考題訓(xùn)練(十五)__質(zhì)量守恒定律__化學(xué)方程式及其簡單計算
|夯 實 基 礎(chǔ)|
1．[2017·廣安]下列變化，遵循質(zhì)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(zhuǎn)化成干冰
2．[2017·桂林]關(guān)于化學(xué)反應(yīng)C＋O2eq o(=====,sup7(點燃))CO2，說法錯誤的是( )
A．反應(yīng)前后分子種類沒變
B．反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量相等
C．該反應(yīng)放出熱量
D．該反應(yīng)為化合反應(yīng)
3．[2017·成都]用圖Z15－1所示裝置驗證質(zhì)量守恒定律，能達到實驗?zāi)康牡奈镔|(zhì)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(chǎn)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(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq o(=====,sup7(△))X＋Cl2↑＋2H2O，則X的化學(xué)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(nèi)應(yīng)是( )
7．[2017·天津]在反應(yīng)A＋3B===2C＋3D中，已知2.3 g A跟4.8 g B恰好完全反應(yīng)生成4.4 g C。又知D的相對分子質(zhì)量為18，則A的相對分子質(zhì)量為( )
A．23 B．46 C．92 D．96
8．[2017·唐山路南區(qū)三模]下列化學(xué)方程式書寫正確，并且能夠達到實驗?zāi)康牡氖? )
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(nèi)燃燒，容器內(nèi)有關(guān)的量隨時間變化的圖像正確的是( )
10．寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(1)用紅磷測定空氣中氧氣含量的原理：__________________________________。
(2)農(nóng)業(yè)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(yīng)后剩余固體質(zhì)量為18.4 g。請計算：
(1)生成氧氣的質(zhì)量。
(2)原混合物中氯酸鉀的質(zhì)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(yīng)中氮元素的化合價由＋2變?yōu)?
D．該反應(yīng)生成的N2和CO2的質(zhì)量比為1∶2
2．[2016·漳州]改編如圖Z15－4表示四種物質(zhì)在密閉容器中反應(yīng)一段時間后質(zhì)量的變化，下列說法正確的是( )
A．d一定是該反應(yīng)的催化劑
B．b的相對分子質(zhì)量大于a
C．該化學(xué)反應(yīng)表達式可表示為
D．反應(yīng)的某時刻，參加反應(yīng)的c的質(zhì)量一定等于生成的a、b的質(zhì)量之和
3．[2017·保定蓮池區(qū)模擬]一定條件下，甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)在密閉容器中反應(yīng)，測得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖Z15－5所示，下列說法正確的是( )
A．丁是該反應(yīng)的催化劑
B．該反應(yīng)的基本類型是分解反應(yīng)
C．該反應(yīng)中乙、丙的質(zhì)量比為3∶17
D．甲一定屬于單質(zhì)
4．[2017·安徽]科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，利用催化劑可有效消除室內(nèi)裝修材料釋放的甲醛，其反應(yīng)的微觀示意圖如下。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是( )
A．屬于置換反應(yīng)
B．可解決甲醛帶來的室內(nèi)空氣污染問題
C．其中甲醛屬于氧化物
D．化學(xué)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(yīng)中O2和CO2的質(zhì)量比為14∶11
C．該反應(yīng)中O2和H2O的分子數(shù)之比為7∶6
D．該純凈物中C、H原子的個數(shù)比為1∶4
6．[2017·湘潭]一定條件下，一個密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，測得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表所示。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A.x的取值范圍是：0≤x≤45
B．參加反應(yīng)的A和B的質(zhì)量之比為3∶1
C．當(dāng)y≤20時，該反應(yīng)為化合反應(yīng)
D．x＋y＝65
7．[2016·福州]質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)對化學(xué)的發(fā)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(nèi)混合前后的總質(zhì)量，能用于驗證質(zhì)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(zhì)量的變化如圖Z15－7所示。
①從燃燒條件分析，固體質(zhì)量在t1前沒有發(fā)生變化的原因是_______________________________。
②該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。
③參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為________g。
(3)某反應(yīng)的微觀示意圖如圖Z15－8所示：
①該反應(yīng)所屬的基本反應(yīng)類型為_________________________________________________。
②參加反應(yīng)的甲物質(zhì)和生成的丙物質(zhì)的分子數(shù)目比為________。
8.
[2017·德州]化學(xué)興趣小組為驗證質(zhì)量守恒定律，做了鎂條在空氣中燃燒的實驗(如圖Z15－9)。同學(xué)們觀察到鎂條在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的強光，產(chǎn)生的大量白煙彌漫到空氣中，最后在石棉網(wǎng)上得到一些白色固體。
(1)請寫出鎂條燃燒的化學(xué)方程式：________________________________。
(2)同學(xué)們通過稱量發(fā)現(xiàn)：在石棉網(wǎng)上收集到產(chǎn)物的質(zhì)量小于鎂條的質(zhì)量。有人認為這個反應(yīng)不遵循質(zhì)量守恒定律。你認為出現(xiàn)這樣實驗結(jié)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(zhì)量守恒定律，還發(fā)現(xiàn)產(chǎn)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(yīng)生成黃色固體氮化鎂(Mg3N2)；③氮化鎂可與水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，該氣體能使?jié)駶櫟?span id="vvjhvh3" class="candidate-entity-word" data-gid="15973146">紅色石蕊試紙變藍。
[作出猜想] 黃色固體是Mg3N2。
[實驗探究] 請設(shè)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(chǎn)物MgO卻遠多于Mg3N2，合理的解釋是________________________________________________________________________。
③同學(xué)們又聯(lián)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(zhì)量分?jǐn)?shù)。稱取32.5 g該黃銅粉末放入燒杯中，再向燒杯內(nèi)加入200 g稀硫酸(足量)，每隔10分鐘測燒杯內(nèi)(不含燒杯)剩余物質(zhì)的質(zhì)量，測得數(shù)據(jù)如下表：
(1)完全反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為________g。
(2)計算該黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計算過程)
10．[2017·雅安]化學(xué)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(zhì)量分?jǐn)?shù)。稱量68 g過氧化氫溶液和0.1 g二氧化錳進行實驗，反應(yīng)前后質(zhì)量隨時間變化的關(guān)系如圖Z15－11。計算：
(1)制得氧氣的質(zhì)量是________g。
(2)過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
參考答案
|夯實基礎(chǔ)|
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(xué)反應(yīng)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(zhuǎn)化為二氧化碳。
2．A [解析] 根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后原子種類和數(shù)目不變，而分子種類一定改變；反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量不變。
3．C [解析] 根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析可知，反應(yīng)中有氣體參加或生成的實驗必須處于密閉系統(tǒng)中。鋅和稀硫酸反應(yīng)有氫氣生成，碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)有二氧化碳產(chǎn)生，故兩者都不可以達到實驗?zāi)康?；鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)，無氣體生成，反應(yīng)前后質(zhì)量不變，能用圖示裝置驗證質(zhì)量守恒定律；質(zhì)量守恒定律適用于所有的化學(xué)變化，氯化鈉和稀鹽酸之間不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故不能達到實驗?zāi)康摹?/p>
4．D [解析] 硝酸銀中沒有硫元素也沒有氫元素，不可能產(chǎn)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(xué)方程式可以看出，反應(yīng)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(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，生成物中也應(yīng)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(xué)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(nèi)的生成物應(yīng)該是水，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，可確定方框內(nèi)物質(zhì)應(yīng)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(gòu)成。
7．B [解析] 根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，參加反應(yīng)的A和B物質(zhì)的質(zhì)量總和等于生成的C和D物質(zhì)的質(zhì)量總和，因此生成D的質(zhì)量為2.3 g＋4.8 g－4.4 g＝2.7 g。設(shè)A的相對分子質(zhì)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(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后原子種類和數(shù)目都不變，元素種類也不變，反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)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(zhì)量為28.0 g－18.4 g＝9.6 g。
(2)設(shè)原混合物中氯酸鉀的質(zhì)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(zhì)量為9.6 g；(2)原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為24.5 g。
[解析] (1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不發(fā)生改變，則反應(yīng)前后固體的質(zhì)量差即為生成氣體(O2)的質(zhì)量。(2)由氧氣的質(zhì)量，根據(jù)氯酸鉀分解的化學(xué)方程式可計算出反應(yīng)的氯酸鉀的質(zhì)量，即混合物中氯酸鉀的質(zhì)量。
|能力提升|
1．D [解析] 該反應(yīng)生成的氮氣和二氧化碳的質(zhì)量比為28∶(2×44)＝7∶22。
2．D [解析] 根據(jù)對比反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量可知，a、b質(zhì)量增大，為生成物，c質(zhì)量減小，為反應(yīng)物，d質(zhì)量不變，可能是反應(yīng)中的催化劑，也可能與反應(yīng)無關(guān)，故該反應(yīng)表達式可表示為ceq o(――→,sup7(d))a＋b或c―→a＋b；根據(jù)現(xiàn)有條件無法比較b、a的相對分子質(zhì)量大??；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，參加反應(yīng)的c的質(zhì)量一定等于生成的a、b的質(zhì)量之和。
3．C
4．B [解析] 由圖可知，該反應(yīng)是甲醛和氧氣在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)，生成水和二氧化碳。由于生成物是兩種化合物，故該反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)；因生成的水和CO2為無毒無害的物質(zhì)，故該反應(yīng)可解決甲醛帶來的室內(nèi)空氣污染問題；由圖知甲醛的化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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(zhì)量為8.8 g×eq f(12,44)＝2.4 g，5.4 g水中所含氫元素的質(zhì)量為5.4 g×eq f(2,18)＝0.6 g，碳、氫元素的質(zhì)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(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量為8.8 g＋5.4 g－3 g＝11.2 g，所以反應(yīng)中氧氣和二氧化碳的質(zhì)量比為11.2 g∶8.8 g＝14∶11；反應(yīng)中氧氣和水的分子個數(shù)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(shù)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(yīng)當(dāng)是0≤x≤65，我們假設(shè)C為最終產(chǎn)物，A完全反應(yīng)，D完全反應(yīng)，也就是反應(yīng)后質(zhì)量為0，根據(jù)質(zhì)量守恒定律C的質(zhì)量最大為25 g＋15 g＋20 g＋5 g＝65 g，再假設(shè)D為最終產(chǎn)物，C完全反應(yīng)，那么C的最小質(zhì)量為0，所以x的取值范圍應(yīng)當(dāng)是0≤x≤65；由表格可知，A物質(zhì)15 g完全反應(yīng)，B物質(zhì)反應(yīng)了5 g，所以參加反應(yīng)的A、B的質(zhì)量之比是15 g∶5 g＝3∶1；當(dāng)y≤20時，說明D物質(zhì)為反應(yīng)物或者為催化劑或者不反應(yīng)，由圖可知反應(yīng)后A、B物質(zhì)的質(zhì)量均減少，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，物質(zhì)C反應(yīng)后的質(zhì)量會增加，則該反應(yīng)是化合反應(yīng)；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前的總質(zhì)量為15 g＋15 g＋25 g＋20 g＝75 g，已知反應(yīng)后B的質(zhì)量為10 g，A的質(zhì)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(yīng)?、?∶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(fā)生化學(xué)變化，故不能驗證質(zhì)量守恒定律，C中鐵和氯化銅溶液能反應(yīng)生成銅和氯化亞鐵，能用于驗證質(zhì)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(zhì)量不變；③根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后固體增加的質(zhì)量是參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，即14.2 g－6.2 g＝8.0 g。(3)根據(jù)微觀圖可以寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2F2＋2H2O===4HF＋O2，據(jù)此可判斷該反應(yīng)是置換反應(yīng)，且參加反應(yīng)的甲物質(zhì)和生成的丙物質(zhì)的分子數(shù)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(chǎn)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(xiàn)象：有刺激性氣味的氣體生成，試紙由紅色變?yōu)樗{色；結(jié)論：黃色固體是Mg3N2
[反思與交流] ①－3
②氮氣的化學(xué)性質(zhì)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(chǎn)生大量白煙，即有氧化鎂擴散到空氣中去了，使收集到的產(chǎn)物不全，所以在石棉網(wǎng)上收集到產(chǎn)物的質(zhì)量小于鎂條的質(zhì)量。(3)[實驗探究] 根據(jù)查閱的資料可知：氮化鎂可與水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。可以取少量黃色粉末放入試管內(nèi)，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(chǎn)物MgO卻遠多于Mg3N2的原因是氧氣性質(zhì)遠比氮氣活潑，Mg更容易與氧氣反應(yīng)。③狹義的燃燒是可燃物與氧氣發(fā)生的發(fā)光放熱的劇烈的氧化反應(yīng)，廣義上的燃燒，不一定要有氧氣的參與。
9．(1)0.4
(2)解：設(shè)該黃銅中鋅的質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq f(32.5 g－13 g,32.5 g)×100%＝60%。
答：黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。
[解析] 由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前反應(yīng)物的總質(zhì)量為200 g＋32.5 g＝232.5 g，反應(yīng)40分鐘后反應(yīng)物總質(zhì)量為232.1 g，并且不再改變，說明反應(yīng)已經(jīng)完全，所以完全反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為200 g＋32.5 g－232.1 g＝0.4 g，然后再利用氫氣的質(zhì)量進行化學(xué)方程式的計算得出答案。
10．(1)0.8
(2)解：設(shè)參加反應(yīng)的過氧化氫的質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq f(1.7 g,68 g)×100%＝2.5%。
答：過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是2.5%。
