第五单元 质量守恒定律 -九年级化学上册实验探究专练（人教版）

第五单元单元实验探究题测试卷（14道题）考试时间：30分钟；1．梧州市某中学化学兴趣小组的同学查资料知道，乙醇(分子式为C2H6O)俗称酒精，通常情况下化学性质稳定，在一定条件下能与氧气反应。现对乙醇与氧气反应进行探究。（探究活动一）同学们把绕成螺旋状的红色铜丝在酒精灯的外焰上灼烧到通红，取出铜丝，发现表面变黑，趁热插入装有无水乙醇的试管中(如图)，铜丝很快变为红色，并闻到刺激性气味。重复上述操作多次，得到A溶液；经称量，实验前后铜丝质量不变。铜丝灼烧后生成的黑色物质是___，铜丝除了给反应加热外，还起到__________作用。（提出问题）生成的激性气味的气体是什么？（猜想与假设）有同学提出刺激性气味的气体可能是：猜想一：SO2猜想二：CO2。猜想三：醋酸(C2H4O2)（讨论与结论）同学们讨论后发表看法：小吴认为猜想一不正确，判断的依据是______________小周认为猜想二也不正确，判断的依据是_____________小施认为猜想三有可能正确，原因是醋酸具有挥发性，并有刺激性气味。（探究活动二）小施同学设计实验验证后，发现猜想三也不正确。请补充完成小施的实验操作和现象：取少量A溶液加入试管中，然后_____________（讨论与结论）老师提示这种刺激性气味气体来于易挥发的B物质，其相对分子质量为44，且含有C、H、O三种元素(氢元素的质量分数不超过20％)，由此可推知物质B的分子式为_____（拓展活动）(1)同学们再取少量A溶液加入试管中，加少量无水硫酸铜固体，变蓝色(已知：乙醇、B物质遇无水硫酸铜均不显蓝色)，说明乙醇在一定条件下与氧气的反应有____生成。(2)乙醇在微生物(醋酸菌)作用下与氧气反应能生成醋酸，写出该反应的化学方程式__________________；【答案】（探究活动一）氧化铜(或CuO)氧化(提供氧)根据反应前后元素种类不改变，反应物中不含硫元素CO2是无气味的气体与刺激性气味不相符（探究活动二）加入适量紫色石蕊试液，液体不变红C2H4O（拓展活动）水(或H2O)C2H5OH+O2CH3COOH+H2O【解析】铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以铜丝灼烧后生成的黑色物质是氧化铜，铜丝很快变为红色，并闻到刺激性气味，重复上述操作多次，得到A溶液；经称量，实验前后铜丝质量不变，所以铜丝除了给反应加热外，还起到氧化作用；化学反应前后元素种类不变，二氧化碳是无色无味的气体，所以猜想一不正确，判断的依据是：反应前后元素种类不改变，反应物中不含硫元素；小周认为猜想二也不正确，判断的依据是：二氧化碳是无气味的气体与刺激性气味不相符；酸能使紫色石蕊变红色，所以猜想三也不正确的实验操作和现象：取少量A溶液加入试管中，然后加入适量紫色石蕊试液，液体不变红；B物质的相对分子质量为44，且含有C、H、O三种元素，氢元素的质量分数不超过20%，所以物质B的分子式为：C2H4O；（1）无水硫酸铜遇水变蓝色，所以加少量无水硫酸铜固体，变蓝色，说明乙醇在一定条件下与氧气的反应有水生成；（2）乙醇和氧气在醋酸菌的催化作用下反应生成乙酸和水，化学方程式为C2H5OH+O2CH3COOH+H2O。2．科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。学习小组对蓝绿色碱式碳酸铜晶体[Cu2（OH）2CO3]的性质进行实验探究，并基于证据进行推理分析。I．分析碱式碳酸铜的组成根据化学式可知，碱式碳酸铜中Cu元素的化合价为_____。Ⅱ．探究碱式碳酸铜受热的变化（设计实验）学习小组设计了如图装置（夹持仪器已略去），并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。（实验过程）①在装置丙导管a处连接一导管，并插入水中，微热试管，观察到_____，说明整套装置的气密性良好。②按图示加入样品和试剂，加热一段时间后，试管中固体变黑，U形管中无水硫酸铜变蓝，澄清石灰水变浑浊。（实验分析）①装置甲中用于加热的仪器名称为_____。②装置丙中发生反应的化学方程式为_____。③根据现象可知，碱式碳酸铜受热可分解，分解产物有CO2、CuO、_____。④装置乙、丙位置不能互换的理由是_____。Ⅲ．探究碱式碳酸铜与酸的作用（实验过程）取样品少量于试管中，加水，固体不溶解。继续加入足量稀硫酸，有气泡产生，得到蓝色溶液。（实验结论）碱式碳酸铜能与硫酸发生反应，生成的盐为_____。（拓展延伸）碱式盐在生活中应用广泛。碱式氯化铝[Al2（OH）Cl5]是一种高效净水剂。写出碱式氯化铝与盐酸发生反应的化学方程式_____。【答案】I．+2Ⅱ．导管口出现气泡。（实验分析）酒精灯Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2OH2O气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气Ⅲ．硫酸铜Al2(OH)Cl5+HCl═2AlCl3+H2O。【分析】根据化学式中元素的化合价之和为零，可求出铜元素的化合价，根据反应的实验现象可以推测生成物、书写化学方程式。【解析】（1）碱式碳酸铜中氢氧根显-1价，碳酸根显-2价，根据化合物中元素的化合价之和为零，可知铜元素的化合价为+2价；（2）在进行实验操作之前需要检查装置的气密性，在装置丙导管a处连接一导管，并插入水中，微热试管，观察到导管口有气泡，说明整套装置的气密性良好；（3）用于加热的仪器是酒精灯；（4）丙中澄清石灰水变浑浊，说明反应生成了二氧化碳，所以反应的化学方程式是Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O；（5）乙中的无水硫酸铜变蓝，说明有水生成；（6）气体若先通过澄清石灰水，出来的气体会携带水蒸气，无法判断使无水硫酸铜变蓝的是反应生成的水还是携带出来的；（7）由金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物叫作盐，所以碱式碳酸铜能与硫酸发生反应，生成的盐为硫酸铜；（8）碱式氯化铝与盐酸发生反应的化学方程式Al2(OH)Cl5+HCl═2AlCl3+H2O。3．钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要的标志。（1）每年钢铁锈蚀都会造成巨大的损失，铁制品锈蚀的主要原因是_____。（2）小科取某钢铁厂生铁样品进行实验：将四份不同质量的生铁样品（假定其中只含单质铁和单质碳）分别加到100g质量分数相同的硫酸溶液中，充分反应后，测得的实验数据如表所示：实验序号1234生铁样品的质量m1/g2.885.769.2410.28生成H2的质量m2/g0.10.20.3m通过计算回答下列问题：①上述表格中m的值为_____。②该生铁样品中铁和碳的质量比是_____。③根据表中数据计算稀硫酸中H2SO4的质量分数_____，并画出反应生成的氢气质量m2与加入生铁样品质量m1的关系图_____。【答案】（1）铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果；（2）0.335：114.7%【解析】（1）铁生锈的条件是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果，故答案为铁与空气中的氧气和水共同作用的结果；；（2）由第1、2两次可知2.88g样品只能生成0.1g氢气，所以5.76g生成0.2g氢气，8.64g能生成0.3氢气，结果图示中表明是9.24g生铁样品与100g硫酸反应得到0.3g氢气，这说明生铁样品过量，硫酸已经被全部反应完，所以再加入生铁生成氢气的量也不会变，所以m值为0.3，故答案为0.3；（3）解：设要生成0.3g氢气需要参加反应的硫酸的质量为x，铁的质量是y。x=14.7gy=8.4g则生铁样品中铁和碳的质量比为：8.4g：（8.64g﹣8.4g）＝35：1，故答案为35:1；（4）由（3）的分析可知，硫酸溶液中H2SO4的质量分数为：，故答案为14.7%；（5）依据描点法对应的点有（2.88，0.1）、（5.76，0.2）（8.64，0.3）三个，达到0.3g氢气后酸完全反应，氢气质量不会增加，可得下图所示图象，故答案为【点睛】1、根据铁生锈的条件考虑本题；2、根据表格中前两次的实验数据推算后两次理论上应产生气体的质量，若实际质量偏少，考虑反应物硫酸量不足；3、根据锌与稀硫酸反应的化学方程式进行有关计算；4、根据表格中实验数据并结合实际情况绘制图像。4．为了探究化学反应前后物质的总质量是否发生变化，甲同学和乙同学分别设计了下面两个实验，请根据右图回答问题：(1)甲同学设计的实验如图A所示，反应前，托盘天平的指针指向刻度盘的___。两种物质反应后，托盘天平的指针向___(填“向左”“向右”或“不”)偏转，原因是_____________________________________。(2)乙同学设计的实验如图B所示，通过实验得出结论：______________________________________________。(3)两位同学通过交流反思得到启示：在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，对于有气体参加或有气体生成的反应，一定要在_________________中进行。(4)从微观角度分析，在化学反应前后一定不变的是___(填序号)。①原子种类②分子种类③原子数目④分子质量⑤分子数目⑥原子质量【答案】（1）中间向右稀硫酸与锌粒反应生成的氢气逸出，使左盘物质质量减轻（2）化学反应前后物质的总质量不变（3）密闭装置（4）①③⑥【解析】(1)反应前，托盘天平平衡，托盘天平的指针指向刻度盘的中间。锌粒与稀硫酸反应有氢气生成，生成的氢气逸散到空气中去了，所以左盘质量小于右盘质量，托盘天平的指针向右偏转。(2)NaCl+AgNO3＝AgCl↓+NaNO3，反应前后托盘天平的指针不偏转，通过该实验得出结论：化学反应前后物质的总质量不变。(3)气体也有一定的质量，在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，对于有气体参加或有气体生成的反应，一定要在密闭装置中进行。(4)发生化学变化时，分子分解为原子，原子再重新结合成新的分子。①原子种类不变；②分子种类发生了改变；③原子数目不变；④分子质量可能发生了改变；⑤分子数目可能发生改变；⑥原子质量不变。所以在化学反应前后一定不变的是原子种类、原子数目、原子质量，故选①③⑥。5．某校九年级“我们爱化学”活动小组的同学，探究了过氧化钠(Na2O2)与二氧化硫(SO2)反应后所得固体产物的成分，过程如下：（查阅资料）过氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式为：2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2，2Na2SO3+O2=2Na2SO4；SO2能使品红溶液褪色．（提出猜想）猜想1：固体成分为Na2SO3猜想2：固体成分为Na2SO4猜想3：固体成分为_________________（实验探究）用如图所示的装置进行实验．打开A中分液漏斗的活塞，反应发生(产生足量的SO2)后，用带火星的木条检验从a处导出的气体，木条复燃．实验前称得Na2O2固体的质量为78g，充分反应后称得生成物固体的质量为134g．（实验结论）(1)A是制取SO2气体的装置，反应的化学方程式与实验室制取CO2的化学方程式类似，请写出A中发生反应的化学方程式：____________________________．(2)由题中_________________________________________的实验现象，可推测猜想2是错误的．(3)装置B的作用是_____________；装置D的作用是____________________．(4)根据反应前后固体的质量，可计算出Na2SO3的质量为______g，Na2SO4的质量为______g．（总结提升）(1)若实验前称得Na2O2固体的质量为m1g，充分反应后称得生成物固体质量为m2g，则m2的取值范围是_____________________(用含m1的关系式表示)．(2)请另外设计一种实验方案，定性验证过氧化钠与二氧化硫反应后所得固体产物的成分：_________．【答案】（提出猜想）Na2SO3和Na2SO4（实验结论）(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑(2)用带火星的木条检验从a处导出的气体，木条复燃（3）干燥SO2防止过量二氧化硫排放在环境中和防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中（4）6371（总结提升）(1)g＜m2＜m1g（2）将白色固体溶于水，滴加盐酸，收集气体，将气体通入品红溶液，若品红褪色，则说明含有Na2SO3；否则为硫酸钠【解析】[提出猜想]过氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式为：2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2，2Na2SO3+O2=2Na2SO4；猜想1：固体成分为Na2SO3；猜想2：固体成分为Na2SO4猜想3：Na2SO3和Na2SO4；[实验结论]（1）装置图分析可知装置A中是二氧化硫气体的发生装置，反应的化学方程式为：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑；（2）打开A中分液漏斗的活塞，反应发生（产生足量的SO2）后，用带火星的木条检验从a处导出的气体，木条复燃，说明有氧气产生，而硫酸钠与硫酸不反应，故猜想2错误；（3）水能与过氧化钠反应，则浓硫酸可干燥气体，防止水参加反应，所以B中浓硫酸作用为干燥SO2；D中可防止过量二氧化硫排放在环境中和防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；（4）设生成Na2SO3的质量为x，参加反应的过氧化钠的质量为a，设生成硫酸钠的质量为y，参加反应的过氧化钠的质量为b，x+y=134ga+b=78g解得a=b=39g，x=63g，y=71g；[总结提升]（1）设充分反应后全部为Na2SO3的质量为y，充分反应后全部为Na2SO4的质量为z由2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2，2Na2SO3+O2=2Na2SO4可知：Na2O2～Na2SO3～Na2SO478126142m1gyzy=gz=m1g则m2的取值范围是g＜m2＜m1g（2）白色固体中含有Na2SO3，加盐酸后生成刺激性气体，利用品红褪色证明为二氧化硫，则检验方法为将白色固体溶于水，滴加盐酸，收集气体，将气体通入品红溶液，若品红褪色，则说明含有Na2SO3，否则为硫酸钠．6．据有关资料介绍：将贝壳(主要成分是碳酸钙)煅烧后与草木灰(主要成分是碳酸钾)在水中作用，可以得到氢氧化钾。请写出煅烧贝壳的化学方程式：__________。某化学课外小组的同学们为了制取氢氧化钾，将少量碳酸钙充分灼烧后的固体放入烧杯中，再向其中加入一定量10％的碳酸钾溶液，充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B，操作步骤如图所示。请你与小组同学共同完成以下探究：（提出问题1）固体A中的成分是什么?（猜想与假设）甲同学：只有CaCO3乙同学：CaCO3、Ca(OH)2（实验与探究）甲、乙同学为了验证各自的猜想，分别进行了实验：实验内容实验现象实验结论甲同学：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸。_______。自己的猜想正确乙同学：取少量固体于试管中，加水充分溶解、过滤，向滤液中滴加_______溶液由无色变为红色自己的猜想正确（反思与评价）小组同学讨论后认为，甲同学的实验不能证明他的猜想，理由是_________；而乙同学的实验能证明他的猜想，因此小组同学确定了固体A的成分。（提出问题2）溶液B中溶质的成分是什么?（猜想与假设）丙同学：KOH、K2CO3丁同学：KOH、Ca(OH)2（表达与交流）结合对固体成分的探究，同学们经过讨论确定了______同学猜想正确，原因是__________________________________________。为了得到纯净的氢氧化钾，需要向溶液B中滴加适量的一种溶液，发生反应的化学方程式为___________________，小组同学通过相应的实验操作最终制得了氢氧化钾。【答案】CaCO3CaO+CO2↑（实验与探究）产生无色气体无色酚酞溶液（反思与评价）乙同学的猜想也会有相同现象/加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO3，不能证明有无Ca(OH)2（表达与交流）丁KOH为(可溶于水的)生成物一定有，而固体中有Ca(OH)2，说明溶液为Ca(OH)2的饱和溶液(或Ca(OH)2微溶于水)，所以一定有Ca(OH)2Ca(OH)2+K2CO3==CaCO3↓+2KOH【解析】(1).煅烧贝壳时，碳酸钙高温下分解生成二氧化碳、氧化钙，化学方程式：CaCO3高温CaO+CO2↑；(2).碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳，产生无色气体说明有碳酸钙(3).氢氧化钙溶液能使酚酞试液变红；(4).乙同学的猜想也会有相同现象/加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO3，不能证明有无Ca(OH)2(5).化学反应结束后一定有的是生成物，可能有的是过量的反应物；碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，反应方程式为：Ca(OH)2+K2CO3==CaCO3↓+2KOH；所以一定有KOH，而氢氧化钙微溶于水，当固体中有Ca(OH)2，溶液中一定是Ca(OH)2的饱和溶液(或Ca(OH)2微溶于水)，所以一定有Ca(OH)2。点睛：分析反应后的成分时除考虑生成物外，还要考虑剩余的反应物；验证反应后溶液中的溶质时，由于生成物一定存在，所以不需要验证，需要验证的是可能存在的过量的反应物。7．实验室里有一瓶久置的氢氧化钠固体，某兴趣小组同学欲对其成分进行实验探究。经过讨论，该小组同学提出如下猜想：猜想Ⅰ：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想Ⅲ：是NaOH和Na2CO3混合物。甲、乙、丙三位同学，分别进行了下列实验探究：（1）甲同学取样品加水溶解后，向其中滴加适量Ca(OH)2溶液，现象是________白色沉淀产生（选填“有”或“无”之一）。得出结论：猜想Ⅰ不成立。（2）乙同学取样品，加水溶解后，向其中滴加酚酞试液，观察到酚酞变红色。得出结论：猜想Ⅱ不成立。你认为乙同学得出的结论合理吗？请说明理由。______________________________。（3）丙同学称取13g该固体样品，放入烧杯中，再向其中加入200g9.8%的稀硫酸，充分反应后，测得此时所得烧杯内溶液的质量为208.6g，pH约为1。试根据要求回答下列问题：①产生CO2的质量为_____________。②所取固体样品中碳酸钠的质量是多少？（写出计算过程）__________【答案】（1）有（2）不合理。因为NaOH变质后生成碳酸钠，NaOH和碳酸钠的水溶液都显碱性（3）4.4g10.6g【解析】(1).氢氧化钠和氢氧化钡不反应，碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，取样品加水溶解后，向其中滴加适量Ca(OH)2溶液，现象是有白色沉淀产生，说明有碳酸钠，猜想Ⅰ不成立。(2).酚酞试液遇碱性溶液变红，因为NaOH变质后生成碳酸钠，NaOH和碳酸钠的水溶液都显碱性，都能使酚酞试液变红。(3).据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，13g该固体样品，和200g9.8%的稀硫酸，充分反应后，测得此时所得烧杯内溶液的质量为208.6g，二氧化碳的质量为13g+200g-208.6g=4.4g(4).设固体样品中碳酸钠的质量为x，Na2CO3+2HCl====2NaCl+H20+CO2↑10644x4.4g106/x=44/4.4gx=10.6g答略8．化学反应都遵守质量守恒定律，请根据质量守恒定律的相关知识完成下列问题：（1）下列各项中，在化学反应前后一定不变的是_____（填数字序号）。①元素的种类②物质的种类③原子的种类④分子的种类⑤原子的数目⑥分子的数目（2）应用质量守恒定律配平化学方程式：____C2H4+__O2__CO2+____H2O（3）实验室常用如左图所示实验验证质量守恒定律．四位同学设计了如图的A、B、C、D四个实验，并按左图的实验操作来验证质量守恒定律，实验中观察到B、C实验前后天平依然保持平衡，某同学认为B、C实验都能验证质量守恒定律，你认为他的说法_______（填“是”或“否”）正确；而A、D实验天平不平衡，其中D实验天平不平衡的原因是_______。【答案】（1）①③⑤（2）1322（3）否产生的二氯化碳逸散到空气中【分析】本题考查质量守恒定律及其应用，书写化学方程式以及化学方程式的配平。【解析】(1)化学反应都遵守质量守恒定律，根据质量守恒定律可知，在化学反应前后一定不变的是：元素的种类、原子的种类、原子的数目，故选①③⑤。应用质量守恒定律的元素守恒、原子种类和原子个数不变，配平化学方程式：(3)实验室常用图4-3所示实验验证质量守恒定律．四位同学设计了如下A、B、C、D四个实验，并按图4-3实验操作来验证质量守恒定律，实验中观察到B、C实验前后天平依然保持平衡，某同学认为B、C实验都能验证质量守恒定律，你认为他的说法否正确，因为B没有发生化学变化，所以，它的说法不正确，而A、D实验天平不平衡，A生成白烟，逸入空气；其中D实验天平不平衡的原因是：产生的二氯化碳逸散到空气中。【点睛】在化学反应中遵循质量守恒定律，参加反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量总和，知道反应前后六个不变，两个一定变，两个可能变。9．小强和小峰在学习了质量守恒定律后,到实验室亲自探究其他化学反应是否也遵守质量守恒定律。他们分别进行了如下实验:(1)小强设计了如图所示的实验装置,反应前将其置于天平左盘中称量,然后取下此装置(装置气密性良好)将其倾斜,使稀盐酸与大理石(主要成分是碳酸钙)接触,待充分反应后,气球膨胀(稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳),再将装置放回天平左盘,观察到天平的指针____。这一现象是否说明该反应遵守质量守恒定律?____(填“是”或“否”),为什么?______________(请写出有关反应的化学方程式)。(2)小峰设计如图所示的实验来验证质量守恒定律:把装有硫酸铜溶液的小试管放入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,将烧杯放到托盘天平左盘,用砝码平衡。取下烧杯并将其倾斜,使两种溶液混合反应(氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,同时氢氧化钠也能与空气中的二氧化碳反应),再把烧杯放到天平左盘,观察天平是否平衡____(填“是”或“否”)。你认为上述实验设计是否严密?____(填“是”或“否”),请说明理由:______________【答案】（1）不偏转是CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑（2）否否因为烧杯是敞口的,氢氧化钠溶液能够直接与空气接触而吸收空气中的二氧化碳,使得烧杯中物质的质量增加【解析】（1）装置是密闭的，烧瓶内物质质量不变，指针不偏转。大理石主要成分是CaCO3，实验过程中发生的反应是碳酸钙和盐酸生成二氧化碳气体，装置是密闭的，所以可以验证质量守恒定律。大理石主要成分是CaCO3，方程式为。（4）小峰使用敞口的装置，药品是氢氧化钠和硫酸铜的溶液，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，但氢氧化钠也能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水致使烧杯内物质质量增加，天平指针指向左盘，天平不能平衡。（5）烧杯是敞口的,氢氧化钠溶液能够直接与空气接触而吸收空气中的二氧化碳，设置不严密。（6）因为烧杯是敞口的,氢氧化钠溶液能够直接与空气接触而吸收空气中的二氧化碳,使得烧杯中物质的质量增加。10．某科学兴趣小组的同学设计了如下三个实验装置（天平略）来验证质量守恒定律。（1）上述的A~C三个实验装置，只有A装置能直接用于验证质量守恒定律，B、C装置则不能。①否定B、C装置的理由分别是____________________、_________________；②装置A中发生反应的化学方程式为______________________。（2）小明受到A装置的启发，将C装置进行改进，如图D所示。①此实验的现象是___________________；②待完全反应后，将装置D置于天平上称量，所得数据比反应前的小。若整个操作过程无差错，则造成上述实验误差的原因是________________。【答案】（1）B装置内发生的变化属于物理变化C装置内产生的气体会逸散到空气中4P+5O22P2O5（2）锥形瓶内有大量气泡产生，气球胀大气球变大后，受到空气的浮力增大，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小【解析】本题考查了探究质量守恒定律。在化学反应中有气体参加反应或生成时，需在密闭的容器进行。（1）①B装置内发生的变化属于物理变化，不能用质量守恒定律解释；C装置内产生的氧气会逸散到空气中，不能用来验证质量守恒定律；②红磷燃烧生成五氧化二磷，化学方程式为：4P+5O22P2O5；（2）①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，能够观察到锥形瓶内有大量气泡产生，气球胀大；②因为气球变大后，受到空气的浮力增大，所以会导致天平称量反应后物质质量的读数偏小。11．物质发生化学变化前后，总质量是否发生改变？化学小组的四位同学设计了如下实验进行探究，分析并回答相关问题。（提出假设）物质发生化学变化前后各物质的质量总和不变。（设计并进行实验）甲、乙分别设计A、B实验装置和药品进行实验，他们在药品混合前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。（1）写出A实验中发生反应的实验现象_____，B实验中铁钉和硫酸铜溶液反应的化学方程式为_____。（2）丙进行了如图C所示的实验，他将红热的玻璃管接触白磷使其燃烧，并且正确称量了变化前后的质量，若装置的气密性良好，实验过程中小气球的变化是_____，反应的化学方程式为_____。（实验结论）甲认为：化学变化前后，各物质的质量总和会发生改变。乙、丙认为，化学变化前后，各物质的质量总和不变。（3）你认为_____的结论正确，请从原子的角度分析正确的理由是_____。（4）丁进行了如图D所示的实验，来证明化学变化前后，各物质的质量总和相等。你认为丁的设计_____（选填“合理”或“不合理”），理由是_____。（5）上述A、B、C、D四个实验中，遵守质量守恒定律的是_____。（6）在化学反应前后，肯定不会变化的是_____。①原子的数目②分子的数目③元素的种类④物质的质量总和⑤物质的种类【答案】（1）粉末溶解，产生气泡Fe+CuSO4═FeSO4+Cu（2）先膨胀后缩小4P+5O22P2O5（3）乙反应前后原子种类、总个数和质量都不变（4）不合理铁不能和硫酸锌反应（5）ABC（6）①③④【解析】（1）A实验中盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，过程中粉末溶解，产生气泡；B实验中铁钉和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。故填：粉末溶解，产生气泡；Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。（2）实验过程中，白磷燃烧生成五氧化二磷，放热，锥形瓶中气体膨胀，气压增大，气球膨胀，完全反应后冷却至室温，氧气消耗，气体收缩，因此小气球的变化是先膨胀后缩小，反应的化学方程式为：4P+5O22P2O5。故填：先膨胀后缩小；4P+5O22P2O5。（3）乙的结论正确，从原子的角度分析正确的理由是反应前后原子种类、总个数和质量都不变。故填：乙；反应前后原子种类、总个数和质量都不变。（4）丁的设计不合理，理由是铁不能和硫酸锌反应。故填：不合理；铁不能和硫酸锌反应。（5）上述A、B、C、D四个实验中，A、B、C发生化学变化，都遵守质量守恒定律，D没有发生化学变化，不能用质量守恒定律解释。故填：ABC。（6）在化学反应前后，肯定不会变化的是原子的数目，元素的种类，物质的质量总和。故填：①③④。12．小苏打（NaHCO3）和食盐（NaCl）是厨房中常用物质。现有一包白色固体，可能由NaHCO3和NaCl中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。（一）定性分析（实验目的）确定白色固体的组成（实验方案）（实验结论）该白色固体由NaHCO3和NaCl两种物质组成（1）基于上述实验结论，则步骤①中加入的过量稀酸应该是___________。（2）写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式____________________________。（二）定量分析（实验目的）测定该白色固体中NaHCO3的质量分数为了测定该样品中NaHCO3的质量分数，小吕、小周分别取a克该样品，设计了如下方案：小吕方案Ⅰ：利用NaHCO3与稀硫酸反应产生CO2，通过测定生成CO2的质量，计算样品中NaHCO3的质量分数。（3）小吕用下列装置完成本实验，装置的连接顺序是________（填装置的字母编号，装置不重复使用）；（4）D装置中的反应完全后，需再次通入空气，其目的是________________________。小周方案Ⅱ：小周用沉淀法测定样品中NaHCO3的质量分数。操作流程如下：（已知：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O）（5）为使定量分析更准确，在操作Ⅰ之前，需判断所加BaCl2溶液是否过量，请你设计一个合理方案：_______________________________。【答案】（1）硝酸（2）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O（3）ADBEC或ADBCE（4）把生成的二氧化碳全部排入装置E（或C）中，使之充分被吸收（5）待浊液澄清后，继续滴加BaCl2溶液，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量【解析】（1）【实验结论】该白色固体由NaHCO3和NaCl两种物质组成，另溶液中加入硝酸银溶液后生成白色沉淀且沉淀不溶解，则沉淀为氯化银。故加入的稀酸为硝酸；（2）硝酸与碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；（3）实验必须排除外界干扰。按照气体的流向首先排除空气中二氧化碳的干扰，故A接D,然后排除水蒸气的干扰，故接B，E、C一个通过测量反应前后的质量变化来确定二氧化碳的质量，另一个排除空气中二氧化碳的干扰。故装置的连接顺序是ADBEC或ADBCE；（4）D装置中的反应完全后，需再次通入空气，其目的是：把生成的二氧化碳全部排入装置E（或C）中，使之充分被吸收；（5）为断所加BaCl2溶液是否过量，则只需待浊液澄清后，继续滴加BaCl2溶液，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量。13．小苏打（碳酸氢钠）在日常生活中有广泛的用途，工业上制取小苏打有多种方法，其中有一种是气相固碳法，其利用的原理是：Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3资料：碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度表（一个标准大气压下）（部分）温度/℃0152030405060碳酸氢钠溶解度/g6.98.729.611.112.714.4516.4碳酸钠溶解度/g7.113.2521.839.748.847.346.4同学们多次重复实验，所得实验结果基本一致。有同学提出分析第10min时溶液中溶质的组成，于是同学们设计如下实验方案进行实验。⑴实验步骤①中，“操作1”是________，实验步骤③中，为保证测量稀盐酸质量的准确，则应预先进行的实验操作是________；⑵通