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5.1.1 质量守恒定律 分层作业（原卷版）-人教版（新教材）化学九上
一、基础巩固
1．利用铜粉与氧气反应验证质量守恒定律，部分操作如下，其中错误的是
A．装入铜粉
B．点燃酒精灯
C．加热铜粉
D．称量反应后装置
2．某实验小组用图甲装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图乙相符的是
A．气体总质量 B．氮气的质量
C．氧元素的质量 D．固态物质的质量
3．下列对实验现象的描述中，错误的是
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，放出热量
B．木炭在氧气中燃烧，产生白光，放出热量，生成二氧化碳
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
D．镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体
4．为验证质量守恒定律，某同学设计了下图实验。请回答：
（1）利用右图装置不能验证质量守恒定律，请说明理由。
（2）如何改进右图装置使其能够验证质量守恒定律？
二、能力提升
5．关于用铜粉与氧气反应探究质量守恒定律实验(如图所示)，下列有关说法正确的是
A．铜粉无需过量 B．锥形瓶直接加热
C．未冷却即称量 D．反应后打开瓶塞再称量
6．在“质量守恒定律”实践应用活动中，某小组以1.00gCaCO3粉末和过量的溶质质量分数为7.3%的盐酸为反应物，用图装置进行三次实验，测得反应前后烧杯中物质的总质量的变化量（Δm）均小于理论生成CO2的质量（m），但反复振荡烧杯后，Δm和m基本吻合。下列说法错误的是（　　）
A．m＝0.44g
B．Δm＜m可能是因为生成的CO2溶于水
C．若改用溶质质量分数为37%的浓盐酸重复实验，所得Δm会变大
D．振荡后，△m和m基本吻合，说明该实验能验证质量守恒定律
7．用下图所示装置进行验证质量守恒定律的实验。实验前后托盘天平示数均为73.0g。选项中涉及到的符号含义如下表。
符号 m（HCl）、m（CaCO3） m（CaCl2）、m（H2O）、m（CO2）
含义 参加反应的HCl、CaCO3质量 反应生成的CaCl2、H2O、CO2）质量
下列说法正确的是（　　）
A．
B．反应前后固体质量不变
C．若在敞口体系中进行，反应后天平平衡时示数仍为73.0g
D．
8．下列实验设计能达到实验目的的是
A．测定空气中氧气含量
B．验证二氧化锰的催化作用
C．探究分子运动现象
D．验证质量守恒定律
9．根据图所示实验回答下列问题。
（1）甲是电解水的实验。与电源负极相连的是　 　(选填“a”或“b”)管，水电解后生成的氢气和氧气的体积比为　 　，电解水实验可得出的结论是水是由　 　组成的。
（2）乙是探究质量守恒定律的实验。反应结束后天平的指针偏右，该反应　 　(选填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律，需要改进的地方是　 　。
10．用如图所示实验验证质量守恒定律。
（1）实验1中，将锥形瓶倾斜使试剂接触，一段时间后，天平指针　 　（填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
（2）实验2中，将锥形瓶倾斜使试剂接触，在反应过程中，天平指针不断向右偏转，其原因是　 　。
三、思维拓展
11．质量守恒定律的发现对科学发展具有重大意义。
（1）用如图所示的3个课本实验验证质量守恒定律，其中不能达到实验目的的是　 　（填字母序号）；理由是　 　。
（2）在化学反应前后，一定改变的是　 　（填序号），可能发生改变的是　 　（填序号）。
（a）原子种类 （b）原子数目 （c）原子质量 （d）原子质量
（e）分子数目 （f）元素种类 （g）物质种类 （h）元素质量
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】实验室常见的仪器及使用；药品的取用；验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、装入铜粉时，将试管倾斜，用药匙将铜粉送到试管底部，再将试管直立起来，操作正确，选项A不符合题意；
B、点燃酒精灯时，用火柴点燃，禁止用燃着的酒精灯去引燃另一只酒精灯，操作正确，选项B不符合题意；
C、加热铜粉时，锥形瓶底部放在陶土网上，用酒精灯外焰加热，操作正确，选项C不符合题意；
D、称量反应后装置时，托盘天平应遵循“左物右码”的原则， 图中砝码和称量物位置颠倒，故图示操作不正确 ，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据固体粉末药品的取用方法解答，“一斜、二送、三直立”；
B、根据酒精灯的使用方法解答，用火柴点燃酒精灯；
C、根据加热固体的操作解答，用陶土网使试管受热均匀；
D、根据托盘天平的使用方法解答，应遵循“左物右码”原则。
2．【答案】D
【知识点】验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、在密闭容器内，红磷与氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷固体，由于氧气被消耗，气体总质量逐渐减少，红磷熄灭后，气体总质量不再发生改变，故A错误；
B、在密闭的容器内，红磷燃烧只消耗氧气，氮气化学性质稳定，没有参与反应，反应前后氮气的质量不变，故B错误；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，该反应在密闭容器内进行，所以反应前后氧元素的质量不变，故C错误；
D、，红磷是固体，密闭容器内燃烧前固体不为0，红磷燃烧生成五氧化二磷固体，固体的质量逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A、根据红磷燃烧消耗氧气，气体总质量不断减少，反应结束，气体质量不再改变进行分析解答；
B、根据氮气化学性质稳定，不参加反应，密闭溶液内氮气在化学反应前后质量不变进行分析解答；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，密闭容器内氧元素质量不变进行分析解答；
D、根据红磷燃烧生成五氧化二磷固体，固体质量不断增加，反应结束，固体质量不再改变进行分析解答。
3．【答案】B
【知识点】测定空气中的氧气含量；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，放出热量，A正确；
B、木炭在氧气中燃烧，产生白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，B错误；
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，C正确；
D、镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，D正确；
故选B。
【分析】实验现象的描述注意不能出现生成物的名称。
4．【答案】（1）解：生成的二氧化碳气体散入到了空气中
（2）解：在锥形瓶口加橡胶塞（或在锥形瓶口套气球合理答案）
【知识点】验证质量守恒定律；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】反应方程式为Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑。（1）反应装置没有密封，生成的二氧化碳会逸走，致使生成物的质量无法完全称量；（2）只要保证生成的气体不能逸走就行，即采用密封的反应装置。
故答案为：生成的二氧化碳气体散入到了空气中；在锥形瓶口加橡胶塞（或在锥形瓶口套气球合理答案）。
【分析】严重质量守恒定律的实验如果有气体生成，则要求反应装置气密性较好。不然或导致反应前后质量不相等。
5．【答案】A
【知识点】实验室常见的仪器及使用；验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、该实验的目的是验证质量守恒定律，只要装置密闭，无论铜粉是否过量，反应前后总质量都相等，因此铜粉无需过量，选项A符合题意；
B、锥形瓶不能直接加热，直接加热会导致锥形瓶受热不均炸裂，需要垫石棉网加热，选项B不符合题意；
C、未冷却即称量，瓶内气体受热膨胀，气球鼓起，受到的空气浮力增大，会导致称量结果偏小，产生误差，选项C不符合题意；
D、反应后打开瓶塞，外界空气会进入瓶内，导致称量的质量偏大，无法验证质量守恒，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、根据质量守恒定律的验证要求：只要反应在密闭体系中进行，无论反应物是否完全反应，总质量都不变；
B、根据常见仪器的使用规范：锥形瓶加热需垫石棉网；
C、根据温度对气体体积的影响：气体受热膨胀，浮力会影响称量结果；
D、根据密闭体系的要求：反应后打开瓶塞会导致体系与外界发生物质交换，影响质量测定。
6．【答案】D
【知识点】验证质量守恒定律；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】A、设1.00gCaCO3完全反应生成CO2的质量为m。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
1.00g m
解得m=0.44g，选项A说法正确，不符合题意；
B、二氧化碳能溶于水，反应生成的CO2部分溶解在溶液中，没有逸出烧杯，因此反应前后总质量的变化量Δm会小于理论生成的CO2质量m，选项B说法正确，不符合题意；
C、浓盐酸具有强挥发性，会挥发出大量氯化氢气体，改用37%的浓盐酸重复实验，逸出的气体除了CO2还有HCl，总逸出质量变大，因此测得的Δm会变大，选项C说法正确，不符合题意；
D、质量守恒定律是指参加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。该实验在敞口烧杯中进行，生成的CO2气体会逸出，即使振荡后Δm和m基本吻合，也只是逸出的气体质量接近理论值，敞口装置不能直接验证质量守恒定律，选项D说法错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据化学方程式计算，已知碳酸钙质量，求二氧化碳质量，按照“设、写、找、列、求、答”的步骤计算，结果为0.44g，计算正确。
B、反应前后烧杯总质量的减少量Δm，等于逸出烧杯的气体质量。二氧化碳能溶于水，部分生成的CO2溶解在溶液中没有逸出，因此逸出质量小于理论生成质量，即Δm＜m，这是实验误差的主要原因。
C、浓盐酸挥发性极强，会挥发出大量HCl气体。实验中逸出的气体除了CO2，还有挥发的HCl，总逸出气体质量增加，因此测得的Δm会变大。
D、验证质量守恒定律时，有气体生成或参与的反应，必须在密闭容器中进行，才能称量到所有物质的总质量。该实验是敞口装置，无论振荡与否，气体都在逸出，只是振荡促进溶解的CO2逸出，让Δm更接近理论值，但敞口体系本身不能直接验证质量守恒定律。
7．【答案】D
【知识点】验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、73.0g是托盘上全部物质（含锥形瓶、注射器、未参与反应的水、石灰石中的杂质等）的总质量，不是仅参加反应的HCl和CaCO3的质量和，说法错误；
B、反应中固体CaCO3被消耗，生成可溶性CaCl2和气体CO2，固体质量会减小，说法错误；
C、敞口体系中，生成的CO2会逸散到空气中，反应后总质量减小，天平示数小于73.0g，说法错误；
D、根据质量守恒定律，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，因此m(HCl)+m(CaCO3)=m(CaCl2)+m(H2O)+m(CO2)，说法正确。
故答案为：D。
【分析】A、根据质量守恒定律的适用范围解答，总质量包含未反应的物质和仪器，不等于参加反应的反应物质量；
B、根据化学反应中质量的变化解答，固体反应物被消耗，生成气体和可溶性物质，固体质量减少；
C、根据质量守恒定律的验证解答，有气体生成的反应验证质量守恒需在密闭容器中进行；
D、根据质量守恒定律的内容解答，参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和。
8．【答案】C
【知识点】测定空气中的氧气含量；催化剂的特点与催化作用；分子的定义与分子的特性；验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、测定空气中氧气含量：木炭燃烧会生成二氧化碳气体，反应消耗氧气的同时又产生了新气体，集气瓶内气体压强几乎不变，烧杯中的水无法倒吸入集气瓶，不能通过水的体积变化测定氧气的体积分数，实验无法达到目的，选项A不符合题意。
B、验证二氧化锰的催化作用：验证催化剂的催化效果，必须严格遵守单一变量原则，仅保留“是否加入二氧化锰”这一个变量，其余实验条件要完全一致。图中左侧试管是5%的过氧化氢溶液，右侧试管是10%的过氧化氢溶液，两组溶液浓度不同，存在过氧化氢浓度、是否加二氧化锰两个变量，无法证明反应速率加快是二氧化锰导致的，实验无法达到目的，选项B不符合题意。
C、探究分子运动现象：浓氨水具有挥发性，氨分子会不断做无规则运动；氨气接触湿润的酚酞试纸后，会形成碱性氨水，使酚酞试纸变红。实验中可观察到湿润的酚酞试纸自下而上逐渐变红，能够直观证明分子在不断运动，实验可以达到目的，选项C符合题意。
D、验证质量守恒定律：质量守恒定律的适用对象是化学变化，物理变化不能用来验证质量守恒定律。图中实验是石蜡放在沸水中受热熔化，石蜡仅从固态变为液态，没有新物质生成，属于物理变化，根本不属于化学反应，因此这个实验从原理上就不能验证质量守恒定律，实验无法达到目的，选项D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据空气中氧气含量测定实验的核心原理与药品选取规则解答。该实验依靠可燃物消耗氧气、产物为非气态物质，使装置内外形成明显压强差，再通过进水体积推导氧气体积；木炭燃烧生成气态产物，压强差几乎不存在，实验不能成功。
B、根据对比实验的单一变量控制规则、催化剂的验证实验规范解答。验证催化剂时，只能改变“是否添加二氧化锰”这一个条件，其余如溶液浓度、用量、温度等必须全部相同；本题存在浓度、催化剂两个变量，对比实验无效，无法验证催化作用。
C、根据分子的基本性质、氨水的酸碱性与酚酞指示剂的变色规律解答。分子具有永不停息做无规则运动的特点，浓氨水挥发的氨分子遇水显碱性，可使酚酞由无色变为红色，试纸的变色现象可以直观印证分子运动，实验设计正确合理。
D、根据质量守恒定律的适用范围、物理变化与化学变化的本质区别解答。质量守恒定律只针对化学变化（有新物质生成的反应）；石蜡熔化仅为状态改变，没有产生新物质，属于物理变化，完全不在质量守恒定律的适用范围内，无法完成验证。
9．【答案】（1）a；2：1；氢元素和氧元素
（2）遵守；将反应在密闭容器中进行
【知识点】电解水实验；验证质量守恒定律；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】（1）在电解水实验中，与电源负极相连的电极产生氢气，与电源正极相连的电极产生氧气，且氢气和氧气的体积比约为2：1；a管中气体体积较大，所以与电源负极相连；氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，电解水实验可得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成的；
（2）任何化学反应都遵守质量守恒定律，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钠，该过程中有新物质生成，属于化学变化，该反应遵守质量守恒定律；反应结束后天平的指针偏右，是因为碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体逸散到空气中，导致天平左盘物质质量减少。需要改进的地方是将反应在密闭容器中进行，如将烧杯换成密密闭装置，保证二氧化碳不能逸出。
【分析】(1)根据电解水的实验规律(正氧负氢、氢二氧一)和质量守恒定律(反应前后元素种类不变)解答；
(2)依据质量守恒定律的适用范围(所有化学反应)和实验误差分析(气体逸出导致天平不平衡)，提出改进措施(密闭容器)。
（1）在电解水实验中，与电源负极相连的电极产生氢气，与电源正极相连的电极产生氧气，且氢气和氧气的体积比约为2：1；a管中气体体积较大，所以与电源负极相连；氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，电解水实验可得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成的；
（2）任何化学反应都遵守质量守恒定律，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钠，该过程中有新物质生成，属于化学变化，该反应遵守质量守恒定律；反应结束后天平的指针偏右，是因为碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体逸散到空气中，导致天平左盘物质质量减少。需要改进的地方是将反应在密闭容器中进行，如将烧杯换成密密闭装置，保证二氧化碳不能逸出。
10．【答案】（1）不偏转
（2）过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气，装置没有密封，氧气逸出，导致左侧质量减小
【知识点】氧气的实验室制法；验证质量守恒定律
【解析】【解答】（1）实验 1 中发生的反应是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，该反应在密闭容器中进行，没有物质逸出，也没有空气进入，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，所以天平指针不偏转。
（2）实验 2 中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，由于该装置不是完全密封的体系，生成的氧气会逸散到空气中，使得锥形瓶内物质的总质量减少，而天平右侧质量不变，所以天平指针不断向右偏转。
【分析】（1）根据质量守恒定律，无气体参与或生成的反应，天平保持平衡解答；
（2）根据有气体生成且未密封的反应，气体逸出导致天平不平衡解答。
（1）实验 1 中发生的反应是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，该反应在密闭容器中进行，没有物质逸出，也没有空气进入，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，所以天平指针不偏转。
（2）实验 2 中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，由于该装置不是完全密封的体系，生成的氧气会逸散到空气中，使得锥形瓶内物质的总质量减少，而天平右侧质量不变，所以天平指针不断向右偏转。
11．【答案】（1）C；反应生成的二氧化碳逸出，不能直接用于验证质量守恒定律
（2）g；e
【知识点】原子的定义与构成；验证质量守恒定律
【解析】【解答】（1）A装置实验，白磷燃烧消耗密闭容器中的氧气生成五氧化二磷在密闭的容器内，天平平衡，故能验证质量守恒定律；B装置实验硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，该过程中没有气体参与和生成，能验证质量守恒定律；C装置实验在敞口的容器中实验，有气体生成，会扩散到空气中，天平称量质量减少，故不能验证质量守恒定律。故答案为：C.
（2）原子是化学变化中的最小微粒，故在化学变化中原子的种类、数目、质量不变，元素的种类、质量不变；在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合，故分子的种类一定变化，分子的数目可能变化即物质的种类一定变化。故答案为：一定改变的是g，可能改变的是e。
【分析】（1）根据质量守恒定律的验证时，考虑有气体参加或生成时必须在密闭的容器内进行来解答；
（2）根据原子是化学变化中的最小微粒，在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新的物质来解答。
1 / 15.1.1 质量守恒定律 分层作业（原卷版）-人教版（新教材）化学九上
一、基础巩固
1．利用铜粉与氧气反应验证质量守恒定律，部分操作如下，其中错误的是
A．装入铜粉
B．点燃酒精灯
C．加热铜粉
D．称量反应后装置
【答案】D
【知识点】实验室常见的仪器及使用；药品的取用；验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、装入铜粉时，将试管倾斜，用药匙将铜粉送到试管底部，再将试管直立起来，操作正确，选项A不符合题意；
B、点燃酒精灯时，用火柴点燃，禁止用燃着的酒精灯去引燃另一只酒精灯，操作正确，选项B不符合题意；
C、加热铜粉时，锥形瓶底部放在陶土网上，用酒精灯外焰加热，操作正确，选项C不符合题意；
D、称量反应后装置时，托盘天平应遵循“左物右码”的原则， 图中砝码和称量物位置颠倒，故图示操作不正确 ，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据固体粉末药品的取用方法解答，“一斜、二送、三直立”；
B、根据酒精灯的使用方法解答，用火柴点燃酒精灯；
C、根据加热固体的操作解答，用陶土网使试管受热均匀；
D、根据托盘天平的使用方法解答，应遵循“左物右码”原则。
2．某实验小组用图甲装置，通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图乙相符的是
A．气体总质量 B．氮气的质量
C．氧元素的质量 D．固态物质的质量
【答案】D
【知识点】验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、在密闭容器内，红磷与氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷固体，由于氧气被消耗，气体总质量逐渐减少，红磷熄灭后，气体总质量不再发生改变，故A错误；
B、在密闭的容器内，红磷燃烧只消耗氧气，氮气化学性质稳定，没有参与反应，反应前后氮气的质量不变，故B错误；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，该反应在密闭容器内进行，所以反应前后氧元素的质量不变，故C错误；
D、，红磷是固体，密闭容器内燃烧前固体不为0，红磷燃烧生成五氧化二磷固体，固体的质量逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A、根据红磷燃烧消耗氧气，气体总质量不断减少，反应结束，气体质量不再改变进行分析解答；
B、根据氮气化学性质稳定，不参加反应，密闭溶液内氮气在化学反应前后质量不变进行分析解答；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，密闭容器内氧元素质量不变进行分析解答；
D、根据红磷燃烧生成五氧化二磷固体，固体质量不断增加，反应结束，固体质量不再改变进行分析解答。
3．下列对实验现象的描述中，错误的是
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，放出热量
B．木炭在氧气中燃烧，产生白光，放出热量，生成二氧化碳
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
D．镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体
【答案】B
【知识点】测定空气中的氧气含量；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，放出热量，A正确；
B、木炭在氧气中燃烧，产生白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，B错误；
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，C正确；
D、镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，D正确；
故选B。
【分析】实验现象的描述注意不能出现生成物的名称。
4．为验证质量守恒定律，某同学设计了下图实验。请回答：
（1）利用右图装置不能验证质量守恒定律，请说明理由。
（2）如何改进右图装置使其能够验证质量守恒定律？
【答案】（1）解：生成的二氧化碳气体散入到了空气中
（2）解：在锥形瓶口加橡胶塞（或在锥形瓶口套气球合理答案）
【知识点】验证质量守恒定律；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】反应方程式为Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑。（1）反应装置没有密封，生成的二氧化碳会逸走，致使生成物的质量无法完全称量；（2）只要保证生成的气体不能逸走就行，即采用密封的反应装置。
故答案为：生成的二氧化碳气体散入到了空气中；在锥形瓶口加橡胶塞（或在锥形瓶口套气球合理答案）。
【分析】严重质量守恒定律的实验如果有气体生成，则要求反应装置气密性较好。不然或导致反应前后质量不相等。
二、能力提升
5．关于用铜粉与氧气反应探究质量守恒定律实验(如图所示)，下列有关说法正确的是
A．铜粉无需过量 B．锥形瓶直接加热
C．未冷却即称量 D．反应后打开瓶塞再称量
【答案】A
【知识点】实验室常见的仪器及使用；验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、该实验的目的是验证质量守恒定律，只要装置密闭，无论铜粉是否过量，反应前后总质量都相等，因此铜粉无需过量，选项A符合题意；
B、锥形瓶不能直接加热，直接加热会导致锥形瓶受热不均炸裂，需要垫石棉网加热，选项B不符合题意；
C、未冷却即称量，瓶内气体受热膨胀，气球鼓起，受到的空气浮力增大，会导致称量结果偏小，产生误差，选项C不符合题意；
D、反应后打开瓶塞，外界空气会进入瓶内，导致称量的质量偏大，无法验证质量守恒，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、根据质量守恒定律的验证要求：只要反应在密闭体系中进行，无论反应物是否完全反应，总质量都不变；
B、根据常见仪器的使用规范：锥形瓶加热需垫石棉网；
C、根据温度对气体体积的影响：气体受热膨胀，浮力会影响称量结果；
D、根据密闭体系的要求：反应后打开瓶塞会导致体系与外界发生物质交换，影响质量测定。
6．在“质量守恒定律”实践应用活动中，某小组以1.00gCaCO3粉末和过量的溶质质量分数为7.3%的盐酸为反应物，用图装置进行三次实验，测得反应前后烧杯中物质的总质量的变化量（Δm）均小于理论生成CO2的质量（m），但反复振荡烧杯后，Δm和m基本吻合。下列说法错误的是（　　）
A．m＝0.44g
B．Δm＜m可能是因为生成的CO2溶于水
C．若改用溶质质量分数为37%的浓盐酸重复实验，所得Δm会变大
D．振荡后，△m和m基本吻合，说明该实验能验证质量守恒定律
【答案】D
【知识点】验证质量守恒定律；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】A、设1.00gCaCO3完全反应生成CO2的质量为m。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
1.00g m
解得m=0.44g，选项A说法正确，不符合题意；
B、二氧化碳能溶于水，反应生成的CO2部分溶解在溶液中，没有逸出烧杯，因此反应前后总质量的变化量Δm会小于理论生成的CO2质量m，选项B说法正确，不符合题意；
C、浓盐酸具有强挥发性，会挥发出大量氯化氢气体，改用37%的浓盐酸重复实验，逸出的气体除了CO2还有HCl，总逸出质量变大，因此测得的Δm会变大，选项C说法正确，不符合题意；
D、质量守恒定律是指参加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。该实验在敞口烧杯中进行，生成的CO2气体会逸出，即使振荡后Δm和m基本吻合，也只是逸出的气体质量接近理论值，敞口装置不能直接验证质量守恒定律，选项D说法错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据化学方程式计算，已知碳酸钙质量，求二氧化碳质量，按照“设、写、找、列、求、答”的步骤计算，结果为0.44g，计算正确。
B、反应前后烧杯总质量的减少量Δm，等于逸出烧杯的气体质量。二氧化碳能溶于水，部分生成的CO2溶解在溶液中没有逸出，因此逸出质量小于理论生成质量，即Δm＜m，这是实验误差的主要原因。
C、浓盐酸挥发性极强，会挥发出大量HCl气体。实验中逸出的气体除了CO2，还有挥发的HCl，总逸出气体质量增加，因此测得的Δm会变大。
D、验证质量守恒定律时，有气体生成或参与的反应，必须在密闭容器中进行，才能称量到所有物质的总质量。该实验是敞口装置，无论振荡与否，气体都在逸出，只是振荡促进溶解的CO2逸出，让Δm更接近理论值，但敞口体系本身不能直接验证质量守恒定律。
7．用下图所示装置进行验证质量守恒定律的实验。实验前后托盘天平示数均为73.0g。选项中涉及到的符号含义如下表。
符号 m（HCl）、m（CaCO3） m（CaCl2）、m（H2O）、m（CO2）
含义 参加反应的HCl、CaCO3质量 反应生成的CaCl2、H2O、CO2）质量
下列说法正确的是（　　）
A．
B．反应前后固体质量不变
C．若在敞口体系中进行，反应后天平平衡时示数仍为73.0g
D．
【答案】D
【知识点】验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、73.0g是托盘上全部物质（含锥形瓶、注射器、未参与反应的水、石灰石中的杂质等）的总质量，不是仅参加反应的HCl和CaCO3的质量和，说法错误；
B、反应中固体CaCO3被消耗，生成可溶性CaCl2和气体CO2，固体质量会减小，说法错误；
C、敞口体系中，生成的CO2会逸散到空气中，反应后总质量减小，天平示数小于73.0g，说法错误；
D、根据质量守恒定律，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，因此m(HCl)+m(CaCO3)=m(CaCl2)+m(H2O)+m(CO2)，说法正确。
故答案为：D。
【分析】A、根据质量守恒定律的适用范围解答，总质量包含未反应的物质和仪器，不等于参加反应的反应物质量；
B、根据化学反应中质量的变化解答，固体反应物被消耗，生成气体和可溶性物质，固体质量减少；
C、根据质量守恒定律的验证解答，有气体生成的反应验证质量守恒需在密闭容器中进行；
D、根据质量守恒定律的内容解答，参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和。
8．下列实验设计能达到实验目的的是
A．测定空气中氧气含量
B．验证二氧化锰的催化作用
C．探究分子运动现象
D．验证质量守恒定律
【答案】C
【知识点】测定空气中的氧气含量；催化剂的特点与催化作用；分子的定义与分子的特性；验证质量守恒定律
【解析】【解答】A、测定空气中氧气含量：木炭燃烧会生成二氧化碳气体，反应消耗氧气的同时又产生了新气体，集气瓶内气体压强几乎不变，烧杯中的水无法倒吸入集气瓶，不能通过水的体积变化测定氧气的体积分数，实验无法达到目的，选项A不符合题意。
B、验证二氧化锰的催化作用：验证催化剂的催化效果，必须严格遵守单一变量原则，仅保留“是否加入二氧化锰”这一个变量，其余实验条件要完全一致。图中左侧试管是5%的过氧化氢溶液，右侧试管是10%的过氧化氢溶液，两组溶液浓度不同，存在过氧化氢浓度、是否加二氧化锰两个变量，无法证明反应速率加快是二氧化锰导致的，实验无法达到目的，选项B不符合题意。
C、探究分子运动现象：浓氨水具有挥发性，氨分子会不断做无规则运动；氨气接触湿润的酚酞试纸后，会形成碱性氨水，使酚酞试纸变红。实验中可观察到湿润的酚酞试纸自下而上逐渐变红，能够直观证明分子在不断运动，实验可以达到目的，选项C符合题意。
D、验证质量守恒定律：质量守恒定律的适用对象是化学变化，物理变化不能用来验证质量守恒定律。图中实验是石蜡放在沸水中受热熔化，石蜡仅从固态变为液态，没有新物质生成，属于物理变化，根本不属于化学反应，因此这个实验从原理上就不能验证质量守恒定律，实验无法达到目的，选项D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据空气中氧气含量测定实验的核心原理与药品选取规则解答。该实验依靠可燃物消耗氧气、产物为非气态物质，使装置内外形成明显压强差，再通过进水体积推导氧气体积；木炭燃烧生成气态产物，压强差几乎不存在，实验不能成功。
B、根据对比实验的单一变量控制规则、催化剂的验证实验规范解答。验证催化剂时，只能改变“是否添加二氧化锰”这一个条件，其余如溶液浓度、用量、温度等必须全部相同；本题存在浓度、催化剂两个变量，对比实验无效，无法验证催化作用。
C、根据分子的基本性质、氨水的酸碱性与酚酞指示剂的变色规律解答。分子具有永不停息做无规则运动的特点，浓氨水挥发的氨分子遇水显碱性，可使酚酞由无色变为红色，试纸的变色现象可以直观印证分子运动，实验设计正确合理。
D、根据质量守恒定律的适用范围、物理变化与化学变化的本质区别解答。质量守恒定律只针对化学变化（有新物质生成的反应）；石蜡熔化仅为状态改变，没有产生新物质，属于物理变化，完全不在质量守恒定律的适用范围内，无法完成验证。
9．根据图所示实验回答下列问题。
（1）甲是电解水的实验。与电源负极相连的是　 　(选填“a”或“b”)管，水电解后生成的氢气和氧气的体积比为　 　，电解水实验可得出的结论是水是由　 　组成的。
（2）乙是探究质量守恒定律的实验。反应结束后天平的指针偏右，该反应　 　(选填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律，需要改进的地方是　 　。
【答案】（1）a；2：1；氢元素和氧元素
（2）遵守；将反应在密闭容器中进行
【知识点】电解水实验；验证质量守恒定律；质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】（1）在电解水实验中，与电源负极相连的电极产生氢气，与电源正极相连的电极产生氧气，且氢气和氧气的体积比约为2：1；a管中气体体积较大，所以与电源负极相连；氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，电解水实验可得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成的；
（2）任何化学反应都遵守质量守恒定律，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钠，该过程中有新物质生成，属于化学变化，该反应遵守质量守恒定律；反应结束后天平的指针偏右，是因为碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体逸散到空气中，导致天平左盘物质质量减少。需要改进的地方是将反应在密闭容器中进行，如将烧杯换成密密闭装置，保证二氧化碳不能逸出。
【分析】(1)根据电解水的实验规律(正氧负氢、氢二氧一)和质量守恒定律(反应前后元素种类不变)解答；
(2)依据质量守恒定律的适用范围(所有化学反应)和实验误差分析(气体逸出导致天平不平衡)，提出改进措施(密闭容器)。
（1）在电解水实验中，与电源负极相连的电极产生氢气，与电源正极相连的电极产生氧气，且氢气和氧气的体积比约为2：1；a管中气体体积较大，所以与电源负极相连；氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，电解水实验可得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成的；
（2）任何化学反应都遵守质量守恒定律，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钠，该过程中有新物质生成，属于化学变化，该反应遵守质量守恒定律；反应结束后天平的指针偏右，是因为碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体逸散到空气中，导致天平左盘物质质量减少。需要改进的地方是将反应在密闭容器中进行，如将烧杯换成密密闭装置，保证二氧化碳不能逸出。
10．用如图所示实验验证质量守恒定律。
（1）实验1中，将锥形瓶倾斜使试剂接触，一段时间后，天平指针　 　（填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
（2）实验2中，将锥形瓶倾斜使试剂接触，在反应过程中，天平指针不断向右偏转，其原因是　 　。
【答案】（1）不偏转
（2）过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气，装置没有密封，氧气逸出，导致左侧质量减小
【知识点】氧气的实验室制法；验证质量守恒定律
【解析】【解答】（1）实验 1 中发生的反应是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，该反应在密闭容器中进行，没有物质逸出，也没有空气进入，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，所以天平指针不偏转。
（2）实验 2 中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，由于该装置不是完全密封的体系，生成的氧气会逸散到空气中，使得锥形瓶内物质的总质量减少，而天平右侧质量不变，所以天平指针不断向右偏转。
【分析】（1）根据质量守恒定律，无气体参与或生成的反应，天平保持平衡解答；
（2）根据有气体生成且未密封的反应，气体逸出导致天平不平衡解答。
（1）实验 1 中发生的反应是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，该反应在密闭容器中进行，没有物质逸出，也没有空气进入，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，所以天平指针不偏转。
（2）实验 2 中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，由于该装置不是完全密封的体系，生成的氧气会逸散到空气中，使得锥形瓶内物质的总质量减少，而天平右侧质量不变，所以天平指针不断向右偏转。
三、思维拓展
11．质量守恒定律的发现对科学发展具有重大意义。
（1）用如图所示的3个课本实验验证质量守恒定律，其中不能达到实验目的的是　 　（填字母序号）；理由是　 　。
（2）在化学反应前后，一定改变的是　 　（填序号），可能发生改变的是　 　（填序号）。
（a）原子种类 （b）原子数目 （c）原子质量 （d）原子质量
（e）分子数目 （f）元素种类 （g）物质种类 （h）元素质量
【答案】（1）C；反应生成的二氧化碳逸出，不能直接用于验证质量守恒定律
（2）g；e
【知识点】原子的定义与构成；验证质量守恒定律
【解析】【解答】（1）A装置实验，白磷燃烧消耗密闭容器中的氧气生成五氧化二磷在密闭的容器内，天平平衡，故能验证质量守恒定律；B装置实验硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，该过程中没有气体参与和生成，能验证质量守恒定律；C装置实验在敞口的容器中实验，有气体生成，会扩散到空气中，天平称量质量减少，故不能验证质量守恒定律。故答案为：C.
（2）原子是化学变化中的最小微粒，故在化学变化中原子的种类、数目、质量不变，元素的种类、质量不变；在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合，故分子的种类一定变化，分子的数目可能变化即物质的种类一定变化。故答案为：一定改变的是g，可能改变的是e。
【分析】（1）根据质量守恒定律的验证时，考虑有气体参加或生成时必须在密闭的容器内进行来解答；
（2）根据原子是化学变化中的最小微粒，在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新的物质来解答。
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