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2022届初中化学一轮复习 第五单元 化学方程式 课件
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这是一份2022届初中化学一轮复习 第五单元 化学方程式 课件，共60页。PPT课件主要包含了真题体验，答案D，答案B，考点梳理，参加化学反应，质量总和，总质量，化合价，反应物，生成物等内容，欢迎下载使用。
命题点1 质量守恒定律的应用
1.(2020·安徽中考,9,1分)甲醇(CH3OH)制氢具有工艺简单、节能环保等优点。其中一种转化反应的微观示意图如下。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.生成3种分子B.属于复分解反应C.丙为CO D.催化剂不断减少
答案 C 解析 由微观示意图,再结合甲醇的化学式CH3OH可知,该反应生成的物质乙是氢气,丙是一氧化碳。该反应生成两种分子,分别是氢分子和一氧化碳分子,故A错误,C正确。该反应是甲分解生成乙和丙,属于分解反应,故B错误。催化剂在反应前后质量和化学性质不变,因此该反应中催化剂不会减少,故D错误。
2.(2019·安徽中考,7,2分)(宏观辨识与微观探析)下图是一种处理汽车尾气的反应微观示意图,有关说法正确的是( )
A.反应前后分子总数不变B.反应前后原子种类发生变化C.反应前后均为纯净物D.该反应可以减少二氧化氮的排放
3.(2018·安徽中考,8,2分)(宏观辨识与微观探析)为实现二氧化碳的绿色利用,科学家用固碳酶作催化剂设计了如下转化过程。下列说法正确的是( )
A.反应①的化学方程式为CO2+C==COB.固碳酶在反应前后化学性质发生变化C.X的化学式为CH2D.该过程实现了无机物向有机物的转化
解析 A项,反应①是二氧化碳转化为一氧化碳,反应条件是高温,反应①的化学方程式为CO2+C 2CO,错误;B项,固碳酶作催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不发生变化,错误;C项,X的1个分子由2个碳原子和4个氢原子构成,则X的化学式为C2H4,错误;D项,二氧化碳、一氧化碳属于无机物,C2H4属于有机物,该过程实现了无机物向有机物的转化,正确。
4.(2017·安徽中考,8,2分)科学家发现,利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛,其反应的微观示意图如下。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.属于置换反应B.可解决甲醛带来的室内空气污染问题C.其中甲醛属于氧化物D.化学方程式为HCO+O2==CO2+H2O
解析 通过反应的微观示意图可知该反应是甲醛(HCHO)与氧气(O2)反应生成二氧化碳(CO2)和水(H2O),反应的化学方程式为HCHO+O2 CO2+H2O,D错误;置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,而该反应是一种单质和一种化合物反应生成两种化合物,不属于置换反应,A错误;通过该反应可将甲醛转化为二氧化碳和水,可以解决甲醛带来的室内空气污染问题,B正确;氧化物是指由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧元素,而甲醛中虽然含有氧元素,但其是由三种元素组成的,不属于氧化物,C错误。
命题点2 化学方程式的书写
5.写出下列反应的化学方程式。(1)2020安徽中考化学方程式的书写①写出甲烷完全燃烧时反应的化学方程式 。 ②用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为 。 ③铁屑与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 。
(2)2019安徽中考化学方程式的书写。①向集满CO2的集气瓶中加入澄清石灰水,反应的化学方程式: ; ②写出Fe2O3与HNO3反应的化学方程式: ; ③写出KClO3分解的化学方程式: ; ④写出镁与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(3)2018安徽中考化学方程式的书写。①实验室制取CO2反应的化学方程式: ; ②SnCl2通电生成SnCl4和Sn: ; ③石灰水在空气中久置后有浑浊现象,写出该反应的化学方程式: 。
(4)2017安徽中考化学方程式的书写。①实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气: ; ②KVO3溶液和氯化铵反应生成NH4VO3沉淀和KCl溶液: ; ③石灰石与浓盐酸反应: ; ④石灰水与HCl反应: 。
(5)2016安徽中考化学方程式的书写。①空气中,铝比铁具有更好抗腐蚀性的原因: (结合化学方程式说明); ②锌与稀盐酸反应: ; ③碳酸氢钠与稀盐酸反应: ; ④工业上利用氮气和氢气制取氨气: (不要求注明条件)。
(5)①4Al+3O2==2Al2O3,Al在空气中易形成一层致密的氧化膜,覆盖在铝的表面,阻止了铝的进一步氧化 ②Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑ ③NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑④N2+3H2==2NH3
命题点3 根据化学方程式进行简单计算
6.(2020·安徽中考,17,5分)碳酸氢钠是面点膨松剂的主要成分之一。小芳同学研究反应2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2H2O+2CO2↑中NaHCO3与CO2之间量的关系。(1)理论计算:1.26 g NaHCO3粉末与足量稀硫酸反应,计算生成CO2的质量(写出计算过程)。(2)实验分析:小芳用如图装置进行实验,向盛有足量稀硫酸的锥形瓶中加入1.26 g NaHCO3粉末,完全反应至不再产生气泡。称取反应前后质量如下表,发现反应前后质量变化值 (填“大于”“小于”或“等于”)生成CO2质量的理论值,原因可能是 。
答案 (1)设:1.26 g NaHCO3完全反应时,生成CO2的质量为x。2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2H2O+2CO2↑ 168 88 1.26 g x
答:理论上生成CO2的质量为0.66 g。(2)小于 有部分生成的二氧化碳溶解在反应后的溶液中
解析 (2)根据表格可知反应前后质量变化值:1.26 g+24.59 g-25.36 g=0.49 g,0.49 g<0.66 g;因此反应前后质量变化值小于生成CO2质量的理论值,原因是二氧化碳能溶于水,可能是有部分二氧化碳溶解在反应后的溶液中了。
7.(2019·安徽中考,16,6分)侯德榜是我国著名的化学家,发明了侯氏制碱法,其反应原理如下:NaCl+CO2+NH3+H2O==NaHCO3+NH4Cl。请计算:(1)氯化铵中氮元素的质量分数。(2)生产8.4 t碳酸氢钠,理论上需要氯化钠的质量。
(2)设生产8.4 t碳酸氢钠,理论上需要氯化钠的质量为xNaCl+CO2+NH3+H2O==NaHCO3+NH4Cl 58.5 84 x 8.4 t
答:生产8.4 t碳酸氢钠,理论上需要氯化钠的质量为5.85 t。
8.(2018·安徽中考,16,6分)尿素[CO(NH2)2]是一种常见的氮肥,工业上制备反应如下:CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O,请计算:(1)尿素中氮元素的质量分数。(2)生产6 t尿素,理论上需要氨气的质量是多少?
1.含义 的各物质的 等于反应后生成的各物质的 ,这个规律称为质量守恒定律。
温馨提醒①质量守恒定律适用于所有的化学反应,不适用于物理变化。②质量守恒定律强调的是“质量守恒”,不适用于体积等其他方面的守恒。③“参加化学反应”的物质,是指实际反应掉的那一部分物质,反应物中的剩余物或没有参加反应的物质都不能计算在内。④“各物质”是指所有参与反应的反应物和生成物,包括固态、液态、气态所有的物质。⑤质量守恒中的“守恒”是指物质的总质量守恒,而非某一种或几种物质的质量守恒。
2.实质参加化学反应的原子重新组合形成新物质的过程。即化学反应前后原子的 、原子的 、原子的 没有改变,因此,化学反应前后物质的总质量守恒。
3.化学反应前后六个“不变”,两个“一定改变”,两个“可能改变”
4.质量守恒定律的应用
答案 (1)4.8 (2)O2 (3)①3 ②否 分子1∶1 ③CO+H2O H2+CO2
1.含义用化学式来表示化学反应的式子称为化学方程式。2.意义
特别提醒①化学方程式中反应物、生成物之间的质量比等于各物质的相对分子质量与化学计量数乘积的比;②化学方程式中反应物、生成物之间的微粒个数比等于各物质化学式前面的化学计量数之比。
如:Fe+O2 FeO2(与事实不符、FeO2不存在)。
(1)在配平过程中不得更改化学式中的小角码,只能更改化学式前的化学计量数。(2)配平后不要忘记标明反应条件;在标生成物的状态时要注意,反应物、生成物中都有固体或气体物质时,箭头不标,只有当反应物中没有固体或气体,生成物中有固体或气体时,才在生成物的化学式后标相应的沉淀符号或气体符号。
5.配平化学方程式(1)依据左右两边每种元素的原子个数分别相等,即质量守恒定律。(2)方法①常用方法——最小公倍数法以P+O2—P2O5为例说明第一步:求最小公倍数。找两边各出现一次且数目相差较大的原子,求其最小公倍数。本例中反应前后O的最小公倍数为10。
第二步:求化学计量数。用所得最小公倍数除以化学式中该原子的个数,所得数值为该化学式的化学计量数。P+5O2—2P2O5第三步:求其他物质的化学计量数。根据反应前后各原子种类和数目不变的原则确定其他物质的化学计量数。4P+5O2-2P2O5第四步:将短线改为等号,标注反应条件和生成物状态。4P+5O2 2P2O5
②观察法观察法配平化学方程式的关键是观察角度的选择,即从哪种元素开始去观察,以确定各物质的化学计量数。一般的技巧是:从在化学方程式两边都只存在于一种物质中的元素着手观察。而且,单质的化学计量数总是最后确定。如:配平:FeS2+O2—Fe2O3+SO2。
1.计算依据遵守 ;各物质间的质量比等于 。
各物质的相对分子质量×化学计量数之比
2.计算步骤以加热分解6.3 g高锰酸钾,求可以得到氧气的质量为例
化学计量数与相对分子质量
3.计算题型(1)纯净的反应物(或生成物)质量的计算。(2)含杂质的反应物(或生成物)质量的计算。①将含杂质的已知物质的质量换算为纯物质的质量,其关系式为纯度= ×100%,纯物质的质量=含杂质物质的质量×纯度;②将纯物质的质量代入化学方程式进行计算;③将计算得到的纯物质的质量换算成含杂质物质的质量:含杂质物质的质量= 。
(3)溶液中有关化学方程式的计算。溶液属于混合物,即为不纯物质,可按照(2)中方法先进行解答,常用计算公式:溶液的质量=溶质质量+溶剂质量;溶液中溶质的质量分数= ×100%。(4)利用图像或表格的数据进行有关化学方程式的计算此类题把部分所需条件隐含在表格或图像中,需读懂表格或图像并从中找出解题所需的条件,进而作出解答。
考法1 质量守恒定律的应用
考法解读质量守恒定律及其应用是安徽中考的重点考查内容。通常在选择题中结合微观反应示意图或给出反应的化学方程式考查质量守恒定律的实质(化学反应前后原子的种类、质量和数目都不变)以及根据质量守恒定律判断化学方程式中各物质前的化学计量数和反应的产物等。
类型1 结合微观示意图典例1(2020·重庆B中考)雷电交加的天空发生的一个化学反应,其微观过程可用如图模型图表示,下列说法错误的是( )
A.反应前后原子、分子的数目都没有改变B.反应前后各元素的化合价都发生了改变C.该反应是化合反应D.参加反应的各物质与生成物之间分子个数比为1∶1∶1
解析 由化学反应的微观示意图可知,各物质反应的微粒个数关系是:
由图示可知该反应是氮气和氧气在放电的作用下生成了一氧化氮,反应的化学方程式为N2+O2 2NO。A项,由图示可知,反应前后原子、分子的数目都没有改变,正确;B项,反应是由两种单质生成了一种化合物,反应前后各元素的化合价都发生了改变,正确;C项,由化学方程式可知,该反应符合多变一的特点,是化合反应,正确;D项,由化学方程式可知,参加反应的各物质与生成物之间分子个数比为1∶1∶2,错误。
对应练1(2020·安徽模拟示范卷一)我国科学家成功寻找到了一种新型催化剂,使低温工业产氢技术取得了重大突破,该反应过程如图所示。下列相关说法正确的是( )A.反应前后分子的数目发生了改变B.反应后生成的物质都是氧化物C.反应前后催化剂的性质不发生改变D.该研究成果有利于氢能源的推广
解析 由题干信息可知,在催化剂的作用下,CO和H2O在较低的温度下就可以反应转化为氢气和二氧化碳,化学方程式是CO+H2O H2+CO2;A项,由方程式可知:反应前后分子的数目没有发生改变,故错误;B项,由方程式可知:反应后生成的物质中氢气为单质,故错误;C项,催化剂的质量与化学性质在化学反应前后保持不变,故错误;D项,我国科学家成功寻找到的这种新型催化剂,使低温工业产氢取得了重大突破,故该研究成果有利于氢能源的推广,正确。
对应练2(2020·安徽合肥瑶海区二模)如图是某反应的微观过程,下列有关说法正确的是( )
A.该反应属于置换反应B.该反应中生成物丙、丁质量比为9∶4C.该反应中分子种类改变、分子个数不变D.该反应实现了有机物到无机物的转化
解析 由反应的微观过程可知,该反应的化学方程式是:CO2+4H2 2H2O+CH4。A项,该反应的生成物是两种化合物,不符合置换反应的特点,不正确;B项,由化学方程式可知,该反应中生成物丙、丁质量比为(18×2)∶16=9∶4,正确;C项,由微粒的变化可知,该反应中分子种类、分子个数都发生了改变,不正确;D项,由物质的变化可知,该反应实现了无机物到有机物的转化,不正确。
类型2 结合化学方程式典例2(2019·黑龙江鸡西中考)汽车尾气是空气污染的元凶之一,使用催化净化装置,可以有效减少尾气污染,其反应原理之一是2NO+2CO N2+2X。下列说法不正确的是( )A.X的化学式为CO2B.该反应前后元素种类不变C.反应前后氮元素的化合价不变D.汽车尾气中的一氧化碳主要来源于汽油的不充分燃烧
解析 A项,化学反应前后,元素种类不变,原子个数不变,反应物中有2个碳原子、2个氮原子、4个氧原子,生成物中除2X外有2个氮原子,所以X是CO2,正确;B项,化学反应前后,元素种类不变,所以该反应前后元素种类不变,正确;C项,一氧化氮中氮元素的化合价是+2,氮气中氮元素的化合价是0,所以反应前后氮元素的化合价改变,错误;D项,含碳化合物中的碳不充分燃烧会生成一氧化碳,正确。
对应练3(2020·安徽芜湖二模)铜片与浓硝酸可以发生如下反应:Cu+4HNO3==Cu(NO3)2+2X↑+2H2O,对该反应的下列说法中正确的是( )A.生成物X的化学式为H2B.反应物Cu与生成物H2O的质量比为32∶9C.浓硝酸为纯净物D.生成物X与H2O的分子个数比为1∶1
答案 D 解析 A项,由Cu+4HNO3==Cu(NO3)2+2X↑+2H2O可知,反应前铜原子是1个,反应后是1个;反应前氢原子是4个,反应后是4个;反应前氮原子是4个,反应后应该是4个,其中2个包含在2X中;反应前氧原子是12个,反应后应该是12个,其中4个包含在2X中;由分析可知,每个X中含有1个氮原子和2个氧原子,是二氧化氮,错误。B项,反应中铜与水的质量比是64∶36=32∶18,错误。C项,浓硝酸是溶液,属于混合物,错误。D项,由化学方程式可知,生成物X与H2O的分子个数比为2∶2=1∶1,故正确。
考法2 化学方程式的书写
考法解读化学方程式的书写是学习化学的基础,也是安徽中考每年必考的内容,安徽中考每年会考查4~5个化学方程式的书写,分值一般在8~10分,通常在选择题、填空题以及计算题中出现。考查要点包括:①根据反应物或反应中出现的现象书写化学方程式;②根据题干信息,书写相关反应的化学方程式;③根据质量守恒定律配平反应的化学方程式。
典例3(2020·四川甘孜州中考)下列化学方程式正确的是( )A.Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2OB.2Ag+Cu(NO3)2==Cu+2AgNO3C.CuO+H2SO4==CuSO4+H2↑D.2Fe+6HCl==2FeCl3+3H2↑
答案 A 解析 A项,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式书写完全正确;B项,在金属活动性顺序中,铜排在银之前,银不能把铜从其化合物溶液中置换出来,因此银不能与硝酸铜反应,错误;C项,金属氧化物与酸反应生成盐和水,因此氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,而不是生成氢气,错误;D项,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁(FeCl2)和氢气,而非生成氯化铁(FeCl3),错误。
规律总结书写化学方程式应遵循的原则:一是以客观事实为依据,具体书写时应注意正确书写反应物、生成物的化学式,使其符合反应事实;二是要遵循质量守恒定律,即要注意化学方程式的配平。此外,还要注意标明反应条件,如△(加热)、点燃、高温、催化剂等,以及标注状态符号:气体符号(“↑”)或沉淀符号(“↓”)等。
对应练4写出下列反应的化学方程式。(1)实验室用MnO2作催化剂分解过氧化氢溶液制氧气: 。 (2)氢氧化钠溶液和稀盐酸反应: 。 (3)碳酸钠与稀盐酸反应: 。 (4)铁丝在氧气中燃烧: 。 (5)工业炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应: 。 (6)氢氧化钠在空气中发生变质的反应: 。 (7)铁与稀硫酸反应: 。
考法3 根据化学方程式进行简单计算
考法解读根据化学方程式进行简单计算是安徽中考的必考内容。题目设置在试卷中的第16或17题(2020年),分值为5~6分。考查要点主要有根据化学方程式进行计算的依据和化学方程式计算的步骤。
典例4(2020·安徽滁州一模)工业用石灰石浆吸收废气中的SO2,并制取石膏(主要成分为硫酸钙),主要反应为:2CaCO3+2SO2+O2==2CaSO4+2CO2,计算:(1)碳酸钙中钙元素的质量分数为 。 (2)吸收32 t SO2可获得硫酸钙多少吨?
答案 (1)40%(2)68 t(计算过程见解析)
解析 (1)碳酸钙中钙元素的质量分数为: ×100%=40%。(2)设:吸收32 t SO2可获得硫酸钙的质量为x2CaCO3+2SO2+O2==2CaSO4+2CO2 128 272 32 t x
答:吸收32 t SO2可获得硫酸钙68 t。
方法总结利用化学方程式进行计算时要注意:(1)格式要规范,步骤要完整,不是相关量不用标出,正确计算出各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积;(2)正确书写化学方程式是关键,注意配平,注明反应条件,标“↑”或“↓”;(3)设未知量不需要写出单位;(4)计算过程中,各物理量单位要统一,列式每步都要带单位,同时要注意列比例式时各物质的质量比等于相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比;(5)计算时代入量必须是纯净物的质量,若物质不纯,必须先换算成纯净物的质量。
对应练5(2020·广东东莞中考节选)为测定某铁粉样品(含少量木炭粉)中铁的含量,往盛有足量稀盐酸的烧杯中不断加入铁粉样品,测得生成氢气质量与所加铁粉样品质量的关系如图所示。
(1)稀盐酸恰好完全反应时,生成氢气的质量为 g。 (2)求该铁粉样品中铁的质量分数(写出计算过程,结果保留1位小数)。
答案 (1)0.6(2)设:铁粉样品中铁的质量为xFe+2HCl==FeCl2+H2↑56 2x 0.6 g
答:该铁粉样品中铁的质量分数为93.3%。
实验 质量守恒定律的验证
一、验证质量守恒定律的几个实验方案方案一 红磷燃烧前后质量的测定1.实验装置
4P+5O2 2P2O5
3.实验步骤(1)在底部铺有细沙的锥形瓶中,放入一小堆干燥的红磷;(2)在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使玻璃管的下端能与红磷接触,将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡,记录所称的质量m1;(3)取下锥形瓶,将橡胶塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧,并将红磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,记录所称的质量m2。
4.实验现象(1)红磷燃烧产生大量白烟;(2)小气球先鼓起后变瘪;(3)天平仍然平衡,m1=m2。5.实验结论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。
6.实验分析与注意事项(1)锥形瓶底部铺一层细沙的目的:防止红磷燃烧时锥形瓶底部受热不均匀而炸裂。(2)实验室气球先鼓起后变瘪的原因:①由于红磷燃烧放出大量的热,使锥形瓶内气体温度升高,锥形瓶内压强增大,导致气球膨胀;②红磷燃烧消耗锥形瓶内的氧气,瓶内气体减少,冷却后瓶内压强减小,所以气球变瘪。(3)气球的作用:①调节锥形瓶内的压强,起缓冲作用;②密封作用,防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换。
方案二 铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定1.实验装置
2.反应原理Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
3.实验步骤(1)在锥形瓶中加入适量稀硫酸铜溶液,塞好橡胶塞;(2)将用砂纸打磨至光亮的几根铁钉和盛有硫酸铜溶液的锥形瓶一起放在托盘天平上称量,记录所称的质量m1;(3)将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象。待反应一段时间后溶液颜色改变时,将盛有硫酸铜溶液和铁钉的锥形瓶放在托盘天平上称量,记录所称的质量m2;(4)比较反应前后的质量。
4.实验现象(1)铁钉表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;(2)天平仍然平衡,m1=m2。5.实验结论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。
方案三 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定1.实验装置
2.实验原理Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
3.实验步骤(1)把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中,将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡,记录称量质量m1;(2)取下小烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入小烧杯中,观察现象;(3)反应进行一段时间后,再把小烧杯放回托盘天平上,记录称量质量m2。4.实验现象(1)烧杯中有大量气泡产生;(2)天平不平衡,向右倾斜,m1>m2。5.实验结论由于生成的二氧化碳气体逸出,使得天平向右倾斜,但该反应仍然遵守质量守恒定律。
二、实验分析1.验证质量守恒定律实验的必备条件
2.造成反应前后天平不平衡的原因(1)有的反应物或生成物呈现不同的状态,其质量没有计算在内,如参加反应的或反应生成的气体的质量;(2)反应装置气密性不好,使得部分物质进入或逸出,造成反应前后质量总和发生变化。例题以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段,请你参与探究并帮忙填写空格(包括表中的空格)。【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?【猜想与假设】猜想1:不相等;猜想2:相等。
【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。
【反思评价】究竟哪种猜想正确?通过讨论,同学们发现甲组中有气体逸出,导致指针向右偏转。得到启示:在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡有气体生成或参加的反应一定要在 环境中进行。 【优化装置】同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如下三种改进,你认为最佳装置是 (填序号),从另外两种装置中任选一种指出其不足 。
【得出结论】同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究,均得出猜想2正确。进一步分析发现,反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变,最终得出结论: 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。 【解释应用】解释:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,所以质量守恒。应用:某固体物质受热会发生分解反应,生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质,则该固体物质一定由 元素组成。
答案 【实验探究】Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑【反思评价】密闭【优化装置】B A中碳酸钠与稀盐酸反应可生成二氧化碳,二氧化碳充满气球,使整个装置所受空气浮力增大,因此反应后天平不平衡(或C中碳酸钠粉末与稀盐酸反应太快,橡胶塞易弹出)【得出结论】参加化学反应【解释应用】铜、碳、氧、氢
解析 【实验探究】碳酸钠粉末与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,根据质量守恒定律,参加反应的碳酸钠与氯化氢的质量总和等于生成的氯化钠、水和二氧化碳的质量总和,因有二氧化碳气体逸出,故反应后总质量比反应前总质量减少,观察到天平不平衡;反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑。【反思评价】通过讨论,同学们发现甲组中有气体逸出,导致指针向右偏转。得到启示:在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡有气体生成或参加的反应一定要在密闭环境中进行。【优化装置】最佳装置是B,A中碳酸钠与稀盐酸反应可生成二氧化碳,二氧化碳充满气球,使整个装置所受空气浮力增大,因此反应后天平不能平衡。C中碳酸钠粉末与稀盐酸反应太快,橡胶塞易弹出。
【得出结论】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。【解释应用】因为化学反应前后元素的种类不变,氧化铜、二氧化碳和水含有铜、碳、氧、氢四种元素,所以该固体物质中也会含有这四种元素。
特别提醒要验证质量守恒定律需根据反应物的状态和产物的状态选择敞口或密闭装置,若有气体参加或生成的反应需在密闭容器中进行。
命题点1 质量守恒定律的应用
1.(2020·安徽中考,9,1分)甲醇(CH3OH)制氢具有工艺简单、节能环保等优点。其中一种转化反应的微观示意图如下。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.生成3种分子B.属于复分解反应C.丙为CO D.催化剂不断减少
答案 C 解析 由微观示意图,再结合甲醇的化学式CH3OH可知,该反应生成的物质乙是氢气,丙是一氧化碳。该反应生成两种分子,分别是氢分子和一氧化碳分子,故A错误,C正确。该反应是甲分解生成乙和丙,属于分解反应,故B错误。催化剂在反应前后质量和化学性质不变,因此该反应中催化剂不会减少,故D错误。
2.(2019·安徽中考,7,2分)(宏观辨识与微观探析)下图是一种处理汽车尾气的反应微观示意图,有关说法正确的是( )
A.反应前后分子总数不变B.反应前后原子种类发生变化C.反应前后均为纯净物D.该反应可以减少二氧化氮的排放
3.(2018·安徽中考,8,2分)(宏观辨识与微观探析)为实现二氧化碳的绿色利用,科学家用固碳酶作催化剂设计了如下转化过程。下列说法正确的是( )
A.反应①的化学方程式为CO2+C==COB.固碳酶在反应前后化学性质发生变化C.X的化学式为CH2D.该过程实现了无机物向有机物的转化
解析 A项,反应①是二氧化碳转化为一氧化碳,反应条件是高温,反应①的化学方程式为CO2+C 2CO,错误;B项,固碳酶作催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不发生变化,错误;C项,X的1个分子由2个碳原子和4个氢原子构成,则X的化学式为C2H4,错误;D项,二氧化碳、一氧化碳属于无机物,C2H4属于有机物,该过程实现了无机物向有机物的转化,正确。
4.(2017·安徽中考,8,2分)科学家发现,利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛,其反应的微观示意图如下。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.属于置换反应B.可解决甲醛带来的室内空气污染问题C.其中甲醛属于氧化物D.化学方程式为HCO+O2==CO2+H2O
解析 通过反应的微观示意图可知该反应是甲醛(HCHO)与氧气(O2)反应生成二氧化碳(CO2)和水(H2O),反应的化学方程式为HCHO+O2 CO2+H2O,D错误;置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,而该反应是一种单质和一种化合物反应生成两种化合物,不属于置换反应,A错误;通过该反应可将甲醛转化为二氧化碳和水,可以解决甲醛带来的室内空气污染问题,B正确;氧化物是指由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧元素,而甲醛中虽然含有氧元素,但其是由三种元素组成的,不属于氧化物,C错误。
命题点2 化学方程式的书写
5.写出下列反应的化学方程式。(1)2020安徽中考化学方程式的书写①写出甲烷完全燃烧时反应的化学方程式 。 ②用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为 。 ③铁屑与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 。
(2)2019安徽中考化学方程式的书写。①向集满CO2的集气瓶中加入澄清石灰水,反应的化学方程式: ; ②写出Fe2O3与HNO3反应的化学方程式: ; ③写出KClO3分解的化学方程式: ; ④写出镁与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(3)2018安徽中考化学方程式的书写。①实验室制取CO2反应的化学方程式: ; ②SnCl2通电生成SnCl4和Sn: ; ③石灰水在空气中久置后有浑浊现象,写出该反应的化学方程式: 。
(4)2017安徽中考化学方程式的书写。①实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气: ; ②KVO3溶液和氯化铵反应生成NH4VO3沉淀和KCl溶液: ; ③石灰石与浓盐酸反应: ; ④石灰水与HCl反应: 。
(5)2016安徽中考化学方程式的书写。①空气中,铝比铁具有更好抗腐蚀性的原因: (结合化学方程式说明); ②锌与稀盐酸反应: ; ③碳酸氢钠与稀盐酸反应: ; ④工业上利用氮气和氢气制取氨气: (不要求注明条件)。
(5)①4Al+3O2==2Al2O3,Al在空气中易形成一层致密的氧化膜,覆盖在铝的表面,阻止了铝的进一步氧化 ②Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑ ③NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑④N2+3H2==2NH3
命题点3 根据化学方程式进行简单计算
6.(2020·安徽中考,17,5分)碳酸氢钠是面点膨松剂的主要成分之一。小芳同学研究反应2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2H2O+2CO2↑中NaHCO3与CO2之间量的关系。(1)理论计算:1.26 g NaHCO3粉末与足量稀硫酸反应,计算生成CO2的质量(写出计算过程)。(2)实验分析:小芳用如图装置进行实验,向盛有足量稀硫酸的锥形瓶中加入1.26 g NaHCO3粉末,完全反应至不再产生气泡。称取反应前后质量如下表,发现反应前后质量变化值 (填“大于”“小于”或“等于”)生成CO2质量的理论值,原因可能是 。
答案 (1)设:1.26 g NaHCO3完全反应时,生成CO2的质量为x。2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2H2O+2CO2↑ 168 88 1.26 g x
答:理论上生成CO2的质量为0.66 g。(2)小于 有部分生成的二氧化碳溶解在反应后的溶液中
解析 (2)根据表格可知反应前后质量变化值:1.26 g+24.59 g-25.36 g=0.49 g,0.49 g<0.66 g;因此反应前后质量变化值小于生成CO2质量的理论值,原因是二氧化碳能溶于水,可能是有部分二氧化碳溶解在反应后的溶液中了。
7.(2019·安徽中考,16,6分)侯德榜是我国著名的化学家,发明了侯氏制碱法,其反应原理如下:NaCl+CO2+NH3+H2O==NaHCO3+NH4Cl。请计算:(1)氯化铵中氮元素的质量分数。(2)生产8.4 t碳酸氢钠,理论上需要氯化钠的质量。
(2)设生产8.4 t碳酸氢钠,理论上需要氯化钠的质量为xNaCl+CO2+NH3+H2O==NaHCO3+NH4Cl 58.5 84 x 8.4 t
答:生产8.4 t碳酸氢钠,理论上需要氯化钠的质量为5.85 t。
8.(2018·安徽中考,16,6分)尿素[CO(NH2)2]是一种常见的氮肥,工业上制备反应如下:CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O,请计算:(1)尿素中氮元素的质量分数。(2)生产6 t尿素,理论上需要氨气的质量是多少?
1.含义 的各物质的 等于反应后生成的各物质的 ,这个规律称为质量守恒定律。
温馨提醒①质量守恒定律适用于所有的化学反应,不适用于物理变化。②质量守恒定律强调的是“质量守恒”,不适用于体积等其他方面的守恒。③“参加化学反应”的物质,是指实际反应掉的那一部分物质,反应物中的剩余物或没有参加反应的物质都不能计算在内。④“各物质”是指所有参与反应的反应物和生成物,包括固态、液态、气态所有的物质。⑤质量守恒中的“守恒”是指物质的总质量守恒,而非某一种或几种物质的质量守恒。
2.实质参加化学反应的原子重新组合形成新物质的过程。即化学反应前后原子的 、原子的 、原子的 没有改变,因此,化学反应前后物质的总质量守恒。
3.化学反应前后六个“不变”,两个“一定改变”,两个“可能改变”
4.质量守恒定律的应用
答案 (1)4.8 (2)O2 (3)①3 ②否 分子1∶1 ③CO+H2O H2+CO2
1.含义用化学式来表示化学反应的式子称为化学方程式。2.意义
特别提醒①化学方程式中反应物、生成物之间的质量比等于各物质的相对分子质量与化学计量数乘积的比;②化学方程式中反应物、生成物之间的微粒个数比等于各物质化学式前面的化学计量数之比。
如:Fe+O2 FeO2(与事实不符、FeO2不存在)。
(1)在配平过程中不得更改化学式中的小角码,只能更改化学式前的化学计量数。(2)配平后不要忘记标明反应条件;在标生成物的状态时要注意,反应物、生成物中都有固体或气体物质时,箭头不标,只有当反应物中没有固体或气体,生成物中有固体或气体时,才在生成物的化学式后标相应的沉淀符号或气体符号。
5.配平化学方程式(1)依据左右两边每种元素的原子个数分别相等,即质量守恒定律。(2)方法①常用方法——最小公倍数法以P+O2—P2O5为例说明第一步:求最小公倍数。找两边各出现一次且数目相差较大的原子,求其最小公倍数。本例中反应前后O的最小公倍数为10。
第二步:求化学计量数。用所得最小公倍数除以化学式中该原子的个数,所得数值为该化学式的化学计量数。P+5O2—2P2O5第三步:求其他物质的化学计量数。根据反应前后各原子种类和数目不变的原则确定其他物质的化学计量数。4P+5O2-2P2O5第四步:将短线改为等号,标注反应条件和生成物状态。4P+5O2 2P2O5
②观察法观察法配平化学方程式的关键是观察角度的选择,即从哪种元素开始去观察,以确定各物质的化学计量数。一般的技巧是:从在化学方程式两边都只存在于一种物质中的元素着手观察。而且,单质的化学计量数总是最后确定。如:配平:FeS2+O2—Fe2O3+SO2。
1.计算依据遵守 ;各物质间的质量比等于 。
各物质的相对分子质量×化学计量数之比
2.计算步骤以加热分解6.3 g高锰酸钾,求可以得到氧气的质量为例
化学计量数与相对分子质量
3.计算题型(1)纯净的反应物(或生成物)质量的计算。(2)含杂质的反应物(或生成物)质量的计算。①将含杂质的已知物质的质量换算为纯物质的质量,其关系式为纯度= ×100%,纯物质的质量=含杂质物质的质量×纯度;②将纯物质的质量代入化学方程式进行计算;③将计算得到的纯物质的质量换算成含杂质物质的质量:含杂质物质的质量= 。
(3)溶液中有关化学方程式的计算。溶液属于混合物,即为不纯物质,可按照(2)中方法先进行解答,常用计算公式:溶液的质量=溶质质量+溶剂质量;溶液中溶质的质量分数= ×100%。(4)利用图像或表格的数据进行有关化学方程式的计算此类题把部分所需条件隐含在表格或图像中,需读懂表格或图像并从中找出解题所需的条件,进而作出解答。
考法1 质量守恒定律的应用
考法解读质量守恒定律及其应用是安徽中考的重点考查内容。通常在选择题中结合微观反应示意图或给出反应的化学方程式考查质量守恒定律的实质(化学反应前后原子的种类、质量和数目都不变)以及根据质量守恒定律判断化学方程式中各物质前的化学计量数和反应的产物等。
类型1 结合微观示意图典例1(2020·重庆B中考)雷电交加的天空发生的一个化学反应,其微观过程可用如图模型图表示,下列说法错误的是( )
A.反应前后原子、分子的数目都没有改变B.反应前后各元素的化合价都发生了改变C.该反应是化合反应D.参加反应的各物质与生成物之间分子个数比为1∶1∶1
解析 由化学反应的微观示意图可知,各物质反应的微粒个数关系是:
由图示可知该反应是氮气和氧气在放电的作用下生成了一氧化氮,反应的化学方程式为N2+O2 2NO。A项,由图示可知,反应前后原子、分子的数目都没有改变,正确;B项,反应是由两种单质生成了一种化合物,反应前后各元素的化合价都发生了改变,正确;C项,由化学方程式可知,该反应符合多变一的特点,是化合反应,正确;D项,由化学方程式可知,参加反应的各物质与生成物之间分子个数比为1∶1∶2,错误。
对应练1(2020·安徽模拟示范卷一)我国科学家成功寻找到了一种新型催化剂,使低温工业产氢技术取得了重大突破,该反应过程如图所示。下列相关说法正确的是( )A.反应前后分子的数目发生了改变B.反应后生成的物质都是氧化物C.反应前后催化剂的性质不发生改变D.该研究成果有利于氢能源的推广
解析 由题干信息可知,在催化剂的作用下,CO和H2O在较低的温度下就可以反应转化为氢气和二氧化碳,化学方程式是CO+H2O H2+CO2;A项,由方程式可知:反应前后分子的数目没有发生改变,故错误;B项,由方程式可知:反应后生成的物质中氢气为单质,故错误;C项,催化剂的质量与化学性质在化学反应前后保持不变,故错误;D项,我国科学家成功寻找到的这种新型催化剂,使低温工业产氢取得了重大突破,故该研究成果有利于氢能源的推广,正确。
对应练2(2020·安徽合肥瑶海区二模)如图是某反应的微观过程,下列有关说法正确的是( )
A.该反应属于置换反应B.该反应中生成物丙、丁质量比为9∶4C.该反应中分子种类改变、分子个数不变D.该反应实现了有机物到无机物的转化
解析 由反应的微观过程可知,该反应的化学方程式是:CO2+4H2 2H2O+CH4。A项,该反应的生成物是两种化合物,不符合置换反应的特点,不正确;B项,由化学方程式可知,该反应中生成物丙、丁质量比为(18×2)∶16=9∶4,正确;C项,由微粒的变化可知,该反应中分子种类、分子个数都发生了改变,不正确;D项,由物质的变化可知,该反应实现了无机物到有机物的转化,不正确。
类型2 结合化学方程式典例2(2019·黑龙江鸡西中考)汽车尾气是空气污染的元凶之一,使用催化净化装置,可以有效减少尾气污染,其反应原理之一是2NO+2CO N2+2X。下列说法不正确的是( )A.X的化学式为CO2B.该反应前后元素种类不变C.反应前后氮元素的化合价不变D.汽车尾气中的一氧化碳主要来源于汽油的不充分燃烧
解析 A项,化学反应前后,元素种类不变,原子个数不变,反应物中有2个碳原子、2个氮原子、4个氧原子,生成物中除2X外有2个氮原子,所以X是CO2,正确;B项,化学反应前后,元素种类不变,所以该反应前后元素种类不变,正确;C项,一氧化氮中氮元素的化合价是+2,氮气中氮元素的化合价是0,所以反应前后氮元素的化合价改变,错误;D项,含碳化合物中的碳不充分燃烧会生成一氧化碳,正确。
对应练3(2020·安徽芜湖二模)铜片与浓硝酸可以发生如下反应:Cu+4HNO3==Cu(NO3)2+2X↑+2H2O,对该反应的下列说法中正确的是( )A.生成物X的化学式为H2B.反应物Cu与生成物H2O的质量比为32∶9C.浓硝酸为纯净物D.生成物X与H2O的分子个数比为1∶1
答案 D 解析 A项,由Cu+4HNO3==Cu(NO3)2+2X↑+2H2O可知,反应前铜原子是1个,反应后是1个;反应前氢原子是4个,反应后是4个;反应前氮原子是4个,反应后应该是4个,其中2个包含在2X中;反应前氧原子是12个,反应后应该是12个,其中4个包含在2X中;由分析可知,每个X中含有1个氮原子和2个氧原子,是二氧化氮,错误。B项,反应中铜与水的质量比是64∶36=32∶18,错误。C项,浓硝酸是溶液,属于混合物,错误。D项,由化学方程式可知,生成物X与H2O的分子个数比为2∶2=1∶1,故正确。
考法2 化学方程式的书写
考法解读化学方程式的书写是学习化学的基础,也是安徽中考每年必考的内容,安徽中考每年会考查4~5个化学方程式的书写,分值一般在8~10分,通常在选择题、填空题以及计算题中出现。考查要点包括:①根据反应物或反应中出现的现象书写化学方程式;②根据题干信息,书写相关反应的化学方程式;③根据质量守恒定律配平反应的化学方程式。
典例3(2020·四川甘孜州中考)下列化学方程式正确的是( )A.Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2OB.2Ag+Cu(NO3)2==Cu+2AgNO3C.CuO+H2SO4==CuSO4+H2↑D.2Fe+6HCl==2FeCl3+3H2↑
答案 A 解析 A项,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式书写完全正确;B项,在金属活动性顺序中,铜排在银之前,银不能把铜从其化合物溶液中置换出来,因此银不能与硝酸铜反应,错误;C项,金属氧化物与酸反应生成盐和水,因此氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,而不是生成氢气,错误;D项,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁(FeCl2)和氢气,而非生成氯化铁(FeCl3),错误。
规律总结书写化学方程式应遵循的原则:一是以客观事实为依据,具体书写时应注意正确书写反应物、生成物的化学式,使其符合反应事实;二是要遵循质量守恒定律,即要注意化学方程式的配平。此外,还要注意标明反应条件,如△(加热)、点燃、高温、催化剂等,以及标注状态符号:气体符号(“↑”)或沉淀符号(“↓”)等。
对应练4写出下列反应的化学方程式。(1)实验室用MnO2作催化剂分解过氧化氢溶液制氧气: 。 (2)氢氧化钠溶液和稀盐酸反应: 。 (3)碳酸钠与稀盐酸反应: 。 (4)铁丝在氧气中燃烧: 。 (5)工业炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应: 。 (6)氢氧化钠在空气中发生变质的反应: 。 (7)铁与稀硫酸反应: 。
考法3 根据化学方程式进行简单计算
考法解读根据化学方程式进行简单计算是安徽中考的必考内容。题目设置在试卷中的第16或17题(2020年),分值为5~6分。考查要点主要有根据化学方程式进行计算的依据和化学方程式计算的步骤。
典例4(2020·安徽滁州一模)工业用石灰石浆吸收废气中的SO2,并制取石膏(主要成分为硫酸钙),主要反应为:2CaCO3+2SO2+O2==2CaSO4+2CO2,计算:(1)碳酸钙中钙元素的质量分数为 。 (2)吸收32 t SO2可获得硫酸钙多少吨?
答案 (1)40%(2)68 t(计算过程见解析)
解析 (1)碳酸钙中钙元素的质量分数为: ×100%=40%。(2)设:吸收32 t SO2可获得硫酸钙的质量为x2CaCO3+2SO2+O2==2CaSO4+2CO2 128 272 32 t x
答:吸收32 t SO2可获得硫酸钙68 t。
方法总结利用化学方程式进行计算时要注意:(1)格式要规范,步骤要完整,不是相关量不用标出,正确计算出各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积;(2)正确书写化学方程式是关键,注意配平,注明反应条件,标“↑”或“↓”;(3)设未知量不需要写出单位;(4)计算过程中,各物理量单位要统一,列式每步都要带单位,同时要注意列比例式时各物质的质量比等于相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比;(5)计算时代入量必须是纯净物的质量,若物质不纯,必须先换算成纯净物的质量。
对应练5(2020·广东东莞中考节选)为测定某铁粉样品(含少量木炭粉)中铁的含量,往盛有足量稀盐酸的烧杯中不断加入铁粉样品,测得生成氢气质量与所加铁粉样品质量的关系如图所示。
(1)稀盐酸恰好完全反应时,生成氢气的质量为 g。 (2)求该铁粉样品中铁的质量分数(写出计算过程,结果保留1位小数)。
答案 (1)0.6(2)设:铁粉样品中铁的质量为xFe+2HCl==FeCl2+H2↑56 2x 0.6 g
答:该铁粉样品中铁的质量分数为93.3%。
实验 质量守恒定律的验证
一、验证质量守恒定律的几个实验方案方案一 红磷燃烧前后质量的测定1.实验装置
4P+5O2 2P2O5
3.实验步骤(1)在底部铺有细沙的锥形瓶中,放入一小堆干燥的红磷;(2)在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使玻璃管的下端能与红磷接触,将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡,记录所称的质量m1;(3)取下锥形瓶,将橡胶塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧,并将红磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,记录所称的质量m2。
4.实验现象(1)红磷燃烧产生大量白烟;(2)小气球先鼓起后变瘪;(3)天平仍然平衡,m1=m2。5.实验结论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。
6.实验分析与注意事项(1)锥形瓶底部铺一层细沙的目的:防止红磷燃烧时锥形瓶底部受热不均匀而炸裂。(2)实验室气球先鼓起后变瘪的原因:①由于红磷燃烧放出大量的热,使锥形瓶内气体温度升高,锥形瓶内压强增大,导致气球膨胀;②红磷燃烧消耗锥形瓶内的氧气,瓶内气体减少,冷却后瓶内压强减小,所以气球变瘪。(3)气球的作用:①调节锥形瓶内的压强,起缓冲作用;②密封作用,防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换。
方案二 铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定1.实验装置
2.反应原理Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
3.实验步骤(1)在锥形瓶中加入适量稀硫酸铜溶液,塞好橡胶塞;(2)将用砂纸打磨至光亮的几根铁钉和盛有硫酸铜溶液的锥形瓶一起放在托盘天平上称量,记录所称的质量m1;(3)将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象。待反应一段时间后溶液颜色改变时,将盛有硫酸铜溶液和铁钉的锥形瓶放在托盘天平上称量,记录所称的质量m2;(4)比较反应前后的质量。
4.实验现象(1)铁钉表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;(2)天平仍然平衡,m1=m2。5.实验结论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。
方案三 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定1.实验装置
2.实验原理Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
3.实验步骤(1)把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中,将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡,记录称量质量m1;(2)取下小烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入小烧杯中,观察现象;(3)反应进行一段时间后,再把小烧杯放回托盘天平上,记录称量质量m2。4.实验现象(1)烧杯中有大量气泡产生;(2)天平不平衡,向右倾斜,m1>m2。5.实验结论由于生成的二氧化碳气体逸出,使得天平向右倾斜,但该反应仍然遵守质量守恒定律。
二、实验分析1.验证质量守恒定律实验的必备条件
2.造成反应前后天平不平衡的原因(1)有的反应物或生成物呈现不同的状态,其质量没有计算在内,如参加反应的或反应生成的气体的质量;(2)反应装置气密性不好,使得部分物质进入或逸出,造成反应前后质量总和发生变化。例题以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段,请你参与探究并帮忙填写空格(包括表中的空格)。【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?【猜想与假设】猜想1:不相等;猜想2:相等。
【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。
【反思评价】究竟哪种猜想正确?通过讨论,同学们发现甲组中有气体逸出,导致指针向右偏转。得到启示:在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡有气体生成或参加的反应一定要在 环境中进行。 【优化装置】同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如下三种改进,你认为最佳装置是 (填序号),从另外两种装置中任选一种指出其不足 。
【得出结论】同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究,均得出猜想2正确。进一步分析发现,反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变,最终得出结论: 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。 【解释应用】解释:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,所以质量守恒。应用:某固体物质受热会发生分解反应,生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质,则该固体物质一定由 元素组成。
答案 【实验探究】Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑【反思评价】密闭【优化装置】B A中碳酸钠与稀盐酸反应可生成二氧化碳,二氧化碳充满气球,使整个装置所受空气浮力增大,因此反应后天平不平衡(或C中碳酸钠粉末与稀盐酸反应太快,橡胶塞易弹出)【得出结论】参加化学反应【解释应用】铜、碳、氧、氢
解析 【实验探究】碳酸钠粉末与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,根据质量守恒定律,参加反应的碳酸钠与氯化氢的质量总和等于生成的氯化钠、水和二氧化碳的质量总和,因有二氧化碳气体逸出,故反应后总质量比反应前总质量减少,观察到天平不平衡;反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑。【反思评价】通过讨论,同学们发现甲组中有气体逸出,导致指针向右偏转。得到启示:在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡有气体生成或参加的反应一定要在密闭环境中进行。【优化装置】最佳装置是B,A中碳酸钠与稀盐酸反应可生成二氧化碳,二氧化碳充满气球,使整个装置所受空气浮力增大,因此反应后天平不能平衡。C中碳酸钠粉末与稀盐酸反应太快,橡胶塞易弹出。
【得出结论】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。【解释应用】因为化学反应前后元素的种类不变,氧化铜、二氧化碳和水含有铜、碳、氧、氢四种元素,所以该固体物质中也会含有这四种元素。
特别提醒要验证质量守恒定律需根据反应物的状态和产物的状态选择敞口或密闭装置,若有气体参加或生成的反应需在密闭容器中进行。
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