考点16 质量守恒定律-备战2022年中考化学一轮复习考点帮·学案

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本考点重点考查质量守恒定律的定义及其应用，包括质量守恒定律运用到推断物质的元素组成、有关化学式的计算和推断和反应类型的判断、根据微粒结构示意图考查质量守恒定律的微观含义。中考以简答题型式考查根据质量守恒定律解释有关化学反应现象，或质量变化问题；以选择或填空形式考查利用反应前后元素种类不变确定物质组成，利用反应前后原子的种类和数目不变推断物质的化学式；以研究质量守恒定律为内容的探究性试题。
考查重点
1. 通过实验探究理解质量守恒定律，掌握常见化学反应中的质量关系。
2. 质量守恒定理的理解和应用，用质量守恒定律解释一些现象。
3. 根据质量守恒定律进行简单计算。
重点考向
考向一、质量守恒定律
1．内容
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，这个规律叫做质量守恒定律。
易错警示
（1）质量守恒定律应用于化学变化，不能应用于物理变化。
（2）质量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其他方面的守恒。
（3）化学反应中，各反应物之间要按一定的质量比相互作用，因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。
（4）不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。
2．利用原子、分子知识解释质量守恒的原因
（1）化学反应的实质
化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为：
分子原子新分子新物质
（2）质量守恒的原因
①宏观上：化学反应前后元素的种类没有改变，元素的质量也不变，所以反应前后物质的质量总和必然相等。
②微观上：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子本身的质量也没有改变。所以，化学反应前后物质的质量总和必然相等。
（3）理解质量守恒定律要抓住“六个不变”“两个一定变”“两个可能变”。
六个不变&宏观&反应物、生成物的总质量不变&元素质量不变&元素种类不变&微观&原子的种类不变&原子的数目不变&原子的质量不变
两个一定变&宏观:物质的种类一定变&微观:构成物质的分子种类一定变
两个可能变&分子的总数可能变&元素化合价可能变
3．质量守恒定律的应用
（1）推断某反应物、生成物的组成元素(依据：化学反应前后元素种类和质量不变)。
（2）推断化学方程式中的未知化学式及化学式前系数(依据：化学反应前后元素种类、原子数目不变)。
（3）解释化学变化中的质量变化、密闭容器中化学反应的相关数据问题(依据：化学反应前后反应物和生成物的总质量不变)。
（4）利用质量守恒定律进行简单的计算(依据：化学反应前后反应物和生成物的总质量不变)。
易错警示
①“化学反应”是前提。任何化学变化都遵循质量守恒定律。
②“参加反应”是基础。只计算“参加反应”的各物质的质量总和。
③“质量总和”是核心。质量总和包括参加反应的物质的质量和反应后生成的物质的质量。如沉淀、肉眼看不见的气体也应考虑。
④“质量守恒”是目的。定律只适用于质量守恒，不包括体积守恒、分子数守恒等。
知识拓展
1、质量守恒定律的应用对象是化学变化，对于物理变化，不能用质量守恒定律解释。质量守恒定律只适用于质量守恒，而不是体积守恒，也不是分子总数守恒。
2、质量守恒定律强调的是“参加反应的”和“反应生成的”，对于未参加反应的物质不关注。
3、如有气态物质参加在敞口装置中进行，则空气中没有参加反应的气体进入装置中，影响测量的结果。反应中若生成气体在敞口装置中进行，则气体会逸出装置，影响测量的结果。两种情况均无法通过实验验证化学反应遵循质量守恒定律。但不代表反应不遵循质量守恒定律。
方法技巧
1、对于质量守恒定律的理解，要抓住概念中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”这样四个关键词。由此可知：
（1）没有参加反应的物质的质量不能计算在内；
（2）质量守恒定律的使用范围是使用于所有的化学反应（即化学变化），而对物理变化无效；
（3）质量守恒定律是指质量守恒，而非体积守恒等；
（4）质量守恒定律是指各物质的质量总和相等，而非某物质的质量。
2、对于定律成立的原因，可以从化学反应的实质上来推断（即“三不变”造成的）。
3、对于定律的应用，一定要抓住它的含义（即“六不变”），细心地进行套用。
跟踪训练
1．根据质量守恒定律判断，铁丝在氧气中完全燃烧，生成物的质量（ ）
A．一定大于铁丝的质量 B．一定小于铁丝的质量
C．一定等于铁丝的质量 D．不能确定
【答案】A
【解析】根据质量守恒定律可知：铁丝的质量＋氧气的质量＝四氧化三铁的质量，所以四氧化三铁的质量＞铁丝的质量。故A选项正确。
2．镁在空气中燃烧时不仅与氧气反应生成氧化镁，而且还有部分镁与氮气化合生成氮化镁（Mg3N2），由此可推知，12g镁在空气中燃烧后所得产物的质量为（ ）
A．等于20 g B．小于20 g C．大于20 g D．无法确定
【答案】B
【解析】本题主要考查元素守恒，难度较大。解题的关键是找到燃烧后所得产物的质量应介于产物全部为氧化镁的质量和产物全部为氮化镁的质量之间，可采用极端假设法来解答。
假设产物全部为MgO，则根据化学式可计算氧化镁的质量为：12g÷24/40＝20g；
假设产物全部为Mg3N2，则根据化学式可计算氧化镁的质量为：12g÷72/100＝16.7g；
通过以上计算可知所得产物质量应在16.7g与20g之间。
故B选项正确。
3．下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ）
A．蜡烛在空气中燃烧质量变小 B．镁条比燃烧后所得氧化镁的质量小
C．红磷在密闭容器中燃烧质量不变 D．50克水与50克酒精混合质量为100克
【答案】D
【解析】所有的化学变化都可以用质量守恒定律解释，不能用质量守恒定律解释的一定是物理变化，所以本题只要寻找物理变化即可。故D选项正确。
4．关于质量守恒定律，下列叙述正确的是（ ）
A．煤燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律
B．24g镁在空气中完全燃烧生成40g氧化镁，实际消耗空气的质量为16g
C．无数实验证明化学反应都遵循质量守恒定律
D．质量守恒定律只适合于有气体或固体生成的化学反应
【答案】C
【解析】
A．所有的化学变化都遵守质量守恒定律。故A选项错误；
B．24g镁在空气中完全燃烧生成40g氧化镁，消耗的是氧气而不是空气。故B选项错误；
C．所有的化学变化都遵守质量守恒定律。故C选项正确；
D．质量守恒定律适用于一切化学变化，于反应物、生成物的状态无关。故D选项错误。
5．参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，是因为（ ）
A．反应后物质的种类没有变化
B．反应后元素的种类没有变化
C．反应后原子的种类、数目和质量没有变化
D．反应后分子的种类、数目和质量没有变化
【答案】C
【解析】“参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和”就是质量守恒定律的具体描述，质量守恒的原因是：化学变化过程的实质是原子的重新组合；在一切化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，质量也没有变化。故C选项正确。
6．下列对化学反应前后质量变化的解释，不符合质量守恒定律的是（ ）
A．高锰酸钾受热分解后固体剩余物的质量减小，是因为放出了氧气
B．蜡烛燃烧后质量变小，是因为蜡烛受热形成了石蜡蒸气
C．细铁丝在氧气中燃烧后，质量增大，是因为生成物中含有氧的质量
D．白磷在密闭容器中燃烧，反应前后总质量不变，是因为生成物都没有逸散
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。本题主要考查学生运用质量守恒定律进行推断的能力。
A．高锰酸钾受热分解后固体剩余物的质量减小，是因为放出了氧气，气体逸出后致固体剩余物的质量减小，符合质量守恒定律。故A选项错误；
B．蜡烛燃烧后质量变小，是因为生成了二氧化碳和水，气体逸出使质量变小。而蜡烛受热形成了石蜡蒸气虽然也是导致质量减小的部分原因，但不符合质量守恒定律。故B选项正确；
C．细铁丝在氧气中燃烧后，质量增大，是因为生成物中含有氧的质量。故C选项错误；
D．白磷在密闭的容器内燃烧，生成固体五氧化二磷．反应前后物质的总质量不变，由此证明质量守恒定律的正确性，符合质量守恒定律。故D选项错误。
真题再现
1．（2021·湖南湘潭）根据如下微观示意图分析，下列结论正确的是（ ）
A．反应前后原子种类不变B．丙物质的相对分子质量是18g
C．参加反应的甲与乙分子个数比为1：1D．反应前后各元素的化合价均不变
【答案】A
【解析】
A、由图可知，反应前后原子种类数目不变，A正确。
B、相对分子质量单位是“1”不是“g”，B错误。
C、由微观示意图可知，反应化学方程式2C2H6+7O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))4CO2+6H2O，故参加反应的甲与乙分子个数比为2：7，C错误。
D、反应前氧气为单质，氧元素0价，反应后氧元素-2价，化合价改变，D错误。
故选：A。
2．（2021·湖南株洲）下图是某反应前后的微观示意图，“”和“”表示两种不同元素的原子。下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应没有单质生成
B．该反应属于复分解反应
C．该反应中，原子个数发生了改变
D．参加反应的两种分子（和）的个数比为1：1
【答案】A
【解析】
A、反应后增加的是生成物，减少的是反应物，由图可知，反应后没有单质生成，A正确。
B、反应后增加的是生成物，减少的是反应物，由图可知，生成物只有一种，不属于复分解反应，B错误。
C、由图可知，该反应中，原子个数没有发生改变，C错误。
D、反应后增加的是生成物，减少的是反应物，参加反应的两种分子（和 ）的个数比为2：1，D错误。
故选：A。
3．（2021·四川德阳）2021年2月13日，重庆合川区一名小女孩在玩耍时，将鞭炮扔进下水道导致多个井盖被炸开，下水道里发生爆炸的是沼气，沼气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中完全燃烧的微观示意图如下图所示。以下说法错误的是（ ）
A．甲烷与空气的混合气体点燃可能发生爆炸
B．生成物水中氢元素与氧元素的质量比为2:1
C．一个甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成
D．由微观示意图可知，该反应前、后元素种类不变
【答案】B
【解析】
根据微观示意图可以看出，该反应是甲烷和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CH4+2O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))CO2+2H2O；
A、甲烷是易燃气体，与空气的混合气体点燃可能发生爆炸，说法正确；
B、由反应的化学方程式可知，生成物水中氢元素与氧元素的质量比=(1×2):16＝1:8，说法错误；
C、由甲烷分子图示可知，一个甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成，说法正确；
D、由微观示意图可知，该反应前、后元素种类不变，说法正确；
故选B。
4．（2021·江苏盐城）铜制品长期暴露在空气中表面生成铜锈【主要成分Cu2(OH)2CO3】，下列物质与铜制品生锈无关的是（ ）
A．N2B．O2C．H2OD．CO2
【答案】A
【解析】
表面生成铜锈主要成分Cu2(OH)2CO3，由Cu、O、H、C元素组成，不含氮元素，故与铜制品生锈无关的是氮气，故选：A。
5．（2021·四川成都）工业上用CH4和CO2制取合成气会产生积碳，如图是抗积碳示意图。有关说法错误的是（ ）
A．Ni基双金属催化剂可重复使用
B．反应前后元素的化合价均改变
C．反应前后原子种类和数目不变
D．合成气可合成多种化工产品，价值大
【答案】B
【解析】
A、Ni基双金属在反应中作为催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不发生变化，可重复使用，正确；
B、该反应为CH4+CO2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(===,====))2CO+2H2，反应后碳元素的化合价有+4价变为+2价，氧元素的化合价在反应前后都是-2价，未发生变化，氢元素的化合价由+1价变为0价，因此错误；
C、根据质量守恒定律反应前后原子种类和数目不变，正确；
D、合成气为一氧化碳和氢气混合气体，可合成多种化工产品，价值大，正确；
故选B。
6．（2021·重庆）2020年科学家开发出新型催化剂，光照下能将二氧化碳转化为甲烷，微观示意图如图，下列关于该反应的说法正确的是（ ）
A．属于置换反应
B．反应前后原子种类改变
C．反应中涉及2种氧化物
D．参加反应的反应物分子个数比为1:1
【答案】C
【分析】
由图可知，该反应为二氧化碳和水在催化剂和光照的作用下反应生成甲烷和氧气，该反应的化学方程式为：2H2O+CO2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(===,====))CH4+2O2。
【解析】
A、该反应的反应物都是化合物，不属于置换反应，不符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，不符合题意；
C、二氧化碳是由C、O元素组成的化合物，属于氧化物，水是由H、O元素组成的化合物，属于氧化物，甲烷是由C、H元素组成的化合物，不属于氧化物，氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，共涉及2种氧化物，符合题意；
D、由化学方程式可知，参加反应的反应物的分子个数比为：1:2，不符合题意。
故选C。
7．（2021·湖南岳阳）某反应的观过程如图所示，其中代表一个碳原子，代表一个氧原子，代表一个氢原子。下列说法正确的是（ ）
A．该反应是化合反应
B．反应前后氢元素的化合价发生了改变
C．甲醇是一种氧化物
D．甲醇中碳、氢、氧元素的质量比为1：4：1
【答案】B
【分析】
由图可知该反应的化学方程式为3H2+CO2eq \\ac(\s\up6(催化剂),\s\up1(─────),\s\d1(─────),\s\d6(一定条件))CH3OH+H2O。
【解析】
A、化合反应是指由两种或两种以上的物质反应生成另一种新物质的反应，由反应方程式可知该反应不属于化合反应，故A错误；
B、由反应方程式可知，反应前氢元素的化合价为0价，反应后氢元素存在于化合物中，其化合价一定不为0，故B正确；
C、氧化物是指由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，甲醇中含有碳、氢、氧三种元素，不属于氧化物，故C错误；
D、甲醇中碳、氢、氧元素的质量比为(12×1):(1×4) :(16×1)＝3:1:4，故D错误；故选B。
考向二、质量守恒定律的实验探究
1．验证质量守恒定律的实验方案
实验方案三：稀盐酸与碳酸钠固体反应前后质量的测定
实验装置：
实验原理：2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋H2O＋CO2↑
实验现象：有气泡产生，固体不断减少，天平不平衡。(不能用来验证质量守恒定律)
分析：由于生成的二氧化碳气体逸散到空气中，造成左边质量减少，天平指针偏向右边。
实验方案四：镁带燃烧前后质量的测定
实验装置：
实验原理：2Mg＋O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO
实验现象：发出耀眼的白光，生成一种白色固体，天平不平衡。
2．实验总结：
质量守恒定律适用于化学变化，不适用于物理变化；所选的化学反应，现象要明显，若利用有气体参加或生成的反应来进行实验，反应必须在密闭容器中进行。
易错警示
知识拓展
1.实验原理的选择：
一切易操作、速率适中、便于称量、现象明显的实验都可用于进行验证质量守恒定律。如：白磷和氧气的反应；铁钉和硫酸铜的反应。
2.实验装置的选择：
有气体参加（或生成）的实验需要在密闭装置中进行；无气体参加（或生成）的实验可以在密闭装置中进行，也可以在敞口容器中进行。
如：
3.实验现象的分析：
（1）化学反应的现象（说明肯定发生了化学反应）。
（2）天平的平衡状况（说明化学反应前后的质量关系）。
（3）如果反应后天平不平衡，对此现象的解释（如反应过程中是否有生成物逸散，是否有外界物质进入；用气球收集反应生成的气体时浮力的影响等）。
方法技巧
（1）注意装置是否密封。
（2）注意生成物中是否有气体逸出。
跟踪训练
1．如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列关于该实验的说法正确的是（ ）
A．实验过程中气球一直变大
B．该反应遵循质量守恒定律
C．白磷燃烧结束，立即将锥形瓶放在天平上称量
D．反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】B
【解析】A、白磷燃烧放热，导致气球膨胀，完全反应后降低至室温，由于氧气消耗，气球缩小，该选项说法不正确；
B、该反应遵循质量守恒定律，该选项说法正确；
C、白磷燃烧结束，不能立即将锥形瓶放在天平上称量，是因为此时气球膨胀，产生向上的浮力，导致天平失去平衡，该选项说法不正确；
D、反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量不一定等于反应后生成五氧化二磷的质量，例如白磷或氧气过量时，生成的五氧化二磷质量小于反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量，该选项说法不正确。
故选：B。
2．质量守恒定律是自然界最基本的规律之一。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．B．
C．D．
【答案】A
【解析】A、二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，反应在密闭装置中进行，没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，故选项正确。
B、红墨水不能与水反应，发生的是物理变化，不能用来验证质量守恒定律，故选项错误。
C、镁条在空气中燃烧生成氧化镁，由于有空气中的气体参加反应，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误。
D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，生成的氧气逸出，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误。
故选：A。
3．在“质量守恒定律“的课堂教学中，老师引导同学们进行“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”的实验探究。同学们按如图所示的实验装置和选用药品进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。
（1）A实验：白磷刚引燃，立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡。结论一：质量不守恒；待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡。结论二：质量守恒。你认为哪个结论是正确的 。而导致另一种结论错误的原因是 。
（2）B、C实验中发生了相同的化学反应（2HCl+Na2CO3＝2NaCl+H2O+CO2↑），但化学反应结束后称量，发现 B 实验中天平指针指向 （填“偏左”或“偏右”）。而C实验中天平仍然平衡，分析其原因是 。
（3）D组同学完成镁带燃烧实验后发现镁带质量增加了，你认为镁带燃烧符合“质量守恒定律”吗？ 。
【答案】后一种；白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大；
偏右；碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体从烧杯中逸出，被软塑料瓶收集起来；
符合。
【解析】（1）由于白磷刚引燃时燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大所以天平不平衡；故填：后一种；白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大；
（2）B、C实验中发生了相同的化学反应，但化学反应结束后称量，发现B实验中天平指针偏右，而C实验中天平仍然平衡，原因是：碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体从烧杯中逸出，被软塑料瓶收集起来；故填：偏右；碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体从烧杯中逸出，被软塑料瓶收集起来；
（3）镁带燃烧后，生成物的质量比镁带质量增加了，是因为镁与空气中的氧气反应生成氧化镁，属于化学变化，能用质量守恒定律来解释，故填：符合。
4．质量守恒定律的发现，凝聚了不少科学家的心血。
材料﹣：1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了。
材料二：1774年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。
请回答以下问题：
（1）小明认为波义耳实验也符合质量守恒定律，理由是 。
（2）小明采用图甲实验方案，测量酒精和水混合前后质量是否相等来验证质量守恒定律。老师看到后直接否定该方案，理由是 。
（3）小明决定用如图乙装置模拟拉瓦锡实验，测定反应前氧化汞的质量和反应后生成物的总质量是否相等来验证质量守恒定律。小明记录了以下几组数据：（已知：氧气的密度为p克/毫升，氧化汞分解的化学方程式：2HgOeq \\ac(\s\up7(△),\(===,====))2Hg+O2↑）
①反应前称取的氧化汞质量a克 ②反应前装有氧化汞试管的总质量b克
③反应结束冷却后试管的总质量c克 ④反应后量筒内增加的水体积d毫升
⑤反应前量筒的总质量e克； ⑥反应结束后量筒和水的总质量f克
实验操作均正确，在误差范围内，如果出现等量关系 （用上述字母表示），可用来验证质量守恒定律。
【答案】（1）在化学反应中参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量；
（2）酒精和水混合是物理变化；
（3）（b﹣c）v＝md。
【解析】（1）小明认为波义耳实验也符合质量守恒定律，理由是在化学反应中参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量；
（2）质量守恒定律只适用于化学变化，酒精和水混合是物理变化；
（3）固体减少的质量就是氧气的质量，量筒中水的体积就是生成的氧气的体积，所以需要知道反应前后试管的质量，题中给出了体积为V的氧气的质量为m，也就是氧气的密度，所以还需要知道生成氧气的体积，即量筒内水的体积，
固体减少的质量是：（b﹣c）g，氧气的密度是：mv，生成氧气的体积是d，
所以（b﹣c）=mv×d
即：（b﹣c）v＝md。
5．初三某化学兴趣小组同学。依据教材实验对化学反应前后质量变化进行了探究。
【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。
【实验装置设计】甲、乙、丙小组同学分别设计如图装置：
【讨论与探究】（1）甲小组实验中，白磷燃烧时，在锥形瓶底部加入少量水，其目的是： 。
（2）请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究，并按要求完成乙组和丙组。
①乙组实验结束后可观察到天平 （是或否）平衡；此反应 （填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律。
②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定，得出参加化学反应的各物质的质量总和 （填“大于”、“等于”或“小于”）反应后生成的各物质的质量总和。该反应中二氧化锰起 作用。
【实验结论】通过甲、乙、丙实验探究，你得到的结论是： 。
【实验分析】化学反应的过程是 重新组合的过程，即在一切化学反应中，反应前后原子的 没有改变，原子的 没有增减，原子的 也没有变化，所以化学反应遵守质量守恒定律。
【反思与交流】通过甲、乙、丙小组实验的探究，你得到的启示是： 。
【答案】
（1）吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；
（2）①否；遵守；②等于；催化；
【实验结论】参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；
【实验分析】原子；种类；数目；质量；
【反思与交流】有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。
【解析】【讨论与探究】
（1）甲小组实验中，磷燃烧时，在锥形瓶底部加入少量水，其目的是吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；
故填：吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；
（2）①乙组实验中，盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳从装置中逸出，可观察到现象是烧杯内有气泡产生，天平指针偏向右盘，天平不平衡；
此反应中，天平失去平衡是由于二氧化碳逸出导致的，因此该反应仍然遵守质量守恒定律。
故填：否；遵守；
②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定，得出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；
该反应中，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，因此二氧化锰起催化作用。
故填：等于；催化；
【实验结论】
通过甲、乙、丙实验探究，你得到的结论是参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；
故填：参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；
【实验分析】
化学反应的过程就是分子分成原子，原子不再分，而是原子重新组合得新的分子的过程，因此，一切化学反应前后，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量都没有改变，所以化学反应中存在质量守恒定律；
故填：原子；种类；数目；质量；
【反思与交流】
通过对以甲、乙、丙小组实验的探究，得到的启示是有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。
故填：有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。
真题再现
1．7．（2021·广西大学附属中学三模）下图所示实验中，可用于验证质量守恒定律的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】
A、蒸馏水和食盐水混合，无新物质生成，属于物理变化，无法验证质量守恒定律，不符合题意；
B、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，生成的二氧化碳散逸到空气中，无法验证质量守恒定律，不符合题意；
C、白磷燃烧生成五氧化二磷，属于化学变化，且在密闭容器中进行，可用于验证质量守恒定律，符合题意；
D、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，生成的氧气从导管散逸到空气中，无法验证质量守恒定律，不符合题意。
故选C。
2．（2018·山东滨州·中考真题）下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】
质量守恒定律是指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。由此可知：质量守恒定律是研究化学变化的质量问题，且为了能比较反应前后物质的质量总和，当反应涉及到气体时，应在密闭容器中进行。A、镁燃烧反应物有氧气参与，反应后部分氧化镁以烟的形式逸出，所以反应应在密闭容器中进行，错误；B、碳酸钠和盐酸反应生成气体二氧化碳，而装置没有密闭，错误；C、氯化钠和硝酸银发生化学反应，生成氯化银沉淀和硝酸钠，能用于验证质量守恒定律，正确；D、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，装置没有密闭，不能用于验证质量守恒定律，错误。故选C。
3．（2021·云南德宏·三模）图是在探究质量守恒定律时所做的实验。以下说法中错误的是（ ）
A．当两种药品混合时，产生大量的气泡
B．反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转
C．该反应遵守质量守恒定律
D．反应停止后，将烧杯放回天平，天平仍然平衡
【答案】D
【解析】
A、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以当两种药品混合时，观察到产生大量的气泡，选项正确；
B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，烧杯中的物质的质量减少，所以反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转，选项正确；
C、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应后有新物质生成，属于化学变化，所以的化学变化均遵循质量守恒定律，选项正确；
D、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，烧杯中的物质的质量减少，所以反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转，选项错误，故选D。
4．（2021·山东高新技术产业开发区·二模）小明欲用如图装置验证“质量守恒定律”，则下列说法中不正确的是（ ）
A．根据实验目的，小明应该测量的数据是反应前、后整个反应装罝的质量
B．如图中的石灰石和盐酸混合后，观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生
C．若天平的指针向右偏，说明该反应不遵循质量守恒定律
D．空气对膨胀后的气球产生的浮力会影响实验验证
【答案】C
【解析】
A、要验证质量守恒定律，则小明应该测量的数据是反应前后整个反应装置的质量，根据质量的变化情况而验征“质量守恒定律”，故A正确；
B、石灰石与稀盐酸的反应方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，反应有气体生成，故可观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生，故B正确；
C、若天平的指针向右偏，是由于空气的浮力作用使装置受到向上的浮力，干扰了实验结果，并不是不遵循质量守恒定律，任何化学反应都遵循质量守恒定律，故C错误；
D、空气会对膨胀后的气球产生浮力作用会影响实验验证，故D正确；
故选C。
5．（2017·四川成都·中考）用右图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（ ）
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
【答案】C
【解析】
验证质量守恒定律必须要称量到反应前后物质的质量。A．锌和稀硫酸反应，生成氢气逸出到空气中，未称量到它的质量，故错误；B．碳酸钠和稀盐酸反应，生成二氧化碳逸出到空气中，未称量到它的质量，故错误；C．铁和硫酸铜溶液反应，反应前后物质的质量都可以称量，故正确；D．氯化钠和稀盐酸不反应，故错误。故选C。
6．（2019·辽宁鞍山·中考真题）下列是初中化学常见的实验。请回答下列问题
（1）图A所示实验结束后，进入集气瓶中水的体积小于瓶内原气体体积的五分之一，造成该现象的原因是_____（答出一条即可）。
（2）图B所示实验观察到木屑先燃烧，燃烧的顺序说明燃烧的条件之一是_____。
（3）图C所示实验不能验证质量守恒定律的原因是_____。
（4）配制一定质量分数的氯化钠溶液，按图D所示量取溶剂，其他操作均正确，最终导致配制的溶液溶质的质量分数_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】红磷的量不足（或装置漏气或没有冷却到室温就打开弹簧夹） 温度达到了可燃物的着火点 装置不密闭，锌粒和稀硫酸反应生成的氢气逸散到空气中 偏小
【分析】
（1）根据探究空气中氧气含量的实验注意事项进行分析；
（2）根据燃烧的我歌今与君殊科进行分析；
（3）根据质量守恒定律定律的定义进行分析；
（4）根据配制溶液时的注意事项进行分析。
【解析】
（1）图A所示实验结束后，进入集气瓶中水的体积小于瓶内原气体体积的五分之一，造成该现象的原因是：红磷的量不足（或装置漏气或没有冷却到室温就打开弹簧夹）；
（2）煤粉和木屑都是可燃物，都与氧气接触，木屑先燃烧是因为温度先达到了木屑的着火点；
（3）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；图C所示实验不能验证质量守恒定律的原因是：装置不密闭，锌粒和稀硫酸反应生成的氢气逸散到空气中；
（4）用量筒量取液体时，仰视读数，使实际量取液体的体积比要量取的液体体积偏大，配制溶液溶质的质量分数偏小。
7．（2021·辽宁朝阳·中考真题）在实验室开放日，为验证质量守恒定律，甲、乙两组同学分别设计了以下实验，并进行了规范的操作和细致的观察。请参与并完成相关问题：
（提出问题）
两组实验都能验证质量守恒定律吗？
（进行实验）
甲组同学在实验过程中发现，化学反应前后天平平衡，成功验证了质量守恒定律，其化学方程式为 ______。乙组同学在实验过程中发现天平指针向右倾斜，其原因是 ____。此反应 ______（填“遵循”或“不遵循”）质量守恒定律。
（实验结论）
在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的化学反应，一定要在 _______装置中进行。
（发现问题）
实验过后，两组同学对乙组烧杯中的废液进行了探究。废液中所含溶质是什么？
（猜想与假设）
猜想Ⅰ：只有NaCl；
猜想Ⅱ：NaCl、Na2CO3和HCl；
猜想Ⅲ：NaCl和HCl；
猜想Ⅳ：______。
（交流讨论）
经过讨论，甲组同学认为，猜想_______是错误的，原因是_______（用化学方程式回答）。
（实验与结论）
甲组同学先将少量废液滴入试管中，然后滴入酚酞溶液，现象为 _____，原因是 ______，则猜想Ⅳ正确。乙组同学将少量废液滴入试管中，然后滴入氯化钡溶液，现象为 _______，则猜想Ⅳ正确。
（拓展与应用）
（1）若想验证猜想Ⅲ正确，可选择的试剂有______（填字母序号）。
A．紫色石蕊溶液
B．铁粉
C．氢氧化钠溶液
D．碳酸钾溶液
（2）若猜想Ⅲ正确，想得到废液中的氯化钠固体，根据盐酸的性质，无需另加试剂，只需对废液进行______操作即可。
【答案】BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2 反应生成的二氧化碳逸出装置 遵循 密封 NaCl、Na2CO3 Ⅱ Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 溶液变红色 碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色 产生白色沉淀 ABD 蒸发
【解析】
进行实验
甲组同学在实验过程中发现，化学反应前后天平平衡，成功验证了质量守恒定律，过程中氯化钡和硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜，其化学方程式为：BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2；
乙组同学在实验过程中发现天平指针向右倾斜，其原因是反应生成的二氧化碳逸出装置，此反应遵循质量守恒定律。
故填：BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2；反应生成的二氧化碳逸出装置；遵循。
实验结论
在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的化学反应，一定要在密封装置中进行。
故填：密封。
猜想与假设
猜想Ⅰ：恰好完全反应时只有NaCl；
猜想Ⅱ：NaCl、Na2CO3和HCl；
猜想Ⅲ：盐酸过量时是NaCl和HCl；
猜想Ⅳ：碳酸钠过量时是NaCl、Na2CO3。
故填：NaCl、Na2CO3。
交流讨论
经过讨论，甲组同学认为，猜想Ⅱ是错误的，原因是碳酸钠和盐酸不能共存，即碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
故填：Ⅱ；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
实验与结论
甲组同学先将少量废液滴入试管中，然后滴入酚酞溶液，溶液变红色，原因是碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色，则猜想Ⅳ正确；
乙组同学将少量废液滴入试管中，然后滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，则猜想Ⅳ正确。
故填：溶液变红色；碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；产生白色沉淀。
拓展与应用
（1）A.盐酸显酸性，能使石蕊试液变红色，可以用紫色石蕊溶液；
B.铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，可以用铁粉；
C.氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，不能用氢氧化钠溶液；
D.碳酸钾和盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，可以用碳酸钾溶液。
故填：ABD。
（2）若猜想Ⅲ正确，想得到废液中的氯化钠固体，根据盐酸的性质，无需另加试剂，只需对废液进行蒸发操作即可，是因为随着蒸发进行，氯化氢挥发逸出。
故填：蒸发。
8．（2017·山东德州·中考真题）化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如右图）。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。
（1）请写出镁条燃烧的化学方程式____________。
（2）同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是：_______________。
（3）小红按右下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。
（提出问题）黄色固体是什么？
（查阅资料）①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
（做出猜想）黄色固体是Mg3N2
（实验探究）请设计实验，验证猜想
（反思与交流）①氮化镁中氮元素的化合价是_______________________；
②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是：_______________________ ；
③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：_______________________。
【答案】2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====)) 2MgO 大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全 收集产物中的黄色固体放人试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸 有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色；黄色固体是Mg3N2 -3 氮气化学性质不如氧气活泼 燃烧不一定需要有氧气参加
【解析】
（1）镁条燃烧的化学方程式为：2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO
（2）镁条燃烧后收集到的产物质量小于镁条的质量，出现这样实验结果的原因可能是：大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全。
（3）[实验探究]将收集的产物中的黄色固体放人试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸；有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色；得到结论：黄色固体是Mg3N2。
[反思与交流]①化合物各元素化合价的代数和为零。②氮气化学性质不如氧气活泼。③燃烧不一定需要有氧气参加。实验方案
方案一：
在密闭容器中进行红磷燃烧实验
方案二：
在敞口容器中进行硫酸铜溶液与铁的反应
实验装置
实验原理
4P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5
Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
实验现象
红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，天平平衡
铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，天平平衡
反应前
总质量
m1
m'1
反应后
总质量
m2
m'2
反应前后总
质量的关系
m1=m2
m'1=m'2
分析
红磷(P)+氧气(O2) eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))五氧化二磷(P2O5)
容器密闭，没有物质进入或散失
铁(Fe)+硫酸铜(CuSO4)＝铜(Cu)+硫酸亚铁(FeSO4)
反应无气体参加，无气体生成
结论
分析比较两个方案的实验结果，可以发现反应前后物质的质量总和不变
实验操作
实验现象及结论
_______________________
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