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4.2化学反应中的质量关系
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．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．则关于此反应的认识不正确的是（　　）
物 质 X Y Z W
反应前的质量（g） 2 1 16 16
反应后的质量（g） 17 m 6 11
A．物质Y可能是该反应的催化剂
B．该反应的基本类型为化合反应
C．参加反应的Z与W的质量比为6：11
D．反应后容器中X与Y的质量比为17：1
2．下列说法不能用质量守恒定律解释的是
A．蜡烛燃烧后，越来越短，最终消失
B．铁丝燃烧，其固体质量增加
C．10mL酒精和10 mL水混合，体积小于 20mL
D．氢氧化铜受热后固体质量减小
3．为实现二氧化碳的绿色利用，科学家用固碳酶作催化剂设计了如下转化过程。下列说法正确的是（　　）
A．反应①的化学方程式为CO2+C═CO
B．固碳酶在反应前后化学性质发生改变
C．X的化学式为CH2
D．该过程可有效减少温室气体的排放
4．推理是一种重要的学习方法，下列推理正确的是
A．由一种分子构成的物质是纯净物，纯净物一定由同种分子构成
B．原子不带电，不带电的微粒一定是原子
C．原子是化学变化中最小的粒子，因此原子一定不可再分
D．月球的土壤加热，能产生氧气，说明月球的土壤含有氧元素
5．下列叙述正确的是
A．在中氮元素的化合价为+1价
B．金属元素与非金属元素组成的化合物，书写其化学式时，一般把金属的元素符号写在右边，非金属的元素符号写在左边
C．在化合物中，正、负化合价的代数和一定为0
D．化学反应前后，原子的种类、数目不变，因此化学反应前后各物质的质量总和相等
6．某有机物1.6g在足量的氧气中充分燃烧后生成2.2g二氧化碳和1.8g水，则下列结论正确的是（　　）
A．该有机物中一定只含有C、H元素；
B．该有机物中一定有C、H、O三种元素；
C．该有机物中一定有C、H元素，可能含有O元素；
D．该反应不符合质量守恒定律。
7．下列说法正确的是
①测定空气中氧气含量的实验中可以用木炭、硫等代替红磷
②氧气、冰水共存物、高锰酸钾都是纯净物
③催化剂的质量和性质在化学反应前后不发生变化
④只由一种分子构成的物质一定是纯净物
⑤化学反应前后，原子的种类不变
⑥空气是由空气分子构成的
⑦蜡烛燃烧时产生的黑烟是石蜡的固体小颗粒
A．①②③⑤ B．②④⑤ C．②⑤⑦ D．②③④⑤
8．葡萄皮上的“白霜”是葡萄自身分泌的物质，其主要成分之一为齐墩果酸（），难溶于
水，可溶于酒精，已成为临床上常用的保肝药物。下列说法正确的是
A．齐墩果酸在空气中完全燃烧的产物只有二氧化碳
B．可以用水洗净葡萄表面的“白霜”
C．齐墩果酸中氢元素和氧元素的质量分数不一样
D．1个齐墩果酸分子由30个碳原子、48个氢原子、3个氧原子构成
9．形成正确的学科观念有助于更深层次理解化学学科。下列描述中，错误的是
A．转化观：与在一定条件下可以相互转化
B．事实观：铁的氧化物有多种，铁丝在氧气中燃烧生成
C．组成观：和都是由氧、氢元素组成的
D．守恒观：在中燃烧生成
10．下列涉及学科观点的说法中正确的是
A．微粒观：水由氢分子和氧原子构成
B．分类观：维生素C（C6H8O6）属于有机物
C．变化观：分离液态空气制氧气的过程中发生了化学变化
D．守恒观：木炭燃烧后固体质量减小，不符合质量守恒定律
11．将一定质量的a、b、c、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下。下列说法正确的是
A．d一定是催化剂
B．c一定是化合物
C．a参与反应的质量为3.84g
D．该反应中物质a和b的化学计量数之比3：1
12．下图表示某化学反应的微观变化，下列说法正确的是
A．生成物是混合物
B．该反应中反应物微粒个数比为 1：3
C．该反应属于化合反应
D．反应前后分子的种类改变，原子的种类改变
二、填空题
13．宏观知微观
①50mL水和50mL乙醇混合后，溶液体积小于100mL，微观解释为_____；
②气体X在氧气则燃烧生成氮气和水，X分子中一定含有的原子是_____和_____（填符号）．
14．科学家利用太阳能将二氧化碳转化为甲烷(CH4)的过程中，涉及的物质转化如下图所示。请回答下列问题：
(1)写出物质A的化学式：___________。
(2)写出反应Ⅰ的基本反应类型：___________。
(3)写出物质A的验纯方法：___________。
(4)反应Ⅱ中生成水的质量___________(填“大于”“等于”或“小于”)反应Ⅰ中参加反应的水的质量。
15．随着金属钛的成功制取和应用技术的不断进步，钛逐渐成为了工业领域的重要材料。由金红石(主要成分是TiO2)提取金属钛的主要工艺流程如图：
(1)步骤I中，物质M是___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)步骤II中，Ti、炭粉混合物在高温条件下通入氯气(Cl2)制得TiCl4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是___________。
(3)步骤Ⅲ中分离MgCl2和Ti的操作为___________。
(4)该流程中可循环利用的物质是___________。
(5)理论上100t含TiO2为90％的金红石可以制得金属钛的质量为___________。
16．阅读下面科普短文，依据文章内容回答下列问题：
碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过液态碳和晶形碳三大类，如图1
石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2，才确定了它是含碳的物质。
科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值，实验结果如图2：图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。
(1)碳纤维属于 （填序号）。
A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳
(2)石墨由碳原子构成，画出碳原子的结构示意图_________，石墨与KNO3共熔，能发生如下反应补充反应的化学方程式2______。
(3)下列关于碳材料的说法正确的是_____
A．碳材料具有广阔的应用和发展前景
B．石墨是一种含铅的物质
C．碳气凝胶具有疏松多孔结构
D．碳气凝胶不充分燃烧生成一氧化碳
(4)对比图2中三条曲线，得到的实验结论是________。
17．在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测定反应前后各物质的质量如下表，下列说法正确的是________
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 25 15 1 5
反应后的质量/g 11 X 1 22
A．X 值为 3g B．乙全部发生了反应
C．甲与乙反应的质量比为 14：3 D．_________
三、实验题
18．某化学兴趣小组同学探究化学反应前后物质的质量有无变化。装置如图所示。
【实验过程和现象】
(1)将反应物接触，反应一段时间后，_______（填“实验1”或者“实验2”或者“实验3”）天平不平衡，从物质变化的视角解释原因：_______。
(2)实验3引燃白磷后，观察到_______；气球的作用有_______。瓶底细沙的作用是_______。
【实验结论】
(3)_______。
【反思交流】
(4)反应结束后，若实验3白磷有剩余，你认为是否仍能得出上述结论，并请说明理由_______。
(5)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原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤物质体积 ⑥物质状态
四、综合应用题
19．某兴趣小组以“水是生命之源”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究水的电解。
如图1是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后，均吸取氢氧化钠溶液，接通电源。
(1)实验中观察到两支注射器内均有气泡产生，且左侧液面下降得比右侧液面_____（填“快”或“慢”）。图1左侧注射器内气体是_____（填化学符号）。本实验可得出的结论有_____（填选项）。
A．水由氢气和氧气组成 B．化学变化中元素的种类不改变
C．化学变化中分子可分，原子也可分 D．化学变化伴随着能量变化
【任务二】水蒸气与镁粉的反应实验装置如图2所示（部分夹持的仪器已省略）。
(2)装置A中为了防止液体暴沸，需要在烧瓶中加入_____。装置B中进入的水蒸气与镁粉反应生成氢氧化镁和一种气体。用启动的电子打火器接触该气体吹起的肥皂泡，气体燃烧并伴随爆鸣声。则装置B中发生反应的符号表达式为_____。该气体燃烧发生的化学反应类型为_____（填基本反应类型）反应。
(3)装置C的作用是_____。
(4)图2中肥皂泡向上飘起，说明肥皂泡中的气体密度比空气密度_____（填“大”或“小”）。
《4.2化学反应中的质量关系》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D D C B B D D B
题号 11 12
答案 B C
1．C
【分析】反应后质量增多的物质是生成物，质量减少的物质是反应物，差量是参加反应的质量或生成的质量。X反应后质量增加，是生成物，生成的质量是17g-2g=15g； Z的质量减少，Z是反应物，参加反应的质量是16g-6g=10g；W的质量减少，W是反应物，参加反应的质量是16g-11g=5g；根据质量守恒定律，则有2+1+16+16=17+m+6+11，m=1，Y的质量不变，可能是催化剂,也可能没有参加反应；
【详解】A．由上述的分析可知，Y的质量不变，Y可能是催化剂，也可能没有参加反应，故选项A正确；
B．上述的分析可知，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，故选项B正确；
C．参加反应的Z与W的质量比为(16-6)g：(16-11)g=2:1，故选项C不正确；
D．由上述的分析可知，m=1，所以反应后容器中X与Y的质量比为17g:1g=17:1，故选项D正确。
故选C。
2．C
【详解】A、蜡烛燃烧后，越来越短，最终消失，生成的二氧化碳和水蒸气挥发到空气中，有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，选项正确；
B、铁丝燃烧，铁与氧气反应生成四氧化三铁，其固体质量增加，有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，选项正确；
C、10mL酒精和10 mL水混合，体积小于 20mL，没有生成新物质，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，选项错误；
D、氢氧化铜受热后固体质量减小，原因是氢氧化铜受热生成氧化铜和水，水挥发到空气中，有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，选项正确，故选C。
3．D
【详解】A、反应①是二氧化碳转化为一氧化碳，反应条件是高温，反应①的化学方程式为：CO2+C2CO，故选项说法错误；
B、科学家用固碳酶作催化剂，固碳酶在反应前后化学性质不发生变化，故选项说法错误；
C、X的1个分子由2个碳原子和4个氢原子构成，则X的化学式为：C2H4，故选项说法错误；
D、该反应能将二氧化碳转化为C2H4，有效减少温室气体的排放，故选项说法正确。
故选D。
4．D
【详解】A、由一种分子构成的物质是纯净物，纯净物不一定由同种分子构成，也可以由原子构成，故A不正确；
B、原子不带电，不带电的微粒不一定是原子，分子也不带电，故B不正确；
C、原子是化学变化中最小的粒子，但是原子可再分，故C不正确；
D、由质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，月球的土壤加热，能产生氧气，说明月球的土壤含有氧元素，故D正确。故选D。
5．C
【详解】A、中铵根内氮元素为-3价，硝酸根内氮元素为+5价，不存在+1价的氮元素，错误。
B、金属元素和非金属元素组成的化合物，一般金属元素符号写在左边，非金属元素符号写在右边，错误。
C、化合物对外不显电性，因此化合物中正负化合价的代数和一定为0，正确。
D、质量守恒定律指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，且原子质量不变也是总质量守恒的必要前提，错误。
6．B
【详解】有机物1.6g在足量的氧气中充分燃烧后生成2.2g二氧化碳和1.8g水，则有机物中含有碳元素和氢元素。
1.8g水中氢元素的质量为，2.2g二氧化碳中碳元素的质量为，则碳元素与氢元素的质量为，根据质量守恒定律可知该物质中一定含有氧元素，所以该物质中含有碳元素、氢元素和氧元素，故选B。
7．B
【详解】 ① 测定空气中氧气含量的实验原理是利用红磷燃烧消耗氧气，生成固体五氧化二磷，使集气瓶内气压减小，水进入的体积即为氧气体积。木炭或硫燃烧会生成二氧化碳或二氧化硫气体，这些气体占据体积，导致气压变化不明显，无法准确测量氧气含量。因此，不能用木炭或硫代替红磷，错误；
② 纯净物是由一种物质组成的。氧气是氧分子构成的单质；冰水共存物是水的不同状态（固态和液态），属于同一种物质；高锰酸钾是化合物，由同种分子组成。三者都是纯净物，正确；
-③ 催化剂能改变化学反应速率，但其在反应前后质量和化学性质不变。然而，“性质”包括物理性质（如状态、颜色等），这些可能改变。例如，二氧化锰催化氯酸钾分解后，质量不变，但物理状态（如从粉末变为块状）可能变化。初中化学强调“化学性质”不变，而非所有性质，错误；
④ 纯净物是由一种物质组成的。如果物质由分子构成，且只含一种分子（如氧气由氧分子构成、水由水分子构成），则一定是纯净物；混合物由多种物质组成，会含有不同分子，正确；
⑤ 根据质量守恒定律，化学反应是原子的重新组合，反应前后原子的种类、数目和质量均不变，正确；
⑥空气是混合物，主要由氮气、氧气、二氧化碳等组成，没有单一的“空气分子”，错误；
⑦蜡烛（主要成分石蜡，为碳氢化合物）不完全燃烧时，会产生碳黑（烟炱），这是碳的固体小颗粒，并非石蜡本身。石蜡燃烧完全时应生成CO2和H2O，黑烟是未完全燃烧的产物，错误。
综上所述，说法正确的是②④⑤，故选B。
8．D
【详解】A、齐墩果酸（）由碳、氢、氧三种元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变，齐墩果酸在空气中完全燃烧的产物有二氧化碳和水，并非只有二氧化碳，A选项错误；
B、已知齐墩果酸难溶于水，所以不能用水洗净葡萄表面的 “白霜”，B选项错误；
C、齐墩果酸中C、H、O这三种元素的质量比为，可知齐墩果酸中氢元素和氧元素的质量分数一样，C选项错误；
D、从齐墩果酸的化学式可知，1 个齐墩果酸分子由 30 个碳原子、48 个氢原子、3 个氧原子构成，D选项正确。
故选：D。
9．D
【详解】A、二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，故与在一定条件下可以相互转化，说法正确，不符合题意；
B、铁的氧化物有多种，如氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁。铁丝在氧气中燃烧生成，说法正确，不符合题意；
C、和都是由氧、氢元素组成的，说法正确，不符合题意；
D、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，化学方程式为，则在中燃烧，硫有剩余，则生成的质量小于56g，说法错误，符合题意。
故选：D。
10．B
【分析】A、根据物质的微粒构成分析；
B、根据有机物的概念分析；
C、根据物理变化和化学变化分析；
D、根据质量守恒定律分析。
【详解】A、水是由水分子构成的，故A选项说法错误；
B、含有碳元素的化合物叫作有机化合物，简称有机物。维生素C（C6H8O6）含有碳元素，属于有机物，故B选项说法正确；
C、分离液态空气制氧气是根据空气中各气体的沸点不同，此变化过程中没有新物质生成，发生的是物理变化，不是化学变化，故C选项说法错误；
D、木炭燃烧后固体质量减小，原因是木炭燃烧生产二氧化碳气体扩散到空气中，发生了化学变化，符合质量守恒定律，故D选项说法错误。故选B。
【点睛】掌握物质的微粒构成、物质的分类和变化、质量的守恒是正确解答本题的关键。
11．B
【分析】根据图像，反应前物质总质量为：6.4+3.2+4.0+0.5=14.1，设a的待测值为x，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质总质量不变，则x+2.56+7.2+0.5=14.1，解得x=3.84，通过对比反应前后各物质的质量变化来判断，a的质量由6.4g变为3.84g，质量减少，是反应物；b 的质量由3.2变为2.56g，质量减少，是反应物；c 的质量由4.0g变为7.2g，质量增加，是生成物；d 的质量在反应前后均为0.5g，质量不变。
【详解】A、d在反应前后质量不变，则d可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，故选项错误；
B、该反应由a、b反应生成c，则c一定是化合物，故选项正确；
C、根据分析，a的质量由6.4g变为3.84g，a参与反应的质量为6.4g-3.84g=2.56g，故选项错误；
D、a参与反应的质量为6.4g-3.84g=2.56g，b参加反应的质量为：3.2g-2.56g=0.64g， a、b 消耗的质量之比为2.56g：0.64:g=4:1，无法直接得出它们的化学计量数之比，故选项错误。
故选：B。
12．C
【分析】由微观反应示意图以及质量守恒定律可知，该反应的微观过程可表示为 。
【详解】A、由分子结构模型可知，生成物中只有一种分子，属于纯净物，故错误；
B、由微观反应示意图可知，两种反应物的微粒个数比为1：2（或2：1），故错误；
C、由图可知，该反应为两种物质生成一种物质，属于化合反应，故正确；
D、由微观反应示意图可知，反应前后分子的种类改变，原子的种类不变，故错误；
故选：C。
13． 5 分子之间有间隔 N　和　H
【详解】①由于分子之间有间隔，50mL水与50mL乙醇混合后，分子相互占据了间隔，所以混合后溶液体积小于100mL；
②气体X在氧气中燃烧生成氮气和水，由质量守恒定律可知反应前后原子的种类不变，X分子中一定含有的原子是N和H。
14．(1)H2
(2)分解反应
(3)用拇指堵住集满气体的试管口，靠近火焰，移开拇指，若发出尖锐的爆鸣声，则不纯，声音很小，则较纯
(4)小于
【分析】反应Ⅰ是水分解生成两种物质，电解水分解反应生成氢气和氧气，再根据反应Ⅱ生成CH4和H2O，可推出A为氢气，B为氧气。
【详解】（1）根据分析，物质A的化学式为H2。
（2）反应Ⅰ符合“一变多”的特征，属于分解反应。
（3）根据分析，物质A是氢气，验纯方法为：用拇指堵住集满气体的试管口，靠近火焰，移开拇指，若发出尖锐的爆鸣声，则不纯，声音很小，则较纯。
（4）根据反应前后氢元素守恒，反应I中，水中的氢元素质量等于生成的氢气中的氢元素的质量，而反应Ⅱ中，氢气中的氢元素的质量等于生成的甲烷中的氢元素和水中的氢元素质量之和，则Ⅱ中生成水的质量小于I中参加反应的水的质量。
15．(1)混合物
(2)TiO2 + 2C + 2Cl2 TiCl4 + 2CO
(3)过滤
(4)Mg、Cl2
(5)54t
【详解】（1）金红石主要成分是TiO2，还有其他杂质，步骤I中加入碳高温反应后，得到物质M和TiO2，此时物质M包含了金红石中的杂质以及碳与杂质反应生成的物质等，所以物质M是混合物。
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。TiO2、炭粉混合物在高温条件下通入氯气Cl2制得TiCl4，反应物中含有Ti、O、C、Cl元素，TiCl4中含有Ti和Cl元素，所以生成的可燃性气体含有C和O元素，该气体为CO。化学方程式为。
（3）步骤III中是MgCl2（液态）和Ti（固态）的混合物，分离液态和固态物质的操作为过滤。
（4）从流程图中可以看到，Mg和Cl2在步骤Ⅱ、步骤Ⅲ参与反应，后MgCl2通电又分解生成Mg和Cl2，所以可循环利用的物质是Mg和Cl2。
（5）100t含TiO2为90%的金红石中TiO2的质量 = 100t×90%=90t。根据TiO2中钛元素的质量分数来计算钛的质量。TiO2中钛元素的质量分数= = 60%。所以制得钛的质量=90t×60% = 54t。
16．(1)A
(2) K2O
(3)ACD
(4)温度越低，压强越大，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好
【详解】（1）由图一可知，碳纤维属于无定形碳。
故选：A
（2）
碳原子的结构示意图：；由方程式2_____,结合质量守恒定律可知，反应前：碳原子有5个，钾原子4个，氮原子4个，氧原子12个；反应后：氮原子4个，碳原子有5个，氧原子10个；所以反应后缺了钾原子4个，氧原子2个，因为前面有化学计量数2，所以说明空白处为氧化钾（K2O）。
（3）A.碳材料具有广阔的应用和发展前景，选项说法正确。
B.石墨是含碳元素的一种单质，所以不含铅，选项说法错误。
C.碳气凝胶具有优良的吸附性能，所以其具有疏松多孔结构，选项说法正确。
D.碳气凝胶不充分燃烧生成一氧化碳，选项说法正确。
故选：ACD
（4）对比图2中三条曲线，得到的实验结论是：温度越低，压强越大，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。
17． C 丙可能是催化剂（言之有理即可）
【详解】A、根据质量守恒定律，未测物质乙的质量= (25g+15g+1g+5g)-(11g+1g+22g)=12g，故此选项错误；
B、反应时甲质量减小了14g，是反应物，丁的质量增加了17g是生成物，丙的质量不变，根据质量守恒定律可知乙物质是反应物且参加反应的乙物质是3g，反应表达式为：甲＋乙→丁，故此选项错误；
C、由B分析知甲与乙反应的质量比为14:3，故C正确。
故选C。
D、由B分析可知丙的质量不变，故可能是催化剂（合理即可）。
18．(1) 实验2 大理石与盐酸反应生成二氧化碳气体逸散到空气中，使天平左边质量减小
(2) 白磷燃烧，产生大量白烟，放热，气球先膨胀后变瘪 调节装置内压强、形成密闭装置防止五氧化二磷逸散 防止白磷燃烧时产生高温造成锥形瓶受热不均炸裂瓶底
(3)化学反应前后物质的总质量不变
(4)仍能，因为质量守恒定律是指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，剩余白磷不影响反应前后物质总质量关系。
(5)①③
【详解】（1）实验2天平不平衡。因为实验2中大理石（主要成分碳酸钙）与盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应在敞口容器中进行，生成的二氧化碳气体逸散到空气中，导致天平左边质量减小，所以天平不平衡。
（2）实验3引燃白磷后，观察到白磷燃烧，产生大量白烟，放热，气球先膨胀后变瘪。
白磷燃烧时放出热量，使装置内气体受热膨胀，气球膨胀；反应结束后，氧气被消耗，装置内气体减少，温度恢复至室温，压强减小，气球变瘪。气球的作用有：一是调节装置内的压强，防止白磷燃烧时，装置内压强过大，将瓶塞冲开；二是形成密闭装置，否则无法验证质量守恒定律；
由于燃烧放出大量热，瓶底细沙的作用是防止白磷燃烧时产生高温造成锥形瓶受热不均炸裂瓶底。
（3）该实验的结论为化学反应前后物质的总质量不变。因为实验1中氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应没有气体生成或逸出，天平平衡；实验3在密闭装置中进行，反应前后天平也平衡，综合实验现象可得出此结论。
（4）仍能得出上述结论。因为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的各物质的质量总和，即使白磷有剩余，反应的白磷和氧气的质量总和等于生成的五氧化二磷的质量，剩余的白磷不影响反应前后物质总质量的关系。
（5）化学反应的实质是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子，所以原子数目不变，元素种类也不变；分子数目可能改变，如2H2+O22H2O，反应前分子数目是3，反应后是2；物质种类一定改变，因为有新物质生成；物质体积、物质状态都可能改变，比如水由液态变成气态时状态改变，体积也可能改变。故由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是①③。
19．(1) 快 BD
(2) 沸石/碎瓷片 化合
(3)冷却水蒸气
(4)小
【详解】（1）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1:2，则左侧液面下降得比右侧液面快；
左侧注射器与负极相连，则收集的气体为氢气，符号为H2；
A、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素种类不变，则水是由氢、氧元素组成，水中不含氢气和氧气，该选项不符合题意；
B、化学反应前后元素种类不变，该选项符合题意；
C、化学变化中，分子分成原子，原子重新组合为新分子，则在化学变化中，分子可分，原子不可再分，该选项不符合题意；
D、该反应过程中，电能转化为化学能，则化学变化伴随着能量变化，该选项符合题意。
故选BD。
（2）加热液体时，为了防止液体暴沸，需要在烧瓶中加入沸石或碎瓷片；
镁和水蒸气反应生成氢氧化镁和一种气体，且点燃该气体，气体燃烧并伴随爆鸣声，根据反应前后元素的种类不变，则说明该气体为氢气，则反应的符号表达式为：；
氢气燃烧生成水，该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应。
（3）水蒸气遇冷会液化，则装置C的作用为冷却水蒸气。
（4）肥皂泡向上飘起，说明肥皂泡中的气体密度比空气密度小。
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