人教版九年级化学上册精讲精练5.1质量守恒定律探究和应用(原卷版+解析)

5.1质量守恒定律探究和应用考点精讲【知识点一】质量守恒定律的内容及解读1．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，这个规律叫做质量守恒定律。易错警示（1）质量守恒定律应用于化学变化，不能应用于物理变化。（2）质量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其他方面的守恒。（3）化学反应中，各反应物之间要按一定的质量比相互作用，因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。（4）不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。2．利用原子、分子知识解释质量守恒的原因（1）化学反应的实质化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为：分子eq\o\ac(\s\up5(分裂),\s\do0(→))原子eq\o\ac(\s\up5(重新组合),\s\do0(→))新分子eq\o\ac(\s\up5(聚合),\s\do0(→))新物质（2）质量守恒的原因①宏观上：化学反应前后元素的种类没有改变，元素的质量也不变，所以反应前后物质的质量总和必然相等。②微观上：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子本身的质量也没有改变。所以，化学反应前后物质的质量总和必然相等。（3）理解质量守恒定律要抓住“六个不变”“两个一定变”、“两个可能变”。六个不变两个一定变两个可能变【典型例题】（2022·山东菏泽·中考真题）设计实验方案，分析实验现象，得出实验结论是化学学科的重要思维方式。下列实验方案的设计能达到实验目的的是（）A. B. C. D.A．探究红磷和白磷燃烧需要氧气B．测定空气里氧气的含量C．验证质量守恒定律D．探究蜡烛中是否含有氢元素【举一反三】1．（2022·山东济南·中考真题）下列叙述中，不合理的是（）A．控制燃烧条件可达到灭火的目的 B．任何溶液都只含一种溶质C．化学反应前后元素的种类不变 D．原子是由原子核和核外电子构成的2．（2022·青海西宁·中考真题）如图是水在通电条件下水分子分解的微观示意图。下列叙述正确的是（）A．1个水分子中含有1个氧原子和1个氢分子B．反应生成的氢分子和氧分子个数之比是2：1C．反应前后分子数目不变D．反应后原子数目增加3．（2022·山东聊城·中考真题）逻辑推理是学习化学常用的思维方法。下列推理正确的是（）A．原子不显电性，则不显电性的微粒一定是原子B．燃烧须使可燃物的温度达到其自身着火点，则可降低可燃物的着火点来灭火C．有机物一定含有碳元素，则含有碳元素的化合物一定是有机物D．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，则该物质一定含有碳元素和氢元素【技巧方法】1、对于质量守恒定律的理解，要抓住概念中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”这样四个关键词。由此可知：（1）没有参加反应的物质的质量不能计算在内；（2）质量守恒定律的使用范围是使用于所有的化学反应（即化学变化），而对物理变化无效；（3）质量守恒定律是指质量守恒，而非体积守恒等；（4）质量守恒定律是指各物质的质量总和相等，而非某物质的质量。2、对于定律成立的原因，可以从化学反应的实质上来推断（即“三不变”造成的）。3、对于定律的应用，一定要抓住它的含义（即“六不变”），细心地进行套用。【拓展延伸】1、质量守恒定律的应用对象是化学变化，对于物理变化，不能用质量守恒定律解释。质量守恒定律只适用于质量守恒，而不是体积守恒，也不是分子总数守恒。2、质量守恒定律强调的是“参加反应的”和“反应生成的”，对于未参加反应的物质不关注。3、如有气态物质参加在敞口装置中进行，则空气中没有参加反应的气体进入装置中，影响测量的结果。反应中若生成气体在敞口装置中进行，则气体会逸出装置，影响测量的结果。两种情况均无法通过实验验证化学反应遵循质量守恒定律。但不代表反应不遵循质量守恒定律。【针对训练】1．（2022·广西广西·中考真题）下列关于化学反应的说法，错误的是（）A．化学反应前后，分子种类发生改变，原子种类不变B．化学反应前后，分子数目发生改变，原子数目不变C．化学反应前后，物质种类发生改变，元素种类不变D．化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程2．（2022·江苏南通·中考真题）现代航空技术使用高能燃料液氢和助燃剂液氧，在发动机内氢气和氧气发生燃烧时生成水。下列有关氢气与氧气的说法中不正确是（

）A．氢气、氧气和水都是由分子构成的B．氢气和氧气燃烧生成水的过程中，分子种类发生了变化C．氢气和氧气燃烧生成水的过程中，原子种类没有发生改变D．氢气、氧气和水都是化合物3．（2022·湖南株洲·中考真题）除了元素种类、原子种类不变外，化学反应前后肯定没有变化的还有（）A．原子数目 B．分子数目C．物质种类 D．物质的总质量4．（2022·浙江舟山·中考真题）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。(1)【实验步骤】Ⅰ、锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；Ⅱ、取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；Ⅲ、待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察______。【实验结论】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。(2)【交流反思】①要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是______。②反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出述结论，并请说明理由。______。【知识点二】质量守恒定律的实验探究1．验证质量守恒定律的实验方案实验方案方案一：在密闭容器中进行红磷燃烧实验方案二：在敞口容器中进行硫酸铜溶液与铁的反应实验装置实验原理4P+5O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2P2O5Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu实验现象红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，天平平衡铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，天平平衡反应前总质量m1m'1反应后总质量m2m'2反应前后总质量的关系m1=m2m'1=m'2分析红磷(P)+氧气(O2)eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))五氧化二磷(P2O5)容器密闭，没有物质进入或散失铁(Fe)+硫酸铜(CuSO4)＝铜(Cu)+硫酸亚铁(FeSO4)反应无气体参加，无气体生成结论分析比较两个方案的实验结果，可以发现反应前后物质的质量总和不变实验方案三：稀盐酸与碳酸钠固体反应前后质量的测定实验装置：实验原理：2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑实验现象：有气泡产生，固体不断减少，天平不平衡。(不能用来验证质量守恒定律)分析：由于生成的二氧化碳气体逸散到空气中，造成左边质量减少，天平指针偏向右边。实验方案四：镁带燃烧前后质量的测定实验装置：实验原理：2Mg＋O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2MgO实验现象：发出耀眼的白光，生成一种白色固体，天平不平衡。2．实验总结：质量守恒定律适用于化学变化，不适用于物理变化；所选的化学反应，现象要明显，若利用有气体参加或生成的反应来进行实验，反应必须在密闭容器中进行。【典型例题】如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列关于该实验的说法正确的是（）A．实验过程中气球一直变大 B．该反应遵循质量守恒定律 C．白磷燃烧结束，立即将锥形瓶放在天平上称量 D．反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量【举一反三】1．（2022年四川省成都市中考）下列实验能达到相应目的的是（）A．观察乳化现象B．验证质量守恒定律C．比较铁、铝金属活动性D．测定空气中氧气含量2．（2022年四川省凉山州中考）实验是学习化学的基础。下列装置所示的实验操作正确且能达到实验目的的是（）A．用NaHCO3溶于水验证质量守恒定律B．蒸发食盐水C．探究水是铁生锈的必要条件之一D．测空气中O2的含量3．（2022年江西省中考）2022年4月29日《科技日报》报道“我国科学家实现二氧化碳到葡萄糖和油脂的“人工合成”，合成过程中的一个反应微观示意图如下，有关说法正确的是（）A．反应前后分子的种类不变B．反应前后共有三种氧化物C．丙物质由8个原子构成D．反应中甲和丁的分子个数比是2∶14．（2022·浙江舟山·中考真题）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。(1)【实验步骤】Ⅰ、锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；Ⅱ、取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；Ⅲ、待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察______。【实验结论】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。(2)【交流反思】①要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是______。②反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出述结论，并请说明理由。______。5．（2022·安徽安徽·中考真题）某同学在学习质量守恒定律时，称取0.6g镁条进行燃烧实验（如下图）。(1)计算：镁条完全燃烧生成氧化镁的质量（写出计算过程）。(2)该同学称得反应后固体的质量小于0.6g，原因可能是______。【技巧方法】（1）注意装置是否密封。（2）注意生成物中是否有气体逸出。【拓展延伸】1.实验原理的选择：一切易操作、速率适中、便于称量、现象明显的实验都可用于进行验证质量守恒定律。如：白磷和氧气的反应；铁钉和硫酸铜的反应。2.实验装置的选择：有气体参加（或生成）的实验需要在密闭装置中进行；无气体参加（或生成）的实验可以在密闭装置中进行，也可以在敞口容器中进行。如：3.实验现象的分析：（1）化学反应的现象（说明肯定发生了化学反应）。（2）天平的平衡状况（说明化学反应前后的质量关系）。（3）如果反应后天平不平衡，对此现象的解释（如反应过程中是否有生成物逸散，是否有外界物质进入；用气球收集反应生成的气体时浮力的影响等）。【针对训练】1．（2021·广西大学附属中学三模）下图所示实验中，可用于验证质量守恒定律的是（）A． B．C． D．2．（2021·云南德宏·三模）图是在探究质量守恒定律时所做的实验。以下说法中错误的是（）A．当两种药品混合时，产生大量的气泡B．反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转C．该反应遵守质量守恒定律D．反应停止后，将烧杯放回天平，天平仍然平衡3．（2021·山东高新技术产业开发区·二模）小明欲用如图装置验证“质量守恒定律”，则下列说法中不正确的是（）A．根据实验目的，小明应该测量的数据是反应前、后整个反应装罝的质量B．如图中的石灰石和盐酸混合后，观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生C．若天平的指针向右偏，说明该反应不遵循质量守恒定律D．空气对膨胀后的气球产生的浮力会影响实验验证4．化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如右图）。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。（1）请写出镁条燃烧的化学方程式____________。（2）同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是：_______________。（3）小红按右下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。（提出问题）黄色固体是什么？（查阅资料）①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。（做出猜想）黄色固体是Mg3N2（实验探究）请设计实验，验证猜想实验操作

实验现象及结论

_______________________

_______________________

（反思与交流）①氮化镁中氮元素的化合价是_______________________；②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是：_______________________；③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：_______________________。【知识点三】质量守恒定律的应用质量守恒定律是指参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成各物质的质量总和。从微观来说，由于化学反应的过程，实际上就是参加反应的各物质分子被破坏；分子分裂成原子；原子再重新组合生成新的分子的过程。该定律成立的原因是：“在化学反应前后，原子的种类、数目和质量三不变”。该定律的含义是：“宏观上的‘反应前后物质总质量、元素的种类、各元素质量’和微观上的‘原子的种类、原子的数目、原子的质量不变’六不变”。质量守恒定律的应用主要有如下四个方面：1．解释一些实验事实2．推测一些物质的元素组成3．推断一些物质的化学式4．计算有关物质的质量落实到具体题型上主要有以下的五种题型。一、推断物质的元素组成1.某物质与氧气在一定条件下反应，生成了氮气和水。则对该物质的判断正确的是（）A．由氮原子、氢原子和氧原子构成B．由氮元素、氢元素和氧元素组成 C．一定含氮元素和氢元素，可能含氧元素D．只含氮元素和氢元素，不含氧元素2.某物质1.6克在空气中充分燃烧共生成4.4克二氧化碳和3.6克水。则下列说法正确的是（）①该物质中一定含有氧元素；②该物质中一定不含氧元素；③该物质中一定含有碳、氢元素；④该物质的一个分子中碳、氢原子的个数比为1:4；⑤该物质中氢元素的质量分数最大A．①②③④⑤B．②③④C．③④⑤D．②③④⑤二、确定化学方程式中未知物的化学式3．铝是生活中常见的金属，除我们熟知的性质之外，铝还可以与NaOH溶液发生反应：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3X↑，X的化学式是（）A．O2 B．H2 C．Al2O3 D．Al（OH）34．2020年11月24日，我国长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。运载火箭常用的推进剂是偏二甲肼（C2H8N2）与四氧化二氮（N2O4），二者发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))3N2↑+2X↑+4H2O↑。下列有关说法正确的是（）A．X的化学式为CO B．N2O4中氮元素的化合价为﹣4 C．生成物中N2和H2O的质量比为3：4 D．该反应符合质量守恒定律三、推断反应中的化学计量数及比值5．在“宏观一徽观”之间建立联系是化学学科特有的思维方式。下图为二氧化碳用于生产甲醇（CH3OH）的微观示意图，有关说法正确的是（）A．该反应中，四种物质均为化合物B．反应前后氢元素的化合价不变C．参加反应的甲、乙分子个数之比为1:3D．反应前后氢原子个数之比为1:36．在密闭容器内，有甲、乙、丙、丁四种物质，甲、丁的相对分子质量之比为1：9．在一定条件下充分混合反应，测得反应过程中t1、t2时刻的质量分数如图所示，下列说法正确的是（）A．乙一定是该反应的催化剂 B．生成的甲、丙两物质的质量比为8：1 C．该反应方程式中丁和甲的计量数之比为1：1 D．某时刻，若ω甲为18%，则ω丙为32%四、判断化学方程式书写是否正确7．（2021·湖南永州）工业法生产硝酸的一个中间反应可用微观模型表示如下，下列说法正确的是()A．该反应前后分子的数目无变化 B．该反应前后元素种类没有变化C．该反应过程中氧气分子全部参与了反应 D．该反应的化学方程式可表示为：NO＋O2＝NO28．（2021·四川乐山）近期，我国科学家成功研制出天然气(主要成分为甲烷)在液态锡催化作用下的高效制氢设备，该设备发生反应的微观原理如图所示，下列说法错误的是A．甲烷是由碳原子和氢分子构成B．反应前后液态锡的质量和化学性质不变C．甲烷中碳元素转化成碳单质，用于制造高级炭黑D．此反应的化学方程式为CH4eq\o\ac(\s\up6(液态锡),\o(====,=====),\s\do6())C＋2H2五、确定某一种物质的质量9．（2021·湖南常德）一定条件下，在密闭容器内发生某一化学反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。物质甲乙丙丁反应前的质量/g3.216.80.80.1反应后的质量/gx8.43.01.0下列说法不正确的是（）A．x=8.5 B．反应中生成丙与丁的质量比为3：1C．乙一定是化合物 D．丙和丁的相对分子质量之比可能为22：910．四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下图所示，下列说法正确的是（）A．甲物质一定是该反应的催化剂B．反应后x的数值为6%C．该反应是化合反应D．反应中乙与丁的质量变化之比为8:9考点达标1．（2022年浙江省宁波市中考）中国科学院首创室温制氢方案，其反应原理如图所示。下列说法错误的是（）A．该反应的化学方程式是CO+H2Oeq\o\ac(\s\up6(催化剂),\o(=====,======),\s\do6())H2+CO2B．该反应前后分子数目不变C．该反应前后氢元素的化合价不变D．反应物CO和H2O都是氧化物2．（2022年山东省泰安市中考）如图为某反应的微观示意图，关于该反应的说法不正确的是（）A．该反应属于置换反应 B．反应前后原子的种类和数目没有改变C．生成物丙和丁都属于氧化物 D．反应前后催化剂质量和化学性质不变3．（2022年重庆市中考）化学反应是在微观粒子间进行的。结合下图，下列说法正确的是（）A．该反应为化合反应 B．该反应过程中原子数目减少C．甲既是氧化物又是化合物 D．乙从液态变为气态化学性质改变4．电石（CaC2）遇水发生的化学反应为：CaC2＋2H2O＋X＝Ca(HO)2＋X↑，X遇明火会剧烈燃烧，下列相关说法中不正确的是（）A．X的化学式是C2H2B．X燃烧的化学方程式为：X＋O2＝CO2＋H2OC．X是有机化合物D．CaC2中钙元素的质量分数为62.5%5．（2021·浙江宁波）如图是物质甲和乙反应生成丙的微观示意图。下列说法正确的是（）A．该反应属于化合反应 B．甲、乙、丙都是有机物C．该反应中参加反应的甲和乙质量比为1:1 D．该反应在反应前后原子的种类发生了改变6．在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，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，下列关于此反应的认识，正确的是（）物质甲乙丙丁反应前的质量（g）9X76反应后的质量（g）122924A．x的数值为32 B．若甲为化合物，乙为单质，则该反应一定为置换反应 C．该反应中丙和丁的质量变化之比为11：9 D．若丁为水，则甲或乙必定为酸或碱7.工业上合成SO3的反应原理为2SO2+O2eq\o\ac(\s\up7(△),\o(===,====))2SO3。一定条件下,在一密闭容器内放入SO2、O2、SO3、V2O5四种物质,在不同时刻测得各物质的质量(单位为g)如下表所示。下列说法错误的是()物质甲乙丙丁t11005805t26055abt340cd5A.丁物质一定是V2O5B.d=15C.丙物质是O2D.t3时,生成乙的总质量为75g8．在一个密闭容器中，有a、b、c、d四种物质，反应前各物质的质量关系如下图刻度纸所示（例如：d的质量为2g）。在一定条件下发生反应，反应结束后，再次测得各物质的质量变化，并通过刻度的移动来表示，且记录在同一张刻度纸上：刻度线Ⅰ向右移动9格；刻度线Ⅱ向左移动8格；刻度线Ⅲ向左移动8格。下列说法正确的是（）A．反应结束后c的质量为14gB．该反应可能为置换反应C．a、b变化的质量比一定为9:17D．a、d的相对分子质量之比一定为9:89．下列说法符合质量守恒定律的是（）A.10g冰融化成10g水B.2gH2和32gO2反应生成34gH2OC.12gC和32gO2反应生成44gCO2D.8g氢气与1g氧气反应生成了9g水10．在电解水的反应前后，下列各项中肯定没有发生变化的是（）①原子总数目②水分子数目③氢、氧元素种类④物质的总质量⑤物质种类⑥原子的种类A.①③⑤ B.①④⑥ C.①③④⑥ D.①③④⑤⑥巩固提升11．四种物质在一定的条件下充分混合反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，则有关说法中不正确的是（）A.丁一定是化合物B.参加反应的丁的质量一定等于生成甲和丙的质量之和C.生成的甲、丙两物质的质量比为8：1D.乙可能是这个反应的催化剂12．氢氟酸（HF）对玻璃有腐蚀作用，可用于在玻璃上雕刻各种精美图案，反应原理为SiO2+4HF=X1+2H2O，则x为（）A.F2 B.SiH4 C.O2 D.SiF413．（2021·湖南娄底·中考真题）乙烯（C2H4）是一种可燃性气体，常做水果催熟剂。乙烯完全燃烧的微观示意图如图所示，下列说法中，不正确的是（）A．反应前后原子总数不变B．图示中X的数值为3C．乙烯属于有机物D．反应中甲和乙两物质的质量比为7：814．（2021·广东广州·中考真题）燃油汽车发动机排出的气体中含有CO和NO等，安装催化转化器可减少这些有害气体的排放。CO和NO在经过催化转化器时相互反应，示意图如下。下列说法正确的是（）A．该反应属于置换反应B．CO和NO按个数比1：1进行该反应C．该反应中两种生成物的质量比为11：7D．安装了催化转化器的汽车，尾气中不含CO和NO15．在密闭容器内，有甲、乙、丙、丁四种物质，加热一段时间后停止反应，测得反应前后各物质的质量如图所示，下列说法错误的是A．x等于20gB．继续加热至完全反应，还会有11g丙物质生成C．乙可能是该反应的催化剂D．反应生成的丙和丁的质量比为16：916．某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质，在一定条件下发生了一个化学反应，容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是

A．a的值为12B．丁属于化合物C．当丁为5g时，容器中乙的质量为11gD．当甲为2g时，容器中丙与丁的质量之比为12:517．（2021·湖南益阳·中考真题）现有8g某有机物与足量O2在一定条件下充分反应，生成22gCO2和18gH2O。下列说法正确的是（）A．该有机物中一定含有氧元素B．该有机物中碳、氢元素质量比为1：3C．参加反应的有机物与O2的质量比为1：3D．生成的CO2和H2O的分子个数比为1：218．取6g某有机物X完全燃烧，生成13.2gCO2和7.2gH2O，则推出有机物X的化学式为（）A．C2H6O B．C3H8O C．C3H8 D．C2H619．某同学用镁条在空气中燃烧（只考虑氧气参加反应）验证质量守恒定律，请回答下列问题：（1）实验前打磨镁条的目的是，镁条燃烧化学方程式是。（2）反应时测得固体质量的变化如图所示，则参加反应的氧气的质量为（用m1和m2表示），该反应（填遵守“不遭守”）质量守恒定律。20．（2021·山东临沂市·中考真题）价类二维图反映的是元素的化合价与物质类别之间的关系，构建价类二维图是化学学习的重要方法。如图甲是关于氮元素的价类二维图。（1）图甲中，a物质的化学式是______，b处对应的物质类别是______。（2）价类二维图中的物质在一定条件下可以相互转化。石油中的氮元素在一定条件下能转化为氨气和一氧化氮（一氧化氮是汽车尾气成分之一），这两种气体混合发生反应的微观示意图如图乙所示。该反应的化学方程式是______，此反应可以用于汽车尾气处理，其优点是______（写出一条即可）。21．在“质量守恒定律“的课堂教学中，老师引导同学们进行“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”的实验探究。同学们按如图所示的实验装置和选用药品进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。（1）A实验：白磷刚引燃，立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡。结论一：质量不守恒；待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡。结论二：质量守恒。你认为哪个结论是正确的。而导致另一种结论错误的原因是。（2）B、C实验中发生了相同的化学反应（2HCl+Na2CO3＝2NaCl+H2O+CO2↑），但化学反应结束后称量，发现B实验中天平指针指向（填“偏左”或“偏右”）。而C实验中天平仍然平衡，分析其原因是。（3）D组同学完成镁带燃烧实验后发现镁带质量增加了，你认为镁带燃烧符合“质量守恒定律”吗？。22．质量守恒定律的发现，凝聚了不少科学家的心血。材料﹣：1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了。材料二：1774年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。请回答以下问题：（1）小明认为波义耳实验也符合质量守恒定律，理由是。（2）小明采用图甲实验方案，测量酒精和水混合前后质量是否相等来验证质量守恒定律。老师看到后直接否定该方案，理由是。（3）小明决定用如图乙装置模拟拉瓦锡实验，测定反应前氧化汞的质量和反应后生成物的总质量是否相等来验证质量守恒定律。小明记录了以下几组数据：（已知：氧气的密度为p克/毫升，氧化汞分解的化学方程式：2HgOeq\o\ac(\s\up7(△),\o(===,====))2Hg+O2↑）①反应前称取的氧化汞质量a克②反应前装有氧化汞试管的总质量b克③反应结束冷却后试管的总质量c克④反应后量筒内增加的水体积d毫升⑤反应前量筒的总质量e克；⑥反应结束后量筒和水的总质量f克实验操作均正确，在误差范围内，如果出现等量关系（用上述字母表示），可用来验证质量守恒定律。23．初三某化学兴趣小组同学。依据教材实验对化学反应前后质量变化进行了探究。【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。【实验装置设计】甲、乙、丙小组同学分别设计如图装置：【讨论与探究】（1）甲小组实验中，白磷燃烧时，在锥形瓶底部加入少量水，其目的是： 。（2）请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究，并按要求完成乙组和丙组。①乙组实验结束后可观察到天平（是或否）平衡；此反应（填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律。②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定，得出参加化学反应的各物质的质量总和（填“大于”、“等于”或“小于”）反应后生成的各物质的质量总和。该反应中二氧化锰起 作用。【实验结论】通过甲、乙、丙实验探究，你得到的结论是： 。【实验分析】化学反应的过程是 重新组合的过程，即在一切化学反应中，反应前后原子的 没有改变，原子的 没有增减，原子的 也没有变化，所以化学反应遵守质量守恒定律。【反思与交流】通过甲、乙、丙小组实验的探究，你得到的启示是： 。5.1质量守恒定律探究和应用考点精讲【知识点一】质量守恒定律的内容及解读1．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，这个规律叫做质量守恒定律。易错警示（1）质量守恒定律应用于化学变化，不能应用于物理变化。（2）质量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其他方面的守恒。（3）化学反应中，各反应物之间要按一定的质量比相互作用，因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。（4）不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。2．利用原子、分子知识解释质量守恒的原因（1）化学反应的实质化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为：分子eq\o\ac(\s\up5(分裂),\s\do0(→))原子eq\o\ac(\s\up5(重新组合),\s\do0(→))新分子eq\o\ac(\s\up5(聚合),\s\do0(→))新物质（2）质量守恒的原因①宏观上：化学反应前后元素的种类没有改变，元素的质量也不变，所以反应前后物质的质量总和必然相等。②微观上：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子本身的质量也没有改变。所以，化学反应前后物质的质量总和必然相等。（3）理解质量守恒定律要抓住“六个不变”“两个一定变”、“两个可能变”。六个不变两个一定变两个可能变【典型例题】（2022·山东菏泽·中考真题）设计实验方案，分析实验现象，得出实验结论是化学学科的重要思维方式。下列实验方案的设计能达到实验目的的是（）A. B. C. D.A．探究红磷和白磷燃烧需要氧气B．测定空气里氧气的含量C．验证质量守恒定律D．探究蜡烛中是否含有氢元素【答案】D【解析】A、该实验中铜片上的白磷燃烧，铜片上的红磷不燃烧，说明可燃物燃烧的条件之一是：温度达到可燃物的着火点（白磷的着火点低于红磷的着火点，热水的温度达到白磷的着火点，达不到红磷的着火点），该实验中铜片上的红磷和白磷均与氧气接触，无法探究探究红磷和白磷燃烧需要氧气，故A不能达到实验目的；B、该实验中使用硫来测定空气中氧气的含量，硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，虽然除去了空气中的氧气，但是生成了二氧化硫气体，没有形成压强差，不能用来测定空气里氧气的含量，故B不能达到实验目的；C、质量守恒定律是指参加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，所以质量守恒定律只研究化学变化中的质量守恒，而该实验中硝酸钾溶液与水、银离子、硝酸根离子均不反应，没有发生化学变化，所以不能用来验证质量守恒定律，故C不能达到实验目的；D、该实验过程中，干冷的烧杯内壁出现水珠，说明蜡烛燃烧生成了水，反应物氧气中只含有氧元素，进一步说明蜡烛中含有氢元素，故D能达到实验目的；故选D。【举一反三】1．（2022·山东济南·中考真题）下列叙述中，不合理的是（）A．控制燃烧条件可达到灭火的目的 B．任何溶液都只含一种溶质C．化学反应前后元素的种类不变 D．原子是由原子核和核外电子构成的【答案】B【解析】A、灭火原理是破坏燃烧的一个条件就会使燃烧停止，就可以达到灭火的目的，故控制燃烧条件可达到灭火的目的的说法合理；B、一种或几种物质分散到另一种物质中，形成均一的、稳定的混合物叫做溶液，溶液中可能有多种溶质，如海水中含有氯化钠、氯化镁、氯化钙等多种溶质，故说法不合理；C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，说法合理；D、原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成，说法合理。故选B。2．（2022·青海西宁·中考真题）如图是水在通电条件下水分子分解的微观示意图。下列叙述正确的是（）A．1个水分子中含有1个氧原子和1个氢分子B．反应生成的氢分子和氧分子个数之比是2：1C．反应前后分子数目不变D．反应后原子数目增加【答案】B【解析】A、1个水分子中含有1个氧原子和2个氢原子，故A错误；B、根据微观示意图可知，反应生成的氢分子和氧分子个数之比是2：1，故B正确；C、根据微观示意图可知，反应前为2个水分子，反应后为2个氢分子和1个氧分子，故反应前后分子数目改变，故C错误；D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类、质量和数目不变，故反应后原子数目不变，故D错误；故选B。3．（2022·山东聊城·中考真题）逻辑推理是学习化学常用的思维方法。下列推理正确的是（）A．原子不显电性，则不显电性的微粒一定是原子B．燃烧须使可燃物的温度达到其自身着火点，则可降低可燃物的着火点来灭火C．有机物一定含有碳元素，则含有碳元素的化合物一定是有机物D．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，则该物质一定含有碳元素和氢元素【答案】D【解析】A、原子不显电性，但是不显电性的微粒不一定是原子，如中子，不符合题意；B、燃烧须使可燃物的温度达到其自身着火点，可降低温度至着火点以下，达到灭火的目的，着火点是一个定值，不能被降低，不符合题意；C、有机物一定含碳元素，但是含有碳元素的物质不一定是有机物，如二氧化碳含碳元素，属于无机物，不符合题意；D、某物质在氧气中燃烧产生二氧化碳和水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含C、H、O，故该物质中一定含C、H元素，可能含氧元素，氧元素可能来自于氧气，符合题意。故选D。【技巧方法】1、对于质量守恒定律的理解，要抓住概念中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”这样四个关键词。由此可知：（1）没有参加反应的物质的质量不能计算在内；（2）质量守恒定律的使用范围是使用于所有的化学反应（即化学变化），而对物理变化无效；（3）质量守恒定律是指质量守恒，而非体积守恒等；（4）质量守恒定律是指各物质的质量总和相等，而非某物质的质量。2、对于定律成立的原因，可以从化学反应的实质上来推断（即“三不变”造成的）。3、对于定律的应用，一定要抓住它的含义（即“六不变”），细心地进行套用。【拓展延伸】1、质量守恒定律的应用对象是化学变化，对于物理变化，不能用质量守恒定律解释。质量守恒定律只适用于质量守恒，而不是体积守恒，也不是分子总数守恒。2、质量守恒定律强调的是“参加反应的”和“反应生成的”，对于未参加反应的物质不关注。3、如有气态物质参加在敞口装置中进行，则空气中没有参加反应的气体进入装置中，影响测量的结果。反应中若生成气体在敞口装置中进行，则气体会逸出装置，影响测量的结果。两种情况均无法通过实验验证化学反应遵循质量守恒定律。但不代表反应不遵循质量守恒定律。【针对训练】1．（2022·广西广西·中考真题）下列关于化学反应的说法，错误的是（）A．化学反应前后，分子种类发生改变，原子种类不变B．化学反应前后，分子数目发生改变，原子数目不变C．化学反应前后，物质种类发生改变，元素种类不变D．化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程【答案】B【解析】A、化学反应前后由于有新物质生成，故构成物质的分子种类一定改变，在化学变化中原子是最小微粒，故原子的种类、质量、数目均保持不变，说法正确，不符合题意；B、化学反应前后，分子数目不一定改变，例如C+H2Oeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))CO+H2，反应前后都是2个分子，数目不变，说法错误，符合题意；C、化学反应前后由于有新物质生成，故物质种类一定发生改变，但新物质还是由原物质的元素构成，故元素种类不变，说法正确，不符合题意；D、化学反应前后，是分子裂变成原子，原子重新聚合形成新分子的过程，故化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程，说法正确，不符合题意。故选B。2．（2022·江苏南通·中考真题）现代航空技术使用高能燃料液氢和助燃剂液氧，在发动机内氢气和氧气发生燃烧时生成水。下列有关氢气与氧气的说法中不正确是（

）A．氢气、氧气和水都是由分子构成的B．氢气和氧气燃烧生成水的过程中，分子种类发生了变化C．氢气和氧气燃烧生成水的过程中，原子种类没有发生改变D．氢气、氧气和水都是化合物【答案】D【解析】A、氢气、氧气和水都是由分子构成的，其构成分子分别是氢分子、氧分子、水分子，不符合题意；B、氢气在氧气中燃烧生成水的过程中，分子种类发生了改变，氢分子、氧分子变成了水分子，不符合题意；C、氢气在氧气中燃烧生成水的过程中，原子种类没有发生改变，不符合题意；D、氢气、氧气分别只由一种元素组成，是单质，水是由氢、氧两种元素组成，是化合物，符合题意。故选D。3．（2022·湖南株洲·中考真题）除了元素种类、原子种类不变外，化学反应前后肯定没有变化的还有（）A．原子数目 B．分子数目C．物质种类 D．物质的总质量【答案】AD【分析】根据质量守恒定律，在化学反应中，参加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。化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子，组合生成其他物质的过程。在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。【解析】A、根据质量守恒定律可知，反应前后原子的数目肯定不变，故选项正确；B、化学反应前后分子数目可能改变也可能不变，故选项错误；C、分子分成原子，所以分子种类一定发生了变化，分子种类变了，物质的种类也就发生了变化，故选项错误；D、根据质量守恒定律可知，原子的种类、数目、质量都没有发生变化，原子的种类不变，元素的种类也不会发生变化，物质的总质量也不变，故选项正确。故选：AD。4．（2022·浙江舟山·中考真题）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。(1)【实验步骤】Ⅰ、锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；Ⅱ、取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；Ⅲ、待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察______。【实验结论】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。(2)【交流反思】①要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是______。②反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出述结论，并请说明理由。______。【答案】

天平是否平衡

白磷燃烧，产生大量的白烟

能，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变【分析】根据质量守恒定律可知，化学反应前后物质的质量总和是相等的，对于在一般的实验装置（即开放体系装置）中进行实验探究时，如果是没有气体的参与（或者生成），那么化学反应前后托盘天平的指针必然没有偏转（即物质的质量总和相等）。如果是有气体的参与（或者生成），那么化学反应前后托盘天平的指针就有可能发生偏转了；但是，化学反应前后物质的质量总和仍然是相等的。这时，只要设法把该开放体系装置转变为密闭装置，那么化学反应前后托盘天平的指针也就必然没有偏转。(1)验证质量守恒定律，要比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等，故待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡；(2)①本实验中观察到白磷燃烧，产生大量白烟；②质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的质量相等，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变，故能得出上述结论。【知识点二】质量守恒定律的实验探究1．验证质量守恒定律的实验方案实验方案方案一：在密闭容器中进行红磷燃烧实验方案二：在敞口容器中进行硫酸铜溶液与铁的反应实验装置实验原理4P+5O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2P2O5Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu实验现象红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，天平平衡铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，天平平衡反应前总质量m1m'1反应后总质量m2m'2反应前后总质量的关系m1=m2m'1=m'2分析红磷(P)+氧气(O2)eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))五氧化二磷(P2O5)容器密闭，没有物质进入或散失铁(Fe)+硫酸铜(CuSO4)＝铜(Cu)+硫酸亚铁(FeSO4)反应无气体参加，无气体生成结论分析比较两个方案的实验结果，可以发现反应前后物质的质量总和不变实验方案三：稀盐酸与碳酸钠固体反应前后质量的测定实验装置：实验原理：2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑实验现象：有气泡产生，固体不断减少，天平不平衡。(不能用来验证质量守恒定律)分析：由于生成的二氧化碳气体逸散到空气中，造成左边质量减少，天平指针偏向右边。实验方案四：镁带燃烧前后质量的测定实验装置：实验原理：2Mg＋O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2MgO实验现象：发出耀眼的白光，生成一种白色固体，天平不平衡。2．实验总结：质量守恒定律适用于化学变化，不适用于物理变化；所选的化学反应，现象要明显，若利用有气体参加或生成的反应来进行实验，反应必须在密闭容器中进行。【典型例题】如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列关于该实验的说法正确的是（）A．实验过程中气球一直变大 B．该反应遵循质量守恒定律 C．白磷燃烧结束，立即将锥形瓶放在天平上称量 D．反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量【答案】B【解析】A、白磷燃烧放热，导致气球膨胀，完全反应后降低至室温，由于氧气消耗，气球缩小，该选项说法不正确；B、该反应遵循质量守恒定律，该选项说法正确；C、白磷燃烧结束，不能立即将锥形瓶放在天平上称量，是因为此时气球膨胀，产生向上的浮力，导致天平失去平衡，该选项说法不正确；D、反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量不一定等于反应后生成五氧化二磷的质量，例如白磷或氧气过量时，生成的五氧化二磷质量小于反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量，该选项说法不正确。故选：B。【举一反三】1．（2022年四川省成都市中考）下列实验能达到相应目的的是（）A．观察乳化现象B．验证质量守恒定律C．比较铁、铝金属活动性D．测定空气中氧气含量【答案】B【解析】A、图中无乳化剂（如洗涤剂等），无法观察乳化现象。所以A实验不能达到相应目的。B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，在密闭环境中二氧化碳不会逸出。只要少滴稀盐酸不使锥形瓶内压强过大即可。所以B实验能达到相应目的。C、铁片与铝粉与5%稀硫酸反应速率不同，但不能比较铁、铝金属活动性，还应控制铁、铝的形状相同。所以C实验不能达到相应目的。D、测定空气中氧气含量应用红磷作反应物，用足量木炭生成二氧化碳是气体占据了消耗的氧气体积，压强变化不明显。测定失败。所以D实验不能达到相应目的。综上所述：选择B。2．（2022年四川省凉山州中考）实验是学习化学的基础。下列装置所示的实验操作正确且能达到实验目的的是（）A．用NaHCO3溶于水验证质量守恒定律B．蒸发食盐水C．探究水是铁生锈的必要条件之一D．测空气中O2的含量【答案】C【解析】A、碳酸氢钠溶于水后没有生成新物质，属于物理变化，质量守恒定律是化学变化中的一种规律，所以用NaHCO3溶于水不能验证质量守恒定律，选项错误；B、蒸发食盐水时，应边加热边用玻璃棒搅拌，防止液体受热不匀发生飞溅，图中缺少玻璃棒，选项错误；C、由图可知，左侧试管中的铁钉既能够与空气接触，也能够与水接触，右侧试管中的铁钉只能够接触空气，不接触水分，一段时间后，观察到U型管中红墨水左侧液面上升，右侧液面下降，说明左侧的铁钉发生了锈蚀，证明水是铁生锈的必要条件之一，选项正确；D、碳与装置中的空气中的氧气反应生成二氧化碳气体，实验后，装置中剩余的气体的体积不变或变化较小，则实验结果为零或偏小，选项错误，故选C。3．（2022年江西省中考）2022年4月29日《科技日报》报道“我国科学家实现二氧化碳到葡萄糖和油脂的“人工合成”，合成过程中的一个反应微观示意图如下，有关说法正确的是（）A．反应前后分子的种类不变B．反应前后共有三种氧化物C．丙物质由8个原子构成D．反应中甲和丁的分子个数比是2∶1【答案】D【解析】根据题意反应的方程式是：2CO+2H2Oeq\o\ac(\s\up7(一定条件),\o(======,=======))C2H4O2+O2。A、化学变化会产生新物质，则反应前后分子的种类一定改变，错误；B、氧化物是两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物；反应前后有CO、H2O两种氧化物；错误；C、根据微观示意图，丙物质的化学式是C2H4O2，则一个丙分子中含有8个原子；错误；D、根据方程式，甲是CO，丁是氧气，则反应中甲和丁的分子个数比是2∶1，正确。故选D。4．（2022·浙江舟山·中考真题）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。(1)【实验步骤】Ⅰ、锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；Ⅱ、取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；Ⅲ、待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察______。【实验结论】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。(2)【交流反思】①要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是______。②反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出述结论，并请说明理由。______。【答案】

天平是否平衡

白磷燃烧，产生大量的白烟

能，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变【分析】根据质量守恒定律可知，化学反应前后物质的质量总和是相等的，对于在一般的实验装置（即开放体系装置）中进行实验探究时，如果是没有气体的参与（或者生成），那么化学反应前后托盘天平的指针必然没有偏转（即物质的质量总和相等）。如果是有气体的参与（或者生成），那么化学反应前后托盘天平的指针就有可能发生偏转了；但是，化学反应前后物质的质量总和仍然是相等的。这时，只要设法把该开放体系装置转变为密闭装置，那么化学反应前后托盘天平的指针也就必然没有偏转。(1)验证质量守恒定律，要比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等，故待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡；(2)①本实验中观察到白磷燃烧，产生大量白烟；②质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的质量相等，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变，故能得出上述结论。5．（2022·安徽安徽·中考真题）某同学在学习质量守恒定律时，称取0.6g镁条进行燃烧实验（如下图）。(1)计算：镁条完全燃烧生成氧化镁的质量（写出计算过程）。(2)该同学称得反应后固体的质量小于0.6g，原因可能是______。【答案】(1)解：设0.6g镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为x。2Mg+O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2MgO48800.6gxeq\f(48,80)＝eq\f(0.6g,x)解得：x=1g答：0.6g镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为1g。(2)一部分生成的氧化镁扩散到空气中【解析】(1)见答案。(2)根据质量守恒定律，参加反应的反应物总质量等于生成的生成物的总质量，所以参加反应的镁和氧气的总质量等于生成的氧化镁的总质量，但该反应在敞口装置进行，通过观察实验可知，镁条燃烧时，一部分生成的氧化镁扩散到空气中，使得反应后称量的固体质量小于反应前。【技巧方法】（1）注意装置是否密封。（2）注意生成物中是否有气体逸出。【拓展延伸】1.实验原理的选择：一切易操作、速率适中、便于称量、现象明显的实验都可用于进行验证质量守恒定律。如：白磷和氧气的反应；铁钉和硫酸铜的反应。2.实验装置的选择：有气体参加（或生成）的实验需要在密闭装置中进行；无气体参加（或生成）的实验可以在密闭装置中进行，也可以在敞口容器中进行。如：3.实验现象的分析：（1）化学反应的现象（说明肯定发生了化学反应）。（2）天平的平衡状况（说明化学反应前后的质量关系）。（3）如果反应后天平不平衡，对此现象的解释（如反应过程中是否有生成物逸散，是否有外界物质进入；用气球收集反应生成的气体时浮力的影响等）。【针对训练】1．（2021·广西大学附属中学三模）下图所示实验中，可用于验证质量守恒定律的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】A、蒸馏水和食盐水混合，无新物质生成，属于物理变化，无法验证质量守恒定律，不符合题意；B、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，生成的二氧化碳散逸到空气中，无法验证质量守恒定律，不符合题意；C、白磷燃烧生成五氧化二磷，属于化学变化，且在密闭容器中进行，可用于验证质量守恒定律，符合题意；D、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，生成的氧气从导管散逸到空气中，无法验证质量守恒定律，不符合题意。故选C。2．（2021·云南德宏·三模）图是在探究质量守恒定律时所做的实验。以下说法中错误的是（）A．当两种药品混合时，产生大量的气泡B．反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转C．该反应遵守质量守恒定律D．反应停止后，将烧杯放回天平，天平仍然平衡【答案】D【解析】A、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以当两种药品混合时，观察到产生大量的气泡，选项正确；B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，烧杯中的物质的质量减少，所以反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转，选项正确；C、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应后有新物质生成，属于化学变化，所以的化学变化均遵循质量守恒定律，选项正确；D、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，烧杯中的物质的质量减少，所以反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转，选项错误，故选D。3．（2021·山东高新技术产业开发区·二模）小明欲用如图装置验证“质量守恒定律”，则下列说法中不正确的是（）A．根据实验目的，小明应该测量的数据是反应前、后整个反应装罝的质量B．如图中的石灰石和盐酸混合后，观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生C．若天平的指针向右偏，说明该反应不遵循质量守恒定律D．空气对膨胀后的气球产生的浮力会影响实验验证【答案】C【解析】A、要验证质量守恒定律，则小明应该测量的数据是反应前后整个反应装置的质量，根据质量的变化情况而验征“质量守恒定律”，故A正确；B、石灰石与稀盐酸的反应方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，反应有气体生成，故可观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生，故B正确；C、若天平的指针向右偏，是由于空气的浮力作用使装置受到向上的浮力，干扰了实验结果，并不是不遵循质量守恒定律，任何化学反应都遵循质量守恒定律，故C错误；D、空气会对膨胀后的气球产生浮力作用会影响实验验证，故D正确；故选C。4．化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如右图）。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。（1）请写出镁条燃烧的化学方程式____________。（2）同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是：_______________。（3）小红按右下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。（提出问题）黄色固体是什么？（查阅资料）①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。（做出猜想）黄色固体是Mg3N2（实验探究）请设计实验，验证猜想实验操作

实验现象及结论

_______________________

_______________________

（反思与交流）①氮化镁中氮元素的化合价是_______________________；②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是：_______________________；③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：_______________________。【答案】2Mg+O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2MgO大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全收集产物中的黄色固体放人试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色；黄色固体是Mg3N2-3氮气化学性质不如氧气活泼燃烧不一定需要有氧气参加【解析】（1）镁条燃烧的化学方程式为：2Mg+O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2MgO（2）镁条燃烧后收集到的产物质量小于镁条的质量，出现这样实验结果的原因可能是：大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全。（3）[实验探究]将收集的产物中的黄色固体放人试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸；有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色；得到结论：黄色固体是Mg3N2。[反思与交流]①化合物各元素化合价的代数和为零。②氮气化学性质不如氧气活泼。③燃烧不一定需要有氧气参加。【知识点三】质量守恒定律的应用质量守恒定律是指参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成各物质的质量总和。从微观来说，由于化学反应的过程，实际上就是参加反应的各物质分子被破坏；分子分裂成原子；原子再重新组合生成新的分子的过程。该定律成立的原因是：“在化学反应前后，原子的种类、数目和质量三不变”。该定律的含义是：“宏观上的‘反应前后物质总质量、元素的种类、各元素质量’和微观上的‘原子的种类、原子的数目、原子的质量不变’六不变”。质量守恒定律的应用主要有如下四个方面：1．解释一些实验事实2．推测一些物质的元素组成3．推断一些物质的化学式4．计算有关物质的质量落实到具体题型上主要有以下的五种题型。【典型例题】一、推断物质的元素组成1.某化合物在氧气中完全燃烧时只生成二氧化碳和水，则该物质（）A．只含碳、氢元素 B．一定含碳、氢元素，可能含氧元素 C．一定含碳、氢、氧元素 D．一定含碳、氧元素，可能含氢元素【答案】B【解析】二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素来自于化合物，氧元素可能来自于氧气和化合物，有可能来自于氧气，因此化合物中一定含碳、氢元素，可能含氧元素。故选：B。2.某物质1.6克在空气中充分燃烧共生成4.4克二氧化碳和3.6克水。则下列说法正确的是（）①该物质中一定含有氧元素；②该物质中一定不含氧元素；③该物质中一定含有碳、氢元素；④该物质的一个分子中碳、氢原子的个数比为1:4；⑤该物质中氢元素的质量分数最大A．①②③④⑤B．②③④C．③④⑤D．②③④⑤【答案】B【解析】某物质1.6克在空气中充分燃烧共生成4.4克二氧化碳和3.6克水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，故该物质中一定含C、H元素，4.4g二氧化碳中碳元素的质量为：4.4g×eq\f(32,44)×100%=1.2g；3.6g水中氢元素的质量为：3.6g×eq\f(2,18)×100%=0.4g，1.2g+0.4g=1.6g，故该物质中一定不含氧元素；故①错误；②③正确；④设该物质的化学式为：CxHy，12x：y=1.2g：0.4g，x：y=1：4，该物质的一个分子中碳、氢原子的个数比为1:4，正确；⑤该物质中碳、氢元素的质量比为：12:4=3:1，故碳元素的质量分数最大，错误。故正确的是：②③④。故选B。二、确定化学方程式中未知物的化学式3．铝是生活中常见的金属，除我们熟知的性质之外，铝还可以与NaOH溶液发生反应：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3X↑，X的化学式是（）A．O2 B．H2 C．Al2O3 D．Al（OH）3【答案】B【解析】由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前铝、钠、氧、氢原子个数分别为2、2、6、4，反应后的生成物中铝、钠、氧、氢原子个数分别为2、2、0、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则3X分子中含有6个氢原子，则每个X分子由2个氢原子构成，则物质X的化学式为H2。故选：B。4．2020年11月24日，我国长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。运载火箭常用的推进剂是偏二甲肼（C2H8N2）与四氧化二氮（N2O4），二者发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))3N2↑+2X↑+4H2O↑。下列有关说法正确的是（）A．X的化学式为CO B．N2O4中氮元素的化合价为﹣4 C．生成物中N2和H2O的质量比为3：4 D．该反应符合质量守恒定律【答案】D【解析】A、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、8、6、8，反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为0、8、6、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个碳原子和4个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成，则物质X的化学式为CO2，故选项说法错误。B、在化合物中氧元素一般显﹣2价，设氮元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）×2＝0，则x＝+4价，故选项说法错误。C、生成物中N2和H2O的质量比为（28×3）：（18×4）≠3：4，故选项说法错误。D、任何化学反应均遵守质量守恒定律，该反应符合质量守恒定律，故选项说法正确。故选：D。三、推断反应中的化学计量数及比值5．在“宏观一徽观”之间建立联系是化学学科特有的思维方式。下图为二氧化碳用于生产甲醇（CH3OH）的微观示意图，有关说法正确的是（）A．该反应中，四种物质均为化合物B．反应前后氢元素的化合价不变C．参加反应的甲、乙分子个数之比为1:3D．反应前后氢原子个数之比为1:3【答案】C【解析】由反应的微观示意图可知，反应的化学方程式为CO2+3H2eq\o\ac(\s\up7(一定条件),\o(===,====))CH3OH+H2O。A、乙为氢气，属于单质，该反应中，甲、丙、丁三种物质均为化合物，故A不正确；B、反应前氢气中氢元素的化合价为0，反应后水中氢元素的化合价为+1价，则反应前后氢元素的化合价发生变化，故B不正确；C、反应的化学方程式为CO2+3H2eq\o\ac(\s\up7(催化剂),\o(===,====))CH3OH+H2O，则参加反应的甲、乙分子个数之比为1:3，故C正确；D、由质量守恒定律可知，反应前后原子数目不变，则反应前后氢原子个数之比为1:1，故D不正确。故选C。6．在密闭容器内，有甲、乙、丙、丁四种物质，甲、丁的相对分子质量之比为1：9．在一定条件下充分混合反应，测得反应过程中t1、t2时刻的质量分数如图所示，下列说法正确的是（）A．乙一定是该反应的催化剂 B．生成的甲、丙两物质的质量比为8：1 C．该反应方程式中丁和甲的计量数之比为1：1 D．某时刻，若ω甲为18%，则ω丙为32%【答案】C【解析】由四种物质反应前后各物质的质量分数可知，反应前后甲的质量分数增加了19%﹣17%＝2%，故甲是生成物；乙的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；反应后丙的质量分数增加了41%﹣25%＝16%，故是生成物；丁的质量分数减少了48%﹣30%＝18%，是反应物。A、乙的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故选项说法错误。B、反应中甲和丙的质量比为2%：16%＝1：8，故选项说法错误。C、甲、丁的相对分子质量之比为1：9．该反应中甲、丁的质量比是2%：18%＝1：9，故该反应方程式中丁和甲的计量数之比为1：1，故选项说法正确。D、反应中甲和丙的质量比为2%：16%＝1：8，某时刻，若ω甲为18%时，18%﹣17%＝1%，则ω丙为25%+8%＝33%，故选项说法错误。故选：C。四、判断化学方程式书写是否正确7．（2021·湖南永州）工业法生产硝酸的一个中间反应可用微观模型表示如下，下列说法正确的是()A．该反应前后分子的数目无变化 B．该反应前后元素种类没有变化C．该反应过程中氧气分子全部参与了反应 D．该反应的化学方程式可表示为：NO＋O2＝NO2【答案】B【分析】由图示可知，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，反应为2NO＋O2＝2NO2；【解析】由分析得：A.该反应前后分子的数目发生改变，错误；B.该反应前后元素种类没有变化，正确；C.该反应过程中氧气分子没有全部参与反应，错误D.该反应的化学方程式可表示为：2NO＋O2＝2NO2，错误。故选B。8．（2021·四川乐山）近期，我国科学家成功研制出天然气(主要成分为甲烷)在液态锡催化作用下的高效制氢设备，该设备发生反应的微观原理如图所示，下列说法错误的是A．甲烷是由碳原子和氢分子构成B．反应前后液态锡的质量和化学性质不变C．甲烷中碳元素转化成碳单质，用于制造高级炭黑D．此反应的化学方程式为CH4eq\o\ac(\s\up6(液态锡),\o(====,=====),\s\do6())C＋2H2【答案】A【解析】A、甲烷是由甲烷分子构成的，甲烷分子是由碳原子和氢原子构成的，符合题意；B、液态锡是催化剂，化学反应前后，其质量和化学性质不变，不符合题意；C、在该反应中，甲烷中的碳元素转化为碳单质，可用于制造高级炭黑，不符合题意；D、由图可知，该反应为甲烷在液态锡的催化下反应生成碳和氢气，该反应的化学方程式为：CH4eq\o\ac(\s\up6(液态锡),\o(====,=====),\s\do6())C＋2H2，不符合题意。故选A。五、确定某一种物质的质量9．（2021·湖南常德）一定条件下，在密闭容器内发生某一化学反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。物质甲乙丙丁反应前的质量/g3.216.80.80.1反应后的质量/gx8.43.01.0下列说法不正确的是（）A．x=8.5 B．反应中生成丙与丁的质量比为3：1C．乙一定是化合物 D．丙和丁的相对分子质量之比可能为22：9【答案】B【解析】根据质量守恒定律，3.2+16.8+0.8+0.1=x+8.4+3.0+1.0，x=8.5；甲、丙、丁质量分别增加8.5g-3.2g=5.3g、3.0g-0.8g=2.2g、1.0g-0.1g=0.9g，三者均为反应物；乙物质质量减少16.8g-8.4g=8.4g，为生成物；由分析得：A、由分析可知，x=8.5，正确；B、由分析可知，反应中生成丙与丁的质量比为2.2g:0.9g=22:9，错误；C、反应为乙生成甲、丙、丁，则乙一定是化合物，正确；D、若丙、丁之间的化学计量数之比为1:1，则丙和丁的相对分子质量之比为22：9，正确。故选B。10．四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下图所示，下列说法正确的是（）A．甲物质一定是该反应的催化剂B．反应后x的数值为6%C．该反应是化合反应D．反应中乙与丁的质量变化之比为8:9【答案】C【解析】由质量守恒定律可知，8%+32%+x+36%=100%，x=24%；由四种物质反应前后各物质的质量分数可知，反应前后乙的质量分数减少了60%-32%=28%，故乙是反应物；同理可以确定丙的质量分数减少了30%-24%=6%，故丙是反应物；丁的质量分数增加了36%-2%=34%，丁是生成物；甲的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应。A、甲的质量分数不变，可能没有参加反应，也可能作该反应的催化剂，故选项说法错误；B、由以上分析可知，反应后x的数值为24%，故选项说法错误；C、由以上分析可知，该反应可表示为：乙+丙→丁，该反应是由两种物质反应生成另一种物质，属于化合反应，故选项说法正确；D、反应中乙与丁的质量变化之比为（60%-32%）：（36%-2%）=14：17，故选项说法错误。故选C。考点达标1．（2022年浙江省宁波市中考）中国科学院首创室温制氢方案，其反应原理如图所示。下列说法错误的是（）A．该反应的化