第3节化学方程式

第3节化学方程式考点全突破【学习目标】1.掌握质量守恒的含义2.掌握质量守恒相关题型的解题方法技巧3.掌握化学方程式的书写及其含义4.掌握化学方程式的计算【知识精讲】一、质量守恒定律1.定义：在化学反应中，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。2.质量守恒定律的实质：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，所以原子的数目没有增减，原子的质量没有变化，反应前后各物质的质量总和必然相等。3.质量守恒定律使用时应注意的事项①运用范围：解释化学变化而不是物理变化。②强调“质量”守恒，不包括其他方面的守恒，如气体体积。③强调“参加化学反应的”各物质的质量总和，是指真正参加反应的那一部分质量，反应物中可能有一部分没有参加反应(有剩余)。④很多化学反应有气体或沉淀生成，生成的各物质的质量总和包括固、液、气三种状态物质的质量总和。⑤对质量守恒定律的理解可归纳为“六个不变，两个一定改变，两个可能改变”二化学方程式1.概念化学方程式是用化学式来表示化学反应的式子。2.化学方程式的读法：化学方程式的读法是从左到右，先读反应物，后读生成物。若反应物和生成物不止一种，反应物之间的“+”号读作“跟”“与”或“和”，生成物之间的“+”读作“和”，=”读作“生成”。若反应是在一定条件下发生的，还应读出反应条件。例如：2KMnO4EQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(△),===)K2MnO4+MnO2+O2↑。读作：高锰酸钾在加热的条件下反应，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。3化学方程式的意义①表示反应物、生成物以及反应条件。②表示反应物、生成物之间的质量关系(即质量比)。③化学方程式也能说明反应物、生成物各粒子的相对数量关系。例如：S+O2EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(点燃),===)SO2。其意义：a.质的方面：硫与氧气在点燃的条件下生成二氧化硫。b.量的方面：每32份质量的硫跟32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫。c.粒子方面：1个硫原子与1个氧气分子反应生成1个二氧化硫分子。4.如何正确书写化学方程式(1)书写化学方程式应遵循的原则①必须以客观事实为基础，绝不能凭空想象、编造事实上不存在的物质和化学反应。错例：Mg+O2EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(点燃),===)MgO2。②要遵守质量守恒定律，等号两边各原子的种类与数目必须相等。错例：P+O2EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(点燃),===)P2O5；Zn+HCl===ZnCl2+H2↑。(2)化学方程式的书写步骤书写化学方程式的步骤为：一写、二配、三注。下面以铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁的反应为例。①写：书写正确的化学式，左边写反应物，右边写生成物，反应物与生成物之间用短线连接，反应物与反应物之间、生成物与生成物之间用“+”连接。Fe+O2——Fe3O4②配：配平化学方程式，并检查。使式子左、右两边的铁原子和氧原子的总数分别相等，同时将短线改成等号。3Fe+2O2===Fe3O4③注：标明化学反应发生的条件和生成物状态。一般加热用“△”，温度较高时写“高温”，需要点燃时写“点燃”。3Fe+2O2===Fe3O4【注意】在书写化学方程式时，有时要在生成物后标出“↑”或“↓”。“↑”和“↓”在化学方程式中使用规则如下：a.因为“↑”和“↓”是生成物的状态符号，所以，无论反应物是气体还是固体，都不应该标出“↑”或“↓”。b.若反应物是固体与固体、固体与液体、液体与液体，即反应物中无气态物质，则反应生成的气态物质必须标出“↑”。例如：Fe+HCl===FeCl2+H2↑。c.若反应物中有气体，则反应生成的其他气体就不应标出“↑”。例如：S+O2EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(点燃),===)SO2。d.若反应在液体中进行，当生成物中有沉淀析出时，要在该物质化学式的后面标出“↓”。例如：CuSO4+2NaOH===Na2SO4+Cu(OH)2↓e.若反应不在液体中进行，不论生成物有无难溶物质，都不应标出“↓”。三、依据化学方程式进行计算1.根据化学方程式计算的依据：化学方程式表达的信息之一是反应物与生成物之间在“遵循固定质量比”的前提下的质量守恒。根据这一信息，可以利用化学方程式列出反应物与生成物之间的质量比例式，只要已知某一物质的质量，就可求出实际反应中其余所有反应物、生成物的质量。2.根据化学方程式计算的一般步骤：根据化学方程式计算时，解题格式一般要规范化，解题过程一定要程序化。具体的计算步骤为：“设→写→找→列→解→答”。①设：设未知量。②写：正确书写并配平化学方程式。③找：找出相关物质的比例关系，并求出它们的相对分子质量，把已知量和未知量写在对应物质相对分子质量的下边。④列：列出比例式。⑤解：解出未知量的值。⑥答：写出答案。a.各代入量均指纯净物的质量，若物质不纯，必须换成纯净物的质量才能代入化学方程式进行计算。b.计算中所用的质量必须是实际参加反应的物质质量。c.各物质质量的单位必须统一，单位带入计算过程。d.设未知量时不带单位。e.化学方程式必须书写正确且配平，这是保证计算正确的前提。一、单选题1．下列化学方程式书写正确的是()A．H2O2催化剂__H2O+O2 B．C+O2C．4P+5O2↑点燃__2P2O5 D．CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓十H【答案】D【解析】A、过氧化氢分解反应方程式为2H2O2催化剂__2H2O+O2↑，不符合题意；

B、碳燃烧的方程式为C+O2＝点燃CO2，不符合题意；

C、磷燃烧的方程式为4P+5O2＝点燃2P2O5，不符合题意；

D、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO2．对于化学反应：4P+5O2点燃__2P2O①参加反应的物质是磷和氧气②反应前后分子总数不变③反应前后元素的种类不变④反应前后原子的种类和数目不变⑤反应前后物质的总质量不变⑥反应前后元素的化合价不变A．①②⑥ B．②③④⑤ C．①②③④⑤ D．①③④⑤【答案】D【解析】①参加反应的物质是磷和氧气，正确；②反应前后分子总数发生了改变，错误；③反应前后元素的种类不变，正确；④反应前后原子的种类和数目不变，正确；⑤反应前后物质的总质量不变，正确；⑥反应前后元素的化合价发生了改变，错误；故选D。3．关于2H2+O2点燃__2HA．氢气与氧气在点燃的条件下生成水B．每2个氢分子与1个氧分子完全反应，生成2个水分子C．常温下，每2体积的氢气与1体积的氧气完全反应，生成2体积的水D．每4份质量的氢气与32份质量的氧气完全反应，生成36份质量的水【答案】C【解析】A、所给方程式表示为氢气与氧气在点燃的条件下生成水，不符合题意；

B、所给方程式可表示为每2个氢分子与1个氧分子完全反应，生成2个水分子，不符合题意；

C、方程式中化学式前的系数为反应时物质的分子个数比，不能表示物质体积关系，符合题意；

D、所给方程式可表示为每4份质量的氢气与32份质量的氧气完全反应，生成36份质量的水，不符合题意；故选C。4．如图表示治理汽车尾气所涉及反应的微观过程。下列关于该反应的判断正确的是（）A．该反应将有毒物质转化为无毒物质B．反应中原子种类发生改变C．该反应属于分解反应．D．反应中分子个数发生改变，反应前后总质量不相等【答案】A【解析】A、该反应将有害的NO和CO转化为无毒的氮气和二氧化碳，符合题意；

B、反应中原子种类没有发生改变，不符合题意；

C、该反应反应物为两种物质，不属于分解反应，不符合题意；

D、反应中分子个数发生改变，反应前后总质量没有发生改变，不符合题意；故选A。5．如图反映某个化学反应里各物质质量与时间的变化关系，下列对此变化的描述中，正确的是（）A．充分反应后，乙+丙=甲的质量B．物质甲的相对分子质量大于乙C．该化学反应不遵守质量守恒定律D．该化学反应是分解反应【答案】D【解析】由图示中物质的质量变化情况可知，该反应是丙→甲+乙；

A、充分反应后，丙＝甲+乙的质量，不符合题意；

B、因不能确定分子个数关系，所以无法确定相对分子质量大小，不符合题意；

C、该反应为化学变化，遵循质量守恒定律，不符合题意；

D、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，符合题意；故选D。6．建立模型是学习科学的重要方法，在理解化学反应的本质时往往引入模型。如图是某反应的微观模型，有关该模型的叙述中，正确的是()A．反应前后分子数目不变B．反应前后原子种类发生改变C．“”和“”化学性质相似D．“”是保持氧气化学性质的微粒【答案】D【解析】A、由图示中分子的构成情况可知，该反应前后分子数目发生了改变，不符合题意；

B、反应前后原子种类没有发生改变，不符合题意；

C、“”和“”分子构成不同，化学性质不相似，不符合题意；

D、氧气化学性质由氧分子保持，所以“”是保持氧气化学性质的微粒，符合题意；故选D。7．（2021八下·萧山月考）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质量如下表：物质甲乙丙丁反应前质量/g522022反应后质量/g待测11285下列说法错误的是（）A．该反应是分解反应 B．甲可能是该反应的催化剂C．乙、丙变化的质量比为9：8 D．反应后甲的质量为0g【答案】D【解析】根据质量守恒定律得到：5g+2g+20g+22g=x+11g+28g+5g，解得：x=5g，故D错误符合题意；

反应前后，甲的质量保持不变，则它可能为催化剂，故B正确不合题意；

乙和丙的质量增大，为生成物；丁的质量减小，为反应物。因为只有一种生成物，所以为分解反应，故A正确不合题意；

乙和丙变化的质量之比为：（11g2g）：（28g20g）=9：8，故C正确不合题意。故选D。8．（2021八下·杭州月考）在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表。下列关于此反应的认识，正确的是（）物质XYZW反应前的质量/g20m1614反应后的质量/g466050A．参加反应的X与Y的质量比是1∶4B．m的数值为64C．反应中Z、W的质量变化之比为6:5D．若继续反应，最终容器内只剩下Y、Z、W三种物质【答案】A【解析】根据质量守恒定律得到：20g+m+16g+64g=4g+6g+60g+50g，解得：m=70g，故B错误；

参加反应的X与Y的质量比为：（20g4g）：（70g6g）=1：4，故A正确；

反应中Z和W的质量变化之比：（60g16g）：（50g14g）=11：9，故C错误；

反应后，X剩余4g，Y剩余6g，二者完全反应时质量之比为1：4。如果X完全反应，那么需要Y的质量为24g>6g，因此最终容器内只剩下X、Z、W三种物质，故D错误。故选A。9．（2020八上·杭州月考）下图是电解水反应的示意图。下列叙述不正确的是（）A．反应前后原子的种类、数目不变B．分子在化学反应中可以再分，原子不可分C．水是由氢气和氧气组成的D．生成的两种新分子个数比为2∶1【答案】C【解析】A.根据图片可知，反应前后，氧原子都是2个，氢原子都是4个，故A正确不合题意；

B.水分子分解为原子，原子再重新组合成氢分子和氧分子，故B正确不合题意；

C.水电解生成氢气和氧气，根据元素守恒可知，水由氢元素和氧元素组成，故C错误符合题意；

D.生成氢分子和氧分子的个数比为2：1，故D正确不合题意。故选C。10．（2020八下·拱墅期末）小乐利用如图所示装置和药品进行实验，下列有关该实验的分析正确的是（）A．实验的反应物只有过氧化氢，根据质量守恒定律反应过程中其溶液总质量不变B．小乐想多次重复该实验以获得普遍规律，但是实验中的二氧化锰不能重复利用C．由于反应快速产生氧气使得广口瓶内气压不断增大，气球会变小，红墨水会左移D．装有过氧化氢的仪器是长颈漏斗【答案】C【解析】A.二氧化锰为催化剂，所以实验的反应物只有过氧化氢。由于有氧气产生，所以根据质量守恒定律反应过程中其溶液总质量会减小，故A错误；

B.二氧化锰在反应前后的质量和性质保持不变，因此实验中的二氧化锰能重复利用，故B错误；

C.由于反应快速产生氧气使得广口瓶内气压不断增大，气球会变小，红墨水会左移，故C正确；

D.装有过氧化氢的仪器是分液漏斗，故D错误。故选C。11．（2020八下·仙居期末）质量守恒定律是自然界基本的规律之一。下列装置及实验(天平未画出)能用来验证质量守恒定律的是()A．将NaOH溶液滴入CuSO4溶液中B．镁条在空气中燃烧C．将红墨水注入水中D．将MnO2加入双氧水溶液中【答案】A【解析】A.将NaOH溶液滴入CuSO4溶液中，生成硫酸钠和氢氧化铜，没有气体生成，可以验证质量守恒定律，故A正确；

B.镁条在空气中燃烧，生成白色粉末，会四处飘散，造成质量减小，故B错误；

C.将红墨水注入水中，没有化学反应发生，不能验证质量守恒定律，故C错误；

D.将MnO2加入双氧水溶液中，生成水和氧气，氧气会散失在空气中，故D错误。故选A。12．（2020八下·江干期末）在密闭容器内，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，则下列说法正确的是()A．该反应的类型为化合反应B．丁物质一定是该反应的催化剂C．甲、乙两物质变化的质量比为5：6D．丙物质一定是化合物【答案】D【解析】A.反应后，甲和乙的质量增大了，肯定为生成物；丙的质量减小了，肯定为反应物；因为反应物只有一种，所以该反应为分解反应，故A错误；

B.反应后，丁物质的质量保持不变，那么它可能是催化剂，也可能是没有参加反应的无关物质，故B错误；

C.甲和乙的物质变化量之比为：（30%15%）：（36%21%）=1：1，故C错误；

D.因为丙分解生成甲和乙，所以丙至少由两种元素组成，因此为化合物，故D正确。故选D。13．（2020·温州模拟）燃煤发电厂利用化学反应2SO2+2CaCO3+X=2CaSO4+2CO2来减少SO2的排放，下列说法正确的是()A．X的化学式是O2B．此反应为复分解反应C．反应前后硫元素的化合价均为+4价D．此反应能大大缓解温室效应【答案】A【解析】A、反应物中已知有S原子2个，O原子有10个，Ca原子2个，C原子2个。生成物中S原子有2个，O原子12个，Ca原子有2个，C原子有2个。比较反应物和生成物可知，X就是2个O原子，所以化学式为O2，所以A选项正确；

B、此反应中反应物有3种物质，包括2个化合物1个单质，不符合复分解反应的定义，B错误；

C、反应前SO2中硫元素的化合价为+4价，反应后CaSO4中硫元素的化合价为+6价，C错误；

D、此反应中的生成物有CO2，而CO2是温室气体的主要成分，所以不能缓解温室效应，D错误。

故选A14．（2020八下·下城开学考）在4P＋5O2点燃__2P2OA．31∶32∶142 B．4∶5∶2 C．62∶80∶142 D．4∶10∶20【答案】C【解析】在4P＋5O2点燃__2P2O二、填空题15．（2020八下·吴兴期末）在一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及t1、t2时各物质质量如图所示，该反应的反应类型为，甲、乙在该反应中质量变化的比值为。【答案】化合反应；2：7【解析】反应过程中，甲和丁的质量减小，是反应物，乙的质量增加，是生成物，该反应属于化合反应，丙在反应前后的质量不变，可能是催化剂，也可能既不是催化剂，也不是反应物和生成物，该反应中，乙、丁的质量变化之比为：（32﹣4）：（24﹣4）=7：5，该反应中，甲、乙的质量变化之比为：（16﹣8）：（32﹣4）=2：7。16．（2019九上·鄞州月考）益阳市桃江县硫铁矿厂开采的黄铁矿（主要成分是FeS2），是生产H2SO4的重要原料。利用黄铁矿生产H2SO4的第一步反应为：4FeS2＋11O2═2Fe2O3＋8X。所得产物Fe2O3是冶炼铁的重要原料。回答下列问题：（1）已知FeS2中Fe的化合价为＋2，则S的化合价为。（2）X的化学式是。【答案】（1）1（2）S【解析】（1）FeS2名称为二硫化亚铁中铁元素是+2价，可以设硫元素的化合价为x，（+2）+2x=0，x=1，硫元素为1价，所以S的化合价为1。

（2）根据质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目都是不变的，由反应的化学方程式4FeS2+11O2

2Fe2O3+8X，那么也就是说反应前铁、硫、氧原子个数分别为4、8、22，而反应后的生成物中铁、硫、氧原子个数分别为4、0、6，根据反应前后原子种类、数目不变，就是8X分子中含有8个硫原子和16个氧原子，其实每个X分子由1个硫原子和2个氧原子构成，所有物质X的化学式为SO2。17．（2018八上·浙江期中）一定条件下，测得密闭容器内某反应过程中各物质质量的部分数据如表所示：物质ABCD反应前的质量/g202000反应一段时间后的质量/g1248①反应后的质量/g②0③④（1）表格中④的数值为；（2）该反应中A和C两种物质变化的质量比为。【答案】（1）20g（2）1：1【解析】（1）A反应前20g，反应一段时间变为12g，说明属于反应物，且参加反应的质量为：20g12g=8g；B反应前20g，反应一段时间变为4g，说明属于反应物，且参加反应的质量为：20g4g=16g；C反应前是0，反应一段时间后变为8g，说明是生成物，且生成了：8g0=8g；根据质量守恒定律可知D必须是生成物，且生成的质量为：8g+16g8g=16g，所以生成16gD，所以①是16g；根据上边的分析可知B与D参加反应的质量比为：16g：16g=1：1；因为B由4g变为0说明消耗了4g，所以D生成了4g，所以④是16g+4g=20g。

（2）反应时物质的质量比一定的，根据上边的分析可知A与C两种物质变化的质量比为：8g：8g=1：1。18．写出下列反应的化学方程式。（1）铁丝在氧气中燃烧：（2）磷在空气中燃烧：（3）高锰酸钾制氧气：（4）水通电分解：（5）镁带在空气里燃烧生成氧化镁：【答案】（1）3Fe+2O2点燃__Fe3O4（2）4P+5O2点燃__2P2O5（3）2KMnO4△__K2MnO（4）2H2O通电__2H2↑+O2↑（5）2Mg+O2【解析】（1）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，方程式为3Fe+2O2点燃__Fe3O（2）磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，方程式为4P+5O2点燃__2P2O5；

（3）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，方程式为2KMnO4△__K2MnO4+MnO2+O2↑；

（4）水通电分解生成氢气和氧气，方程式为2H2O通电__2H2↑+O219．鸡蛋腐败时会产生一种无色、有臭鸡蛋气味的硫化氢(H2S)气体，它是一种大气污染物，在空气中点燃完全燃烧时，生成SO2和H2O，H2S通入浓硫酸中，发生反应的化学方程式为H2S+H2SO4(浓)=SO2+X↓+2H2O。（1）上述内容中，属于H2S物理性质的是。（2）写出H2S在空气中完全燃烧的化学方程式：。（3）H2S与H2SO4(浓)反应时，生成物中X的化学式是。（4）若尾气中含有H2S，可以用浓硫酸来吸收吗？为什么？【答案】（1）无色、有臭鸡蛋气味的气体（2）2H2S+3O2点燃__2SO2+2H（4）不可以，因为生成物SO2也是一种污染性气体【解析】（1）所给信息中，无色、有臭鸡蛋气味的气体属于硫化氢的物理性质；

（2）硫化氢在空气中燃烧生成二氧化硫和水，反应方程式为2H2S+3O2点燃__2SO2+2H2O；

（3）由H2S与H2SO4(浓)反应的方程式可知，反应前各原子种类和个数为：氢4、硫2、氧4，反应后为：氢4、硫、氧4，根据反应前后原子种类和个数不变可知，X化学式为S；

（4）浓硫酸与硫化氢反应的生成物SO三、实验探究题20．质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律，具体表述为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。(已知：稀盐酸与石灰石反应生成氯化钙、水和二氧化碳)（1）某科学兴趣小组的同学设计了如图甲．乙、丙所示的三个实验装置(天平略)来验证质量守恒定律。其中只有装置甲能用来验证质量守恒定律，装置乙和丙则不能。否定装置乙和丙的理由分别是。（2）小明将装置丙进行改进，如图丁所示。①此实验的现象是。②待完全反应后，将装置丁置于天平上称量，所得数据较反应前的小。若整个操作过程无差错，则造成上述实验误差的原因是什么？【答案】（1）装置乙中酒精与水不能发生化学反应装置丙不是密封体系，生成的气体逸出（2）锥形瓶内有大量的气泡产生，气球变大;气球变大后，受到空气的浮力变大，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小【解析】（1）装置乙中酒精与水不能发生化学反应，装置丙不是密封体系，生成的气体逸出，所以乙和丙都不能用来验证质量守恒定律；

（2）丁装置中石灰石与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体，使得锥形瓶中压强增大，所以观察到的现象为锥形瓶内有大量的气泡产生，气球变大，因气球变大后，受到空气的浮力变大，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小；21．实验小组同学做了如下实验，验证质量守恒定律。(已知：盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体)（1）A实验过程中，观察到小气球先鼓起再变瘪。其中“变鼓”的原因是。（2）B实验中，实验前后，烧杯中钠元素的质量(填“变大”“不变”或“变小”)。（3）A、B两个实验，能验证质量守恒定律的是(填序号)。【答案】（1）红磷燃烧，放热，瓶内气体温度升高，压强变大，大于外界大气压，气球鼓起（2）不变（3）A【解析】（1）红磷燃烧，放热，瓶内气体温度升高，压强变大，大于外界大气压，使气球鼓起；

（2）B实验中，实验前后，烧杯中钠元素的质量不变；

（3）因B产生二氧化碳气体会逸散到空气中，不能验证质量守恒定律，A在密闭容器中进行可以验证质量守恒定律。22．（2021八下·丽水期末）质量守恒是所有化学反应都必须遵守的定律。某兴趣小组利用如图装置验证质量守恒定律，步骤如下：①按如图方式将椎形瓶置于天平托盘上，调节天平平衡；②取下锥形瓶，然后使稀盐酸和大理石粉末充分接触；③充分反应后，将锥形瓶放回左盘，观察天平是否平衡。（1）步骤②中使稀盐酸和大理石粉末充分接触，其操作是；（2）步骤③中发现天平不平衡，导致出现该现象的原因可能是；（3）关于上述实验的说法正确的是(填字母)。A．使用气球的目的，是防止生成物从密封系统中逸出B．若大理石粉末质量不足，则不能验证质量守恒定律C．天平不平衡，是因反应前后原子的种类和数目发生改变【答案】（1）将气球中的大理石物末倒入锥形瓶中（2）气球受到浮力(或装置漏气)（3）A【解析】1）步骤②中使稀盐酸和大理石粉末充分接触，其操作是：将气球中的大理石物末倒入锥形瓶中。

（2）步骤③中发现天平不平衡，导致出现该现象的原因可能是：气球受到浮力(或装置漏气)。

（3）A.使用气球的目的，是防止生成物从密封系统中逸出，故A正确；

B.若大理石粉末质量不足，则生成的二氧化碳的质量偏小，但是物质的总质量并没有发生改变，因此则能验证质量守恒定律，故B错误；

C.天平不平衡，是因反应前后气球受到的浮力大小不同，或者装置可能漏气，而原子的种类和数目保持不变，故C错误故选A。23．（2021八下·滨江期末）小滨从资料上获悉：镁带在空气中燃烧时不但能与氧气反应生成氧化镁，还能跟氮气反应生成氯化镁(氮元素的化合价为3价)，欲验证“镁能在氮气中燃烧”，小科利用“测定空气中氧气体积分数的实验装置”(如图一)进行实验，步骤如下：①检查装置的气密性；②闭合铁夹，将点燃的红磷伸入集气瓶内至完全反应；③，观察到倒流至集气瓶的水约占集气瓶容积的20%；④拔出瓶塞，将点燃的镁条伸入集气瓶内，观察到镁条在瓶内剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色粉末(如图二)。回答下列问题：（1）步骤②的实验目的是。（2）将步骤③的操作补充完整。（3）小敏认为可利用镁带直接在集气瓶内燃烧(如图三)来验证实验结果，装置冷却，打开铁夹，当观察到现象时，也可确定镁能与氮气反应。请写出镁跟氮气反应的化学方程式。【答案】（1）将氧气全部耗尽，防止氧气在镁条燃烧时造成干扰（2）待整个装置完全冷却后，打开铁夹（3）进入集气瓶内的水的体积远远大于步骤③的数值；3Mg+N2点燃__Mg3【解析】（1）步骤②的实验目的是将氧气全部耗尽，防止氧气在镁条燃烧时造成干扰。

（2）将步骤③的操作补充完整：待整个装置完全冷却后，打开铁夹。

（3）小敏认为可利用镁带直接在集气瓶内燃烧(如图三)来验证实验结果，装置冷却，打开铁夹，当观察到进入集气瓶内的水的体积远远大于步骤③的数值时，也可确定镁能与氮气反应。

镁在氮气中点燃，生成氮化镁，方程式为：3Mg+N2点燃__Mg3N四、解答题24．（2021八下·上城期末）小金在实验课时称取16.1g混有杂质的高锰酸钾固体，加热至质量不再减少(杂质不发生变化)，冷却后称量固体的质量为14.5g。（1）反应时生成氧气的质量为g；（2）请列式计算反应前固体中高锰酸钾的质量。【答案】（1）1.6（2）设参加反应的高锰酸钾的质量为x，

2KMnO4=∆K2MnO4+MnO2+O2↑;

31632

x1.6g

316x=【解析】（1）高锰酸钾加热分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则反应前后固体质量的减小量就是生成氧气的质量，即反应生成氧气：16.1g14.5g=1.6g。25．（2021八下·拱墅期末）小乐用如图所示装置测量空气中氧气的含量，集气瓶的容积为600mL，集气瓶内水的体积为100mL，实验开始前量筒中水的体积200mL，实验结束后量筒中水的体积为120mL。（忽略燃烧匙和白磷所占据的体积）（1）该实验测得空气中氧气的体积分数为，导致结果偏小的原因可能是（写出1点）。（2）本实验若要耗尽集气瓶中的氧气，实验至少需要白磷g。（空气中氧气的体积分数按20%计算，氧气的密度为1.43g/L，结果保留2位小数）【答案】（1）16%；白磷量不足或装置漏气或未冷却至室温就打开止水夹（2）0.11【解析】（1）集气瓶中空气的体积：600ml100ml=500ml；

集气瓶中氧气的体积：200ml120ml=80ml；

则空气中氧气的体积分数为：80mL500mL×100%=16%。

导致结果偏小的原因可能是：白磷量不足或装置漏气或未冷却至室温就打开止水夹。

（2）集气瓶中氧气的质量为：m=ρV=500×20%×103L×1.43g/L=0.14