第03章 空氣與生命（經典專題講練2）質量守恒定律概念理解及專項計算（解析版）

2020年浙教版八年級下科學同步學習精講精練第3章空氣與生命第3章經典專題講練2——質量守恒定律概念理解及專項計算目錄 1 3 5一、質量守恒定律概念理解1.概念：參加化學反應的各物質的質量總和，等于反應后生成的各物質的質量總和。【注】使用質量守恒定律時的注意事項①質量守恒定律，不適用于物理變化。②概念中的“參加反應的各物質的質量”是指真正參加反應的那部分物質的質量.③概念中“各物質的質量總和”包括“各種狀態(tài)的反應物及各種狀態(tài)的生成物”。④質量守恒定律不包括體積守恒。2.微觀解釋化學反應的過程，實際上就是參加反應的各物質(反應物)的分子，分裂成原子，然后重新組合成新的分子而生成其他物質的過程，因此在反應的前后，原子的種類、個數、質量都沒有改變，所以元素的種類和質量、物質的總質量在化學反應前后均保持不變。3.質量守恒定律中量的關系二、質量守恒定律的驗證1.實驗原理的選擇：一切易操作、速率適中、便于稱量、現象明顯的化學實驗都可用于進行驗證質量守恒定律。2.實驗裝置的選擇：有氣體參加(或生成)的實驗在密閉裝置中進行。三、質量守恒定律的應用1.解釋反應前后物質的質量變化一些化學變化，反應前和反應后的物種總質量不相等，主要原因如下：2.推斷反應物或生成物的組成元素如，已知酒精在空氣中燃燒生成二氧化碳和水，根據這一事實，推斷出酒精中肯定含有什么元素？可能含有什么元素?則可根據質量守恒定律——化學反應前后元素種類不變，得到如下推斷：酒精+O2CO2+H2O，由生成物中的元素種類可知：酒精中一定含有的元素：C、H；可能含有的元素：O。說明：若要確定是否含有氧元素，則需要定量才可計算（見本專題例題分析）。3.求反應物或生成物的質量如，在A+2B＝C+D的反應中，5克A跟一定量的B恰好完全反應，生成3克C和10克D，則B的質量可直接根據質量守恒定律的定義——參加反應物質質量總和＝反應生成物質質量總和，求得m（B）＝3g+10g—5g＝8g。4.確定某物化學式如，要求某反應2X+5O2＝4CO2+2H2O中X的化學式，則可根據質量守恒定律——化學反應前后原子個數不變，列出反應前后原子的種類和數目。原子反應前個數反應后個數差值C044H044O10100表格中所差的C、H原子即在X中，由于X前面化學計量數為2，所以每個X中有2個碳原子和2個氫原子，即X化學式為C2H2。5.根據質量守恒，作簡單計算如：加熱a克氯酸鉀和b克二氧化錳的混合物，完全反應后得剩余固體c克，要求生成的氧氣的質量，可根據質量守恒定律——化學反應前后，物質總質量不變，即可求出：反應前物質總質量＝(a+b)克反應后物質總質量＝c克+氧氣質量，故氧氣質量＝(a+b-c)克注意：盡管二氧化錳是本反應的催化劑，反應前后質量不變，不算參加反應的物質質量，但二氧化錳反應后仍存在于剩余固體中，所以c克中已包含了b克的二氧化錳質量。本題按化學反應前后物質總質量不變計算較為簡單?！緦ｎ}1質量守恒定律理解】【例1】下列有關質量守恒定律的認識，不正確的是（）A.質量守恒定律揭示了化學變化中宏觀物間的質量關系，與微觀過程無關B.通過化學變化，只能改變物質的種類，不能改變物質的總質量C.質量守恒定律為定量揭示化學變化的規(guī)律提供了理論依據D.任何化學反應都遵循質量守恒定律【答案】A【解析】A、質量守恒定律揭示了化學變化中宏觀物間的質量關系，守恒的原因是反應前后原子的種類、數目、質量均不變，與微觀過程有關，故選項說法錯誤。B、由質量守恒定律，通過化學變化，只能改變物質的種類，不能改變物質的總質量，故選項說法正確。C、質量守恒定律為定量揭示化學變化的規(guī)律提供了理論依據，故選項說法正確。D、任何化學反應都遵循質量守恒定律，故選項說法正確。故選：A?！军c評】質量守恒定律是物質在發(fā)生化學變化中表現出來的一種規(guī)律，適用于化學變化，了解質量守恒定的原因、化學變化的實質是解題的關鍵?！纠?】某同學將蠟燭燃燒后的蠟油收集起來，發(fā)現質量變小。下列說法中，正確的是（）A.蠟燭減少的質量一定等于生成物的質量B.要分析此現象，必須考慮所有的反應物和生成物C.燃燒后各生成物的質量一定等于燃燒前蠟燭的質量D.蠟燭燃燒后質量變小，說明蠟燭燃燒時質量不再守恒【答案】B【解析】A.蠟燭減少的質量與參加反應的氧氣的質量之和一定等于新生成物的質量之和，故錯誤；B.在分析質量守恒定律時，必須考慮所有的反應物和生成物，尤其是有氣體參加或生成的化學反應，故正確；C.燃燒后各生成物的質量一定等于燃燒的蠟燭質量與參加反應的氧氣的質量之和，故錯誤；D.蠟燭燃燒屬于化學反應，所有的化學反應都遵循質量守恒定律，故錯誤。故選：B.【專題2質量守恒定律的驗證】【例3】下列實驗能夠直接用于驗證質量守恒定律的是（）【答案】B【解析】A、稀鹽酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體逸出，反應后燒杯中的物質質量減少，不能直接用于驗證質量守恒定律，故選項錯誤。B、氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，沒有物質逸出，反應前后容器中物質的總質量不變，能直接用于驗證質量守恒定律，故選項正確。C、鎂條在空氣中燃燒，因為有氧氣參加反應，反應后固體質量會明顯增大，不能直接用于驗證質量守恒定律，故選項錯誤。D、鋅與硫酸反應生成硫酸鋅溶液和氫氣，生成的氫氣逸出，不能直接用于驗證質量守恒定律，故選項錯誤。故選：B。【專題3質量守恒定律的應用】【例4】在一個密閉容器中有四種物質，在一定的條件下充分反應后，測得反應前后各物質質量如下：下列說法正確的是（）物質XYZQ反應前質量/g18a59反應后質量/g62499A.Z可能是單質B.a的值為32C.該反應中X和了變化的質量比為3：1D.Q可能是該反應的催化劑【答案】D【解析】A、Z反應后質量增大，是生成物，不可能是單質，該選項說法不正確；B、a=6+2+49+9-9-5-18=34，該選項說法不正確；C、該反應中X和Y變化的質量比為：(18-6)：(34-2)=3：8，該選項說法不正確；D、Q反應前后質量不變，可能是該反應的催化劑，該選項說法正確。故選：D.【點評】化學反應遵循質量守恒定律，即化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數不變，這是書寫化學方程式、判斷物質的化學式、判斷化學計量數、進行相關方面計算的基礎。1.實驗中有些變化雖然是“<”或“>”的，但仍然符合質量守恒定律，其中不符合的是（）A.銅絲的質量為mg，在火焰上灼燒后的質量為ng，則m<nB.木炭的質量為mg，在火焰上灼燒后所有灰燼的質量為ng，則m>nC.濃鹽酸的質量為mg，敞口放置于空氣中一段時間后質量為ng，則m>nD.氫氧化鈉溶液的質量為mg，敞口放置于空氣中一段時間后質量為ng，則m<n【答案】C【解析】A、銅絲在火焰上灼燒后，會與空氣中的氧氣化合生成CuO黑色固體，質量增加，m<n，符合質量守恒定律；B、木炭在火焰上灼燒后，會與空氣中的氧氣化合生成CO2氣體，灰燼的質量n<m，符合質量守恒定律；C、濃鹽酸具有揮發(fā)性，敞口放置于空氣中一段時間后質量會減小，則m>n，沒有發(fā)生化學反應，其質量變化與質量守恒定律無關；D、氫氧化鈉溶液敞口放置于空氣中可以吸收空氣中的二氧化碳使質量增加，則m<n，符合質量守恒定律。故選：C.2.將2.4g鎂在空氣中燃燒，反應后固體的質量（）A.等于2.4gB.大于2.4gc.小于2.4gD.無法確定【答案】B【解析】鎂在空氣燃燒，與氧氣反應生成氧化鎂，由質量守恒定律，參加反應的鎂與氧氣的質量之和等于生成氧化鎂的質量，將2.4g鎂在空氣中燃燒，反應后固體的質量大于2.4g.故選：B。3.在化學反應前后，一定不變的是（） ①原子數目；②分子數目；③分子種類；④物質種類；⑤元素化合價；⑥原子質量；⑦物質的總質量；⑧元素種類。A.①②⑥⑦B.①⑥⑦⑧C.①②D.⑦⑧【答案】B【解析】化學變化的實質是分子分成原子，原子再重新組合成新分子，原子的種類、數目、質量均不變，元素的種類不變，分子種類一定會發(fā)生改變，分子的數目可能或發(fā)生改變，也可能不變。元素的化合價可能改變，也可能不變?；瘜W變化有新物質生成，物質種類一定會發(fā)生改變；由質量守恒定律，反應前后總質量不變。故①⑥⑦⑧一定不變。故選：B.4.硝酸銅受熱分解會產生一種污染空氣的有毒氣體，該氣體可能是（）A.O2B.NO2C.NH3D.CO【答案】B【解析】硝酸銅受熱分解會產生一種污染空氣的有毒氣體，硝酸銅中含有銅、氮、氧三種元素。A、氧氣沒有氣味，不可能是氧氣，故選項錯誤。B、硝酸銅中含有銅、氮、氧三種元素，NO2具有刺激性氣味，可能生成NO2，故選項正確。C、硝酸銅中不含氫元素，不可能生成NH3，故選項錯誤。D、硝酸銅中不含碳元素，不可能生成CO，故選項錯誤。故選：B.5.在運輸魚的過程中，可以在水中加入過氧化鈣(CaO2)作為制氧劑，它與水反應后的生成物可能是（）A.CaCO3和H2B.Ca(OH)2和O2C.CaCl2和O2D.Ca(NO3)2和CO2【答案】B【解析】A、過氧化鈣(CaO2)與水中含有鈣、氧、氫三種元素，不含碳元素，不能生成碳酸鈣，故選項錯誤。B、過氧化鈣(CaO2)與水中含有鈣、氧、氫三種元素，可能生成Ca(OH)2和O2，故選項正確。C、過氧化鈣(CaO2)與水中含有鈣、氧、氫三種元素，不含氯元素，不能生成氯化鈣，故選項錯誤。D、過氧化鈣(CaO2)與水中含有鈣、氧、氫三種元素，不含氮元素，不能生成Ca(NO3)2，故選項錯誤。故選：B。6.用作漂泊劑等的過二硫酸鉀(K2S2O8)在高于100℃的條件下能發(fā)生反應：2K2S2O8===2K2SO4+2SO3↑+O2↑，則有（）A.K2S2O8中的硫元素顯+6價B.該反應屬于化合反應C.生成物K2SO4屬于氧化物D.反應前后氧原子數目不變【答案】D【解析】A、K2S2O8中，鉀元素化合價是+1，氧元素化合價是-2，根據化合物中元素化合價代數和為零可知硫元素顯+7價，該選項說法不正確；B、反應物是一種，生成物是三種，是分解反應，該選項說法不正確；C、硫酸鉀中含有三種元素，不是氧化物，該選項說法不正確；D、反應前后氧原子數目不變，該選項說法正確。故選：D。7.在密閉容器中有甲、乙、丙、丁四種物質，在一定條件下發(fā)生反應，測得反應前后各物質的質量如下表所示，則以下判斷錯誤的是（）物質甲乙丙丁反應前質量/g641016反應后質量/g042A.甲有64克參加反應，一定是反應物B.乙反應后質量增多，一定是生成物C.丙反應前后質量不變，一定是催化劑D.丁反應后的質量a=48克【答案】C【解析】由表中數據分析可知，反應前后甲的質量減少了64g-0g=64g，故是反應物，參加反應的質量為64g；同理可以確定乙是生成物，生成的質量為42g-10g=32g；丙的質量不變，可能作該反應的催化劑，也可能沒有參加反應；由質量守恒定律，丁應是生成物，且生成的質量為64g-32g=32g，故a的數值為32g+16g=48g。A、甲有64克參加反應，一定是反應物，故選項說法正確。B、乙反應后質量增多，一定是生成物，故選項說法正確。C、丙反應前后質量不變，可能能作該反應的催化劑，也可能沒有參加反應，故選項說法錯誤。D、丁反應后的質量a=48克，故選項說法正確。故選：C.8.為探究氣體X的組成，某興趣小組進行如下實驗：稱取2.40g氧化銅，在加熱條件下，與足量氣體X反應生成銅、水和氮氣。經測定，生成物中含0.54g水和0.28g氮氣。關于該實驗有下列說法①X一定含氮、氫兩種元素；②X中一定含氮、氫、氧三種元素③X中一定不含銅元素；④參加反應的X質量為0.82g；⑤X中氮、氫元素質量比為14：3；⑥參加反應的X和反應生成的水的質量比為17：27；以上說法正確的是（）A.①③⑤⑥B.①③④C.②D.②③④⑤【答案】A【解析】氧化銅中氧元素的質量=2.40g××100%=0.48g，銅元素的質量為：2.4g-0.48g=1.92g，0.54g水中氧元素的質量=0.54g××100%=0.48g，氫元素的質量為：0.54g-0.48g=0.06g，①化學反應前后元素的種類和質量不變，可知氧化銅中氧元素的質量=2.40g××100%=0.48g，0.54g水中氧元素的質量=0.54g××100%=0.48g,因此氣體X中一定含有氮和氫元素，一定不含有氧元素，故正確；②X中一定含氮、氫、氧三種元素，故錯誤；③X中一定不含銅元素，故正確；④參加反應的X質量為0.06g+0.28g=0.34g，故錯誤；⑤X中氮、氫元素質量比為0.28g：0.06g=14：3，故正確；⑥參加反應的X和反應生成的水的質量比為0.34g：0.54g=17：27，故正確。故選：A.9.取一定質量的碳酸鈣高溫加熱一段時間后，得到氧化鈣和碳酸鈣的固體混合物其中碳、氧元素質量比為3：14，則該固體混合物中氧化鈣和碳酸鈣的質量比為（）A.7：25B.3：14C.7：5D.14：15【答案】A【解析】反應后的碳元素全部存在于碳酸鈣中，碳酸鈣中碳元素和氧元素的質量比為：12：(16×3)=3：12，故氧化鈣中氧元素的質量為2，因此碳酸鈣的質量為：3=25，氧化鈣的質量為：2=7，故該固體混合物中氧化鈣和碳酸鈣的質量比為7：25；故選：A.10.密閉容器中盛有CH4和O2的混合氣體，點燃使其充分反應，CH4全部轉化為CO2、CO和H2O，待容器恢復到常溫，測得容器內混合氣體中CO2和CO的質量比為44：14.則反應前CH4和O2的質量比為（）A.3：10B.3：11C.11：3D.10：3【答案】B【解析】假設混合氣體中CO2和CO的質量分別為44份質量和14份質量，由質量守恒定律可知：甲烷中碳元素的質量為：44份質量+14份質量=18份質量CO2和CO的質量中氧元素的質量是：44份質量+14份質量-18份質量=40份質量甲烷的質量為：18份質量÷12=24份質量，氫元素的質量為：24份質量-18份質量=6份質量與氫結合的氧元素的質量為：6份質量×8=48份質量。參加反應的氧氣的質量為：40份質量+48份質量=88份質量，所以：反應前CH4和O2的質量比為：24份質量：88份質量=3：11。由以上計算可知