化学质量守恒定律的简单计算试题

考题训练(十五)__质量守恒定律__化学方程式及其简单计算

|夯 实 基 础|

1．[2017·广安]下列变化，遵循质量守恒定律的是( )

A．石墨制成金刚石

B．2 g H2完全燃烧生成36 g H2O

C．水变成汽油

D．冰转化成干冰

2．[2017·桂林]关于化学反应C＋O2eq o(=====,sup7(点燃))CO2，说法错误的是( )

A．反应前后分子种类没变

B．反应前后物质总质量相等

C．该反应放出热量

D．该反应为化合反应

3．[2017·成都]用图Z15－1所示装置验证质量守恒定律，能达到实验目的的物质组合是( )

A．锌和稀硫酸 B．碳酸钠和稀盐酸

C．铁和硫酸铜溶液 D．氯化钠和稀盐酸

4．[2017·邵阳]AgNO3固体见光或受热易分解，故保存在棕色瓶中，AgNO3见光分解时产生一种有刺激性气味的气体，该气体可能是( )

A．H2S B．SO2

C．N2 D．NO2

5．[2017·龙东]实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq o(=====,sup7(△))X＋Cl2↑＋2H2O，则X的化学式为( )

A．MnCl2 B．ClO2

C．MnCl4 D．HClO

6．[2017·上海]过氧化氢分解的微观示意图如图Z15－2所示，方框内应是( )

7．[2017·天津]在反应A＋3B===2C＋3D中，已知2.3 g A跟4.8 g B恰好完全反应生成4.4 g C。又知D的相对分子质量为18，则A的相对分子质量为( )

A．23 B．46 C．92 D．96

8．[2017·唐山路南区三模]下列化学方程式书写正确，并且能够达到实验目的的是( )

A．高炉炼铁：2Fe2O3＋3Ceq o(=====,sup7(高温))4Fe＋3CO2↑

B．盐酸除铁锈：Fe2O3＋6HCl===2FeCl2＋3H2O

C．氢氧化钠溶液吸收二氧化硫：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O

D．用熟石灰处理硫酸厂的污水：Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋H2O

9．白磷在密闭容器(含有空气)内燃烧，容器内有关的量随时间变化的图像正确的是( )

10．写出下列反应的化学方程式。

(1)用红磷测定空气中氧气含量的原理：__________________________________。

(2)农业上配制波尔多液：________________________________________________________________________。

(3)金属铝耐腐蚀的原因：________________________________________________________________________。

(4)天然气的主要成分在空气中燃烧：______________________

11．[2017·安徽]实验室加热氯酸钾(KClO3)和二氧化锰的混合物28.0 g制取氧气，完全反应后剩余固体质量为18.4 g。请计算：

(1)生成氧气的质量。

(2)原混合物中氯酸钾的质量。

|能 力 提 升|

1．[2017·永州]为避免汽车尾气的有害气体对大气的污染，目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化装置。其净化原理是

，下列说法不正确的是( )

A．x＝2

B．最终排放的汽车尾气是混合物

C．反应中氮元素的化合价由＋2变为0

D．该反应生成的N2和CO2的质量比为1∶2

2．[2016·漳州]改编如图Z15－4表示四种物质在密闭容器中反应一段时间后质量的变化，下列说法正确的是( )

A．d一定是该反应的催化剂

B．b的相对分子质量大于a

C．该化学反应表达式可表示为

D．反应的某时刻，参加反应的c的质量一定等于生成的a、b的质量之和

3．[2017·保定莲池区模拟]一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应，测得反应前后各物质的质量分数如图Z15－5所示，下列说法正确的是( )

A．丁是该反应的催化剂

B．该反应的基本类型是分解反应

C．该反应中乙、丙的质量比为3∶17

D．甲一定属于单质

4．[2017·安徽]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

5．[2017·达州]某纯净物3 g在氧气中完全燃烧，生成8.8 g二氧化碳和5.4 g水。下列说法不正确的是( )

A．该纯净物中含有C、H元素，不含O元素

B．该反应中O2和CO2的质量比为14∶11

C．该反应中O2和H2O的分子数之比为7∶6

D．该纯净物中C、H原子的个数比为1∶4

6．[2017·湘潭]一定条件下，一个密闭容器内发生反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列有关说法不正确的是( )

A.x的取值范围是：0≤x≤45

B．参加反应的A和B的质量之比为3∶1

C．当y≤20时，该反应为化合反应

D．x＋y＝65

7．[2016·福州]质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。

(1)通过称量下列各组试剂在密闭容器内混合前后的总质量，能用于验证质量守恒定律的是________(填序号)。

A．蔗糖和水

B．氯化钠溶液和硝酸钾溶液

C．铁和氯化铜溶液

(2)在氧气中点燃红磷的实验，固体质量的变化如图Z15－7所示。

①从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因是_______________________________。

②该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

③参加反应的氧气质量为________g。

(3)某反应的微观示意图如图Z15－8所示：

①该反应所属的基本反应类型为_________________________________________________。

②参加反应的甲物质和生成的丙物质的分子数目比为________。

8.

[2017·德州]化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验(如图Z15－9)。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。

(1)请写出镁条燃烧的化学方程式：________________________________。

(2)同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是______________________

(3)小红按图Z15－10所示装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。

[提出问题] 黄色固体是什么？

[查阅资料] ①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色固体氮化镁(Mg3N2)；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

[作出猜想] 黄色固体是Mg3N2。

[实验探究] 请设计实验，验证猜想。

[反思与交流] ①氮化镁中氮元素的化合价是____________。

②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是________________________________________________________________________。

③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：____________________

9．[2017·荆门]为测定某黄铜(铜、锌合金)中铜的质量分数。称取32.5 g该黄铜粉末放入烧杯中，再向烧杯内加入200 g稀硫酸(足量)，每隔10分钟测烧杯内(不含烧杯)剩余物质的质量，测得数据如下表：

(1)完全反应生成氢气的质量为________g。

(2)计算该黄铜中铜的质量分数。(写出计算过程)

10．[2017·雅安]化学兴趣小组用一瓶久置的过氧化氢溶液制取氧气并测量过氧化氢的质量分数。称量68 g过氧化氢溶液和0.1 g二氧化锰进行实验，反应前后质量随时间变化的关系如图Z15－11。计算：

(1)制得氧气的质量是________g。

(2)过氧化氢的质量分数是多少？

参考答案

|夯实基础|

1．A　[解析] 2 g氢气和16 g氧气完全燃烧会生成18 g水；化学反应前后元素的种类不变，水是由氢元素和氧元素组成的化合物，故水不会生成含有碳元素的汽油；冰是水，干冰是固体二氧化碳，水不能转化为二氧化碳。

2．A　[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，而分子种类一定改变；反应前后物质总质量不变。

3．C　[解析] 根据质量守恒定律分析可知，反应中有气体参加或生成的实验必须处于密闭系统中。锌和稀硫酸反应有氢气生成，碳酸钠和稀盐酸反应有二氧化碳产生，故两者都不可以达到实验目的；铁和硫酸铜溶液反应，无气体生成，反应前后质量不变，能用图示装置验证质量守恒定律；质量守恒定律适用于所有的化学变化，氯化钠和稀盐酸之间不能发生化学反应，故不能达到实验目的。

4．D　[解析] 硝酸银中没有硫元素也没有氢元素，不可能产生硫化氢气体和二氧化硫气体；硝酸银中有氮元素，但是氮气是无色无味的气体，所以该气体也不是氮气，而是二氧化氮。

5．A　[解析] 从化学方程式可以看出，反应物中含有1个锰原子、2个氧原子、4个氢原子和4个氯原子，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，生成物中也应该含有这些原子，但已知生成物中含有2个氯原子、4个氢原子和2个氧原子，所以X的一个分子中含有1个锰原子和2个氯原子，故X的化学式是MnCl2。

6．B　[解析] 过氧化氢分解生成水和氧气，由微观示意图可知，图中的已知生成物是氧气，则方框内的生成物应该是水，根据反应的化学方程式，可确定方框内物质应该是两个水分子，每个水分子由2个H原子和1个O原子构成。

7．B　[解析] 根据质量守恒定律可知，参加反应的A和B物质的质量总和等于生成的C和D物质的质量总和，因此生成D的质量为2.3 g＋4.8 g－4.4 g＝2.7 g。设A的相对分子质量为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正确。

8．C

9．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都不变，元素种类也不变，反应前后物质的总质量不变，因此A、B、D错误，C正确。

10．(1)4P＋5O2eq o(=====,sup7(点燃))2P2O5

(2)CuSO4＋Ca(OH)2===Cu(OH)2↓＋CaSO4

(3)4Al＋3O2===2Al2O3

(4)CH4＋2O2eq o(=====,sup7(点燃))CO2＋2H2O

11．解：(1)生成氧气的质量为28.0 g－18.4 g＝9.6 g。

(2)设原混合物中氯酸钾的质量为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)生成氧气的质量为9.6 g；(2)原混合物中氯酸钾的质量为24.5 g。

[解析] (1)根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不发生改变，则反应前后固体的质量差即为生成气体(O2)的质量。(2)由氧气的质量，根据氯酸钾分解的化学方程式可计算出反应的氯酸钾的质量，即混合物中氯酸钾的质量。

|能力提升|

1．D　[解析] 该反应生成的氮气和二氧化碳的质量比为28∶(2×44)＝7∶22。

2．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质量不变，可能是反应中的催化剂，也可能与反应无关，故该反应表达式可表示为ceq o(――→,sup7(d))a＋b或c―→a＋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的a、b的质量之和。

3．C

4．B　[解析] 由图可知，该反应是甲醛和氧气在催化剂表面发生反应，生成水和二氧化碳。由于生成物是两种化合物，故该反应不属于置换反应；因生成的水和CO2为无毒无害的物质，故该反应可解决甲醛带来的室内空气污染问题；由图知甲醛的化学式为CH2O，则甲醛由C、H、O三种元素组成，不属于氧化物；该反应的化学方程式为H2CO＋O2eq o(=====,sup7(催化剂))CO2＋H2O。

5．D　[解析] 3 g纯净物在氧气中燃烧生成二氧化碳8.8 g和水5.4 g，所以该纯净物中一定含有碳、氢元素，8.8 g二氧化碳中所含碳元素的质量为8.8 g×eq f(12,44)＝2.4 g，5.4 g水中所含氢元素的质量为5.4 g×eq f(2,18)＝0.6 g，碳、氢元素的质量和为2.4 g＋0.6 g＝3 g，所以纯净物中只含有碳、氢元素，不含氧元素；依据质量守恒定律，参加反应的氧气的质量为8.8 g＋5.4 g－3 g＝11.2 g，所以反应中氧气和二氧化碳的质量比为11.2 g∶8.8 g＝14∶11；反应中氧气和水的分子个数比为eq f(11.2 g,32)：eq f(5.4 g,18)＝7∶6；该纯净物中C、H原子的个数比为eq f(2.4 g,12)：eq f(0.6 g,1)＝1∶3。

6．A　[解析] x的取值范围应当是0≤x≤65，我们假设C为最终产物，A完全反应，D完全反应，也就是反应后质量为0，根据质量守恒定律C的质量最大为25 g＋15 g＋20 g＋5 g＝65 g，再假设D为最终产物，C完全反应，那么C的最小质量为0，所以x的取值范围应当是0≤x≤65；由表格可知，A物质15 g完全反应，B物质反应了5 g，所以参加反应的A、B的质量之比是15 g∶5 g＝3∶1；当y≤20时，说明D物质为反应物或者为催化剂或者不反应，由图可知反应后A、B物质的质量均减少，根据质量守恒定律，物质C反应后的质量会增加，则该反应是化合反应；根据质量守恒定律，反应前的总质量为15 g＋15 g＋25 g＋20 g＝75 g，已知反应后B的质量为10 g，A的质量为0，那么x＋y＝75－10＝65。

7．(1)C　(2)①温度未达到红磷的着火点

②4P＋5O2 eq o(=====,sup7(点燃)) 2P2O5　③8.0

(3)①置换反应　②1∶2

[解析] (1)A中蔗糖和水混合，B中氯化钠溶液和硝酸钾溶液混合都不会发生化学变化，故不能验证质量守恒定律，C中铁和氯化铜溶液能反应生成铜和氯化亚铁，能用于验证质量守恒定律。(2)①开始加热红磷时，温度未达到红磷的着火点，红磷未燃烧，所以固体的质量不变；③根据质量守恒定律，反应后固体增加的质量是参加反应的氧气的质量，即14.2 g－6.2 g＝8.0 g。(3)根据微观图可以写出该反应的化学方程式：2F2＋2H2O===4HF＋O2，据此可判断该反应是置换反应，且参加反应的甲物质和生成的丙物质的分子数目比为2∶4＝1∶2。

8．(1)2Mg＋O2eq o(=====,sup7(点燃))2MgO

(2)大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全

(3)[实验探究] 将产物中的黄色固体放入试管中，加入适量水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸　现象：有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变为蓝色；结论：黄色固体是Mg3N2

[反思与交流] ①－3

②氮气的化学性质不如氧气的活泼

③燃烧不一定需要有氧气参加

[解析] (2)镁条燃烧的同时产生大量白烟，即有氧化镁扩散到空气中去了，使收集到的产物不全，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，该气体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，用湿润的红色石蕊试纸来检验是否有氨气放出。若试纸变蓝，则说明黄色粉末是氮化镁。[反思与交流] ②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2的原因是氧气性质远比氮气活泼，Mg更容易与氧气反应。③狭义的燃烧是可燃物与氧气发生的发光放热的剧烈的氧化反应，广义上的燃烧，不一定要有氧气的参与。

9．(1)0.4

(2)解：设该黄铜中锌的质量为x。

Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

65 2

x 0.4 g

eq f(65,2)＝eq f(x,0.4 g)　x＝13 g

黄铜中铜的质量分数为eq f(32.5 g－13 g,32.5 g)×100%＝60%。

答：黄铜中铜的质量分数为60%。

[解析] 由质量守恒定律可知，反应前反应物的总质量为200 g＋32.5 g＝232.5 g，反应40分钟后反应物总质量为232.1 g，并且不再改变，说明反应已经完全，所以完全反应生成氢气的质量为200 g＋32.5 g－232.1 g＝0.4 g，然后再利用氢气的质量进行化学方程式的计算得出答案。

10．(1)0.8

(2)解：设参加反应的过氧化氢的质量为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

过氧化氢的质量分数为eq f(1.7 g,68 g)×100%＝2.5%。

答：过氧化氢的质量分数是2.5%。