2023年中考化学高频考点突破——质量守恒定律的应用
一、单选题
1．下列关于金刚石与石墨的说法不正确的是
A．金刚石与石墨是由碳元素组成的不同单质
B．金刚石和石墨完全燃烧都生成二氧化碳
C．金刚石和石墨中碳原子排列方式不同，化学性质也不同
D．在一定条件下，1g金刚石能生成1g石墨
2．某反应前后分子种类变化的微观示意图如下。下列说法不正确的是
A．甲、丙为空气污染物 B．丙中氮、氧元素质量比为7:16
C．反应前后氧原子个数相等 D．参加反应的甲和乙的分子个数比为1:1
3．中国人的饭碗要牢牢端在自己的手上，近期，我国科学家独创了一种二氧化碳转化新路径，通过电催化与生物合成相结合，成功以二氧化碳和水为原料分别合成了葡萄糖和油脂，为人工和半人工合成“粮食”提供了新路径。下列有关合成过程说法不正确的是
A．遵循质量守恒定律 B．合成过程不受外界环境的影响
C．合成前后碳、氢、氧原子改变 D．该合成“粮食”的过程可节省化肥
4．近期，我国科学家成功研制出天然气（主要成分为甲烷）在液态锡催化作用下的高效制氢设备，该设备发生反应的微观原理如图所示，下列说法错误的是
A．此反应的化学方程式为
B．反应前后氢元素的质量不变
C．该变化中的最小粒子是氢原子和碳原子
D．反应前后分子的种类不变
5．氨气（NH3）被广泛应用于化工、化肥、合成纤维、制药等领域。下图为工业上合成氨气的微观示意图，下列有关说法错误的是
A．该反应属于化合反应
B．该反应前后原子种类、元素种类都没有改变
C．反应物甲、乙均属于单质
D．参加反应的甲、乙的分子个数比为1：1
6．“见著知微，见微知著”是重要的化学思维方式。下列对宏现事实的微观解释正确的是
A．NaOH溶液和Na2CO3溶液都呈碱性——两者的溶液中都有Na+
B．金刚石和石墨的物理性质不同——碳原子的排列方式不同
C．“折得疏梅香满袖，暗喜春红依旧”——分子间存在间隔
D．电解水实验生成氢气和氧气——原子种类发生改变
7．下列实验操作不能达到相应目的的是
A B C D
验证质量守恒定律 比较纯铜和黄铜的硬度 验证蜡烛燃烧的产物中有水 验证CO2能与NaOH溶液反应
A．A B．B C．C D．D
8．在一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中发生某个反应，测得反应前后各物质的质量如下表，下列叙述错误的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量g 20 30 20 15
反应后质量g 0 x y 10
A．参加反应的甲与丁的质量比为4：1 B．x+y=75
C．y≤20时，该反应一定是化合反应 D．x=30，则乙是一定是催化剂
9．空间站内利用物质的转化使O2和CO2的含量保持相对稳定。航天员呼吸产生的CO2进行转化时，其反应的微观示意图如图：
有关说法正确的是下列说法正确的是
A．乙和丙的元素组成相同
B．该反应是置换反应
C．反应前后氧原子个数不相等
D．参加反应的甲和丁的分子个数比为4：1
10．如图所示为某反应的微观示意图，下列说法正确的是
A．该反应为置换反应
B．甲、乙质量之和等于丙、丁质量之和
C．生成的丙、丁的分子个数比为2：3
D．参加反应的甲、乙的质量比为17：32
二、填空题
11．氢气作为能源越来越受到人们的关注，我国科学家研制出一种新型高效催化剂，可使水和一氧化碳在该催化剂作用下转化为氢气，其微观过程如图所示。回答下列问题。
(1)该反应中没有发生变化的是______（填“分子”、“原子”或“元素”）；
(2)该反应的化学方程式为______。
(3)通过分析该反应的微观过程，可以获得的信息是______（写出一条即可）。
12．从微观角度可以认识化学物质的结构与化学变化的实质。
(1)下表为四种元素原子的结构示意图。
元素名称 碳 氧 钠 硫
原子结构示意图
①上表中______。属于金属元素的是______（填写元素符号）。
②构成Na2SO4的微粒是钠离子和______（填写粒子名称）。
③以SO2为例，试从化合价角度比较S与O2吸引电子能力的强弱：______。
(2)利用甲酸（HCOOH）可以制取高纯CO。
①甲酸中碳元素和氧元素的质量比为______。
②甲酸分解的微观示意图如图，在方框中补全另一种产物的微粒图示______。
③甲酸分解制取CO的同时，发生副反应产生微量CO2。加入NaOH溶液既可以中和未反应的甲酸蒸气，也可以除去CO2。写出NaOH与CO2反应的化学方程式：______。
13．质量守恒定律是化学变化中的一个基本规律。请根据图示回答下列问题。
(1)采用图1装置探究质量守恒定律：反应前天平平衡，使盐酸与碳酸钠充分反应，观察到烧杯中有气泡产生，天平指针向___________倾斜(填“左”或“右”)，该反应___________(填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律。
(2)盐酸呈酸性，属于酸。碳酸钠水溶液呈碱性，属于___________。
(3)图2是碳酸钠与稀盐酸反应的微观示意图，请画出Na＋的结构示意图___________；两者反应的微观实质是溶液中___________。
(4)从微观角度分析，化学反应前后一定不变的是___________(填数字序号)。
①原子种类②分子种类③原子数目④分子数目⑤原子质量
(5)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___________参加或生成的反应，一定要在密闭装置中进行。
(6)图3是将稀盐酸逐滴加入过量碳酸钠溶液中反应的微观示意图，写出反应的化学方程式___________。
三、实验题
14．下图是某同学利用铁钉和硫酸铜溶液来验证质量守恒定律的实验装置图，请你回答下列问题：
(1)反应前称量质量为m1，将铁钉放入到硫酸铜溶液中，溶液观察到铁钉表面有_______出现时，证明铁钉与硫酸铜溶液发生了化学变化，称量其质量为m2，则m1与m2的质量关系是_______(填“相等”或“不相等”或“无法判断”)；
(2)请你写出铁钉与硫酸铜溶液反应的化学方程式_______，从该反应中可以判断铁和铜的金属活动性强弱顺序是_______。
15．根据如图所示实验，回答下列问题。
(1)图A中实验现象说明二氧化碳具有的性质是___________；
(2)图B中观察到烧杯内壁有水雾产生，可知蜡烛的成分中一定含有___________元素。
(3)图C是验证质量守恒定律的实验，实验过程中如果不使用小气球，可能会出现___________的现象，不能得到正确结论。
(4)图D实验结束后，若先停止加热，可能造成的后果是___________。
四、计算题
16．在含镍电镀废液的回收镍工艺中，需要除去铁元素（以Fe2+形式存在）。方法是：先将Fe2+氧化为Fe3+再沉淀除去。氧化时反应为，在不同温度、pH时，沉铁过程中Fe2+转化所得产物可能不同，如图所示。
(1)化学方程式中a=______。
(2)现有某一定量的废液，其中含的质量为15.2g，其被过氧化氢溶液完全氧化，可得到溶质的质量为多少（写出计算过程）？
(3)沉铁过程中，在160°C、pH=7时，Fe3+转化为______（填化学式）。若调节温度为30°C，pH=6，则可得到最终的含铁固体质量为______g（假设没有损耗）。
参考答案：
1．C
【详解】A、金刚石和石墨均是由碳元素组成的纯净物，均属于单质，不符合题意；
B、金刚石和石墨均是碳单质，故它们完全燃烧都生成二氧化碳，不符合题意；
C、金刚石和石墨均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，金刚石和石墨均是由碳元素组成，故在一定条件下，1g金刚石能生成1g石墨，不符合题意。
故选C。
2．D
【分析】由反应的微观示意图可知，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，反应的化学方程式为2NO+O2=2NO2。
【详解】A、由图示可知，甲为NO，丙为NO2，它们均为空气污染物，故选项说法正确；
B、丙为NO2，NO2中氮、氧元素质量比为(14×1):(16×2)=7:16，故选项说法正确；
C、根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，则反应前后氧原子个数相等，故选项说法正确；
D、由反应的化学方程式可知，参加反应的甲（NO）和乙（O2）的分子个数比为2:1，故选项说法不正确。
故选D。
3．C
【详解】A、二氧化碳和水为原料分别合成了葡萄糖和油脂，有新物质生成，属于化学变化，而质量守恒定律是化学变化中表现出的一种规律，即二氧化碳和水为原料分别合成了葡萄糖和油脂，这一变化遵循质守恒定律，选项正确；
B、二氧化碳和水为原料分别合成了葡萄糖和油脂，这一变化可以在工厂中进行，合成过程不受外界环境的影响，选项正确；
C、由质量守恒定律可知，合成前后碳、氢、氧原子不变，选项错误；
D、二氧化碳和水为原料分别合成了葡萄糖和油脂，这一变化可以在工厂中进行，则该合成“粮食”的过程可节省化肥，选项正确。
故选C。
4．D
【详解】A、由图可知，该反应为甲烷在液态锡的催化下反应生成碳和氢气，该反应的化学方程式为： ，正确；
B、发生化学反应，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类和质量不变，则反应前后氢元素的质量不变，正确；
C、发生化学反应，原子是化学变化中的最小粒子，所以该变化中的最小粒子是氢原子和碳原子，正确；
D、发生化学反应，一定有新物质生成，分子种类一定改变，错误；
故选D。
5．D
【分析】由微观示意图知，该反应是氢气和氮气在高温、高压、催化剂作用下反应生成氨气，反应的化学方程式为。
【详解】A、由分析知，该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，故A不符合题意；
B、由反应的化学方程式知，反应前后原子种类、元素种类都没有改变，故B不符合题意；
C、由微观示意图知，甲是氢气，乙是氮气，都是由同种元素组成的纯净物，属于单质，故C不符合题意；
D、由反应的化学方程式知，参加反应的甲、乙的分子个数比为3：1，故D符合题意。
故选D。
6．B
【详解】A、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均呈碱性，是因为溶液中都含有OH-，选项错误；
B、金刚石和石墨的物理性质不同是因为碳原子的排列方式不同，选项正确；
C、能闻到花香，说明分子是不断运动的，选项错误；
D、化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变，选项错误。
故选B。
7．D
【详解】A、该实验中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，有新物质生成，属于化学变化，且该反应无气体参加或生成，化学反应前后，质量不变，可以验证质量守恒定律，不符合题意；
B、将黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下划痕，说明黄铜片的硬度大，不符合题意；
C、将干冷烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁有水雾出现，说明蜡烛燃烧生成了水，不符合题意；
D、二氧化碳能溶于水，且能与水反应，也能导致装置内气体减少，压强减小，试管内液面上升，故该实验不能说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，符合题意。
故选D。
8．D
【详解】A、参加反应甲质量20g-0g=20g，参加反应丁质量15g-10g=5g，故参加反应的甲与丁的质量比为4；1，故A正确；
B、根据质量守恒反应前后物质总质量不变，故20+30+20+15=x+y+10，x+y=75，故B正确；
C、由表格数据可知甲和丁质量减少是反应物，y≤20时，丙质量减少或不变，丙可能是反应物也可能是催化剂或杂质，乙质量增加一定是生成物，反应物多种，生成物一种，一定是化合反应，故C正确；
D、x=30，则乙是可能是催化剂，还可能是杂质，故D错误。
故选：D。
9．D
【详解】A、根据微观示意图可知，乙是二氧化碳，丙是水，水是由氢元素和氧元素组成的，二氧化碳由碳元素和氧元素组成，乙和丙的元素组成不相同，说法错误；
B、根据微观示意图可知甲是氢气，乙是二氧化碳，丙是水，丁是甲烷，该反应的生成物是两种化合物，不符合置换反应的概念，说法错误；
C．根据质量守恒定律，反应前后原子数目不变，反应前后氧原子个数相等，说法错误；
D．根据化学方程式4H2+CO22H2O+CH4可知，参加反应的甲和乙的分子个数比为4：1，说法正确。
故选D。
10．C
【分析】根据反应的微观示意图，化学方程式为：；
【详解】A、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反应生成了两种化合物，不属于置换反应，故A错误；
B、参加反应的甲、乙质量之和等于生成的丙、丁质量之和，故B错误；
C、根据化学方程式，生成的丙、丁的分子个数比为4：6=2：3，故C正确；
D、根据化学方程式，参加反应的甲、乙的质量比为=17：40，故D错误。
故选C。
11．(1)元素、原子
(2)CO+H2OH2+CO2
(3)化学反应的实质为分子分解为原子，原子重新组合成新的分子
【详解】（1）根据反应的微观图示可知，反应前后元素的种类没有发生变化都为C、H、O；反应前后原子的个数与种类也没有发生变化；
（2）水和一氧化碳在该催化剂作用下转化为氢气与二氧化碳，化学反应方程式为：CO+H2OH2+CO2；
（3）根据反应的微观图示可知化学反应的微观实质为：分子分解为原子，原子重新组合成新的分子。
12．(1) 4
Na 硫酸根 O2>S
(2) 3：8
【详解】（1）①原子中，质子数=核外电子数，则x=6-2=4；
四种元素中，只有钠属于金属元素，符号为Na。
②硫酸钠是由钠离子和硫酸根构成的。
③由于SO2中，氧元素为负价，硫元素为正价，则说明氧气吸引电子能力比硫强。
（2）①甲酸（HCOOH）中碳元素和氧元素的质量比为12：（16×2）=3：8。
②由于反应前后原子的种类和个数不变，1个甲酸分子中含有1个碳原子、2个氧原子和2个氢原子，一氧化碳中含有1个碳原子和1个氧原子，则另一种产物中应含有氢、氧元素，则为H2O，微粒图为 。
③氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为。
13．(1) 右 遵守
(2)盐
(3) 氢离子与碳酸根离子发生反应(合理即可)
(4)①③⑤
(5)气体
(6)
【详解】（1）图1中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，天平左侧有气体冒出，左边质量减轻，故天平指针向右倾斜，反应后，右侧砝码质量=左侧质量+冒出的气体质量，该反应遵守质量守恒定律。
故填：右、遵守
（2）碳酸钠溶液虽然是碱性，但碳酸钠由金属离子钠离子和酸根离子碳酸根离子构成，属于盐；
故填：盐
（3）钠离子由钠原子失去一个电子形成，核电荷数为11，核外电子数为10，结构示意图为： ；图2所示钠离子和氯离子反应前后没有发生变化，而碳酸根离子和氢离子发生反应生成水和二氧化碳；
故答案为： 、氢离子与碳酸根离子发生反应
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类、原子数目、原子质量一定不变，分子种类一定变化、分子数目可能变化；故填：①③⑤
（5）在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，为防止与外界有物质交换，对于有气体参加或生成的反应，一定要在密闭装置中进行。故填：气体
（6）根据图3，碳酸钠与稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，故答案为：
14．(1) 红色物质 相等
(2) Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 铁>铜
【详解】（1）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，有红色的铜析出，所以溶液观察到铁钉表面有红色物质出现时，证明铁钉与硫酸铜溶液发生了化学变化。化学反应前后物质的总质量不变，所以m1与m2的质量关系是相等。
（2）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来，所以活动性铁>铜。
15．(1)二氧化碳不支持燃烧，也不能燃烧，密度比空气大(合理即可)
(2)氢/H
(3)冲开瓶塞
(4)浑浊的石灰水倒吸入试管，使试管破裂(合理即可)
【详解】（1）将二氧化碳倒入烧杯内后，下方蜡烛先熄灭，上方蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧，也不能燃烧，且密度大于空气。
（2）水雾中含有氢元素和氧元素，而水雾是由蜡烛燃烧产生的，说明蜡烛中一定含有氢元素，因为有氧气参与，可能含有氧元素。故填氢或H；
（3）若不使用小气球，则左侧装置为一个密闭系统，随着瓶内红磷燃烧放热，瓶内气压会随之增大，进而冲开瓶塞，使得实验失败。所以需要有气球平衡气压并保证锥形瓶为一个闭口系统，才能验证质量守恒定律。故填冲开瓶塞；
（4）若先停止加热，会使得试管内气压减小，在试管内气压与大气压的压强差作用下，澄清石灰水会被倒吸入试管中，进而使得试管因骤冷骤热而炸裂。故填浑浊的石灰水倒吸入试管，使试管破裂(合理即可)。
16．(1)2
(2)解：设得到Fe2（SO4）3溶质的质量为x，
解得：x=20g
答：可得到Fe2（SO4）3溶质的质量为20g。
(3) Fe2O3 10.7
【详解】（1）根据化学反应前后原子种类和数目不变，反应前有4个氢原子，故反应后也应该有4个氢原子，故a为2；
（2）见答案；
（3）由图可知，沉铁过程中，在160°C、pH=7时，Fe3+转化为氧化铁，化学式为Fe2O3；
若调节温度为30°C，pH=6，则可得到氢氧化铁固体，152份质量的硫酸亚铁和107份质量的氢氧化铁中的铁相等，根据铁元素质量守恒，最终的含铁固体质量为。
