主题四 质量守恒定律
考题分层训练
基础巩固
考点1 对质量守恒定律作出解释
1.[2022·海淀二模]图4-6甲、乙实验依次验证了液化石油气(LPG)的燃烧产物中有H2O和CO2。下列说法正确的是 ( )
图4-6
A.图甲中,烧杯内壁有白色固体产生
B.图乙中,试剂a为NaOH溶液
C.LPG一定含有碳元素和氢元素
D.LPG一定含有氧元素
2.[2022·东城二模]下列实验能用于验证质量守恒定律的是 ( )
图4-7
3.[2022·石景山一模]碱式碳酸铜受热分解生成CuO、CO2和H2O,则组成碱式碳酸铜的元素有( )
A.5种
B.4种
C.3种
D.2种
4.用如图4-8所示装置验证质量守恒定律,能达到实验目的的物质组合是 ( )
图4-8
A.锌和稀硫酸 B.碳酸钠和稀盐酸
C.铁和硫酸铜溶液 D.氯化钠和稀盐酸
5.[2022·海淀期末]某兴趣小组同学进行如图4-9所示的两个实验。
图4-9
(1)实验1能验证质量守恒定律。
①红磷燃烧的化学方程式为 。
②反应前称得质量为m1,红磷充分燃烧后冷却,称得质量为m2,m1 (填“>”“<”或“=”)m2。
③从微观角度分析,化学反应一定符合质量守恒定律的原因是 。
(2)实验2不能验证质量守恒定律,原因是 。
考点2 书写化学方程式并进行简单计算
6.[2022·房山一模]下列化学方程式书写正确的是 ( )
A.4Fe+3O22Fe2O3
B.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
C.H2OH2↑+O2↑
D.H2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2H2O
7.[2022·东城一模]下列关于2H2+O22H2O的说法不正确的是 ( )
A.该反应的生成物是水
B.反应前后氢原子、氧原子的个数均不变
C.反应在点燃的条件下进行
D.参加反应的氢气与氧气的质量比为2∶1
8.[2022·通州一模]氮化硅是一种性能优良的无机非金属材料,可通过以下反应来制备:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6X。其中X的化学式是 ( )
A.CO B.Si C.NO D.CO2
9.[2022·海淀期末节选]用冰铜(主要成分为FeS和Cu2S)为原料制备CuSO4的主要工艺流程如下:
图4-10
配平酸浸槽中反应的化学方程式: Cu+1O2+ H2SO4 CuSO4+ H2O。
10.[2022·东城一模节选]水银(Hg)温度计利用了汞“热胀冷缩”的原理。
水银温度计被打碎,可在汞表面覆盖硫单质,反应生成硫化汞(HgS),该反应的化学方程式为 。
能力提升
1.[2022·石景山期末]实验小组在密闭容器中用CO2和湿度两种传感器探究乙醇燃烧的产物。测定结果如图4-11所示。下列说法不正确的是 ( )
图4-11
A.图甲曲线说明乙醇燃烧有水产生
B.根据图甲,可推理得出乙醇中含有氢元素
C.图乙曲线说明乙醇燃烧有CO2产生
D.根据图乙,可推理得出乙醇中含有碳和氧元素
2.[2022·房山二模]如图4-12表示加热一定质量的高锰酸钾固体时,某变量y随时间的变化趋势。变量y表示的是 ( )
图4-12
A.高锰酸钾的质量
B.固体中钾元素的质量
C.生成氧气的质量
D.固体中MnO2的质量
3.[2022·丰台期末]在一定条件下,甲和乙反应生成丙和丁。下列说法不正确的是 ( )
物质 甲 乙 丙 丁
微观 示意图
A.甲中碳、氢原子个数比为1∶4
B.乙物质的化学式为H2O
C.丙的相对分子质量为28
D.反应生成丙与丁的分子个数比为1∶1
4.[2022·东城二模节选]甲酸(HCOOH)在热的浓硫酸中分解,生成一氧化碳和水。用图4-13所示装置完成一氧化碳还原四氧化三铁的实验。
图4-13
(1)写出甲酸分解的化学方程式: 。
(3)一氧化碳与四氧化三铁反应的化学方程式为4CO + Fe3O44CO2 + 3Fe。若生成0.21 g铁,至少需要四氧化三铁的质量是 g。
核心素养强化
1.[2022·海淀二模]用如图4-14装置进行实验。实验前,测得蜡烛质量为31.56 g;蜡烛燃烧一段时间后,测得其质量变为30.16 g。假设蜡烛燃烧只生成CO2和H2O,则下列说法正确的是 ( )
注:选项中涉及的符号含义如下表。
符号 含义
m(蜡) 参加反应蜡烛的质量
m(O2) 参加反应O2的质量
m(CO2) 生成CO2的质量
m(H2O) 生成H2O的质量
图4-14
A.m(蜡)=31.56 g B.m(O2)=1.40 g
C.m(CO2)+m(H2O)=30.16 g D.m(CO2)+m(H2O)=m(O2)+1.40 g
2.在一密闭容器内有四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表:
物质 X Y Z Q
反应前质量/g 8 2 40 5
反应后质量/g 待测 24 8 23
下列说法正确的是 ( )
A.该反应一定是置换反应 B.Y、Q的相对分子质量比一定为11∶9
C.参加反应的X、Z的质量比为1∶4 D.反应后X的质量为2 g
3.在一密闭的容器中,1.2 g炭粉与6 g氧气点燃后充分反应,同时用传感器测得密闭容器内各相关量与时间的对应关系,其中一种如图4-15乙所示,则y轴表示的是 ( )
图4-15
A.二氧化碳的含量 B.氧气的含量
C.气体的分子总数 D.气体的总质量
【参考答案】
基础巩固
1.C [解析]为验证液化石油气(LPG)的燃烧产物中有H2O,图甲中观察到的现象是干冷的烧杯内壁有水雾产生;图乙是验证液化石油气的燃烧产物中含有二氧化碳,试剂a应是澄清石灰水;液化石油气和氧气反应生成水和二氧化碳,根据质量守恒定律可知,液化石油气中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
2.C [解析]白磷燃烧生成五氧化二磷,部分产物会以白烟的形式从玻璃管逸散到空气中,导致天平不平衡,该实验不能用于验证质量守恒定律;盐酸与碳酸钠反应有二氧化碳气体生成,气体逸散到空气中,导致天平不平衡,该实验不能用于验证质量守恒定律;硫酸铜溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜,反应前后质量不变,天平平衡,该实验能用于验证质量守恒定律;蜡烛燃烧有二氧化碳气体生成,二氧化碳逸散到空气中,导致天平不平衡,该实验不能用于验证质量守恒定律。
3.B [解析]根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,碱式碳酸铜受热分解生成CuO、CO2和H2O,则碱式碳酸铜中一定含有Cu、O、C、H四种元素。
4.C [解析]锌和稀硫酸反应生成的氢气逸出,反应后烧杯中的物质质量减少,不能用于验证质量守恒定律;碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出,反应后烧杯中的物质质量减少,不能用于验证质量守恒定律;铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,没有气体逸出,反应前后烧杯中物质的总质量不变,能用于验证质量守恒定律;氯化钠与稀盐酸不反应,不能用于验证质量守恒定律。
5.(1)①4P+5O22P2O5
②=
③化学反应前后原子的种类、个数、质量都不变
(2)蜡烛燃烧反应没有在密闭装置中进行,无法测得反应物O2和生成物CO2、H2O的质量
6.D [解析]铁在氧气中燃烧,生成物是四氧化三铁;氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳;水在通电的条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式是2H2O2H2↑+O2↑;硫酸和氢氧化钙反应生成硫酸钙和水。
7.D [解析]由化学方程式可知,参加反应的氢气与氧气的质量比为(2×2)∶32=1∶8。
8.A [解析]根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,可知X的化学式为CO。
9.2 2 2 2
10.Hg+SHgS
[解析]由题意可知,该反应的反应物是汞和硫,生成物是硫化汞,反应的化学方程式为Hg+SHgS。
能力提升
1.D [解析]由图甲可知,乙醇燃烧过程中相对湿度增大,说明乙醇燃烧有水产生;由质量守恒定律,反应前后元素种类不变,乙醇燃烧生成水,水中含有氢元素和氧元素,反应物氧气中含有氧元素,则可推理得出乙醇中含有氢元素;由图乙曲线可知,二氧化碳浓度增大,说明乙醇燃烧有CO2产生;根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,乙醇燃烧生成二氧化碳,二氧化碳中含有碳、氧两种元素,反应物氧气中含有氧元素,则乙醇中一定含有碳元素,可能含有氧元素。
2.B [解析]加热一定质量的高锰酸钾固体时,高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,高锰酸钾的质量逐渐减小至零;根据质量守恒定律,反应前后钾元素的质量不变;生成氧气的质量从零开始逐渐增大,直至反应结束后不再改变;固体中MnO2的质量从零开始逐渐增大,直至反应结束后不再改变。
3.D [解析]由图示可知,该反应的反应物是甲烷和水,生成物是一氧化碳和氢气,反应的化学方程式为CH4+H2OCO+3H2。甲为CH4,其中碳、氢原子个数比为1∶4;乙是水,化学式为H2O;丙为一氧化碳,相对分子质量为12+16=28;由化学方程式可知,反应生成丙与丁的分子个数比为1∶3。
4.(1)HCOOHCO↑+H2O (3)0.29
核心素养强化
1.D [解析]根据质量守恒定律可知,参加反应的蜡烛的质量与参加反应的氧气的质量之和等于反应后生成的二氧化碳和水的质量。参加反应的蜡烛的质量为m(蜡)=31.56 g-30.16 g=1.40 g;参加反应的氧气的质量m(O2)=m(CO2)+m(H2O)-1.40 g。
2.C
3.C [解析]1.2 g炭粉与6 g氧气点燃后充分反应,生成二氧化碳,随着反应进行,二氧化碳含量增大,y不能表示二氧化碳的含量;随着反应进行,氧气含量减小,y不能表示氧气的含量;炭粉燃烧的化学方程式为C+O2CO2,反应前后气体分子个数比是1∶1,即反应前后气体的分子总数不变,y可以表示气体的分子总数;由化学方程式中的质量关系可知,每32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳,随着反应进行,气体质量增大,y不能表示气体的总质量。
