHCO3加热生成CO2的质量为3.1 g
B. 剩余固体混合物乙为Na2CO3和NaCl的混合物
C. 反应后，所得溶液中NaCl的质量为11.7 g
D. 原混合物甲中NaHCO3与NaCl的质量比为21∶4
Na2CO3~CO2~CaCO3
106 100
5.3 g y
设由5.3 g Na2CO3与足量稀盐酸反应生成氯化钠的质量为a，由NaHCO3与 足量稀盐酸反应生成氯化钠的质量为b。
106 117
5.3 g a
NaHCO3~NaCl~CO2~CaCO3
58.5 100
b 10.0 g
168
106
18+44=62
m 20.0 g-16.9 g
NaHCO3~CO2~CaCO3
84
100
n
10.0 g
（1）90 g草酸在t ℃完全分解时产生的二氧化碳质量为 g，产生气体 Y的质量为 g。
（2）化学方程式中b和c的比为 ，气体Y的化学式可能为 。
44
28
1∶1
CO
7. 液化石油气的成分中含有丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8），将两者的混合气体14 g在足量氧气中充分燃烧，产生二氧化碳44 g。试根据以上信息回答下列问题：
（1）丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）混合气体中碳与氢的质量比是 。
【解析】（1）由丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）的化学式可知烯的通式 为CnH2n。丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）混合气体中碳与氢的质量比是 12n∶2n=6∶1。
6∶1
（2）14 g混合气体在足量氧气中充分燃烧时消耗氧气的质量为 g， 生成H2O的质量为 g。
（3）原混合气体中丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）的质量比为 。
48
18
任意比
8. 【济宁】科学兴趣小组的同学为体验加热固体制取气体的操作步骤和 方法，利用6 g氯酸钾和2 g二氧化锰的混合物加热制取氧气。
（1）实验结束后，甲同学认为氯酸钾可能未完全分解，又设计并进行 了下面的【实验】
实验1：将实验加热后的残留物加水至充分溶解，过滤。
实验2：向实验1的滤液中滴加硝酸银溶液至不再产生沉淀，过滤、干 燥，称得沉淀质量为5.74 g。
【资料】①二氧化锰不溶于水；②AgClO3易溶于水。
甲同学分析实验过程，其中仅涉及两步化学反应：
推出两反应间存在KClO3→KCl→AgCl的物质转化关系和质量比例关系。请你利用上述关系，通过计算帮助甲同学判断KClO3是否完全分解。（要 求：简单写出计算过程、说明判断依据，计算结果精确到0.1）
（2）乙同学对甲同学的方案提出疑问，他认为通过称量加热后残留物 质量，利用加热前后质量差进行计算，同样能达到甲同学的实验目的。 你赞同乙同学的观点吗？并说明理由。
【答案】（2）赞同；由质量守恒定律得，固体混合物减小的质量即为 生成氧气的质量，由反应的化学方程式即可计算出参加反应的氯酸钾的 质量。

展开更多......

收起↑