2023年浙江省初中科学 一轮复习 第三部分 第31讲　质量守恒定律及化学方程式 专题练习

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重难点突破
质量守恒定律的验证
【例1】(2020·衢州)利用加热高锰酸钾的方法,验证化学反应中质量守恒定律。
如图,小科将适量高锰酸钾装入试管,塞入一团棉花并测出试管、棉花与药品的总质量为m1。加热使之充分反应后,测得量筒中气体体积为V,再次测得反应装置与物质总质量为m2,已知常温常压下氧气密度为ρ。据此请回答:
(1)实验中用量筒收集气体的好处是 便于直接读出氧气的体积 。
(2)实验中,试管口内壁附着紫红色小液滴,请解释产生该现象的原因 高锰酸钾粉末溶于冷凝水形成溶液 。
(3)根据实验数据计算发现:m1-m2≠ρV,与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是 BCD 。
A.试管中高锰酸钾没有完全分解
B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C.未调节量筒内外液面相平就读数
D.停止加热时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
变式训练
1.(2022·舟山)小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材,探究化学反应中物质质量的变化规律,装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生,再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
Ⅰ、锥形瓶内装入白磷,塞紧瓶塞放在天平托盘上,调节平衡;
Ⅱ、取下锥形瓶,将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后,接触引燃白磷,并立即塞紧瓶塞;
Ⅲ、待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 天平是否平衡 。
【实验结论】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。
【交流反思】
(1)要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 白磷燃烧,产生大量白烟 。
(2)反应结束后,若白磷有剩余,你认为是否仍能得出上述结论,并请说明理由。 能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变 。
质量守恒定律的应用
【例2】(2022·金华)“宏观—微观—符号—量”是科学特有的表征物质及其变化的方法。2022年4月16日,神舟十三号载人飞船圆满完成飞行任务。火箭助推器使用偏二甲肼和四氧化二氮作为推进剂,燃烧时发生反应的微观示意图如下,下列说法不正确的是(A)
A.从量的角度看:反应前后原子总数减少
B.从微观构成看:氮气是由氮分子构成的
C.从符号表征看:四氧化二氮的化学式是N2O4
D.从宏观物质看:燃烧产物中含有单质与化合物两类物质
【例3】(2021·杭州)二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径。如图是一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(化学式为C2H6O)的途径:
CO2甲醇(化学式为CH4O)二甲醚(化学式为C2H6O)
(1)转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水,这种单质的化学式为 H2 。
(2)转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水,反应中生成二甲醚和水的分子数之比为 1∶1 。
变式训练
2.(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(C)
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
3.(2022·丽水)2021年9月,我国科学家在世界上首次实现利用二氧化碳人工合成淀粉[(C6H10O5)n],如图为人工合成淀粉过程中第一步反应的微观示意图。
(1)参加反应的和分子个数比为 3∶1 。
(2)3.2克有机物X中碳元素的质量为 1.2 克。
(3)若人工合成淀粉实现工厂化、规模化生产,在一定程度上能 ABC (填字母)。
A.缓解粮食危机 B.缓解温室效应
C.节省耕地资源
化学方程式及其相关计算
【例4】(2020·台州)某同学用足量的金属镁与7.3 g 5%的稀盐酸反应,测量产生氢气的体积。
(1)已知氢气的密度比空气小,难溶于水。应选择甲图中的 B和D 装置进行制取和收集。
(2)乙图为检查发生装置气密性的操作,当观察到水中的导管口有 气泡,松手后导管口有一段水柱 产生,则表示该装置气密性良好。
(3)已知氢气的密度为0.09 g·L-1,请计算能收集到多少升氢气。(计算结果精确到0.01)
解:盐酸中溶质氯化氢的质量:7.3 g×5%=0.365 g。
设生成氢气的质量为m。
Mg+2HClMgCl2+H2↑
73 2
0.365 g m
732=0.365 gm m=0.01 g
V=mρ=0.01 g0.09 g·L-1≈0.11 L
答:能收集到0.11升的氢气。
(4)反应结束后,发现实际收集到的气体体积比计算值要大,请分析可能原因(写出两点)
反应放热使反应容器内的气体受热膨胀、镁与水发生反应产生气体(答案合理即可) 。
变式训练
4.(2022·湖州)在研究“酸与碱之间发生的反
应”过程中,取一洁净的锥形瓶,往其中加入25克氢氧化钠溶液,然后逐滴滴入质量分数为7.3%的稀盐酸。
(1)为了获取酸能与碱反应的证据,滴加稀盐酸前,锥形瓶中还需加入的是 无色酚酞或紫色石蕊(指示剂) 。
(2)酸与碱之间反应的实质是 氢离子与氢氧根离子结合成水分子(H++OH-H2O) 。
(3)滴加稀盐酸至恰好完全反应,锥形瓶及溶液总质量随加入稀盐酸质量的变化关系如图所示。
①a的值是 20 。
②求反应后溶液中溶质的质量分数。
解:设生成氯化钠的质量为x
NaOH+HClNaCl+H2O
36.5 58.5
20克×7.3% x
36.520克×7.3%=58.5x x=2.34克
反应后溶液的质量=25克+20克=45克
溶质(氯化钠)的质量分数=2.34克/45克=5.2%

当堂检测
1.下列有关催化剂的说法正确的是(B)
A.在化学反应后其质量减小
B.催化剂能改变化学反应速率
C.在化学反应后其质量增加
D.在化学反应后其化学性质发生了变化
2.(2021·宁波)如图是物质甲和乙反应生成丙的微观示意图。下列说法正确的
是(A)
A.该反应属于化合反应
B.甲、乙、丙都是有机物
C.该反应中参加反应的甲和乙质量比为1∶1
D.该反应在反应前后原子的种类发生了改变
3.电解水的实验装置如图所示,下列说法正确的是(A)
A.电解前后元素种类不变
B.实验说明水由H2和O2组成
C.反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑
D.a管收集的气体能使燃着的木条燃烧更旺
4.(2021·江西)二氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇(一种燃料)和水,反应的微观示意图如下,有关说法正确的是(D)
A.甲醇的化学式为CH3O
B.甲醇中碳元素的质量分数最小
C.参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为1∶4
D.利用该反应可减少二氧化碳的排放
5.(2022·金东区二模)如图为一种新型火箭推进剂在火箭发射过程中发生反应的微观示意图。下列说法正确的是(B)
A.四种物质都是化合物
B.甲和丁都是氧化物
C.该反应为复分解反应
D.反应前后分子总数不变
6.(2021·黑龙江)密闭容器中有M、N、P、Q四种物质,在一定条件下发生化学反应,测得反应前后有关数据如下,关于此反应说法正确的是(C)
A.物质P一定是该反应的催化剂
B.待测数值是5
C.该反应是化合反应
D.在此反应中N与Q的质量比4∶5
7.(2022·杭州适应性)向稀硫酸中滴加硝酸钡溶液至恰好完全反应,如图“”“”“”表示烧杯内溶液中由溶质电离产生的不同离子,请写出该反应的化学方程式 Ba(NO3)2+H2SO4BaSO4↓+2HNO3 ;其中的“”表示 NO3- 。
8.(2021·泸州)中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料,在700 ℃下隔绝空气反应得到了纳米级金刚石粉末和化合物X。该成果被科学家们喻为“稻草变黄金”。回答下列问题:
(1)CCl4中碳元素的化合价为 +4 ;化合物X的化学式是 NaCl 。
(2)该反应需隔绝空气进行的原因是 金属钠能与空气中的氧气反应 。
9.(2022·北仑二模)为了探究石灰石的纯度(假设样品中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应),称取20 g石灰石样品分成4等份(编号为①②③④),每份样品分别与一定量的稀盐酸反应,所得数据如表所示:
求:
(1)该石灰石样品的纯度为 80% 。
(2)稀盐酸溶液的溶质质量分数为多少?
(3)将编号③所得溶液过滤,取滤液,向其中滴加溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液使其充分反应直至过量,有关的变化如图所示,求m的值是多少?
(2)解:设10 g稀盐酸中氯化氢质量为x,
由①可知,10 g 稀盐酸和1 g碳酸钙恰好完全反应,
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 ↑
100 73
1 g x
1001 g=73x
x=0.73 g;
盐酸溶液的溶质质量分数为0.73 g10 g ×100%= 7.3%,
答:盐酸溶液的溶质质量分数为7.3%
(3)解:设反应生成氯化钙质量为y,与氯化钙反应的碳酸钠质量为z,
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 ↑
100 111
5 g× 80% y
1005 g×80%=111y
y=4.44 g,
Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl
106 111
z 4.44 g
106z=1114.44 g
z=4.24 g,
与氯化钙反应的碳酸钠溶液质量: 4.24 g÷10.6%= 40 g,
m=5+40=45,
答: m的值是45。
物质
M
N
P
Q
反应前质量/g
18
1
2
32
反应后质量/g
待测
26
2
12
样品编号
①
②
③
④
稀盐酸的质量/g
10
20
45
80
剩余固体的质量/g
4
3
1
1