2022年中考化学专题复习热点题型解读质量守恒定律探究

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质量守恒定律探究 例1  在不同温度下，Hg与HgO可以相互转化。如图所示的实验装置可用来研究氧化汞的分解与生成的反应前后各物质的质量关系。下列叙述错误的是(    )A.常温下，Hg很难与O2反应B.汞在汞槽中起到液封的作用C.汞能将密闭容器内空气中的氧气几乎耗尽D.HgO受热分解时，反应前后物质的总质量减少解析  常温下，Hg很难与O2反应，A正确；汞在汞槽中起到液封的作用，B正确；汞能将密闭容器内空气中的氧气几乎耗尽，C正确；HgO受热分解时，反应前后物质的总质量不变，D错误。答案  D例2  小柯做了一个趣味实验：他先将鸡蛋壳碾碎装入气球，再把气球套在盛有白醋的锥形瓶底口，然后把气球中的蛋壳加入锥形瓶中(装置的气密性良好)，实验过程如图。下列对该实验的分析正确的是(    )A.不能验证质量守恒定律，因为气球受到浮力B.冷却至室温时，瓶内气体分子间空隙变大C.反应没有气体生成D.反应没有热量放出解析  该实验中生成的二氧化碳气体使气球膨胀变大，排开空气的体积变大，故受到时空气的浮力，不能用来验证质量守恒定律，A正确；气体在降温后收缩，分子之间的间隙变小，B错误；该实验中碳酸钙与醋酸反应后生成了二氧化碳气体，C错误；冷却至室温时，气球缩小，说明反应过程中放热，D错误。答案  A例3  利用如图所示装置进行如下实验探究。在锥形瓶中放入一小粒白磷，塞好瓶塞后玻璃管下端刚好能与白磷接触，将整套装置放在托盘天平上调节至平衡，取下橡皮塞，将玻璃管放在酒精灯火焰上灼烧至红热，迅速塞紧瓶塞，将白磷引燃，待锥形瓶冷却后观察天平是否平衡。(1)实验时，气球的变化是　　。(2)根据白磷引燃前后的变化，可知燃烧的条件是　　；玻璃管受热不燃烧，白磷受热能燃烧，可知燃烧的条件是　　。(3)实验前后天平保持平衡，实验后，松开橡皮塞，则天平指针　　(填“向左偏”“向右偏”或“指向中间”)(4)白磷(P4)燃烧生成P2O5，写出该反应的化学方程式：　　。解析  (1)实验时，白磷燃烧放热，导致瓶内气压增大，气球膨胀，冷却至室温后，瓶内氧气消耗，气压减小，气球收缩，因此气球的变化是先膨胀后缩小。(2)根据白磷引燃前后的变化，可知燃烧的条件是与氧气接触，温度达到可燃物着火点；玻璃管受热不燃烧，白磷受热能燃烧，可知燃烧的条件是可燃物。(3)实验前后天平保持平衡，实验后，松开橡皮塞，空气进入瓶中，则天平指针向左偏。(4)白磷燃烧生成P2O5，该反应的化学方程式为P4+5O22P2O5。答案  (1)先膨胀后缩小  (2)达到着火点  物质是可燃物  (3)向左偏  (4)P4+5O22P2O5例4  某兴趣小组设计如下实验探究质量守恒定律。(1)如图甲，小柯将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。然后取下烧杯把铁钉放入试管中，一段时间后，再把烧杯放回天平左盘，最后天平是否平衡？____________。反应后试管内溶液的质量____________(选填“增加”、“减少”或“不变”)。(2)如图乙，小妍将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。然后倾斜烧杯使盐酸与石灰石粉末混合，一段时间后再把烧杯放回天平左盘，发现天平不再平衡。其原因是____________________。小柯对该实验装置进行改进，把烧杯换成锥形瓶(如图丙，装置气密性良好)。你认为能否验证质量守恒定律并阐述理由：___________________。解析  (1)在甲实验中，铁钉与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，反应没有气体参加且无气体生成，因此天平最终保持平衡；根据化学方程式Fe+CuSO4=FeSO4+Cu可知，每56份质量的Fe与160份质量的CuSO4完全反应后生成64份质量的Cu 和152份质量的FeSO4，故反应后试管内溶液的质量会减轻。(2)在乙实验中，石灰石粉末与盐酸反应，产生的二氧化碳从烧杯中逸出，因此天平最终会不平衡；若将该实验改进为丙装置，虽然装置密封，但由于反应产生的二氧化碳会使气球的体积变大，受到空气的浮力，天平最终仍不能保持平衡。答案  (1)平衡  减少  (2)产生的二氧化碳从烧杯中逸出  不能  气球体积变大，受到空气对它的浮力增大，天平不再平衡跟踪训练1.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2.质量守恒定律的发现对化学的发展作出了巨大贡献。(1)为验证质量守恒定律，小华设计如图1所示装置进行实验。实验时，先将装有药品的装置放在天平上，添加砝码，移动游码至天平平衡，然后取下装置，用针筒向锥形瓶中注入少量稀盐酸，反应后再将装置放置于天平上，观察到______，从而验证了质量守恒定律。若将锥形瓶改为烧杯，则不能验证质量守恒定律，原因是______。(2)某反应的微观示意图如图2所示。①X的化学式是______。②根据上述微观示意图，可得出化学反应遵循质量守恒定律的本质原因是______。3.小李用盐酸与碳酸钙粉末反应验证质量守恒定律，实验装置如图所示。(1)根据实验目的，小李必须测量的数据是________。A.锥形瓶质量B.气球质量C.反应前整个反应装置(包括里边的物质)质量D.反应后整个反应装置(包括里边的物质)质量(2)将反应装置放在天平左盘，使天平平衡后，再将碳酸钙粉末倒入锥形瓶中。反应结束后，气球鼓起，天平向右倾斜。小李按规范操作重新实验，得到相同结果。请你帮他分析原因__________________。(3)反应结束后，锥形瓶中无固体剩余，则生成气体质量_________g，所得溶液中生成物的溶质质量分数(只需写出最终的计算表达式)__________________。4.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)小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中还有少量黄色固体。【提出问题】黄色固体是什么呢？【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，验证猜想实验操作实验现象及结论  【反思与交流】①氮化镁中氮元素的化合价是____________；②空气中N2的含量计远大于O2的含量，而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：_______。5.为了探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变，甲同学和乙同学分别设计了下面两个实验，请根据图示回答问题：(1)甲同学设计的实验如图 A 所示，反应前，托盘天平的指针指向刻度盘的中间；两种物质反应后，托盘天平的指针______(选填“向左”、 “向右”或“不”)偏转，原因是______。(2)乙同学设计的实验如图B所示，通过实验得出结论：化学反应前后物质的总质量______。(3)两位同学通过交流反思得到启示：在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，对于有气体参加或有气体生成的反应一定要在______装置中进行。(4)从微观角度分析，在化学反应前后一定不变的是______(选填序号)。6.小金进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和V。(实验中操作正确．O2的密度为ρg/cm3) 实验序号12… m1(MnO2)/g    m2(KClO3)/g    m3(试管)/g    m4(试管+加热后剩余固体)/g    量筒内收集气体的体积V/cm3   (1)装置中试管口略向下倾斜的原因是________。(2)根椐质量守恒定律，m1、m2、m3、m4和V之间应存在的等量关系为________。(3)每次实验结束后，小金在拆卸装置时总能闻到刺激性气味。他将加热后剩余固体中的 MnO2分离并测量其质量，发现总小于加热前MnO2的质量。查阅资料后发现，一般认为加热KC1O3和MnO2混合物的反应过程如下：第1步：2MnO2+2KC1O32KMnO4+Cl2↑+O2↑(其中Cl2有刺激性气味)第 2 步 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑第3 步：K2MnO4+Cl22KCl+MnO2+O2↑写出加热后剩余固体中MnO2质量小于加热前MnO2质量的原因________。答案  1.C  2.(1)天平平衡或指针指在分度盘的中央或质量为72.6g或指针左右等幅摆动  装置没有密闭或气体逸出了  (2)①SO2  ②化学反应前后，原子不变或原子数目和种类不变3.(1)CD  (2)气球膨胀，收到的浮力增大  (3)0.88  ×100%4.(1)2Mg+O22MgO  (2)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】收集产物中的黄色固体放入试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸放  有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色，说明黄色固体是Mg3N2  【反思与交流】①－3  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5.(1)向右  稀硫酸与锌粒反应生成H2逸散到空气中，使得天平左侧质量减少  (2)不变  (3)密闭  (4)①③⑥6.(1)防止冷凝水倒流引起试管炸裂  (2)m1+m2+m3-m4=ρV  (3)部分Cl2散失，未参加后续反应，导致部分锰元素以K2MnO4或KMnO4形式存在，故剩余固体中MnO2质量小于加热前MnO2质量(合理即可)