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专项(三) 质量守恒定律类型一质量守恒定律的验证1.某化学兴趣小组同学依据课本实验对化学反应前后质量变化进行了探究。查阅资料 铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜;碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。实验装置设计 甲、乙、丙小组同学分别设计如图G3-1所示装置:图G3-1讨论与探究 (1)甲实验中镁条燃烧前后,质量不相等的原因是。(2)请根据乙组和丙组设计的探究“质量守恒定律”的实验装置进行实验,并按要求完成下表。(下表中的“实验结论”填“”“=”或“=实验分析 右遵守产生的二氧化碳气体逸到空气中使烧杯中物质的质量减小实验结论 参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和反思与交流 有气体参加或生成的反应,应该在密闭容器中进行实验解析 根据题给查阅资料 可知碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,故可观察到乙组实验烧杯冒出气泡,因乙组实验产生的气体散逸到空气中,故反应后的总质量比反应前的总质量减轻了,丙组实验反应前后既没有气体参加,也没有气体生成,所以反应前后总质量不变;通过对甲、乙、丙小组实验的探究不难得到如下启示:用有气体参加或产生的反应验证质量守恒定律时必须在密闭的容器中进行。2.(1)2Mg+O22MgO(2)反应生成的氧化镁部分扩散到空气中(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,在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸有刺激性气味的气体生成,试纸由红色变蓝色证明黄色固体是Mg3N2反思与交流 -3氮气化学性质不如氧气活泼燃烧不一定需要有氧气参加解析(1)镁条燃烧生成氧化镁,化学方程式为2Mg+O22MgO。(2)镁条燃烧的同时产生大量白烟,氧化镁扩散到空气中,使收集的产物不全。所以在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。(3)实验探究 根据查阅的资料可知,氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;可以取少量黄色粉末放入试管内,加入少量水,观察到有刺激性气味的气体生成,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝,则说明黄色粉末是氮化镁。反思与交流 化合物中各元素正负化合价的代数和为零,设氮化镁中N元素的化合价为x,(+2)3+2x=0,x=-3。空气中N2的含量远大于O2的含量,可是镁条在空气中燃烧生成的产物MgO却远多于Mg3N2,原因是氧气远比氮气性质活泼,Mg更容易与氧气反应。镁在点燃条件下能与氮气反应,氢气在氯气中能够燃烧,可知燃烧不一定需要氧气。3.B解析 根据质量守恒定律可知,参加反应的B的质量为28g+2g12g=18g。4.C解析 根据质量守恒定律可知化学反应前后原子种类和数目不变,反应前O6个,反应后C2个,H8个,O8个,因此2X中含有2个C,8个H和2个O,X的化学式为CH3OH。5.C解析 根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,因此推知该物质中一定含碳元素和氢元素,可能含氧元素。8.8gCO2中含碳元素质量为8.8g1244=2.4g;5.4gH2O中含氢元素质量为5.4g218=0.6g,碳元素与氢元素质量比为2.4g0.6g=41,物质的分子中碳原子和氢原子个数比为2.4120.61=0.20.6=13。6.D解析 由微观示意图可知,该反应的化学方程式为2O2+CH42H2O+c。根据化学反应前后原子的种类、个数不变可知,c的化学式为CO2;该反应前后元素的种类、质量不发生变化,符合质量守恒定律;由化学方程式可知,2个氧分子和1个甲烷分子反应,生成2个水分子和1个二氧化碳分子,反应前后分子个数保持不变。7.B解析 该反应中的两种反应物都是化合物,不属于置换反应。8.A解析 碳和过量的氧气充分反应生成二氧化碳,反应方程式为C+O2CO2,气体的分子数即化学计量数,所以反应前后气体的分子数不变;碳和氧气生成二氧化碳,气体的质量增加不会减少;因为氧气过量,所以碳反应完了,固体质量最后为零;根据质量守恒定律反应前后物质的总质量不变,该反应在一密闭容器中,所以物质总质量一直不变。9.B解析 根据质量守恒定律可知,x=0.4;甲和乙的质量减少,是反应物;反应中甲、丙发生改变的质量比是4.45.6=1114;从已知条件看,不能确定丁是单质。10.D解析 根据对比反应前后物质的质量可知,a、b质量增大,为生成物,c质量减小,为反应物,d不变,可能是催化剂也可能与反应无关,故该反应表达式可表示为ca+b或ca+b,根据现有条件无法比较b、a的相对分子质量大小,根据质量守恒定律可知,参加反应的c的质量一定等于生成a、b的质量之和。11.D解析 根据质量守恒定律,反应后丙的质量为4g+10g+3g+4g-(6g+4g+8g)=3g,故乙为反应物,甲、丁为生成物,丙可能为催化剂,可能与反应无关,该反应为分解反应;参加反应的乙、丁质量比为(10g-4g)(8g-4g)=32;生成甲、丁的质量比为(6g-4g)(8g-4g)=12,由于无法确定化学方程式中各反应物和生成物的化学计量数,所以无法确定甲、丁的相对分子质量比。12.(1)(2)N、C(3)34g(4)AC解析(1)每个一氧化氮分子由一个氮原子和一个氧原子构成;(2)在氧化催化转化器中,是一氧化碳和一氧化氮反应生成二氧化碳和二氧化氮,碳元素和氮元素的化合价升高;(3)根据化学方程式CO(NH2)2+H2O2NH3+CO2603460gx6034=60gxx=34g(4)SCR催化转换器可能将NH3和NO2转化式N2;无污染的排出气中还可能含有二氧化碳等其他无污染气体;N2也可能是反应之前进入SCR催化转换器的。
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