人教版九年级化学上册期中期末考前集训〖卷14】专项巩固训练卷(三)(原卷版+解析)

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1.(2022吉林通化期末，9，★☆☆)下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.铜粉在空气中加热后，生成物的质量比原来铜粉的质量大
B.10g酒精和10g水混合之后的质量为20g
C.细铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比细铁丝质量大
D.纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小
2.(2022黑龙江勃利期末，18，★★☆)将15gA、10gB、9gC的固体混合物充分加热，使其完全反应。待反应结束时，测得A剩余3g,B增至25g,C的质量为零，同时生成了气体D,则D的质量为( )
A.6gB.9gC.16gD.34g
3.用来证明质量守恒定律的下列装置中，你认为设计最不科学的是( )
4.某校实验兴趣小组的同学利用如图所示的装置，对质量守恒定律进行了探究。
(1)提出问题：白磷在空气中燃烧符合质量守恒定律吗？设计实验：小云同学将一定质量的白磷放入A装置内，称得A装置的总质量为2O3.1g,然后将烧红的玻璃管伸入锥形瓶内，并立即塞紧橡胶塞。
观察现象：此时观察到锥形瓶内的现象是____________________,装置冷却后，再次称得A装置总质量为2O3.1g。
总结：①该反应符合质量守恒定律。
②锥形瓶中细沙的作用是________________________________________。
③瓶内发生反应的化学方程式为________________________________________。
(2)小兵同学认为碳酸钠与稀盐酸反应也符合质量守恒定律。于是他设计了B装置，实验前药品及装置的总质量为3O0.4g,反应结束后，他与小云的实验进行了以下对比：
①冷却至室温，气球胀大的是________(填“A”“B”或“A和B”)。
②称量反应后药品及装置的总质量为3O0.0g,你认为数据减小的原因可能是________(填字母)。
A.稀盐酸不足B.碳酸钠中含有不与稀盐酸反应的杂质
C.装置气密性不好D.气球受到浮力的影响
考点二 利用质量守恒定律确定物质的元素组成或化学式
5.(2021河北石家庄二十七中第二次月考，20，★☆☆)实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是( )
A.都属于氧化物B.都含有氧气C.都含有氧分子D.都含有氧元素
6.(最新原创)乘“瑞雪迎春”号，感受中国速度与冰雪激情。“瑞雪迎春”号是为北京冬奥会量身打造的新型奥运版智能复兴号动车。动车铁轨焊接采用的是铝热反应原理，其化学方程式为2Al+X eq \(\s\up4(高温),\s\d4(＝)) Al2O3+2Fe,其中X的化学式是( )
A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.FeS
7.(2022福建龙岩期末，5，★☆☆)利用空间站微重力环境进行材料的加工与生产是空间站的重要应用，如制备砷化镓(GaAs)的生产成本只有地球上的1%。制取砷化镓的化学原理为(CH3)3Ga+AsH3=GaAs+nCH4,该反应中n的值是( )
A.4B.3C.2D.1
8.(2021湖南郴州中考，15，★★☆)取6g某物质X完全燃烧，生成13.2gCO2和7.2gH2O,则推出X的化学式为( )
A.C2H6OB.C3H8OC.C3H8D.C2H6
9.有科学家研究发现，氧气可通过高能真空紫外线照射二氧化碳直接产生，该化学反应模型如图所示。关于该反应的说法错误的是( )
A.属于分解反应B.反应中的最小微粒是分子
C.符合质量守恒定律D.为制取氧气提供了新方法
10.(2021辽宁锦州中考，9，★★☆)某纯净物3.2g在氧气中完全燃烧，生成4.4g二氧化碳和3.6g水，关于该物质的下列说法中正确的是( )
A.该物质由碳原子、氢原子、氧原子构成B.该物质由碳、氢两种元素组成
C.该物质由碳、氢、氧三种元素组成D.该物质中碳、氢原子个数比为3∶1
11.(2020重庆中考A卷，13，★★☆)工业生产硫酸中的某一步反应用微观模型图表示如下，下列说法正确的是( )
A.反应前后硫元素的化合价从+2价变成+3价B.参加反应的反应物间分子个数比是1∶1
C.反应前后分子数目不变D.该反应属于化合反应
12.在明代宋应星所著的《天工开物》中，有关火法炼锌的工艺记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。”(注：炉甘石的主要成分是碳酸锌)火法炼锌主要发生的化学反应是2C+ZnCO3 eq \(\s\up4(高温),\s\d4(＝)) Zn+3X↑，下列说法不正确的是( )
A.X的化学式是COB.反应前后固体的质量不变
C.ZnCO3中碳元素的化合价为+4D.该反应有元素的化合价发生改变
13.(2021山东淄博中考，5，★★★)防止金属锈蚀是科研人员研究的重要课题。小明发现金属铜制作的眼镜架，时间久了表面形成一层绿色的锈渍，其化学成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。该锈渍是通过化合反应生成的，反应物除金属铜外，还有①氮气、②氧气、③二氧化碳、④水、⑤二氧化硫中的( )
A.两种B.三种C.四种D.五种
14.化学反应都遵守质量守恒定律，请根据质量守恒定律的相关知识回答下列问题。
(1)下列各项中，在化学反应前后一定不变的是________(填序号)。
①元素的种类②物质的种类③原子的种类④分子的种类
⑤原子的数目⑥分子的数目
(2)科学家最近在低温下合成了一种化合物，其分子模型如图所示，其中“”代表碳原子，“○”代表氢原子，请补充该物质燃烧的化学方程式：________+6O2 eq \(\s\up4(点燃),\s\d4(＝)) 5CO2+________。
考点三 依据质量守恒定律进行计算的数据表格或图像类习题
15.镁在氧气中燃烧生成氧化镁，固体质量变化可用下图表示，则(20-12)g表示的是( )
A.生成物MgO的质量B.参加反应的Mg的质量
C.参加反应的氧气的质量D.生成物MgO与参加反应的O2的质量和
16.(2021云南一模，16，★☆☆)一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中发生反应，测得反应前后各物质的质量(单位：g)如图所示，下列说法不正确的是( )
A.该反应属于分解反应B.丁可能是该反应的催化剂
C.参与反应的甲的质量为6gD.参与反应的乙、丙的质量比为1∶7
17.(2022河北廊坊期末，19，★★☆)在一定条件下，一密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示：
下列说法错误的是( )
A.若丁为催化剂，则x=20B.乙可能是生成物
C.x与y之和一定是26D.甲和丙的质量变化之比为1∶5
18.(2021河北邯郸永年期中，21，★★☆)四种物质在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，下列说法不正确的是( )
A.该反应是化合反应B.反应后x的数值为24%
C.甲物质可能是该反应的催化剂D.反应中乙与丁的质量变化之比为8∶9
19.(2022江苏如泉期中，10，★★★)一定条件下，二氧化碳和水在一种纳米催化剂表面可反应生成物质和氧气，反应中所有物质的分子数随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.催化剂的化学性质在反应前后发生变化B.t时刻，参与反应的O2和CO2的分子数相同
C.物质X的相对分子质量为64D.物质X中氧元素的质量分数为50%
20.(2022辽宁沈阳期末，10，★★★)在一个密闭容器中放入X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表所示，则下列关于反应的认识中，正确的是( )
A.a的取值范围：0≤a≤16B.该反应一定属于化合反应
C.当a=15时，物质Z在反应中起催化作用D.当b=1时，反应中X、Q的相对分子质量之比为1∶5
21.一定条件下，下列物质在密闭容器内充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：
反应后A的质量为___________；该反应所属的基本反应类型是____________________。
22.某同学为了研究实验室中用氯酸钾样品制氧气的有关问题，他将5g该样品与1g二氧化锰混合，加热该混合物(假设杂质不参加反应)，在不同时间测得有关数据如下表：
(1)加热至t3时氯酸钾是否已经完全反应？________(填“是”或“否”)，此时二氧化锰的质量为________g.
(2)该样品中氯酸钾的质量为多少？
【参考答案及解析】
专项素养巩固训练卷(三) 质量守恒定律的应用
1.B 酒精和水混合发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释。
2.A 反应的A的质量为15g-3g=12g,生成的B的质量为25g-10g=15g,反应的C的质量为9g,由质量守恒定律可知，生成D的质量为12g+9g-15g=6g.
3.B 稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气体会逸出，不能直接用于验证质量守恒定律。
4.【答案】：
(1)①白磷燃烧，放出热量，产生大量白烟 ②隔热，防止锥形瓶炸裂 ③4P+5O2 eq \(\s\up4(点燃),\s\d4(＝)) =2P2O5
(2)①B ②CD
【解析】：
(1)白磷燃烧产生大量白烟，放出热量，为避免锥形瓶底部因受热不均匀而炸裂，可在瓶底铺少量细沙。
(2)①A中氧气被消耗，冷却至室温，气压减小，气球变瘪；B中有气体生成，冷却至室温，气球胀大。②装置漏气、气球受到的浮力增大都会导致反应后数据减小。
5.D 根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，由于三种物质都含氧元素，所以都可用于制氧气。
6.B 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，可知物质X的化学式是Fe2O3。
7.B 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类与数目不变可知，n=3。
8.B X中碳元素的质量为13.2g× eq \f(12,44) =3.6g,氢元素的质量为7.2g× eq \f(2,18) =0.8g,氧元素的质量为6g-3.6g
-0.8g=1.6g,则X中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为 eq \f(3.6g,12) ∶ eq \f(0.8g,1) : eq \f(1.6g,16) =3:8:1,故X的化学式为C3H8O。
9.B 由题图可知，该反应是一种物质分解生成两种物质的反应，属于分解反应；反应前后分子的种类改变，原子种类不变，所以原子是化学变化中最小的微粒；任何化学变化都遵守质量守恒定律；该反应用高能真空紫外线照射二氧化碳生成氧气，是制取氧气的新方法。
10.C 4.4gCO2中含有碳元素的质量为4.4g× eq \f(12,44) ＝1.2g,3.6g水中含有氢元素的质量为3.6g× eq \f(2,18) =0.4g,生成物4.4g二氧化碳和3.6g水中所含碳、氢元素的质量之和为1.2g+0.4g=1.6g,1.6g<3.2g,题述纯净物中含氧元素的质量为3.2g-1.6g=1.6g,所以该物质中一定含有碳、氢、氧三种元素，该物质中碳、氢、氧原子个数比 eq \f(1.2g,12) : eq \f(0.4g,1) : eq \f(1.6g,16) =1:4:1,该物质的化学式为CH4O。
11.D 由图示可知，该反应是二氧化硫与氧气在一定条件下生成了三氧化硫，反应的化学方程式为2SO2+O2 eq \(\s\up5(一定条件),\s\d3(＝)) 2SO3。反应前后硫元素的化合价从+4价变成+6价；由化学方程式可知，参加反应的反应物间分子个数比是2∶1(或1:2)；由化学方程式可知，反应前后分子数目发生了改变；该反应是两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应。
12.B 根据化学反应前后原子的种类和个数均不变可得，X的化学式是CO；反应生成一氧化碳气体，因此反应后固体的质量减小；ZnCO3中锌元素化合价是+2，氧元素化合价是-2，根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为零可知，碳元素的化合价为+4；该反应中，锌元素的化合价由+2变成0，碳元素的化合价由0、+4变成+2。
13.B 该锈渍是通过化合反应生成的，根据化学反应前后元素的种类不变，原子的种类、个数不变分析，反应物除金属铜外，肯定还有二氧化碳(提供碳元素、氧元素)、水(提供氢元素、氧元素)，如果由这三种物质反应，则可表示为Cu+H2O+CO2→Cu2(OH)2CO3,这个化学方程式配不平，因此还有其他物质参加反应，题中符合条件的只有氧气。
14.【答案】：(1)①③⑤ (2)C5H4 2H2O
【解析】：
(1)在化学反应前后，一定不变的是元素的种类、原子的种类、原子的数目。
(2)由分子模型图可知，1个该化合物分子是由5个碳原子和4个氢原子构成的，则该化合物的化学式为C5H4,反应的化学方程式为CH4+6O2 eq \(\s\up4(点燃),\s\d4(＝)) 5CO2+2H2O。
15.C 根据质量守恒定律可知，反应后固体增加的质量是参加反应的氧气的质量，故选C。
16.A 由题图可知，该反应的反应物为甲和乙，生成物是丙，属于化合反应；丁在化学反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂；参与反应的甲的质量为15g-9g=6g；参与反应的乙、丙的质量比为(3g-1g):(8g-1g)=1:7。
17.B 若丁为催化剂，则y=6,由质量守恒定律可知，x=10+40+13-5-38=20。甲的质量减少了10g-5g=5g,是反应物。丙是生成物，生成丙的质量为38g-13g=25g。若丁是反应物，并且完全反应，即y=0,参加反应的甲和丁的质量之和为5g+6g=11g<25g,则乙为反应物；若丁为催化剂或不参加反应的杂质，参加反应的甲的质量为5g<25g,则乙是反应物；若丁是生成物，则乙一定是反应物，综合以上分析，乙不可能是生成物。由质量守恒定律可知，x+y=10+40+13+6-5-38=26。甲和丙的质量变化之比为5g:25g=1:5。
18.D x=1-8%-32%-36%=24%,该反应中只有丁物质质量增加，乙物质和丙物质质量都减小，该反应可表示为乙+丙→丁，属于化合反应；甲在反应前后质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；反应中乙与丁的质量变化之比为(60%-32%):(36%-2%)=14:17。
19.D 催化剂的化学性质在化学反应前后不变；根据题图分析可知，该反应的化学方程式为4H2O+2CO2 eq \(\s\up5(一定条件),\s\d3(＝)) =3O2+2X,根据质量守恒定律可知，X的化学式为CH4O,CH4O的相对分子质量为32，其中氧元素的质量分数为 eq \f(16,32) ×1O0%=50%。t时刻，参加反应的O2与CO2的分子数之比为3∶2。
20.A 依据质量守恒定律，20+2+1+37=a+32+b+12,a+b=16,a=16-b,b=0时，a=16；b=16时，a=0,则a的取值范围为0≤a≤16，A正确。Q为反应物，Y为生成物，但X、Z无法确定，则该反应的类型无法确定，B错误。当a=15时，物质乙在反应前后的质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的杂质，C错误。当b=1时，反应中X、Q的质量比为5∶25=1∶5，无法确定两者的相对分子质量之比，D错误。
21.【答案】：3.4g 分解反应
【解析】：根据质量守恒定律可知，反应后A的质量为1.7g+2.2g+7.9g+0.9g-6.6g-2.7g=3.4g反应后质量增加的为生成物，质量减少的为反应物，则C是反应物，A、B、D是生成物，该反应属于分解反应。
22.【答案】：(1)是 1
(2)解：设氯酸钾的质量为x。答：该样品中氯酸钾的质量为4.9g
2KClO3 eq \(\s\up8(MnO2),\s\d0(＝),\s\d5(△)) 2KCl+3O2↑
245 96
x 1.92g
eq \f(245,x) ＝ eq \f(96,1.92g)
x=4.9g
【解析】：
(1)根据质量守恒定律，t4时剩余固体质量为5g+1g-1.92g=4.08g,由题表中的数据可知，t3和t4时剩余固体的质量相等，说明t3时氯酸钾已经完全反应；二氧化锰是催化剂，反应前后质量不变。物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
10
40
13
6
反应后的质量/g
5
x
38
y
物质
X
Y
Q
反应前质量(g)
20
2
1
37
反应后质量(g)
a
32
b
12
物质
A
B
C
D
反应前质量/g
1.7
2.2
7.9
0.9
反应后质量/g
待测
6.6
0
2.7
加热时间
t1
t2
t3
t4
剩余固体质量/g
5.O4
4.O8
生成氧气的质量/g
1.84
1.92
专项巩固训练卷(三) 质量守恒定律的应用
考点一 对质量守恒定律的理解与探究
1.(2022吉林通化期末，9，★☆☆)下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.铜粉在空气中加热后，生成物的质量比原来铜粉的质量大
B.10g酒精和10g水混合之后的质量为20g
C.细铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比细铁丝质量大
D.纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小
【答案】B
【解析】酒精和水混合发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释。
2.(2022黑龙江勃利期末，18，★★☆)将15gA、10gB、9gC的固体混合物充分加热，使其完全反应。待反应结束时，测得A剩余3g,B增至25g,C的质量为零，同时生成了气体D,则D的质量为( )
A.6gB.9gC.16gD.34g
【答案】A
【解析】反应的A的质量为15g-3g=12g,生成的B的质量为25g-10g=15g,反应的C的质量为9g,由质量守恒定律可知，生成D的质量为12g+9g-15g=6g.
3.用来证明质量守恒定律的下列装置中，你认为设计最不科学的是( )
【答案】B
【解析】稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气体会逸出，不能直接用于验证质量守恒定律。
4.某校实验兴趣小组的同学利用如图所示的装置，对质量守恒定律进行了探究。
(1)提出问题：白磷在空气中燃烧符合质量守恒定律吗？设计实验：小云同学将一定质量的白磷放入A装置内，称得A装置的总质量为2O3.1g,然后将烧红的玻璃管伸入锥形瓶内，并立即塞紧橡胶塞。
观察现象：此时观察到锥形瓶内的现象是____________________,装置冷却后，再次称得A装置总质量为2O3.1g。
总结：①该反应符合质量守恒定律。
②锥形瓶中细沙的作用是________________________________________。
③瓶内发生反应的化学方程式为________________________________________。
(2)小兵同学认为碳酸钠与稀盐酸反应也符合质量守恒定律。于是他设计了B装置，实验前药品及装置的总质量为3O0.4g,反应结束后，他与小云的实验进行了以下对比：
①冷却至室温，气球胀大的是________(填“A”“B”或“A和B”)。
②称量反应后药品及装置的总质量为3O0.0g,你认为数据减小的原因可能是________(填字母)。
A.稀盐酸不足B.碳酸钠中含有不与稀盐酸反应的杂质
C.装置气密性不好D.气球受到浮力的影响
【答案】：
(1)①白磷燃烧，放出热量，产生大量白烟 ②隔热，防止锥形瓶炸裂 ③4P+5O2 eq \(\s\up4(点燃),\s\d4(＝)) =2P2O5
(2)①B ②CD
【解析】：
(1)白磷燃烧产生大量白烟，放出热量，为避免锥形瓶底部因受热不均匀而炸裂，可在瓶底铺少量细沙。
(2)①A中氧气被消耗，冷却至室温，气压减小，气球变瘪；B中有气体生成，冷却至室温，气球胀大。②装置漏气、气球受到的浮力增大都会导致反应后数据减小。
考点二 利用质量守恒定律确定物质的元素组成或化学式
5.(2021河北石家庄二十七中第二次月考，20，★☆☆)实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是( )
A.都属于氧化物B.都含有氧气C.都含有氧分子D.都含有氧元素
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，由于三种物质都含氧元素，所以都可用于制氧气。
6.(最新原创)乘“瑞雪迎春”号，感受中国速度与冰雪激情。“瑞雪迎春”号是为北京冬奥会量身打造的新型奥运版智能复兴号动车。动车铁轨焊接采用的是铝热反应原理，其化学方程式为2Al+X eq \(\s\up4(高温),\s\d4(＝)) Al2O3+2Fe,其中X的化学式是( )
A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.FeS
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，可知物质X的化学式是Fe2O3。
7.(2022福建龙岩期末，5，★☆☆)利用空间站微重力环境进行材料的加工与生产是空间站的重要应用，如制备砷化镓(GaAs)的生产成本只有地球上的1%。制取砷化镓的化学原理为(CH3)3Ga+AsH3=GaAs+nCH4,该反应中n的值是( )
A.4B.3C.2D.1
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类与数目不变可知，n=3。
8.(2021湖南郴州中考，15，★★☆)取6g某物质X完全燃烧，生成13.2gCO2和7.2gH2O,则推出X的化学式为( )
A.C2H6OB.C3H8OC.C3H8D.C2H6
【答案】B
【解析】X中碳元素的质量为13.2g× eq \f(12,44) =3.6g,氢元素的质量为7.2g× eq \f(2,18) =0.8g,氧元素的质量为6g-3.6g
-0.8g=1.6g,则X中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为 eq \f(3.6g,12) ∶ eq \f(0.8g,1) : eq \f(1.6g,16) =3:8:1,故X的化学式为C3H8O。
9.有科学家研究发现，氧气可通过高能真空紫外线照射二氧化碳直接产生，该化学反应模型如图所示。关于该反应的说法错误的是( )
A.属于分解反应B.反应中的最小微粒是分子
C.符合质量守恒定律D.为制取氧气提供了新方法
【答案】B
【解析】由题图可知，该反应是一种物质分解生成两种物质的反应，属于分解反应；反应前后分子的种类改变，原子种类不变，所以原子是化学变化中最小的微粒；任何化学变化都遵守质量守恒定律；该反应用高能真空紫外线照射二氧化碳生成氧气，是制取氧气的新方法。
10.(2021辽宁锦州中考，9，★★☆)某纯净物3.2g在氧气中完全燃烧，生成4.4g二氧化碳和3.6g水，关于该物质的下列说法中正确的是( )
A.该物质由碳原子、氢原子、氧原子构成B.该物质由碳、氢两种元素组成
C.该物质由碳、氢、氧三种元素组成D.该物质中碳、氢原子个数比为3∶1
【答案】C
【解析】4.4gCO2中含有碳元素的质量为4.4g× eq \f(12,44) ＝1.2g,3.6g水中含有氢元素的质量为3.6g× eq \f(2,18) =0.4g,生成物4.4g二氧化碳和3.6g水中所含碳、氢元素的质量之和为1.2g+0.4g=1.6g,1.6g<3.2g,题述纯净物中含氧元素的质量为3.2g-1.6g=1.6g,所以该物质中一定含有碳、氢、氧三种元素，该物质中碳、氢、氧原子个数比 eq \f(1.2g,12) : eq \f(0.4g,1) : eq \f(1.6g,16) =1:4:1,该物质的化学式为CH4O。
11.(2020重庆中考A卷，13，★★☆)工业生产硫酸中的某一步反应用微观模型图表示如下，下列说法正确的是( )
A.反应前后硫元素的化合价从+2价变成+3价B.参加反应的反应物间分子个数比是1∶1
C.反应前后分子数目不变D.该反应属于化合反应
【答案】D
【解析】由图示可知，该反应是二氧化硫与氧气在一定条件下生成了三氧化硫，反应的化学方程式为2SO2+O2 eq \(\s\up5(一定条件),\s\d3(＝)) 2SO3。反应前后硫元素的化合价从+4价变成+6价；由化学方程式可知，参加反应的反应物间分子个数比是2∶1(或1:2)；由化学方程式可知，反应前后分子数目发生了改变；该反应是两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应。
12.在明代宋应星所著的《天工开物》中，有关火法炼锌的工艺记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。”(注：炉甘石的主要成分是碳酸锌)火法炼锌主要发生的化学反应是2C+ZnCO3 eq \(\s\up4(高温),\s\d4(＝)) Zn+3X↑，下列说法不正确的是( )
A.X的化学式是COB.反应前后固体的质量不变
C.ZnCO3中碳元素的化合价为+4D.该反应有元素的化合价发生改变
【答案】B
【解析】根据化学反应前后原子的种类和个数均不变可得，X的化学式是CO；反应生成一氧化碳气体，因此反应后固体的质量减小；ZnCO3中锌元素化合价是+2，氧元素化合价是-2，根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为零可知，碳元素的化合价为+4；该反应中，锌元素的化合价由+2变成0，碳元素的化合价由0、+4变成+2。
13.(2021山东淄博中考，5，★★★)防止金属锈蚀是科研人员研究的重要课题。小明发现金属铜制作的眼镜架，时间久了表面形成一层绿色的锈渍，其化学成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。该锈渍是通过化合反应生成的，反应物除金属铜外，还有①氮气、②氧气、③二氧化碳、④水、⑤二氧化硫中的( )
A.两种B.三种C.四种D.五种
【答案】B
【解析】该锈渍是通过化合反应生成的，根据化学反应前后元素的种类不变，原子的种类、个数不变分析，反应物除金属铜外，肯定还有二氧化碳(提供碳元素、氧元素)、水(提供氢元素、氧元素)，如果由这三种物质反应，则可表示为Cu+H2O+CO2→Cu2(OH)2CO3,这个化学方程式配不平，因此还有其他物质参加反应，题中符合条件的只有氧气。
14.化学反应都遵守质量守恒定律，请根据质量守恒定律的相关知识回答下列问题。
(1)下列各项中，在化学反应前后一定不变的是________(填序号)。
①元素的种类②物质的种类③原子的种类④分子的种类
⑤原子的数目⑥分子的数目
(2)科学家最近在低温下合成了一种化合物，其分子模型如图所示，其中“”代表碳原子，“○”代表氢原子，请补充该物质燃烧的化学方程式：________+6O2 eq \(\s\up4(点燃),\s\d4(＝)) 5CO2+________。
【答案】：(1)①③⑤ (2)C5H4 2H2O
【解析】：
(1)在化学反应前后，一定不变的是元素的种类、原子的种类、原子的数目。
(2)由分子模型图可知，1个该化合物分子是由5个碳原子和4个氢原子构成的，则该化合物的化学式为C5H4,反应的化学方程式为CH4+6O2 eq \(\s\up4(点燃),\s\d4(＝)) 5CO2+2H2O。
考点三 依据质量守恒定律进行计算的数据表格或图像类习题
15.镁在氧气中燃烧生成氧化镁，固体质量变化可用下图表示，则(20-12)g表示的是( )
A.生成物MgO的质量B.参加反应的Mg的质量
C.参加反应的氧气的质量D.生成物MgO与参加反应的O2的质量和
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律可知，反应后固体增加的质量是参加反应的氧气的质量，故选C。
16.(2021云南一模，16，★☆☆)一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中发生反应，测得反应前后各物质的质量(单位：g)如图所示，下列说法不正确的是( )
A.该反应属于分解反应B.丁可能是该反应的催化剂
C.参与反应的甲的质量为6gD.参与反应的乙、丙的质量比为1∶7
【答案】A
【解析】由题图可知，该反应的反应物为甲和乙，生成物是丙，属于化合反应；丁在化学反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂；参与反应的甲的质量为15g-9g=6g；参与反应的乙、丙的质量比为(3g-1g):(8g-1g)=1:7。
17.(2022河北廊坊期末，19，★★☆)在一定条件下，一密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示：
下列说法错误的是( )
A.若丁为催化剂，则x=20B.乙可能是生成物
C.x与y之和一定是26D.甲和丙的质量变化之比为1∶5
【答案】B
【解析】若丁为催化剂，则y=6,由质量守恒定律可知，x=10+40+13-5-38=20。甲的质量减少了10g-5g=5g,是反应物。丙是生成物，生成丙的质量为38g-13g=25g。若丁是反应物，并且完全反应，即y=0,参加反应的甲和丁的质量之和为5g+6g=11g<25g,则乙为反应物；若丁为催化剂或不参加反应的杂质，参加反应的甲的质量为5g<25g,则乙是反应物；若丁是生成物，则乙一定是反应物，综合以上分析，乙不可能是生成物。由质量守恒定律可知，x+y=10+40+13+6-5-38=26。甲和丙的质量变化之比为5g:25g=1:5。
18.(2021河北邯郸永年期中，21，★★☆)四种物质在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，下列说法不正确的是( )
A.该反应是化合反应B.反应后x的数值为24%
C.甲物质可能是该反应的催化剂D.反应中乙与丁的质量变化之比为8∶9
【答案】D
【解析】x=1-8%-32%-36%=24%,该反应中只有丁物质质量增加，乙物质和丙物质质量都减小，该反应可表示为乙+丙→丁，属于化合反应；甲在反应前后质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；反应中乙与丁的质量变化之比为(60%-32%):(36%-2%)=14:17。
19.(2022江苏如泉期中，10，★★★)一定条件下，二氧化碳和水在一种纳米催化剂表面可反应生成物质和氧气，反应中所有物质的分子数随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.催化剂的化学性质在反应前后发生变化B.t时刻，参与反应的O2和CO2的分子数相同
C.物质X的相对分子质量为64D.物质X中氧元素的质量分数为50%
【答案】D
【解析】催化剂的化学性质在化学反应前后不变；根据题图分析可知，该反应的化学方程式为4H2O+2CO2 eq \(\s\up5(一定条件),\s\d3(＝)) =3O2+2X,根据质量守恒定律可知，X的化学式为CH4O,CH4O的相对分子质量为32，其中氧元素的质量分数为 eq \f(16,32) ×1O0%=50%。t时刻，参加反应的O2与CO2的分子数之比为3∶2。
20.(2022辽宁沈阳期末，10，★★★)在一个密闭容器中放入X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表所示，则下列关于反应的认识中，正确的是( )
A.a的取值范围：0≤a≤16B.该反应一定属于化合反应
C.当a=15时，物质Z在反应中起催化作用D.当b=1时，反应中X、Q的相对分子质量之比为1∶5
【答案】A
【解析】依据质量守恒定律，20+2+1+37=a+32+b+12,a+b=16,a=16-b,b=0时，a=16；b=16时，a=0,则a的取值范围为0≤a≤16，A正确。Q为反应物，Y为生成物，但X、Z无法确定，则该反应的类型无法确定，B错误。当a=15时，物质乙在反应前后的质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的杂质，C错误。当b=1时，反应中X、Q的质量比为5∶25=1∶5，无法确定两者的相对分子质量之比，D错误。
21.一定条件下，下列物质在密闭容器内充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：
反应后A的质量为___________；该反应所属的基本反应类型是____________________。
【答案】：3.4g 分解反应
【解析】：根据质量守恒定律可知，反应后A的质量为1.7g+2.2g+7.9g+0.9g-6.6g-2.7g=3.4g反应后质量增加的为生成物，质量减少的为反应物，则C是反应物，A、B、D是生成物，该反应属于分解反应。
22.某同学为了研究实验室中用氯酸钾样品制氧气的有关问题，他将5g该样品与1g二氧化锰混合，加热该混合物(假设杂质不参加反应)，在不同时间测得有关数据如下表：
(1)加热至t3时氯酸钾是否已经完全反应？________(填“是”或“否”)，此时二氧化锰的质量为________g.
(2)该样品中氯酸钾的质量为多少？
【答案】：(1)是 1
(2)解：设氯酸钾的质量为x。答：该样品中氯酸钾的质量为4.9g
2KClO3 eq \(\s\up8(MnO2),\s\d0(＝),\s\d5(△)) 2KCl+3O2↑
245 96
x 1.92g
eq \f(245,x) ＝ eq \f(96,1.92g)
x=4.9g
【解析】：
(1)根据质量守恒定律，t4时剩余固体质量为5g+1g-1.92g=4.08g,由题表中的数据可知，t3和t4时剩余固体的质量相等，说明t3时氯酸钾已经完全反应；二氧化锰是催化剂，反应前后质量不变。物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
10
40
13
6
反应后的质量/g
5
x
38
y
物质
X
Y
Q
反应前质量(g)
20
2
1
37
反应后质量(g)
a
32
b
12
物质
A
B
C
D
反应前质量/g
1.7
2.2
7.9
0.9
反应后质量/g
待测
6.6
0
2.7
加热时间
t1
t2
t3
t4
剩余固体质量/g
5.O4
4.O8
生成氧气的质量/g
1.84
1.92