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/ 让教学更有效 精品试卷 | 化学
5.1.1 质量守恒定律
化学观念：建构“化学反应中物质总质量不变”的核心观念，初步形成定量认识物质变化的“质量视角”与“守恒观”。
科学思维：从宏观实验现象推导微观本质，经历“提出猜想—实验验证—归纳结论—解释本质”的证据推理过程。
科学探究与实践：经历天平称量、密闭体系设计、对比分析等探究活动，学会用实验验证假说的基本方法。
科学态度与责任：养成实事求是的实验态度，体会定量研究对化学科学发展的价值，感悟科学家严谨求实的精神。
在18世纪，法国化学家拉瓦锡借助天平，对大量化学反应进行了比较精密的定量探究。
铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，请写出对应文字表达式。
铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，请写出对应文字表达式。
镁条在空气中燃烧生成氧化镁，请写出对应文字表达式。
经过大量的实验证明，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，这个规律叫质量守恒定律。
【任务一】提出问题与作出假设
【问题】当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系？
【猜想】我的猜想是（填“大于 / 小于 / 等于”）：
　　生成物的质量总和 等于 反应物的质量总和。
【任务二】实验探究，密闭体系中的反应
【方案1】铜与氧气反应前后质量的测定
实验步骤：检查装置气密性 → 铜粉平铺于锥形瓶底部、塞紧橡胶塞 → 称量得 m → 酒精灯加热 → 冷却后称量得 m 。
【实验装置】
【记录与分析】
观察点 现象 / 结论
实验现象 红色粉末逐渐变黑；玻璃导管上端的小气球先鼓起后变瘪 。
文字表达式 氧化铜
反应前总质量 m 装置质量 + 铜粉质量 + 瓶内全部氧气质量 + 其他气体质量
反应后总质量 m 装置质量 + 氧化铜质量 + 未反应的铜粉质量 + 未反应的氧气质量 + 其他气体质量
质量关系 m = m （填“＞”“＜”或“＝”）
【思考与讨论1】装置中橡胶塞和气球的作用是什么？
①形成密闭体系；② 调节装置内压强（缓冲压强） 。
【方案2】铁和硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验步骤：锥形瓶中放入打磨干净的铁钉，小心放入盛有硫酸铜溶液的小试管，塞好橡胶塞 → 称量得 m → 倾斜锥形瓶使两溶液混合 → 反应后称量得 m 。
【实验装置】
【记录与分析】
观察点 现象 / 结论
实验现象 铁丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色。
文字表达式 铁 + 硫酸铜 → 铜 + 硫酸亚铁
质量关系 m = m （填“＞”“＜”或“＝”）
【任务三】质量守恒定律的内容
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。这个规律叫作质量守恒定律。
【注意事项】请判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”并改正。
说法 判断与理由
（1）适用于一切化学反应，不适用于物理变化。 正确
（2）质量守恒定律不仅指质量守恒，也指体积守恒。 错误。 理由： 化学反应前后质量一定守恒，但物质的密度可能改变，因此体积不一定守恒
（3）反应或生成的“各物质”包括固体、液体、气体。 正确
（4）“参加反应”的物质，未反应完的物质、杂质、催化剂都要算在内。 错误。
理由： “参加反应”的物质才计入等式，未反应完的剩余物质不能算在内。此外，催化剂的质量在反应前后虽然不变，但它本身不参与消耗和生成的总质量平衡（或者说它既不算作反应物也不算作生成物）；杂质如果不参与反应也不计入。
【小组讨论】50克水和50克酒精混合后总质量等于100克，所以这个过程符合质量守恒定律。你认为这种说法正确吗？为什么？
　　不正确。质量守恒定律的前提是发生化学反应，不适用于物理变化。
【任务四】实验探究，开放体系中的反应
【方案3】盐酸和碳酸钠反应前后质量的测定（敞口体系）
实验步骤：小烧杯中放碳酸钠，小心放入盛有盐酸的小试管 → 称量 → 倾斜使盐酸流入小烧杯 → 反应一段时间后再次称量。
【实验装置】
【记录与分析】
观察点 现象 / 结论
实验现象 有大量气泡产生，白色粉末逐渐溶解。
文字表达式 碳酸钠 + 盐酸 →二氧化碳+ 水+ 氯化钠
质量关系 反应后测定的质量比反应前小（填“大”或“小”）。
【思考与讨论】
为什么反应后测定的质量比反应前小？
因为盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气体逸散到了空气中，这部分气体的质量在开放的体系中无法称量出来。
该反应是否遵守质量守恒定律？若遵守，怎样改进实验装置，就能在天平上验证它？
　　我的改进方案：遵守，类似方案一和方案二，在密闭的体系里进行实验
【方案4】镁条与氧气反应前后质量的测定
实验步骤：打磨干净的长镁条和陶土网一起称量得 m → 点燃镁条 → 将燃烧产物与陶土网一起称量得 m 。
【实验装置】
【记录与分析】
观察点 现象 / 结论
实验现象 镁条燃烧，发出耀眼的白光，产生大量白烟，放热。
文字表达式 氧化镁
质量关系 反应后产物与陶土网的总质量比镁条和陶土网的总质量大（填“大”或“小”）。
【思考与讨论3】镁条燃烧后质量为什么增加？该反应是否遵守质量守恒定律？
氧气参与了反应。反应后生成的物质比镁条多了氧元素的质量
【任务五】设计实验探究质量守恒定律的两条铁律
设计实验验证质量守恒定律，必须注意以下两点：
实验中必须发生化学变化，而非物理变化。
若反应中有气体参加或生成，必须在密闭容器中进行实验。
1．同学们分别用下列两组实验验证质量守恒定律。下列操作或现象描述正确的是（A）
A．均可用药匙加入固体试剂 B．反应均需要用酒精灯加热
C．反应后均需立刻进行称量 D．实验前后天平均保持平衡
【详解】A、铜粉、碳酸钠粉末均为粉末状固体，均可用药匙取用，该选项描述正确；
B、碳酸钠和盐酸常温下即可发生反应，无需加热，该选项描述错误；
C、左侧实验反应后装置温度较高，气球膨胀会受到空气浮力，立刻称量会导致结果不准确，需冷却至室温后再称量，该选项描述错误；
D、右侧实验为敞口装置，反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，反应后左盘质量减小，天平不平衡，该选项描述错误。
故选A。
2．实验课上，同学们合作设计了如下左盘密闭装置，并利用碳酸钠和少量稀盐酸的反应验证质量守恒定律。以下分析正确的是（B）
A．反应前称量的是碳酸钠的质量 B．反应过程中物质的总质量不变
C．反应前后各物质的质量不变 D．减少碳酸钠用量会影响实验结论
【详解】A、根据题干图中表示，反应前称量的是碳酸钠、稀盐酸和密闭容器的总质量，故选项错误；
B、根据质量守恒定律可知，化学反应前后各物质的质量总和相等，故选项正确；
C、稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应物的质量减少，生成物的质量增加，故选项错误；
D、实验在密闭装置进行，验证质量守恒定律，是参加反应的质量总和，减少碳酸钠用量不会影响实验结论，故选项错误；
故选B。
3．下列对“质量守恒定律”的理解中，正确的是（D）
A．冰受热变成水
B．参加反应的氢气和氧气的体积之和一定等于生成水的体积
C．在化学反应前后，各物质的质量一定不变
D．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
【分析】解题核心：明确质量守恒定律的适用规则：仅适用于化学变化，守恒的是参加反应的反应物总质量与反应生成的生成物总质量，不涉及体积等其他物理量。
【详解】A.冰受热变成水是物理变化，质量守恒定律不适用于物理变化，错误。
B.质量守恒定律仅针对质量守恒，不涉及体积的等量关系，错误。
C.化学反应中反应物会被消耗、生成物会生成，只有参加反应的总质量和生成的总质量相等，并非反应前后所有物质的质量都不变，错误。
D.表述完全符合质量守恒定律的定义，正确。
4．密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是（C）
A．该反应基本反应类型为分解反应
B．物质丙一定为单质
C．该化学反应中参加反应的乙和生成的丙的质量比为3∶17
D．物质丁一定是该反应的催化剂
【分析】由图中数据可知，反应后丁的质量分数为：1-42%-8%-40%=10%；反应后甲的质量分数减少了70%-42%=28%，则甲是反应物；反应后乙的质量分数减少了14%-8%=6%，则乙是反应物；反应后丙的质量分数增加了40%-6%=34%，则丙是生成物；反应前后丁的质量分数不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能不参加反应的杂质；该反应是甲和乙在一定条件下反应生成丙。
【详解】A.由分析可知，该反应是甲和乙在一定条件下反应生成丙，符合多变一的特点，属于化合反应，说法错误；
B.由分析可知，丙是化合反应的生成物，一定是化合物，说法错误；
C.参加化学反应的乙和反应生成的丙质量比为6%：34%=3：17，说法正确；
D.反应前后丁的质量分数不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的杂质，说法错误。
5．四位同学设计了如下A、B、C、D四个实验，并在实验前后分别测定装置的总质量来验证质量守恒定律。
(1)A、B、C、D四个实验中不能用于验证质量守恒定律的是实验ACD（填字母）。
(2)实验C中稀盐酸和碳酸钠粉末反应后，天平指针向右偏转（选填：“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”）；碳酸钠（）中碳元素的化合价为+4。
(3)实验D中发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小，联系实验现象，可能的原因是氧化镁以白烟的形式扩散到空气中未被称量（合理即可）。
【详解】（1）质量守恒定律适用于化学变化，A中没有新物质生成，属于物理变化，不能验证质量守恒定律，B中硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，能够验证质量守恒定律，C中碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳逸出装置，不能验证质量守恒定律，D中是敞开装置，氧气参加反应，生成的氧化镁部分扩散到空气中，不能验证质量守恒定律，故选ACD；
（2）碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳会逸散到空气中，则反应后质量减小，天平指针向右偏转；
在碳酸钠中，钠元素显+1价，氧元素显-2价，设碳元素的化合价为x，（+1）×2+x+（-2）×3=0，x=+4；
（3）镁燃烧消耗氧气，生成氧化镁，生成的氧化镁以白烟的形式扩散到空气中未被称量，所以导致一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小；
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5.1.1 质量守恒定律
化学观念：建构“化学反应中物质总质量不变”的核心观念，初步形成定量认识物质变化的“质量视角”与“守恒观”。
科学思维：从宏观实验现象推导微观本质，经历“提出猜想—实验验证—归纳结论—解释本质”的证据推理过程。
科学探究与实践：经历天平称量、密闭体系设计、对比分析等探究活动，学会用实验验证假说的基本方法。
科学态度与责任：养成实事求是的实验态度，体会定量研究对化学科学发展的价值，感悟科学家严谨求实的精神。
在18世纪，法国化学家____________借助天平，对大量化学反应进行了比较精密的定量探究。
铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，请写出对应文字表达式_______________________。
铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，请写出对应文字表达式_______________________。
镁条在空气中燃烧生成氧化镁，请写出对应文字表达式_______________________。
经过大量的实验证明，参加_________________的各物质的____________总和，___________反应后生成的各物质的____________总和，这个规律叫质量守恒定律。
【任务一】提出问题与作出假设
【问题】当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系？
【猜想】我的猜想是（填“大于 / 小于 / 等于”）：
　　生成物的质量总和 ______ 反应物的质量总和。
【任务二】实验探究，密闭体系中的反应
【方案1】铜与氧气反应前后质量的测定
实验步骤：检查装置气密性 → 铜粉平铺于锥形瓶底部、塞紧橡胶塞 → 称量得 m → 酒精灯加热 → 冷却后称量得 m 。
【实验装置】
【记录与分析】
观察点 现象 / 结论
实验现象 红色粉末逐渐变黑；玻璃导管上端的小气球 ____________。
文字表达式 ____________
反应前总质量 m 装置质量 + 铜粉质量 + 瓶内全部氧气质量 + 其他气体质量
反应后总质量 m 装置质量 + 氧化铜质量 + 未反应的铜粉质量 + 未反应的氧气质量 + 其他气体质量
质量关系 m ______ m （填“＞”“＜”或“＝”）
【思考与讨论1】装置中橡胶塞和气球的作用是什么？
①________________________________；② ________________________________。
【方案2】铁和硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验步骤：锥形瓶中放入打磨干净的铁钉，小心放入盛有硫酸铜溶液的小试管，塞好橡胶塞 → 称量得 m → 倾斜锥形瓶使两溶液混合 → 反应后称量得 m 。
【记录与分析】
观察点 现象 / 结论
实验现象 铁丝表面覆盖一层____________，溶液由 ______ 变为 ______。
文字表达式 铁 + 硫酸铜 → ____________ + ____________
质量关系 m ______ m （填“＞”“＜”或“＝”）
【任务三】质量守恒定律的内容
参加 的各物质的 总和，等于反应后生成的各物质的 总和。这个规律叫作质量守恒定律。
【注意事项】请判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”并改正。
说法 判断与理由
（1）适用于一切化学反应，不适用于物理变化。
（2）质量守恒定律不仅指质量守恒，也指体积守恒。
（3）反应或生成的“各物质”包括固体、液体、气体。
（4）“参加反应”的物质，未反应完的物质、杂质、催化剂都要算在内。
【小组讨论】50克水和50克酒精混合后总质量等于100克，所以这个过程符合质量守恒定律。你认为这种说法正确吗？为什么？
　　________________________________________________________________
【任务四】实验探究，开放体系中的反应
【方案3】盐酸和碳酸钠反应前后质量的测定（敞口体系）
实验步骤：小烧杯中放碳酸钠，小心放入盛有盐酸的小试管 → 称量 → 倾斜使盐酸流入小烧杯 → 反应一段时间后再次称量。
【记录与分析】
观察点 现象 / 结论
实验现象 有大量 ______ 产生，白色粉末逐渐溶解。
文字表达式 碳酸钠 + 盐酸 → ____________ + ____________ + 氯化钠
质量关系 反应后测定的质量比反应前 ______（填“大”或“小”）。
【思考与讨论】
为什么反应后测定的质量比反应前小？________________________________________________________________
该反应是否遵守质量守恒定律？若遵守，怎样改进实验装置，就能在天平上验证它？
　　我的改进方案：________________________________________________________
【方案4】镁条与氧气反应前后质量的测定
实验步骤：打磨干净的长镁条和陶土网一起称量得 m → 点燃镁条 → 将燃烧产物与陶土网一起称量得 m 。
【记录与分析】
观察点 现象 / 结论
实验现象 镁条燃烧，发出 ____________，产生大量白烟，放热。
文字表达式
质量关系 反应后产物与陶土网的总质量比镁条和陶土网的总质量 ______（填“大”或“小”）。
【思考与讨论3】镁条燃烧后质量为什么增加？该反应是否遵守质量守恒定律？
________________________________________________________________
【任务五】设计实验探究质量守恒定律的两条铁律
设计实验验证质量守恒定律，必须注意以下两点：
实验中必须发生 ______ 变化，而非 ______ 变化。
若反应中有气体 ______ 或 ______，必须在 ______ 容器中进行实验。
1．同学们分别用下列两组实验验证质量守恒定律。下列操作或现象描述正确的是（）
A．均可用药匙加入固体试剂 B．反应均需要用酒精灯加热
C．反应后均需立刻进行称量 D．实验前后天平均保持平衡
2．实验课上，同学们合作设计了如下左盘密闭装置，并利用碳酸钠和少量稀盐酸的反应验证质量守恒定律。以下分析正确的是（）
A．反应前称量的是碳酸钠的质量 B．反应过程中物质的总质量不变
C．反应前后各物质的质量不变 D．减少碳酸钠用量会影响实验结论
3．下列对“质量守恒定律”的理解中，正确的是（）
A．冰受热变成水
B．参加反应的氢气和氧气的体积之和一定等于生成水的体积
C．在化学反应前后，各物质的质量一定不变
D．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
4．密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是（）
A．该反应基本反应类型为分解反应
B．物质丙一定为单质
C．该化学反应中参加反应的乙和生成的丙的质量比为3∶17
D．物质丁一定是该反应的催化剂
5．四位同学设计了如下A、B、C、D四个实验，并在实验前后分别测定装置的总质量来验证质量守恒定律。
(1)A、B、C、D四个实验中不能用于验证质量守恒定律的是实验____________（填字母）。
(2)实验C中稀盐酸和碳酸钠粉末反应后，天平指针____________（选填：“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”）；碳酸钠（）中碳元素的化合价为____________。
(3)实验D中发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小，联系实验现象，可能的原因是_________________________________________。
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