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5.2化学变化中的质量关系
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列装置及实验(天平未画出)能用来验证质量守恒定律的是
A．镁条燃烧 B．红磷燃烧
C．制取氧气 D．蒸馏水食盐水混合
2．推理是学习化学的重要方法。下列推理正确的是
A．硫和红磷在空气中都能燃烧，故红磷测定空气中氧气的含量可用硫代替
B．催化剂在化学反应前后质量不变，故化学反应前后质量不变的物质一定是催化剂
C．铁丝在空气中生锈后质量变大，故不遵守质量守恒定律
D．同种元素的原子质子数相同，所以质子数相同的原子一定是同种元素
3．用下列实验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．
4．下列变化可以用质量守恒定律解释的是
A．冰变干冰 B．点石成金
C．10g水变成10g水蒸气 D．镁条燃烧质量减少
5．如图是利用红磷燃烧验证质量守恒定律的实验装置，下列说法不正确的是
A．气球有平衡气压的作用 B．红磷的量不影响实验结果
C．反应前后各物质的质量总和相等 D．反应过程中各物质的质量都不变
6．用下列实验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．干冰升华 B．
C． D．
7．化学反应过程中，一定不变的是
A．原子数目 B．分子数目 C．物质种类 D．分子种类
8．利用分解和合成探究水的组成的过程，对形成研究物质组成的思路与方法具有重要意义。下列说法不正确的是
A．图1中，管a、管b产生气体的体积比约为2：1
B．图2中，观察到干燥烧杯内出现水雾，可知水中一定含有氢元素
C．两个化学变化过程中，分子、原子种类均发生改变
D．本探究得出的结论是水由氢、氧元素组成
9．如下图所示，兴趣小组设计镁条在空气中燃烧的实验来验证质量守恒定律，下列有关分析不正确的是
A．实验中可观察到镁条燃烧发出耀眼的白光
B．该兴趣小组设计的实验不符合质量守恒定律
C．理论上生成的氧化镁的质量大于参加反应的镁的质量
D．实验时产生大量白烟，推测陶土网上氧化镁的质量可能小于参加反应的镁的质量
10．如图是碳与其他物质之向的反应及转化关系（“—”表示物质间可发生反应，“→”表示物质间可发生一步转化）。下列说法不正确的是
A．反应①体现了碳的还原性
B．反应②前后碳元素的化合价不变
C．反应③固体质量增大，符合质量守恒定律
D．反应④中C与O2的质量比为3：8，一定只生成CO2
11．合成甲醇（CH3OH）中发生的化学反应的微观示意图如下：
方框内另一种反应物的微粒示意图为
A． B． C． D．
12．在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下存在某个反应，测得反应前后各物质的质量如下表，对该反应下列描述正确的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 20 5 20 20
反应后质量/g 2 待测 32 26
A．该反应是分解反应 B．乙在该反应中一定是催化剂
C．待测质量一定为4克 D．该反应中甲、丙、丁的质量比为
二、填空题
13．某小组选用鸡蛋壳（主要成分为，其他成分不与水、稀盐酸反应）、稀盐酸、带过滤网的透明太空杯和电子科等用品探究质量守恒定律。取足量的稀盐酸加入太空杯中，再取1.1g鸡蛋壳放入过滤网内，按以下步骤进行实验并记录所称的质量（图中电子秤已省略）。
步骤 I II III IV
实验步骤
所称的质量 240.00 240.00 240.00 239.56
(1)实验前，需检查太空杯的_________。
(2)步骤II中观察到鸡蛋壳表面_________（填现象)。
(3)比较步骤I与步骤_________所称物质量可知，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成物各物质的质量总和。
(4)充分反应后，生成物的质量是_________g。
14．工业上以天然气(主要成分)和空气为原料合成氨气，其主要流程如图所示。
(1)“空气分离”步骤分离出的的气体体积比约为___________。
(2)已知“氧化制氢”反应所需温度约为1300℃~1500℃。但本过程无需外界持续供热，说明该反应___________(选填“放热”或“吸热”)。
(3)“合成氨”步骤中，氮气和氢气在高温、高压、有催化剂的条件下反应生成氨气。该反应的符号表达式为___________。
(4)“氨分离”常采用液化分离法，类似于分离液态空气制取氧气，其主要原理是根据与的___________不同将其分离开来。
(5)流程中将“氨分离”后得到的和返回到合成氨设备中，其目的是___________。
(6)氨气可用于生产碳铵、尿素[]等氨肥。测得100 g某尿素样品中氮元素质量为43.5 g(已知样品中其它成分不含氮元素)，则该样品中尿素的质量分数为___________(结果精确到0.1%)。
(7)国际能源署预测2050年氢基燃料(包括等)在交通燃料中的占比会提高到近30%。关于氢基燃料，以下说法正确的是___________(填字母)。
A．氨气在氧气中燃烧的产物是二氧化碳和水
B．将氨气和氢气的混合气体点燃一定会发生爆炸
C．氢基燃料的开发和利用能减少对煤、石油等化石燃料的依赖
15．认真阅读下列材料，回答有关问题。
“稻米造血”，这个听起来“天方夜谭”的概念，如今已在武汉一家生物制药公司变为现实。把稻谷当成一个生物反应器，说得更直白一点，就是一个蛋白质生产车间。把人的基因植入水稻里面，就可以在稻米里面生产人血清白蛋白。借助光合作用，只需要充足的水、养分和阳光，植物就能像“绿色工厂”一样，源源不断地生产出我们想要的物质，这就是植物制造的神奇之处。而通过这种方式制造的人血清白蛋白，不仅更安全环保，还具备规模化生产、成本低廉等优势，有望成为缓解我国人血清白蛋白供应不足的重要解决方案。
(1)植物进行光合作用时需要充足的水，水属于___________。(填单质或化合物)
(2)植物的光合作用可以表示为：二氧化碳水淀粉氧气，根据信息，推测淀粉中一定含有___________元素。
(3)人血清白蛋白是人体血浆中含量最丰富的蛋白质，通过植物制造的人血清白蛋白的优势是___________。(任答一点)
16．将16g纯净物R在足量氧气中完全燃烧，生成44g二氧化碳和36g水。下列判断正确的是_______。
A．R只含碳、氢元素
B．消耗氧气32g
C．R含碳、氢、氧三种元素
D．R中碳元素的质量分数为_______
三、简答题
17．利用如图所示装置验证质量守恒定律（酒精灯等装置未画出）。
(1)加热铜粉时，锥形瓶内可观察到什么现象？
(2)该实验能够验证质量守恒定律的证据是什么？
18．为了加深对质量守恒定律的理解，某校化学实验小组以“镁条在空气中燃烧”实验进行了再探究：
(1)该实验能不能用来验证质量守恒定律_______
(2)写出镁条在空气中燃烧的符号表达式________。
19．小明同学按如图装置对质量守恒定律进行实验探究。反应前天平平衡，然后将稀盐酸倒入烧杯中与碳酸钙充分反应后，再称量。
(1)小明观察到反应后天平不平衡，反应后天平不平衡的原因是什么？
(2)由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是下列哪些内容？________（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
(3)使用上述实验装置，请你选择另外两种药品进行实验达到实验目的。
四、实验题
20．在老师的指导下，某校化学兴趣小组的同学利用氢气进行了“水的组成”探究实验。
(1)实验原理：________（填文字表达式）。
实验装置及步骤：
①在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。
②在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，过一会儿，观察烧杯壁上有什么现象发生。
(2)实验现象：
纯净的氢气在空气中安静燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，小烧杯内壁出现________。
(3)实验结论：
①氢气燃烧生成水；
②水是由________组成的。
(4)问题与交流：
①点燃氢气前进行的操作是________。
②氢气燃烧的微观实质是________。
《5.2化学变化中的质量关系》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D D D D D A C B B
题号 11 12
答案 B A
1．B
【详解】A、镁条在空气中燃烧生成氧化镁，由于有空气中的气体参加反应，不能直接用于验证质量守恒定律，不符合题意；
B、红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，有氧气消耗，且在密闭的环境中进行该实验，能直接用于验证质量守恒定律，符合题意；
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，生成的氧气逸出，不能直接用于验证质量守恒定律，不符合题意；
D、蒸馏水不能与食盐水反应，发生的是物理变化，不能用来验证质量守恒定律，不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】A、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，使装置内压强减小，用于测定空气中氧气含量；而硫燃烧生成二氧化硫气体，装置内压强基本不变，不能用硫代替红磷测定空气中氧气含量。推理错误，不符合题意；
B、 催化剂在化学反应前后质量不变，但化学反应前后质量不变的物质不一定是催化剂。例如，反应中的不参与物质（如杂质）质量也可能不变，但不是催化剂。推理错误，不符合题意；
C、 铁丝生锈是铁与氧气、水反应生成铁锈，质量变大是因为吸收了空气中的氧气和水蒸气，总质量守恒，遵循质量守恒定律。未考虑所有反应物，推理错误，不符合题意；
D、元素的定义是具有相同质子数的一类原子的总称。因此，同种元素的原子质子数相同，质子数相同的原子也一定是同种元素。推理正确，符合题意；
故选：D。
3．D
【详解】A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，生成物中有气体生成，装置也不是密闭容器，不能验证；
B、稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，生成物中有气体生成，装置也不是密闭容器，不能验证；
C、镁带在空气中燃烧，反应后固体质量会明显增大，因为有氧气参加，另外该装置也不是在密闭容器中进行，不能验证；
D、铁与硫酸铜反应生成铜与硫酸亚铁，反应物中没有气体参加生成物中也没有气体生成，装置可不密闭，可以验证。
故选D。
4．D
【详解】A、冰（固体水）与干冰（固体二氧化碳）属于不同物质，冰无法直接变为干冰，不可用质量守恒定律解释，故不符合题意；
B、通过化学反应无法改变元素种类，不可用质量守恒定律解释，故不符合题意；
C、10g水变成10g水蒸气，只是状态发生改变，没有生成新物质，是物理变化，不可用质量守恒定律解释，故不符合题意；
D、镁燃烧生成氧化镁（化学反应），表面质量减少是因部分氧化镁以烟形式逸散，未计入总质量，实际反应前后总质量守恒，符合质量守恒定律，故符合题意。
故选D。
5．D
【详解】A、红磷燃烧放热，使瓶内压强增大，气球可以起到平衡内外压强的作用，防止锥形瓶瓶塞被冲出，说法正确；
B、该实验是验证质量守恒定律，只需要发生化学反应即可，红磷的量不影响实验结果，说法正确；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后各物质的质量总和相等，说法正确；
D、红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，氧气和红磷质量减小，五氧化二磷质量增加，反应过程中物质的质量发生改变，说法错误。
故选D。
6．D
【详解】A、干冰升华只是状态的改变，没有新物质生成，发生的是物理变化，不能验证质量守恒定律，故错误；
B、稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，生成物中有气体生成，装置不是密闭容器，生成的二氧化碳气体逸出装置，导致天平失衡，不能验证质量守恒定律，故错误；
C、镁带在空气中燃烧生成氧化镁，因为有氧气参加，该装置不是在密闭容器中进行，不能验证质量守恒定律，故错误；
D、铁与硫酸铜反应生成铜与硫酸亚铁，反应物中没有气体参加生成物中也没有气体生成，装置可不密闭，可以验证质量守恒定律，故正确；
故选D。
7．A
【详解】A.化学反应是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类和数目均不变，例如水通电分解过程中，H、O原子数目始终不变。符合题意；
B. 化学反应过程中分子数目可能变化，例如水通电分解过程中，每2个水分子在通电条件下反应生成2个氢分子和1个氧分子，分子数目增加。不符合题意；
C. 化学反应过程中必然生成新物质，物质种类一定发生改变，例如铁生锈变成氧化铁。不符合题意；
D. 由分子构成的物质在发生化学变化时，一种物质的分子会变成其他物质的分子，因此化学变化中分子的种类一定发生变化，例如水通电分解后，水分子变为氢分子和氧分子。不符合题意。
故选A。
8．C
【详解】A、图 1 是电解水实验，管 a 与电源负极相连，产生氢气，管 b 与电源正极相连，产生氧气，电解水时生成氢气和氧气的体积比约为，该选项说法正确；
B、图 2 中氢气燃烧，观察到干燥烧杯内出现水雾，说明氢气（H2）燃烧生成水，根据化学反应前后元素种类不变，可知水中一定含有氢元素，该选项说法正确；
C、微观上，化学变化是分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子的过程，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和个数不变。电解水和氢气燃烧这两个化学变化过程中，分子种类发生改变，但原子种类不变，该选项说法不正确；
D、电解水生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，根据化学反应前后元素种类不变，可得出水由氢、氧元素组成，该选项说法正确。
故选C。
9．B
【详解】A、镁条在空气中燃烧，发出耀眼白光，放出大量的热，生成白色固体。A正确；
B、镁条在空气中燃烧，空气中的氧气参与反应，无法知道参与反应的氧气质量，生成的氧化镁小颗粒(白烟)扩散到空气中去了，使得生成物收集不全。任何化学反应都符合质量守恒定律。B不正确；
C、由于空气中的氧气参与反应，所以参加反应的镁的质量与氧气的质量之和等于生成的氧化镁的质量，所以理论上生成的氧化镁的质量大于参加反应的镁的质量。C正确；
D、在实验过程中有一部分氧化镁以白烟的形式跑到空气中去了，还有一部分附着在陶土网上，所以推测氧化镁的质量小于参加反应的镁条的质量。D正确；
故选B。
10．B
【详解】A、反应①是碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，碳得到氧，体现了碳的还原性，正确；
B、反应②是碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为，该反应中碳元素化合价由0价变为+4价，错误；
C、反应③是铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，固体质量增大，是因为氧气参与了反应，仍然遵循质量守恒定律，正确；
D、碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，化学方程式为，碳与氧气的质量比为（12×1）：（16×2）=3：8，正确。
故选B。
11．B
【详解】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C、H、O的个数分别是1、0、1，生成物中含C、H、O的个数分别是1、4、1，故反应物中还应含4个H，每个氢分子由2个氢原子构成，故方框内应补充2个氢分子，图为。
故选B。
12．A
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则20g+5g+20g+20g=2g+待测+32g+26g，待测=5g，反应后，甲的质量减小，甲是反应物，乙的质量不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，丙的质量增加，丙是生成物，丁的质量增加，丁是生成物。
【详解】A、该反应中，甲是反应物，丙、丁是生成物，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，符合题意；
B、化学反应前后乙的质量不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，不符合题意；
C、由分析可知，待测质量为5g，不符合题意；
D、该反应中甲、丙、丁的质量比为：，不符合题意。
故选A。
13．(1)气密性
(2)产生气泡
(3)III
(4)0.44
【详解】（1）为了防止装置漏气，造成误差，实验前，需检查太空杯的气密性。故填：气密性。
（2）步骤II中，鸡蛋壳主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，观察到鸡蛋壳表面产生气泡。故填：产生气泡。
（3）质量守恒定律的内容是参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成物各物质的质量总和，从表中看出步骤I是反应前各物质的总质量，步骤III是反应后各物质的总质量，因此比较步骤I与步骤III所称物质量可知，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成物各物质的质量总和。故填：III。
（4）根据质量守恒定律，生成二氧化碳的质量为：240.00g-239.56g=0.44g。故填：0.44。
14．(1)4:1
(2)放热
(3)
(4)沸点
(5)提高原料的利用率，节约成本
(6)93.2%
(7)C
【详解】（1）氮气约占空气体积的78%，氧气约占空气体积的21%，故“空气分离”步骤分离出的的气体体积比约为：4:1；
（2）已知“氧化制氢”反应所需温度约为1300℃~1500℃。但本过程无需外界持续供热，说明该反应放热；
（3）“合成氨”步骤中，氮气和氢气在高温、高压、有催化剂的条件下反应生成氨气，该反应的符号表达式为：；
（4）“氨分离”常采用液化分离法，类似于分离液态空气制取氧气，分离液态空气是利用液氮和液氧沸点的不同将其分离，故其主要原理是根据与的沸点不同将其分离；
（5）流程中将“氨分离”后得到的和返回到合成氨设备中，其目的是提高原料的利用率，节约成本；
（6）该样品中尿素的质量为：，则该样品中尿素的质量分数为：；
（7）A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中不含碳元素，不可能生成二氧化碳，不符合题意；
B、氨气、氢气均具有可燃性，但是缺乏助燃剂，故将氨气和氢气的混合气体点燃不会发生爆炸，不符合题意；
C、氢基燃料的开发和利用，可以减少对煤、石油等化石燃料的依赖，减少污染物的排放，符合题意。
故选C。
15．(1)化合物
(2)碳、氢
(3)成本低廉（或更安全环保、可规模化生产等）
【详解】（1）水（H2O）是由不同中元素元素组成的纯净物，属于化合物；
（2）光合作用的反应物是二氧化碳（CO2）和水（H2O）。二氧化碳含有碳元素和氧元素，水含有氢元素和氧元素。生成物中，氧气（O2）只含氧元素，根据质量守恒定律（反应前后元素的种类不变），则淀粉中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素；
（3）根据材料信息，通过植物制造的人血清白蛋白具有“安全环保、规模化生产、成本低廉”等优势。任选一点即可。
16． A 75%
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，将16g纯净物R在足量氧气中完全燃烧，生成44g二氧化碳和36g水，生成物中含C、H、O，反应物氧气由氧元素组成，则R中一定含碳、氢元素，碳元素的质量为：，氢元素的质量为：，12g+4g=16g，故R中一定不含氧元素，符合题意；
B、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：44g+36g-16g=64g，不符合题意；
C、由A的分析可知，R中只含碳、氢元素，不符合题意；
D、R中碳元素的质量分数为：。
故选A，填：75%。
17．(1)红色粉末逐渐变成黑色
(2)反应前后物质的总质量保持不变（答案合理即可）
【详解】（1）加热铜粉时，铜粉会跟氧气反应生成氧化铜，现象为：固体由红色变成黑色；
（2）反应前锥形瓶内铜粉和反应的氧气的总质量一定等于生成氧化铜的质量。在锥形瓶密闭条件下，反应前后天平的读数保持不变，从而说明反应前后总质量不变，验证了质量守恒定律。
18．(1)不能
(2)
【详解】（1）由质量守恒定律，参加反应的镁和氧气的质量之和等于生成的氧化镁的质量，故镁条在空气中燃烧后的质量大于镁条的质量，不能用来验证质量守恒定律；
（2）镁条与空气中氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，反应的符号表达式为。
19．(1)碳酸钙与稀盐酸反应生成的二氧化碳逸散到空气中
(2)①②⑤
(3)氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液（合理即可）
【详解】（1）实验中，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水，生成的二氧化碳会逸散到空气中，导致左盘上物质总质量减小，反应后天平不平衡。
故填：碳酸钙与稀盐酸反应生成的二氧化碳逸散到空气中。
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类、个数、质量不变，元素的种类、质量不变。化学变化中，分子种类、物质种类一定改变，分子数目不一定改变。
故填：①②⑤。
（3）上述实验装置是敞开的，利用该装置验证质量守恒定律，空气中的物质不能参与反应，反应不能生成气体，可以选择的药品是氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液，氢氧化钠能与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀、硫酸钠，其它药品也可选用，合理即可。
20．(1)
(2)水雾
(3)氢元素和氧元素
(4) 验纯 氢分子分解成氢原子，氧分子分解成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子
【详解】（1）氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为，故填：；
（2）氢气燃烧生成水，可观察到氢气在空气中安静燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，小烧杯内壁出现水雾，故填：水雾；
（3）氢气燃烧生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，则证明水是由氢元素和氧元素组成的，故填：氢元素和氧元素；
（4）①氢气与空气混合遇明火易发生爆炸，则点燃氢气前进行的操作是验纯，故填：验纯；
②氢气燃烧生成水，反应的微观实质是氢分子分解成氢原子，氧分子分解成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子，故填：氢分子分解成氢原子，氧分子分解成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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