考題訓練(十五)__質量守恒定律__化學方程式及其簡單計算

|夯 實 基 礎|

1．[2017·廣安]下列變化，遵循質量守恒定律的是( )

A．石墨制成金剛石

B．2 g H2完全燃燒生成36 g H2O

C．水變成汽油

D．冰轉化成干冰

2．[2017·桂林]關于化學反應C＋O2eq o(=====,sup7(點燃))CO2，說法錯誤的是( )

A．反應前后分子種類沒變

B．反應前后物質總質量相等

C．該反應放出熱量

D．該反應為化合反應

3．[2017·成都]用圖Z15－1所示裝置驗證質量守恒定律，能達到實驗目的的物質組合是( )

A．鋅和稀硫酸 B．碳酸鈉和稀鹽酸

C．鐵和硫酸銅溶液 D．氯化鈉和稀鹽酸

4．[2017·邵陽]AgNO3固體見光或受熱易分解，故保存在棕色瓶中，AgNO3見光分解時產生一種有刺激性氣味的氣體，該氣體可能是( )

A．H2S B．SO2

C．N2 D．NO2

5．[2017·龍東]實驗室用濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣，反應的化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq o(=====,sup7(△))X＋Cl2↑＋2H2O，則X的化學式為( )

A．MnCl2 B．ClO2

C．MnCl4 D．HClO

6．[2017·上海]過氧化氫分解的微觀示意圖如圖Z15－2所示，方框內應是( )

7．[2017·天津]在反應A＋3B===2C＋3D中，已知2.3 g A跟4.8 g B恰好完全反應生成4.4 g C。又知D的相對分子質量為18，則A的相對分子質量為( )

A．23 B．46 C．92 D．96

8．[2017·唐山路南區三模]下列化學方程式書寫正確，并且能夠達到實驗目的的是( )

A．高爐煉鐵：2Fe2O3＋3Ceq o(=====,sup7(高溫))4Fe＋3CO2↑

B．鹽酸除鐵銹：Fe2O3＋6HCl===2FeCl2＋3H2O

C．氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O

D．用熟石灰處理硫酸廠的污水：Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋H2O

9．白磷在密閉容器(含有空氣)內燃燒，容器內有關的量隨時間變化的圖像正確的是( )

10．寫出下列反應的化學方程式。

(1)用紅磷測定空氣中氧氣含量的原理：__________________________________。

(2)農業上配制波爾多液：________________________________________________________________________。

(3)金屬鋁耐腐蝕的原因：________________________________________________________________________。

(4)天然氣的主要成分在空氣中燃燒：______________________

11．[2017·安徽]實驗室加熱氯酸鉀(KClO3)和二氧化錳的混合物28.0 g制取氧氣，完全反應后剩余固體質量為18.4 g。請計算：

(1)生成氧氣的質量。

(2)原混合物中氯酸鉀的質量。

|能 力 提 升|

1．[2017·永州]為避免汽車尾氣的有害氣體對大氣的污染，目前最有效的方法是給汽車安裝尾氣凈化裝置。其凈化原理是

，下列說法不正確的是( )

A．x＝2

B．最終排放的汽車尾氣是混合物

C．反應中氮元素的化合價由＋2變為0

D．該反應生成的N2和CO2的質量比為1∶2

2．[2016·漳州]改編如圖Z15－4表示四種物質在密閉容器中反應一段時間后質量的變化，下列說法正確的是( )

A．d一定是該反應的催化劑

B．b的相對分子質量大于a

C．該化學反應表達式可表示為

D．反應的某時刻，參加反應的c的質量一定等于生成的a、b的質量之和

3．[2017·保定蓮池區模擬]一定條件下，甲、乙、丙、丁四種物質在密閉容器中反應，測得反應前后各物質的質量分數如圖Z15－5所示，下列說法正確的是( )

A．丁是該反應的催化劑

B．該反應的基本類型是分解反應

C．該反應中乙、丙的質量比為3∶17

D．甲一定屬于單質

4．[2017·安徽]科學家發現，利用催化劑可有效消除室內裝修材料釋放的甲醛，其反應的微觀示意圖如下。下列有關該反應的說法正確的是( )

A．屬于置換反應

B．可解決甲醛帶來的室內空氣污染問題

C．其中甲醛屬于氧化物

D．化學方程式為：HCO＋O2===CO2＋H2O

5．[2017·達州]某純凈物3 g在氧氣中完全燃燒，生成8.8 g二氧化碳和5.4 g水。下列說法不正確的是( )

A．該純凈物中含有C、H元素，不含O元素

B．該反應中O2和CO2的質量比為14∶11

C．該反應中O2和H2O的分子數之比為7∶6

D．該純凈物中C、H原子的個數比為1∶4

6．[2017·湘潭]一定條件下，一個密閉容器內發生反應，測得反應前后各物質的質量如下表所示。下列有關說法不正確的是( )

A.x的取值范圍是：0≤x≤45

B．參加反應的A和B的質量之比為3∶1

C．當y≤20時，該反應為化合反應

D．x＋y＝65

7．[2016·福州]質量守恒定律的發現對化學的發展作出了重要貢獻。

(1)通過稱量下列各組試劑在密閉容器內混合前后的總質量，能用于驗證質量守恒定律的是________(填序號)。

A．蔗糖和水

B．氯化鈉溶液和硝酸鉀溶液

C．鐵和氯化銅溶液

(2)在氧氣中點燃紅磷的實驗，固體質量的變化如圖Z15－7所示。

①從燃燒條件分析，固體質量在t1前沒有發生變化的原因是_______________________________。

②該反應的化學方程式為________________________________________________________________________。

③參加反應的氧氣質量為________g。

(3)某反應的微觀示意圖如圖Z15－8所示：

①該反應所屬的基本反應類型為_________________________________________________。

②參加反應的甲物質和生成的丙物質的分子數目比為________。

8.

[2017·德州]化學興趣小組為驗證質量守恒定律，做了鎂條在空氣中燃燒的實驗(如圖Z15－9)。同學們觀察到鎂條在空氣中劇烈燃燒，發出耀眼的強光，產生的大量白煙彌漫到空氣中，最后在石棉網上得到一些白色固體。

(1)請寫出鎂條燃燒的化學方程式：________________________________。

(2)同學們通過稱量發現：在石棉網上收集到產物的質量小于鎂條的質量。有人認為這個反應不遵循質量守恒定律。你認為出現這樣實驗結果的原因可能是______________________

(3)小紅按圖Z15－10所示裝置改進實驗，驗證了質量守恒定律，還發現產物中有少量黃色固體。

[提出問題] 黃色固體是什么？

[查閱資料] ①氧化鎂為白色固體；②鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色固體氮化鎂(Mg3N2)；③氮化鎂可與水劇烈反應產生氨氣，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。

[作出猜想] 黃色固體是Mg3N2。

[實驗探究] 請設計實驗，驗證猜想。

[反思與交流] ①氮化鎂中氮元素的化合價是____________。

②空氣中N2的含量遠大于O2的含量，可是鎂條在空氣中燃燒產物MgO卻遠多于Mg3N2，合理的解釋是________________________________________________________________________。

③同學們又聯想到氫氣在氯氣中能夠燃燒，于是對燃燒條件又有了新的認識：____________________

9．[2017·荊門]為測定某黃銅(銅、鋅合金)中銅的質量分數。稱取32.5 g該黃銅粉末放入燒杯中，再向燒杯內加入200 g稀硫酸(足量)，每隔10分鐘測燒杯內(不含燒杯)剩余物質的質量，測得數據如下表：

(1)完全反應生成氫氣的質量為________g。

(2)計算該黃銅中銅的質量分數。(寫出計算過程)

10．[2017·雅安]化學興趣小組用一瓶久置的過氧化氫溶液制取氧氣并測量過氧化氫的質量分數。稱量68 g過氧化氫溶液和0.1 g二氧化錳進行實驗，反應前后質量隨時間變化的關系如圖Z15－11。計算：

(1)制得氧氣的質量是________g。

(2)過氧化氫的質量分數是多少？

參考答案

|夯實基礎|

1．A　[解析] 2 g氫氣和16 g氧氣完全燃燒會生成18 g水；化學反應前后元素的種類不變，水是由氫元素和氧元素組成的化合物，故水不會生成含有碳元素的汽油；冰是水，干冰是固體二氧化碳，水不能轉化為二氧化碳。

2．A　[解析] 根據質量守恒定律可知，化學反應前后原子種類和數目不變，而分子種類一定改變；反應前后物質總質量不變。

3．C　[解析] 根據質量守恒定律分析可知，反應中有氣體參加或生成的實驗必須處于密閉系統中。鋅和稀硫酸反應有氫氣生成，碳酸鈉和稀鹽酸反應有二氧化碳產生，故兩者都不可以達到實驗目的；鐵和硫酸銅溶液反應，無氣體生成，反應前后質量不變，能用圖示裝置驗證質量守恒定律；質量守恒定律適用于所有的化學變化，氯化鈉和稀鹽酸之間不能發生化學反應，故不能達到實驗目的。

4．D　[解析] 硝酸銀中沒有硫元素也沒有氫元素，不可能產生硫化氫氣體和二氧化硫氣體；硝酸銀中有氮元素，但是氮氣是無色無味的氣體，所以該氣體也不是氮氣，而是二氧化氮。

5．A　[解析] 從化學方程式可以看出，反應物中含有1個錳原子、2個氧原子、4個氫原子和4個氯原子，根據質量守恒定律，化學反應前后原子的種類和數目不變，生成物中也應該含有這些原子，但已知生成物中含有2個氯原子、4個氫原子和2個氧原子，所以X的一個分子中含有1個錳原子和2個氯原子，故X的化學式是MnCl2。

6．B　[解析] 過氧化氫分解生成水和氧氣，由微觀示意圖可知，圖中的已知生成物是氧氣，則方框內的生成物應該是水，根據反應的化學方程式，可確定方框內物質應該是兩個水分子，每個水分子由2個H原子和1個O原子構成。

7．B　[解析] 根據質量守恒定律可知，參加反應的A和B物質的質量總和等于生成的C和D物質的質量總和，因此生成D的質量為2.3 g＋4.8 g－4.4 g＝2.7 g。設A的相對分子質量為x。

A＋3B===2C＋3D

x 3×18

2．3 g 2.7 g

eq f(x,3×18)＝eq f(2.3 g,2.7 g)，x＝46，故B正確。

8．C

9．C　[解析] 根據質量守恒定律可知，化學反應前后原子種類和數目都不變，元素種類也不變，反應前后物質的總質量不變，因此A、B、D錯誤，C正確。

10．(1)4P＋5O2eq o(=====,sup7(點燃))2P2O5

(2)CuSO4＋Ca(OH)2===Cu(OH)2↓＋CaSO4

(3)4Al＋3O2===2Al2O3

(4)CH4＋2O2eq o(=====,sup7(點燃))CO2＋2H2O

11．解：(1)生成氧氣的質量為28.0 g－18.4 g＝9.6 g。

(2)設原混合物中氯酸鉀的質量為x。

2KClO3eq o(=====,sup7(MnO2),sdo5(△))2KCl＋3O2↑

245 96

x 9.6 g

eq f(245,96)＝eq f(x,9.6 g)

x＝24.5 g

答：(1)生成氧氣的質量為9.6 g；(2)原混合物中氯酸鉀的質量為24.5 g。

[解析] (1)根據質量守恒定律，反應前后物質的總質量不發生改變，則反應前后固體的質量差即為生成氣體(O2)的質量。(2)由氧氣的質量，根據氯酸鉀分解的化學方程式可計算出反應的氯酸鉀的質量，即混合物中氯酸鉀的質量。

|能力提升|

1．D　[解析] 該反應生成的氮氣和二氧化碳的質量比為28∶(2×44)＝7∶22。

2．D　[解析] 根據對比反應前后物質的質量可知，a、b質量增大，為生成物，c質量減小，為反應物，d質量不變，可能是反應中的催化劑，也可能與反應無關，故該反應表達式可表示為ceq o(――→,sup7(d))a＋b或c―→a＋b；根據現有條件無法比較b、a的相對分子質量大小；根據質量守恒定律可知，參加反應的c的質量一定等于生成的a、b的質量之和。

3．C

4．B　[解析] 由圖可知，該反應是甲醛和氧氣在催化劑表面發生反應，生成水和二氧化碳。由于生成物是兩種化合物，故該反應不屬于置換反應；因生成的水和CO2為無毒無害的物質，故該反應可解決甲醛帶來的室內空氣污染問題；由圖知甲醛的化學式為CH2O，則甲醛由C、H、O三種元素組成，不屬于氧化物；該反應的化學方程式為H2CO＋O2eq o(=====,sup7(催化劑))CO2＋H2O。

5．D　[解析] 3 g純凈物在氧氣中燃燒生成二氧化碳8.8 g和水5.4 g，所以該純凈物中一定含有碳、氫元素，8.8 g二氧化碳中所含碳元素的質量為8.8 g×eq f(12,44)＝2.4 g，5.4 g水中所含氫元素的質量為5.4 g×eq f(2,18)＝0.6 g，碳、氫元素的質量和為2.4 g＋0.6 g＝3 g，所以純凈物中只含有碳、氫元素，不含氧元素；依據質量守恒定律，參加反應的氧氣的質量為8.8 g＋5.4 g－3 g＝11.2 g，所以反應中氧氣和二氧化碳的質量比為11.2 g∶8.8 g＝14∶11；反應中氧氣和水的分子個數比為eq f(11.2 g,32)：eq f(5.4 g,18)＝7∶6；該純凈物中C、H原子的個數比為eq f(2.4 g,12)：eq f(0.6 g,1)＝1∶3。

6．A　[解析] x的取值范圍應當是0≤x≤65，我們假設C為最終產物，A完全反應，D完全反應，也就是反應后質量為0，根據質量守恒定律C的質量最大為25 g＋15 g＋20 g＋5 g＝65 g，再假設D為最終產物，C完全反應，那么C的最小質量為0，所以x的取值范圍應當是0≤x≤65；由表格可知，A物質15 g完全反應，B物質反應了5 g，所以參加反應的A、B的質量之比是15 g∶5 g＝3∶1；當y≤20時，說明D物質為反應物或者為催化劑或者不反應，由圖可知反應后A、B物質的質量均減少，根據質量守恒定律，物質C反應后的質量會增加，則該反應是化合反應；根據質量守恒定律，反應前的總質量為15 g＋15 g＋25 g＋20 g＝75 g，已知反應后B的質量為10 g，A的質量為0，那么x＋y＝75－10＝65。

7．(1)C　(2)①溫度未達到紅磷的著火點

②4P＋5O2 eq o(=====,sup7(點燃)) 2P2O5　③8.0

(3)①置換反應　②1∶2

[解析] (1)A中蔗糖和水混合，B中氯化鈉溶液和硝酸鉀溶液混合都不會發生化學變化，故不能驗證質量守恒定律，C中鐵和氯化銅溶液能反應生成銅和氯化亞鐵，能用于驗證質量守恒定律。(2)①開始加熱紅磷時，溫度未達到紅磷的著火點，紅磷未燃燒，所以固體的質量不變；③根據質量守恒定律，反應后固體增加的質量是參加反應的氧氣的質量，即14.2 g－6.2 g＝8.0 g。(3)根據微觀圖可以寫出該反應的化學方程式：2F2＋2H2O===4HF＋O2，據此可判斷該反應是置換反應，且參加反應的甲物質和生成的丙物質的分子數目比為2∶4＝1∶2。

8．(1)2Mg＋O2eq o(=====,sup7(點燃))2MgO

(2)大量的白煙彌漫到空氣中，使得生成物收集不全

(3)[實驗探究] 將產物中的黃色固體放入試管中，加入適量水，在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙　現象：有刺激性氣味的氣體生成，試紙由紅色變為藍色；結論：黃色固體是Mg3N2

[反思與交流] ①－3

②氮氣的化學性質不如氧氣的活潑

③燃燒不一定需要有氧氣參加

[解析] (2)鎂條燃燒的同時產生大量白煙，即有氧化鎂擴散到空氣中去了，使收集到的產物不全，所以在石棉網上收集到產物的質量小于鎂條的質量。(3)[實驗探究] 根據查閱的資料可知：氮化鎂可與水劇烈反應產生氨氣，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。可以取少量黃色粉末放入試管內，加入少量水，用濕潤的紅色石蕊試紙來檢驗是否有氨氣放出。若試紙變藍，則說明黃色粉末是氮化鎂。[反思與交流] ②空氣中N2的含量遠大于O2的含量，可是鎂條在空氣中燃燒產物MgO卻遠多于Mg3N2的原因是氧氣性質遠比氮氣活潑，Mg更容易與氧氣反應。③狹義的燃燒是可燃物與氧氣發生的發光放熱的劇烈的氧化反應，廣義上的燃燒，不一定要有氧氣的參與。

9．(1)0.4

(2)解：設該黃銅中鋅的質量為x。

Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

65 2

x 0.4 g

eq f(65,2)＝eq f(x,0.4 g)　x＝13 g

黃銅中銅的質量分數為eq f(32.5 g－13 g,32.5 g)×100%＝60%。

答：黃銅中銅的質量分數為60%。

[解析] 由質量守恒定律可知，反應前反應物的總質量為200 g＋32.5 g＝232.5 g，反應40分鐘后反應物總質量為232.1 g，并且不再改變，說明反應已經完全，所以完全反應生成氫氣的質量為200 g＋32.5 g－232.1 g＝0.4 g，然后再利用氫氣的質量進行化學方程式的計算得出答案。

10．(1)0.8

(2)解：設參加反應的過氧化氫的質量為x。

2H2O2eq o(=====,sup7(MnO2),sdo5(△))2H2O＋O2↑

68 32

x 0.8 g

eq f(68,32)＝eq f(x,0.8 g)　x＝1.7 g

過氧化氫的質量分數為eq f(1.7 g,68 g)×100%＝2.5%。

答：過氧化氫的質量分數是2.5%。