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第13講　質量守恒定律 (時間：30分鐘　分值：41分) 一、選擇題 1. (xx廣安)下列變化，遵循質量守恒定律的是(　　) A. 石墨制成金剛石 B. 2 g H2完全燃燒生成36 g水 C. 水變成汽油 D. 冰轉化為干冰 2. (xx淄博)鎂條在氧氣中燃燒的化學反應可用“2Mg＋O2 2MgO”來表示。以下信息：①反應條件　②反應速率?、鄯磻?、生成物各物質間的質量關系?、芊磻奈⒂^過程　⑤反應過程中的能量變化?、薹磻w系中微觀粒子的數(shù)量關系。能從上述化學方程式中獲得的是(　　) A. ①③④　　　　　　B. ②③⑤ C. ①③⑥ D. ②④⑥ 3. (xx重慶江津中學模擬)鈦具有硬度大，密度小，熔點高，抗腐蝕性強等優(yōu)良性能，被譽為“未來金屬”。鈦鐵礦石的主要成分是鈦酸亞鐵(FeTiO3)，冶煉金屬鈦時，主要發(fā)生以下兩個反應：①2FeTiO3＋6C＋7Cl2 2X＋2TiCl4＋6CO，②TiCl4＋2Mg Ti＋2MgCl2，則X為(　　) A. FeCl2　　B. FeCl3　　C. Fe2O3　　D. FeCO3 4. (xx衢州)質量守恒定律是自然界最基本的規(guī)律之一。下列裝置及實驗(天平未畫出)能用來驗證質量守恒定律的是(　　) 5. (xx重慶育才中學模擬)將a、b、c、d四種物質放入一密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應。在不同時刻時四種物質的質量如下，已知a的相對分子質量為d的2倍，下列說法中正確的是(　　) 物質 a b c d 反應前的質量(g) 6.4 1.0 0.1 1.6 t時刻的質量(g) 3.2 X 反應后的質量(g) 0 5.4 Y 0 A. a和c是反應物 B. X＝2 g C. 該反應是化合反應 D. 該反應化學方程式中a和d的化學計算計量數(shù)之比為2∶1 6. (xx重慶巴蜀中學模擬)如圖是汽車尾氣中有毒氣體轉變?yōu)闊o毒氣體的微觀示意圖，其中不同的圓球代表不同原子。 第6題圖 下列說法中正確的是(　　) A. 該反應是置換反應 B. 該反應中元素的化合價均未發(fā)生改變 C. 參加反應的兩種分子的個數(shù)比為1∶1 D. 化學反應有三種新物質生成 7. (xx天津)在反應A＋3B=== 2C＋3D中，已知2.3 g A跟4.8 g B恰好完全反應生成4.4 g C。又知D的相對分子質量為18，則A的相對分子質量為(　　) A. 23 B. 46 C. 92 D. 96 8. (xx河北)一定條件下，密閉容器內(nèi)發(fā)生的某化學反應，測得t1和t2時各物質的質量見下表。下列說法正確的是(　　) 物質 M N P Q t1時的質量/g 51 9 3 17 t2時的質量/g 23 3 x 51 A. x的值小于3 B. Q可能是單質 C. 該反應一定是分解反應 D. M與N的質量變化比為14∶3 9. (xx婁底)甲、乙、丙、丁四種物質在反應前后的質量關系如圖所示，下列有關說法錯誤的是(　　) 第9題圖 A. x的值是15 B. 丙可能是該反應的催化劑 C. 該反應是分解反應 D. 反應中甲和乙的質量比為4∶1 10. (xx達州)某純凈物3 g在氧氣中完全燃燒，生成8.8 g二氧化碳和5.4 g水。下列說法不正確的是(　　) A. 該純凈物中含有C、H元素，不含O元素 B. 該反應中O2與CO2的質量比為14∶11 C. 該反應中O2和H2O的分子數(shù)之比為7∶6 D. 該純凈物中C、H原子的個數(shù)比為1∶4 二、填空題 11. (xx德州)(2分)對下面四個常見的化學反應進行對比分析： 分解反應：2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 置換反應：2CuO＋C 2Cu＋CO2↑ 復分解反應：Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH 化合反應：2H2＋O2 2H2O 請從以下各項中選擇恰當?shù)膬?nèi)容，用對應的序號填空： ①元素的種類；②原子的種類；③原子的個數(shù)；④分子的種類；⑤物質的組成(或結構)；⑥物質的總質量；⑦元素的化合價 在化學反應過程中，一定發(fā)生變化的是________；可能發(fā)生變化的是　。 12. (xx重慶巴蜀中學模擬)(4分)食品吸潮和吸氧后容易變質，為了延長食品保質期，通常在包裝袋中加入1小包干燥劑。某化學興趣小組經(jīng)過查閱資料，發(fā)現(xiàn)常見的食品干燥劑主要有兩種：一種是以生石灰為主要成分的干燥劑(簡稱A類，下同)；另一種是以硅膠為主要成分的干燥劑(簡稱B類，下同)。請回答下列問題： (1)將裝有A類干燥劑的小紙袋打開露置于潮濕的空氣中，發(fā)現(xiàn)紙袋發(fā)熱，寫出其發(fā)生反應的化學方程式________________________。 (2)B類干燥劑中硅膠的主要成分為SiO2nH2O。SiO2是________(填“酸”、“ 堿”、“ 鹽”、“ 氧化物”)。 (3)小組在查閱資料中，還發(fā)現(xiàn)了一種新型的食品干燥劑：泡沫鐵粉(鐵粉包裹在泡沫塑料中)。當它露置于潮濕的空氣中，很快變成鐵銹(主要成分為Fe2O3nH2O)，并有發(fā)熱現(xiàn)象，說明化學反應除了生成新物質外，還伴隨著________變化。與A類干燥劑比較，泡沫鐵粉作干燥劑除了吸水外，還可吸收________(填物質名稱)。 三、實驗題 13. (xx隨州)(4分)小李用鹽酸與碳酸鈣粉末反應驗證質量守恒定律，實驗裝置如圖。 (1)根據(jù)實驗目的，小李必須測量的數(shù)據(jù)是__________________。 第13題圖 A. 錐形瓶質量 B. 氣球質量 C. 反應前整個反應裝置(包括里邊的物質)質量 D. 反應后整個反應裝置(包括里邊的物質)質量 (2)將反應裝置放在天平左盤，使天平平衡后，再將碳酸鈣粉末倒入錐形瓶中。反應結束后，氣球鼓起，天平向右傾斜。小李按規(guī)范操作重新實驗，得到相同結果。請你幫他分析原因________________________________________________。 (3)反應結束后，錐形瓶中無固體剩余，則生成氣體質量________g，所得溶液中生成物的溶質質量分數(shù)(只需寫出最終的計算表達式)______________________________________。 14. (xx淮安)(4分)質量守恒定律的發(fā)現(xiàn)對化學的發(fā)展作出了巨大貢獻。 　圖1 圖2 第14題圖 (1)為驗證質量守恒定律，小華設計如圖1所示裝置進行實驗。 實驗時，先將裝有藥品的裝置放在天平上，添加砝碼，移動游碼至天平平衡(如圖1所示)，然后取下裝置，用針筒向錐形瓶中注入少量稀鹽酸，反應后再將裝置放置于天平上，觀察到____________，從而驗證了質量守恒定律。若將錐形瓶改為燒杯，則不能驗證質量守恒定律，原因是__________________________________。 (2)某反應的微觀示意圖如圖2所示。 ①X的化學式是____________。 ②根據(jù)上述微觀示意圖，可得出化學反應遵循質量守恒定律的本質原因是____________________________________。 四、計算題 15. (xx白銀)(7分)某化學興趣小組同學為回收一塊質量為40 g的銅鋅合金中的銅，將該合金放入燒杯中，逐漸加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣泡時，恰好用去稀硫酸100 g，燒杯內(nèi)剩余固體27 g。請完成下列計算： (1)40 g銅鋅合金中鋅的質量是________g。 (2)計算所用稀硫酸中溶質的質量分數(shù)。 答案 1. A 2. C　【解析】從化學方程式中可以得出反應物、生成物、反應條件，反應物、生成物各物質間的質量關系可以求出，反應中的微觀粒子的數(shù)量關系能夠表示出來，但是不能表示反應速率、反應的微觀過程、反應過程中的能量變化，所以①③⑥正確。 3. B 4. A　【解析】A中的HCl與AgNO3反應，生成的AgCl沉淀仍在錐形瓶中，反應前后質量保持不變，可驗證質量守恒定律，A正確；B雖然前后質量保持不變，但是實驗過程并未發(fā)生化學反應，不符合質量守恒定律的要求，B錯誤；C中鎂條在燃燒過程中會與空氣中的氧氣等物質反應，生成物的質量會大于鎂條質量，遵循質量守恒定律但無法驗證該定律， C錯誤；D中H2O2在MnO2的催化作用下會產(chǎn)生氧氣釋放到空氣中，最后質量會變小，遵循質量守恒定律但無法驗證該定律，D錯誤。故選A。 5. D　6. C 7. B　【解析】根據(jù)質量守恒定律可知，2.3 g A和4.8 g B完全反應生成D的質量為2.3 g＋4.8 g－4.4 g＝2.7 g，設A的相對分子質量為x A＋3B=== 2C＋3D x 318 2．3 g 2.7 g ＝ x＝46 8. D　【解析】分析表格數(shù)據(jù)信息：M的質量減少，說明是反應物，參加反應的M的質量為51 g－23 g＝28 g，N的質量減少，說明是反應物，參加反應的N的質量為9 g－3 g＝6 g，Q的質量增加，說明是生成物，生成Q的質量為51 g－17 g＝34 g，綜合以上信息：28 g M與6 g N反應生成34 g Q，符合質量守恒定律，可知x的值為3，A錯誤；該反應是M和N反應生成Q，Q不可能是單質，B錯誤；該反應符合“多變一”的特點，屬于化合反應，C錯誤；M、N的質量變化之比為28 g∶6 g＝14∶3，D正確。 9. C　【解析】根據(jù)質量守恒定律，化學反應前后各物質的質量總和相等。有：10 g＋10 g＋10 g＋10 g＝6 g＋9 g＋10 g＋x，解得：x＝15 g，A正確；根據(jù)化學反應前后各物質的質量變化情況可知，甲、乙兩種物質的質量在反應后減小，是反應物，丁物質的質量在反應后增加，是生成物；丙物質在反應前后質量不變，它可能是催化劑，也可能是未參與反應的雜質，所以該化學反應屬于化合反應，B正確，C錯誤；反應中甲和乙的質量比為(10 g－6 g)∶(10 g－9 g)＝ 4∶1，D正確。 10. D　【解析】根據(jù)質量守恒定律：化學反應前后物質質量不變可知參加反應的氧氣質量為8.8 g＋5.4 g－3 g＝11.2 g，生成的二氧化碳中所含碳元素質量為8.8 g＝2.4 g，所含氧元素質量為8.8 g－2.4 g＝6.4 g，生成的水中所含氫元素質量為5.4 g＝0.6 g，所含氧元素質量為5.4 g－0.6 g＝4.8 g，生成物中氧的質量為6.4 g＋4.8 g＝11.2 g。根據(jù)化學反應前后各元素種類、質量不變分析可知，該3 g純凈物中含有2.4 g碳元素、0.6 g氫元素，即該物質只含碳、氫兩種元素，A正確；該反應中氧氣與二氧化碳的質量比為11.2 g∶8.8 g＝14∶11，B正確；設反應中氧氣和水的分子個數(shù)比為a∶b，則32a∶18b＝11.2 g ∶ 5.4 g，解得a∶b＝7∶6，C正確；設該純凈物中碳、氫原子的個數(shù)比為x∶y，則12x∶y＝2.4 g∶0.6 g，解得x∶y＝1∶3，D錯誤。 11. (2分)④⑤(1分)?、?1分) 【解析】化學變化遵循質量守恒定律，反應前后元素種類、原子種類和數(shù)目、物質的總質量一定不變；化學變化中有新物質生成，所以分子的種類、物質的組成(或結構)一定發(fā)生改變；置換反應中元素的化合價一定改變，有單質參與的分解反應和化合反應中元素的化合價發(fā)生改變，復分解反應中化合價一定不變，由此可知元素的化合價可能發(fā)生變化。 12. (4分)(1)CaO ＋ H2O=== Ca(OH)2(1分)　(2)氧化物(1分)　(3)能量(1分)　氧氣(1分) 【解析】(1)氧化鈣與空氣中的水反應生成氫氧化鈣，并放出大量的熱，化學方程式為CaO ＋ H2O=== Ca(OH)2。(2)氧化硅是由兩種元素組成的化合物，其中一種是氧元素，屬于氧化物。(3)鐵生銹會放熱，說明化學反應伴隨著能量的變化；鐵作干燥劑不僅可以吸水，還可以吸收氧氣，延長食品的保質期。 13. (4分)(1)CD(1分)　(2)稀鹽酸和大理石反應生成二氧化碳，使氣球變大，氣球受空氣浮力的影響導致天平向右傾斜(1分)　(3)0.88(1分)　100%(1分) 【解析】(3)設生成二氧化碳的質量為x，氯化鈣的質量為y CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑ 100 111 44 2 g y x ＝ 　x＝0.88 g　 　 ＝　 y＝2.22 g 所得溶液中溶質的質量分數(shù)為100%。 14. (4分)(1)天平平衡(合理即可)(1分)　裝置沒有密閉(或氣體逸出了)(1分)　(2)①SO2(1分)?、诨瘜W反應前后，原子數(shù)目和種類不變(1分) 【解析】(1)根據(jù)圖示信息可知，左盤裝置為密閉容器，反應中無氣體逸散，因此反應后天平平衡，觀察到指針指在分度盤的中央(合理即可)，證明了質量守恒定律。若將錐形瓶改為燒杯，裝置為敞口容器，鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，氫氣從燒杯口逸散到空氣中，導致左盤質量減輕，不能驗證質量守恒定律。(2)根據(jù)各原子模型圖分析微觀示意圖，可知該反應為二硫化碳與氧氣反應生成二氧化碳和二氧化硫，進一步分析可知：①X的化學式是SO2。②化學反應前后，各原子種類、數(shù)目均不變。 15. (7分)(1)13(1分) (2)解：設13 g鋅完全反應，消耗稀硫酸溶質的質量為x(1分) Zn＋H2SO4 === ZnSO4＋H2↑(1分) 65 98 13 g x ＝(1分)　x＝19.6 g(1分) 所用稀硫酸中溶質的質量分數(shù)為 100%＝19.6%(1分) 答：所用稀硫酸中溶質的質量分數(shù)為19.6%。(1分) 【解析】(1)銅鋅合金中，銅的活動性弱，不能與稀硫酸反應，燒杯內(nèi)剩余固體27 g為銅的質量，則40 g銅鋅合金中鋅的質量為40 g－27 g ＝13 g。(2)13 g鋅完全反應代入計算即可求出100 g稀硫酸中H2SO4的質量，再根據(jù)溶質質量分數(shù)的計算公式求出稀硫酸的溶質質量分數(shù)。