5.1化学反应中的质量守恒
一、单选题
1．类推是学习化学的一种重要方法，以下说法正确的是
A．氧化物都含有氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物
B．分子和原子都是构成物质的微粒，在化学变化中分子可再分，则原子也可再分
C．金属元素有正化合价，则非金属元素一定没有正化合价
D．含碳元素的物质燃烧都能生成CO2，则在O2中燃烧生成CO2的物质中都含碳元素
2．下列说法不合理的是
A．100g水加入100g酒精形成200g溶液，不能用质量守恒定律解释
B．2g氢气和18g氧气充分反应，生成18g的水
C．木炭燃烧，固体质量减少，但仍符合质量守恒定律
D．化学变化前后原子种类和分子种类都不会改变
3．下列现象能用质量守恒定律解释的是（ ）
A．水结冰前后质量保持不变
B．1L芝麻和1L大米混合，总体积小于2L
C．氧化钙与水反应，反应前后物质质量不变
D．在降温加压条件下，氧气变为淡蓝色液体
4．逻辑推理是化学学习常用的思维方法。下列说法正确的是
A．某物质在氧气中燃烧生成水和二氧化碳，则该物质一定含有碳、氢、氧三种元素
B．分子和原子都是不显电性的粒子，所以不显电性的粒子一定是分子或原子
C．化合物中含有多种元素，因此由同种元素组成的物质一定不是化合物
D．氧化物中含有氧元素，所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
5．下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．①高温煅烧一定质量的碳酸钙 B．②测定空气中氧气的含量
C．③用两份等质量的氯酸钾固体制取氧气 D．④加热一定质量的高锰酸钾
6．如图所示是某反应前后的微观示意图，“”和“ ”表示两种不同的原子。下列说法正确的是
A．该反应生成了两种新的分子
B．在化学变化中分子个数不变
C．参加反应的两种分子个数比为2：1
D．该反应既不属于化合反应也不属于分解反应
7．“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一、下列说法正确的是（ ）
①化学变化中，分子和原子的种类都不发生改变
②冰雪融化的过程中水分子之间的间隔发生了变化
③同种分子构成的物质是纯净物
④2Fe3+和3N中的“3”都表示微粒的个数
⑤能直接构成物质的微粒有分子、原子和离子
⑥如图 3种微粒都表示阳高子
A．①②⑤ B．②③⑤ C．②④⑥ D．②⑤⑥
8．用如图所示装置验证质量守恒定律，能达到实验目的的组合是
A．锌和稀盐酸 B．石灰石和稀盐酸
C．氢氧化钠和稀盐酸 D．氯化钠和稀盐酸
9．某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成了如图所示的实验。关于该实验，有如下说法，其中正确的是
①用燃着的木条可区分玻璃管a、b中产生的气体；
②实验二证明水是由氢元素和氧元素组成的；
③两个实验的微观本质相同；
④玻璃管b中的气体具有可燃性；
⑤两个实验都能用来验证质量守恒定律。
A．①② B．②③ C．④⑤ D．②④
10．汽车尾气中含有一氧化碳、一氧化氮等气体，处理尾气时发生的反应如下：2CO+2NO2CO2+X，的化学式为（ ）
A．NO B． C． D．
11．下列关于质量守恒定律的说法不正确的是
A．参加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
B．化学反应前后原子的种类和数目都不发生变化，故化学反应前后各物质的质量总和相等
C．化学反应前后物质的种类不发生变化，所以化学反应前后各物质的质量总和相等
D．所有化学反应都遵循质量守恒定律
12．下列现象能用质量守恒定律解释的是( )
A．化学反应中常伴随热量变化，有的放热，有的吸热
B．100g 干冰完全汽化成100g二氧化碳气体
C．10g糖溶解在90g 水中，成为100g糖水溶液
D．一定质量的煤完全燃烧后生成的所有物质的质量之和大于煤的质量
13．烟道气中含有大量CO2，经“捕捉”可用于生产甲醇等产品，根据图示信息，下列说法不正确的是
A．该反应的反应物均为化合物 B．甲醇的化学式是CH3OH
C．化学反应前后原子的种类不变 D．生成物的分子个数比为1：1
14．在点燃条件下，A和B反应生成C和D，反应前后分子种类变化的微观示意图如图所示，下列说法正确的是
A．图中只有两种氧化物
B．生成C和D的分子个数比为1：1
C．图中共有4种分子
D．反应前后分子和原子的种类不变
二、填空题
15．模型认知是建立宏现与微观联系的思维方法。
(1)① 图1为硅在元素周期表中的部分信息，28.09表示的是 。
② 图2为氧原子结构示意图，当它变为离子时x和其核外电子数分别是 。
(2)某化学反应的微观示意图如下：“方框”处的微粒是 （用化学式表示）。
16．绥中化学兴趣小组为了探究质量守恒定律，进行了如图所示的小实验。
在一根用细铜丝吊着的长玻璃管两端，分别绕上40cm长的粗铜丝，并使玻璃棒保持水平。然后用酒精灯给左边一端铜丝加热1～2分钟。停止加热后冷却，仔细观察发生的现象。冷却后，他观察到的现象是：
(1) ；
(2) 。
(3)写出下沉一端的原因 。
17．写化学符号或名称。
氮气 正二价的镁元素 CaCO3 。
氯化铵 3个铜原子 两个铝离子 。
三、实验题
18．如图是红磷燃烧前后质量的测定实验。
(1)指出实验中的错误 ；这个错误对实验结果是否有影响 (填“有”或“没有”)，天平没有用游码；
(2)从微观的角度解释质量守恒定律： 。
四、计算题
19．某化学兴趣小组同学将4.5g工业品烧碱样品与一定量溶质质量分数为20%的硫酸铜溶液混合，恰好完全反应．过滤后所得滤液质量为39.6g．若工业品烧碱中仅含有氯化钠杂质，参加反应的烧碱质量是 ．
20．某化学兴趣小组同学为回收一块铜锌合金中的铜，按照图进行实验(稀硫酸恰好完全反应)，计算：
(1)4.0 g铜锌合金中锌的质量是________g。
(2)所用稀硫酸的溶质的质量分数________。
五、综合应用题
21．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船成功返回地面，圆满完成任务。氧气和水是保障航天员生命的重要物质。山东籍航天员王亚平在“天宫课堂”中介绍了空间站中的生活，在轨演示了水球变气球等炫酷的实验。
Ⅰ.“天宫”中水和氧气的最大化利用是生活保障的重要措施。如图是空间站资源再利用模拟图。
(1)在“水净化系统”中，活性炭可以除去色素和异味，是利用活性炭具有 性；高分子膜可以除去水中大分子杂质，与实验室常用的 操作原理相同。通过环控生保系统得到的饮用水为软水。水净化系统在沉降过程中，可用明矾作絮凝剂，其化学式为KAl(SO4) n·12H2O，n的值为 ，生活中常用 区分硬水和软水。
(2)“水电解系统”中产生氧气的电极应接在电源的极 （填“正”或“负”）。
(3)“氢氧燃料电池”中有催化剂，氢气与氧气在催化剂作用下能直接化合释放出电能，实现由 能到电能的转化，发生反应的符号表达式是 。
(4)“萨巴蒂尔反应器”可以除去CO2，该反应的符号表达式是 。
Ⅱ.在“天宫课堂”中王亚平将少量蓝色颜料注入水球，很快整个水球变成蓝色。然后将泡腾片放入水球中，产生了大量气泡向四周扩散，气泡充满整个水球。
(5)蓝色颜料能让整个水球全部变蓝，是因为颜料分子具有 的特征。从微观角度分析液态水与气态水的区别是 。
(6)气泡是泡腾片中含有的柠檬酸（具有酸性）和碳酸氢钠溶于水后发生反应生成的气体形成的，该气体是参与光合作用除水外的另一种物质，生成的气体是 。
(7)如果在空间站失重状态下收集制得的氧气，可选用下列装置中的 （填序号）。
A． B． C． D．
试卷第1页，共3页
()
参考答案：
1．D
【详解】A、含有氧元素的化合物不一定是氧化物，比如氯酸钾含有三种元素，不是氧化物，故错误；
B、分子和原子的区别：在化学变化中，分子可再分而原子不可再分，故错误；
C、金属元素有正化合价，而非金属元素既有正价也有负价，故错误；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，含碳元素的物质燃烧都能产生CO2，在O2中燃烧生成CO2的物质都含碳元素，故正确。
故选D。
2．D
【详解】A、100g水加入100g酒精形成200g溶液，没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故说法正确。
B、硫和氧气反应的化学方程式为：2H2+O22H2O，可知，氢气、氧气、水的质量比为4：32：36，2g氢气和16g氧气恰好完全反应生成水的质量等于18g，故正确。
C、木炭燃烧质量减少，是因为生成的二氧化碳扩散到空气中，符合质量守恒定律，故说法正确。
D、化学变化前后原子种类不变，但分子种类改变，故说法错误。
故选：D。
【点睛】质量守恒定律只适合于化学反应。
3．C
【分析】根据质量守恒定律是物质在发生化学变化中表现出来的一种规律，适用于化学变化；物质发生物理变化，则不适用于质量守恒定律来解释进行分析。
【详解】A、水结冰前后没有生成新物质，属于物理变化，虽然质量保持不变，但是不能用质量守恒定律解释；
B、1L芝麻和1L大米混合前后没有生成新物质，只是简单混合，不能用质量守恒定律解释；
C、氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应前后物质总质量不变，可以用质量守恒定律解释；
D、在降温加压条件下，氧气变为淡蓝色液体，没有生成新物质，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释。
故选C。
4．C
【详解】A、化学反应前后，元素种类不变，生成物中共含有碳、氢、氧三种元素，均来自反应物，物质在空气中燃烧是和空气中氧气反应，氧气作为反应物由氧元素组成，可推断出另一种反应物中一定含有碳、氢这两种元素，可能含有氧元素，A错误；
B、不显电性的粒子不是只有分子和原子，中子也不显电性，B错误；
C、组成中含有不同种元素的纯净物是化合物，即化合物中至少含有两种元素，由同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物，但一定不是化合物，C正确；
D、氧化物必须是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，含氧元素的化合物不一定是氧化物，如高锰酸钾，D错误。
故选C。
5．A
【详解】A、高温煅烧碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳，固体质量会减少，当反应完固体质量不再改变，故图像正确；
B、因为氧气约占空气体积的五分之一，所以测定空气中氧气的含量时，最终装置内的气体体积剩余五分之四，故图像错误；
C、催化剂只改变化学反应速率，不改变生成物的质量，用两份等质量的氯酸钾固体制取氧气，最终生成氧气质量相等，故图像错误；
D、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应进行，二氧化锰质量从零开始逐渐增大到不变，故图像错误。
故选A。
6．C
【分析】反应前后有两个单质分子一样，说明该单质分子是过量的，所以该反应是两个单质分子与一个单质分子反应生成两个化合物分子。
【详解】A、该反应生成了一种新的分子，此选项错误；
B、该反应是三个分子反应生成两个分子，所以在化学变化中分子个数改变，此选项错误；
C、参加反应的两种分子个数比为2：1，此选项正确；
D、该反应反应物是两种，生成物是一种，符合“多变一”的特点，属于化合反应，此选项错误；
故选C。
7．B
【详解】①化学变化中，分子的种类发生改变，原子的种类不发生改变，故①不正确；
②冰雪融化是物理变化，过程中水分子之间的间隔发生了变化，故②正确；
③纯净物是由一种物质组成的，同种分子构成的物质是纯净物，故③正确；
2Fe3+中的“3”表示一个铁离子带3个单位的正电荷，故④不正确；
⑤分子、原子和离子能直接构成物质，故⑤正确；
⑥ 、 和 表示的微粒中， 不带电荷，表示原子，故⑥不正确。
故选：B。
8．C
【详解】A、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，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，错误；
B、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，错误；
C、氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能用于验证质量守恒定律，正确。
D、氯化钡与稀盐酸不能发生化学反应，不能用于验证质量守恒定律，错误。故选C。
点睛：验证质量守恒定律的实验时，选用药品和装置应考虑：①只有化学变化才能直接用于验证质量守恒；②如果反应物中有气体参加反应，或生成物中有气体生成，应该选用密闭装置。
9．A
【详解】①玻璃管a中气体较多，b中气体较少，a中产生气体为氢气，b中产生气体为氧气，氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，用燃着的木条可区分氧气、氢气，故①正确；
②实验二是水电解实验，水通电生成生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，实验二证明水是由氢元素和氧元素组成的，故②正确；
③水的沸腾是物理变化，微观本质是水分子间的间隔变大，水分子本身没有改变，电解水是化学变化，微观本质是水分子分解为氢原子个氧原子，氢原子结合为氢分子，氧原子结合为氧分子，两个实验的微观本质不相同，故③错误；
④玻璃管b中的气体是氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，故④错误；
⑤验证质量守恒定律得变化只能是化学变化，实验一是物理变化，不能用来验证质量守恒定律，故⑤错误。
正确的是①②，故选：A。
10．B
【详解】根据2CO+2NO2CO2+X可得，反应前：碳原子2个，氧原子4个，氮原子2个，反应后现有碳原子2个，氧原子4个，缺少氮原子2个，在一个分子中，所以应该是氮气。故选B。
根据质量守恒定律中关于元素不变以及原子种类和原子个数不变推断化学反应中物质的组成。
【点睛】质量守恒定律的不变：元素种类不变、原子种类不变、原子个数不变、总质量不变。
11．C
【详解】A、参加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，故选项说法正确；B、化学反应前后原子的种类和数目都不发生变化，所以化学反应前后各物质的质量总和相等，故选项说法正确；C、化学反应有新物质生成，反应前后物质的种类发生变化，故选项说法错误；D、所有化学反应都遵循质量守恒定律，故选项说法正确。故选C。
12．D
【详解】A、化学反应中常伴随一些热量的变化，有的反应放热，有的反应吸热，不能用质量守恒定律解释热量的变化，错误；B、100g干冰完全汽化成100g气体的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，错误；C、10g糖溶解在90g水中，成为100g糖水的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，错误；D、煤在氧气中燃烧是碳和氧气发生化学反应的过程，参加反应的碳、氧气的质量之和与反应后生成二氧化碳的质量相等，符合质量守恒定律。也就是生成的所有物质的质量之和大于煤的原质量。故选D。
点睛：化学变化是指有新物质生成的变化。物理变化是指没有新物质生成的变化。化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成。化学反应都遵循质量守恒定律。
13．A
【分析】由反应的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：
【详解】A、反应物中的氢气是由一种元素组成的纯净物，属于单质，此选项错误；
B、由反应的化学方程式可知，甲醇的化学式是CH3OH，此选项正确；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类不变，此选项正确；
D、由反应的化学方程式可知，生成物的分子个数比为1：1，此选项正确。
故选A。
14．C
【分析】根据微观示意图写出物质的化学式，根据反应物生成物的化学式写出化学方程式，该微观示意图的反应物是NH3和O2，生成物是N2和H2O，因此反应的方程式为：4NH3+3O22N2+6H2O；
【详解】A、氧化物是由两种元素组成的，且其中一种元素是氧元素的化合物，该反应中只有水属于氧化物，选项说法错误；
B、由化学方程式可知，生成C(N2)和D(H2O)的分子个数比为2:6=1:3，选项说法错误；
C、由分子结构模型可知，图中共有4种分子，选项说法正确；
D、由分子结构模型可知，化学反应前后分子种类一定改变，选项说法错误。
故选C。
【点睛】本题为化学反应的微观模型表示，完成此题，关键是根据图示得出有关反应的化学方程式，然后根据已有的知识进行。
15．(1) 硅的相对原子质量 8；10
(2)H2O
【详解】（1）①元素周期表中元素名称下面的数字表示元素原子的相对原子质量，故28.09表示的是硅的相对原子质量；
②氧原子的质子数是8，故x=8，氧原子的最外层有6个电子，易得到两个电子形成阳离子，故氧原子变成离子后核外电子数为10；
（2）根据化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中有6个氢原子、1个碳原子和2个氧原子，生成物中有4个氢原子、1个碳原子和1个氧原子，故反复框中的一个分子中含有1个氧原子和2个氢原子，故“方框”处的微粒是H2O。
16．(1)红色固体变为黑色
(2)玻璃棒向左侧倾斜
(3)铜与氧气反应后固体质量增加
【分析】(1)
铜与氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以红色固体变为黑色。
(2)
参加反应的各物质的总质量等于生成的各物质的总质量，生成的氧化铜的质量等于参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量之和。所以玻璃棒左侧铜与氧气反应后固体质量增加，玻璃棒向左侧倾斜。
(3)
左侧下沉的原因是铜与氧气反应后固体质量增加。
【点睛】
17． N2 ； 碳酸钙 NH4Cl 3Cu 2Al3+
【详解】氮气的化学式为N2 ；
正二价的镁元素就是在镁元素符号的正上方加上+2，可表示为：；
CaCO3表示的是碳酸钙；
氯化铵中铵根为+1价，氯元素为﹣1价，其化学式为NH4Cl；
3个铜原子就是在铜元素符号的前面加上数字3，可表示为：3Cu；
两个铝离子就是在铝离子的前面加上数字2，可表示为：2Al3+。
18．(1) 砝码与被称量物放反 没有
(2)反应前后原子的质量、种类、数目没有改变
【详解】（1）用托盘天平常量药品时，应左物右码，但该实验中砝码与被称量物放反了；
由于该实验是验证反应前后质量是否相等，即天平平衡即可，如图，该实验天平没有用游码，则这个错误对实验没有影响。
（2）化学变化中的最小微粒为原子，而反应前后，原子的种类、质量和个数均没有改变，则反应前后，物质的总质量不变。
19．4g
【详解】假设硫酸铜溶液的质量为a，可得反应后生成氢氧化铜的质量为a+4.5g-39.6g=a-35.1g
设参加反应的烧碱质量为X
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
160 80 98
a×20% X a-35.1g
解得：a=40g
将a代入
解得：X=4g
参加反应的烧碱质量为4g。
20．(1)1.3g
(2)Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4 +H2↑
65 98
1.3g x
x=
答：所用稀硫酸的溶质的质量分数为19.6%。
【详解】根据金属活动性顺序的应用：位于氢前面的金属能把酸中的氢置换出来生成氢气，故铜锌合金中只有锌能与稀硫酸反应，铜不能。故合金中加入稀硫酸后充分反应，剩余固体的质量即为铜的质量。利用化学方程式，根据锌与硫酸反应的质量比即可计算出稀硫酸中溶质的质量。
锌的质量=4.0g-2.7g=1.3g;
设稀硫酸中溶质的质量为x;
Zn+H2SO4 =ZnSO4+H2↑
65 98
1.3g x
x=1.96g
所用稀硫酸的溶质的质量分数=×100%=19.6%
答：所用稀硫酸的溶质的质量分数为19.6%。
点睛：求溶液的溶质质量分数可从问题入手，根据公式，溶质质量分数等于溶质质量除以溶液质量，那么就要想办法求出溶质的质量和溶液的质量。其中溶质的质量可利用化学方程式求出。
21．(1) 吸附 过滤 2 肥皂水
(2)正
(3) 化学能
(4)
(5) 不断运动 分子间间隔
(6)CO2/二氧化碳
(7)D
【详解】（1）活性炭具有疏松多孔的结构，可以除去色素和异味，是利用活性炭具有吸附性；高分子膜可以除去水中大分子杂质，与实验室常用的过滤操作相同，均是将粒径不同的物质分开。明矾作絮凝剂，其化学式为KAl(SO4) n·12H2O，依据正负化合价代数和为0，钾元素显+1价，铝元素显+3价，硫酸根离子为-2价，所以n的值为2，生活中常用肥皂水区分硬水和软水，加了肥皂水软水中会产生大量泡沫，硬水中会出现大量浮渣。
（2）“水电解系统”中产生氧气的电极应接在电源的正极。
（3）“氢氧燃料电池”中有催化剂，氢气与氧气在催化剂作用下能直接化合生成水释放出电能，实现由化学能到电能的转化，发生反应的符号表达式是。
（4）“萨巴蒂尔反应器”可以除去CO2，因为在该反应器中二氧化碳会和氢气反应生成甲烷和水，对应该反应的符号表达式是。
（5）颜料能让整个水球全部变蓝，是因为颜料分子具有不断运动的特征。从微观角度分析液态水与气态水的区别是分子间间隔，气体分子间间隔大，液体分子间间隔小。
（6）气泡是泡腾片中含有的柠檬酸（具有酸性）和碳酸氢钠溶于水后发生反应生成的气体形成的，该气体是参与光合作用除水外的另一种物质，由质量守恒定律：化学反应前后元素种类不变可知生成的气体是那就是二氧化碳。
（7）如果在空间站失重状态下收集制得的氧气，那就不能用排水法和排空气法，所以可选用真空袋收集。
答案第1页，共2页
