专题05  质量守恒定律的应用（原卷版）

专题05

质量守恒定律的应用►题型一根据化学方程式推断物质的化学式►题型二定性推断物质的元素组成►题型三质量守恒定律的实质►题型四利用质量守恒定律计算物质或元素质量►题型五微观反应示意图►题型六密闭容器中反应的数据分析►题型七实验验证质量守恒定律►题型一根据化学方程式推断物质的化学式【真题1】（2023·江苏扬州）Y是生活中常见的物质，完全燃烧的化学方程式为。Y的化学式为（）A.CH4O B.C2H4 C.C3H8 D.C2H6O【真题2】（2021·江苏淮安）已知：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2X↑+4H2O。下列有关该反应说法正确的是A．X的化学式为NO2B．反应时仅观察到有气泡产生C．铜元素化合价由0变为+2D．消耗的铜和生成的水质量比为3：4【真题3】（2021·江苏南通）工业上用N2和H2合成NH3是人类科学技术的一项重大突破。一定条件下，向容器中充入一定量的N2和H2，充分反应生成NH3。反应前后物质的变化如图，图中X代表的分子为（填化学式）。推断化学式的依据：根据质量守恒定律，化学反应前后各原子的种类和数目不变，反应前各原子的数目之和等于反应后各原子的数目之和，这是解该类题的关键。【变式1-1】（2023·江苏无锡）我国科学家将直接转化成葡萄糖的过程中，第一阶段的反应可表示为：，R的化学式是。【变式1-2】（2023·江苏苏州二模）明代《徐光启手记》中记载了硝酸的制备方法，其中涉及的化学方程式为：，推断X的化学式为A． B． C．KS D．►题型二定性推断物质的元素组成【真题4】（2021·江苏盐城）铜制品长期暴露在空气中表面生成铜锈【主要成分Cu2（OH）2CO3】，下列物质与铜制品生锈无关的是A．N2 B．O2 C．H2O D．CO2【真题5】（2022·江苏宿迁）证据推理是学习化学的重要方法之一，下列推理中不正确的是A．氢气与空气混合点燃可能会发生爆炸，CO与空气混合点燃也可能会爆炸B．酸雨的pH值小于7，pH值小于7的雨水一定是酸雨C．氧化物中一定含有氧元素，但含有氧元素的物质不一定是氧化物D．某物质燃烧后生成CO2和H2O，则该物质一定含有C、H元素，可能含有O元素【真题6】（2021·江苏常州）唐宋时期人们已能从柿子中提取具有利尿功效的甘露醇，其化学式为C6H14O6。下列说法正确的是A．甘露醇中氢元素的质量分数最高B．甘露醇与碳酸所含元素种类不同C．甘露醇中C、O元素质量比为1:1D．甘露醇完全燃烧生成CO2和H2O根据质量守恒定律，化学反应前后各原子的种类不变，故化学反应前后元素的种类也不变。这是推断元素种类依据，也是解该类题的关键。【变式2-1】（2021·江苏盐城）下列实验方案能达到实验目的的是选项实验目的实验方案A检验酒精中是否含有氧元素在空气中点燃，检验生成物B除去KCl溶液中的MgCl2滴加适量Ba（OH）2溶液C鉴别固体NaOH与NH4NO3取样，分别溶于水中，观察溶液温度变化D分离Cu粉和Fe粉的混合物加入足量的稀硫酸，过滤、洗涤、干燥A．A B．B C．C D．D【变式2-2】（2023·江苏无锡·一模）某物质R可用作鱼塘增氧剂，其原因是它能和水反应只生成氢氧化钙和氧气。下列对R的叙述中，正确的是A．只含氧元素 B．一定含有钙元素和氧元素C．只含钙元素 D．一定含有钙元素，可能含有氧元素►题型三质量守恒定律的微观实质【真题7】（2023·江苏扬州）O2通过臭氧发生器转化为O3，反应前后发生变化的是（）A.原子总数 B.分子种类C.元素种类 D.物质的总质量【真题8】（2023·江苏南通）大气臭氧层是地球的太阳镜，能吸收紫外线，保护生物。大气平流层中同时发生氧气与臭氧的相互转化，经过漫长时间形成臭氧层。氧气与臭氧的相互转化如图所示。

关于反应箱中氧气与臭氧的相互转化，下列说法不正确的是A．气体总质量保持不变 B．元素种类保持不变C．分子总数保持不变 D．原子总数保持不变从微观角度看，化学反应前后各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。【变式3-1】（2023无锡模拟）形成正确的学科观念有助于更深层次理解科学奥秘。下列描述中，错误的是A．守恒观：10gH2在10gO2中燃烧生成20g水B．微粒观：氢氧化钠是由Na+和OH-构成C．组成观：金刚石和石墨的组成元素相同D．转化观：CO与CO2可以实现相互间转化【变式3-2】（2023·江苏无锡·模拟预测）电解水实验是初中探究水组成及其构成的重要实验。由图可知，下列说法不正确的是

A．①可以表示水分子，变化中种类改变B．管a和管b分别连接电源的正极和负极C．变化中④⑤表示微粒个数比为2：1D．反应中没有发生变化的是微粒是②③►题型四利用质量守恒定律计算物质或元素质量【真题9】（2023·江苏泰州）硫酸铝固体分解得到的活性Al2O3可作为工业催化剂载体。取33.3g于坩埚内，隔绝空气灼烧。在热分解过程中，热重分析仪记录的数据如下图（已去除坩埚的质量），已知425℃前减少的均为结晶水的质量。下列说法正确的是A．和Al2O3受热都易分解B．加热至M点时固体质量减少19.8gC．图中N点物质化学式为D．图中a＝5.1【真题10】（2022·江苏连云港）CuSO4是化学实验中常见试剂。将16.0gCuSO4置于坩埚中加热，固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。①650℃时，CuSO4开始发生分解反应，生成CuO和另一种氧化物X，X的化学式为。②1000℃时，CuO开始发生分解反应，生成Cu2O和O2.计算图中m的值。(写出计算过程)解题依据：利用质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，元素的种类和质量也不变，再结合题干信息分析解答。【变式4-1】（2023·江苏无锡一模）称取10.7gCuSO4•xH2O晶体，加热使其分解，绘制出固体的质量随温度的变化关系如图所示（图中各点对应固体均为纯净物）。已知到t1℃时该固体完全失去结晶水（化学方程式为：CuSO4•xH2OCuSO4+xH2O↑），t2℃后残留固体为黑色物质。下列说法错误的是A．加热过程中铜元素质量分数变大B．x＝3C．t2℃后残留固体为CuOD．mg固体中Cu元素质量为4g【变式4-2】（2023·江苏无锡二模）现有、ZnO、Cu的固体混合物9.6g，与100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸混合后恰好完全反应。则原混合物中金属元素的质量为A．52g B．6.4g C．8.0g D．9.0g【变式4-3】（2023·江苏镇江·一模）已知Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O。现将仅含铜、硫元素组成的纯净物16.0g敞口在空气中充分加热，得16.0gCuO。将16.0gCuO放在密闭容器中继续加热至t℃，固体全部变红，冷却得13.6gCu与Cu2O的固体混合物。将13.6g混合物放入96.0g足量稀H2SO4中，充分反应，得蓝色溶液和红色固体。下列说法正确的是A．灼烧过程中产生3.2gSO2B．铜、硫元素组成的纯净物的化学式为CuSC．充分反应后所得蓝色溶液溶质质量分数为8%D．若将13.6g固体混合物与足量的CO高温充分反应，可生成4.4gCO2►题型五微观反应示意图【真题11】（2023·江苏泰州）氯气和氨气发生反应的微观示意图如下，下列说法正确的是A．该反应属于基本反应类型中的置换反应B．反应前后分子、原子的数目均没有改变C．丙物质的水溶液能使无色酚酞试液变红D．参加反应的甲、乙分子个数之比为1∶1【真题12】（2023·江苏连云港）捕集工业废气中的与反应制甲醇是保护环境、节约资源的重要方法。反应的微观示意图如下：下列说法中正确的是A．反应前后分子总数不变B．有利于减少二氧化碳排放C．反应的与的分子个数比为D．反应前后各元素的化合价均未改变【真题13】（2022·江苏常州）在催化剂作用下，N2和H2比反应生成NH3的微观过程示意如下：下列说法正确的是A．过程中原子种类不断发生变化 B．过程中H原子数不断减少C．反应前后分子数未改变 D．NH3不具有N2和H2的化学性质此类题由图例可写出物质的化学式，利用化学方程式求各物质的粒子个数比或质量比。注意反应前后是否有物质剩余。【变式5-1】（2024·江苏南通一模）乙烯()燃料电池中，燃烧前后分子种类变化的微观示意图如图所示。下列说法不正确的是A．甲中碳，氢元素的质量比为6:1 B．反应前后原子种类不变C．28g甲完全燃烧至少需32g乙 D．生成的丙与丁的分子个数比为1:1【变式5-2】（2023·江苏泰州·二模）科学家成功研制出一种合成甲醇（化学式为）的新工艺，其反应过程的微观示意图如图所示。下列有关说法正确的是A．该反应中的最小微粒是氢分子B．催化剂在反应前后化学性质发生变化C．参加反应的两种物质的分子个数比为1∶1D．参加反应的两种物质的质量比为1∶1►题型六密闭容器中反应的数据分析【真题14】（2022·江苏扬州）将一定量的N2、H2和物质M置于密闭容器中，在特定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是A．反应前后原子的数目不变 B．参加反应的N2和H2分子个数比为1：3C．M可能是该反应的催化剂 D．反应后H2和NH3质量分数之比为1：1【真题15】（2021·江苏盐城）将CO和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应至完全，反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是A．m的值为12.6 B．铁的氧化物中x：y=3：4C．参加反应的铁的氧化物的质量为16g D．当CO2质量为4.4g时，容器内CO质量为14g【真题16】（2022·江苏镇江）已知：NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。现将一定质量的NaHCO3、NaOH固体混合物，在密闭容器中加热至固体质量不再改变，剩余15.9g固体。将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中，产生10.0g沉淀。下列说法正确的是A．剩余固体为混合物B．原固体加热共生成3.6gH2OC．原混合物中NaHCO3和NaOH的质量比为21：2D．取两份等质量的原混合物，一份直接与盐酸反应，另一份加热后再与盐酸反应，消耗HCl的质量不相等解答该类试题时，可依据质量（或分子数目）减小的是反应物，增大的是生成物及质量守恒定律进行分析、判断。【变式6-1】（2023·江苏扬州一模）将一定质量的CH4、H2O和物质M在密闭容器内，在高温条件下转化为H2和CO，反应前后各物质的质量关系如下表格所示．下列说法不正确的是物质CH4H2O物质MH2CO反应前/g1.62.08.100反应后/g00.28.10.62.8A．反应前后原子种类、原子个数不变 B．反应中CH4和H2O质量比为4∶5C．该反应一定涉及元素化合价的变化 D．反应后H2和CO分子个数比为3∶1【变式6-2】（2023·江苏无锡·模拟预测）在一定条件下，密闭容器中充分反应，反应前后各物质的质量如图，以下说法错误的是A．反应前后的甲、丙改变的质量比是11：14 B．x=0.4gC．甲和乙是反应物 D．丁一定是单质►题型七实验验证质量守恒定律【真题17】（2022·江苏扬州）1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如下，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加，拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。下列说法正确的是A．实验中收集到的可燃性气体可能是氢气B．铁在该实验中起催化剂作用C．实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量D．该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点【真题18】（2022·江苏连云港）CuSO4是化学实验中常见试剂。利用其与铁反应来验证质量守恒定律。步骤1：在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液，塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净，将盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称质量为m1。步骤2：将铁钉浸入到CuSO4溶液中，塞好橡胶塞。观察实验现象，待反应有明显现象后，将盛有CuSO4溶液和铁钉的锥形瓶一起放在托盘天平上称量，记录所称质量为m2①用砂纸将铁钉打磨干净的作用是。②步骤2中可观察到明显的实验现象是。该变化可说明Fe和Cu的金属活动性由强到弱的顺序是。③若m1=m2，可证明参加反应的Fe和CuSO4的质量总和等于。实验验证质量守恒定律时，若有气体参加或有气体生成的反应，必须在刚性密闭容器中进行。【变式7-1】（2023·江苏无锡二模）实验探究是主动获取知识和解决问题的重要方法。下列实验设计能达到目的的是A．图1验证质量守恒定律 B．图2观察乳化现象C．图3自制净水器净化水 D．图4探究温度对分子运动速率的影响【变式7-2】（2023·江苏淮安·一模）质量守恒定律是化学反应遵循的普遍规律。请根据相关知识完成下列问题：(1)上述方案C，不能用于验证质量守恒定律，其原因是。(2)从燃烧所需条件的角度分析，A图中，红热玻璃管的作用是，装置中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止。(3)铁和硫酸铜溶液反应的实验现象是，两者反应的微观示意图如下，反应过程中真正参加反应的微粒是（填微粒符号）。1.（2022·江苏无锡）下列对蜡烛及其燃烧的叙述错误的是A．蜡烛熔化是物理变化B．二氧化碳是蜡烛完全燃烧的产物C．由蜡烛燃烧生成水可推知蜡烛中含有氢元素D．吹熄蜡烛可降低可燃物的着火点2.（2024·江苏盐城一模）下列现象能用质量守恒定律解释的是（）A.蔗糖溶于水后总质量不变 B.浓硫酸敞口放置质量增加C.饱和硝酸钾溶液升温，溶液质量不变 D.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合，溶液质量减小3.（2024·江苏宿迁三模）实验后试管中残留的硫，常用热的NaOH溶液清洗，发生了如下反应：，则X的化学式为（）A. B. C. D.4.（2023·江苏宿迁·模拟预测）煤气发生炉可将煤炭转化为煤气，从而提高煤的利用率、减少环境污染，其原理的微观示意图如图。（其中“”表示碳原子，“”表示氧原子，“”表示氢原子）下列对该反应的说法不正确的是A．该反应基本类型属于置换反应 B．反应前后原子的种类和数目保持不变C．该反应前后各元素的化合价均不变 D．该反应中反应物的微粒个数比为5.（2023·山东临沂）甲、乙、丙、丁四种物质在化学反应前后的质量关系如图所示，下列说法中错误的是A.丙可能为该反应的催化剂B.该反应是化合反应C.反应中消耗甲和乙的质量比为D.该化学反应前后各元素的化合价不一定发生变化6．（2023·江苏连云港·二模）反应可用于钢铁除锈。下列说法正确的是A．X的化学式为FeCl2B．该反应属于复分解反应C．使用NaOH溶液亦可去除铁锈D．去除铁锈后所得废液可以直接排放7．（2023·江苏常州·一模）将CO和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应至完全，反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示，下列说法正确的是A．m=12.6B．当CO2为8.8g时，CO的质量为11.2gC．参加反应的铁的氧化物的质量为16gD．铁的氧化物中x：y＝2：38．（2023·江苏镇江·一模）已知：FeCO3FeO+CO2↑，4FeO+O22Fe2O3.称取23.2gFeCO3，在密闭容器中(含有一定量O2)充分加热后，固体质量变为15.2g。向容器中通入足量CO，加热至固体质量不再改变，同时将容器中的气体全部通入足量澄清石灰水中，产生45.0g沉淀。下列说法不正确的是A．最终剩余固体质量为11.2gB．参加反应的CO的质量为7.0gC．15.2g剩余固体中含两种物质，且质量比为9：10D．另取23.2gFeCO3和第一次加热后所得15.2g固体分别与盐酸反应，消耗HCl的质量相等9．（2023·江苏南京·二模）将一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器内，一定条件下发生化学反应，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/g6.433.61.60.2反应后的质量/gx11.46.02.0下列说法正确的是A．x=16B．该反应的基本类型为分解反应C．乙的质量等于甲、丙、丁的质量之和D．丙和丁的相对分子质量之比为22:910．（2023·江苏常州·二模）密闭容器中发生某化学反应，各物质的分子数目随时间变化情况如图1所示，物质Y、Z的质量随时间变化情况如图2所示。下列说法错误的是A．该反应属于化合反应 B．参加反应的X与Z的质量比为3：17C．Y与Z的相对分子质量之比为14：17 D．t1后X、Y、Z能同时存在容器中11.（2023淮安模拟）实验室有14.0g碳酸钙和碳酸钾的固体混合物，加入过量的稀盐酸充分反应，将反应后的溶液蒸干得到15.32g的固体，则原混合物中含金属元素的质量为A．1.32g B．6.8g C．7.2g D．6.4g12．（2023·江苏徐州·模拟预测）维生素C可以治疗坏血病。为了研究其组成，取8.8