5.1 质量守恒定律（知识解读）

答案D 【详解】化学变化的实质是分子分裂成原子，原子重新组合成新分子的过程。在化学变化过程中，原子不发生变化，所以围绕原子展开的物理量：①原子数目③原子种类⑤元素种类⑥物质总质量均不发生改变；而和分子有关的物理量：②分子数目 ④物质种类发生了改变。所以化学反应前后肯定没有变化的是①③⑤⑥。 综上所述：选择D。

答案(1) (2)在通电条件下，水分子分成氢原子和氧原子 (3)原子 (4)八/8 【详解】（1）每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，故表示氢原子，表示氧原子，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含H、O的个数分别是4、2，故B图中应含4个H、2个O，故应补充2个氢原子、1个氧原子，故图为：； （2）由图可知，A到B变化的微观实质是：在通电条件下，水分子分成氢原子和氧原子； （3）由图可知，在化学变化中，分子可分为原子，原子不可再分，原子是化学变化中的最小粒子； （4）每个氢原子中含1个质子，不含中子，每个氧原子中含8个质子，8个中子，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，故A中的一个分子含有8个中子。

答案40 C3H8 【详解】根据质量守恒定律，反应物的总质量等于生成物的总质量，则反应的氧气的质量为33g+18g-11g=40g；33g二氧化碳中碳元素的质量为：33g××100%=9g，18g水中含有氢元素的质量为：18g××100%=2g，生成物33g二氧化碳和18g水中所含碳、氢元素的质量和=9g+2g=11g，恰好为纯净物X的质量，所以X中只含有碳、氢两种元素，碳、氢元素的原子个数比为：=3：8，故X的化学式为：C3H8。

答案B 【详解】化学反应的实质是分子分成原子，原子再重新组合成新的分子，所以反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量没有变化，元素的种类、元素的质量、物质的总质量都不变。在此过程中，分子的种类发生了改变，由分子构成的物质的种类也发生了改变；分子数目可能增加也可能减少，也可能前后相等。故在化学反应中“物质不灭”是由于②③。 故选：B。

答案(1)b (2)每1个氢原子和1个氯原子结合成1个氯化氢分子 (3)种类、个数、质量 【详解】（1）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和数目不变，一个氯化氢分子由一个氯原子和一个氢原子构成，则应在C中补充1个氯化氢分子，故选：b； （2）该化学变化的微观实质是：在点燃的条件下氢分子分解成氢原子，氯分子分解成氯原子，每1个氢原子和1个氯原子结合成1个氯化氢分子； （3）化学反应中，反应前后原子的种类、个数、质量都不变，所以化学反应前后各物质的质量总和相等。

答案(1)32 (2)×100% (3)2g/2克 【详解】（1）相对分子质量等于相对原子质量乘以个数，即甲醇的相对分子质量为； （2）元素的质量分数等于相对原子质量乘以个数除以相对分子质量再乘以百分百，即甲醇中氢元素质量分数的计算式为。 （3）元素的质量等于化合物质量乘以元素的质量分数，即16g甲醇中含有氢元素的质量为。 知识点2知识点2验证质量守恒定律实验验证质量守恒定律实验 实验1 红磷燃烧P + O2 → P2O5 （1）实验装置 （2）实验现象 红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。 反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，天平保持平衡。 （3）实验分析 ①气球变化的原因？ 结论：气球先胀大是因为红磷燃烧放热，后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气，使瓶内气体压强小于外界大气压； ②气球的作用是什么？ 红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒，能扩散到空气中，从而损失五氧化二磷；另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积，从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。 实验2:铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu （1）实验装置 步骤1：铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量 步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中，观察天平的平衡情况 （2）实验现象：铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色，反应前后，物质的总质量不变，天平保持平衡。 实验3:化学实验验证质量守恒定律的注意事项

答案D 【详解】A、镁条在空气中燃烧，因为有氧气参加反应，反应后固体质量会明显增大，不能直接用于验证质量守恒定律，故A选项不符合题意； B、蜡烛燃烧会与空气中的氧气反应， 另外反应后生成二氧化碳气体和水逸散到空气中，不能直接验证质量守恒定律，故B选项不符合题意； C、食盐溶于水的过程没有新物质生成，属于物理变化，不能验证质量守恒定律，故C选项不符合题意； D、红磷燃烧是化学变化，且是密闭装置，能直接用于验证质量守恒定律，故D选项符合题意。 故选D。

答案(1)平衡气压 (2)生成的气体逸散到空气中 (3)①②③⑥ 【详解】（1）白磷燃烧放热，导致瓶内压强增大，实验中小气球可以平衡气压，防止瓶塞被冲出。 （2）盐酸与碳酸钠粉末反应生成二氧化碳气体会逸散到空气中，导致左边的质量减小，天平的指针向右偏转。 （3）化学反应前后，原子种类、原子质量和原子数目不变，元素种类不变，物质的总质量不变，而分子种类一定改变，分子数目可能发生改变。 故填①②③⑥。

答案(1) 反应前后原子的种类、大小、数目都不变 产生蓝色沉淀 (2) 右边 生成了二氧化碳逸出 是 (3)在密封装置中进行 【详解】（1）依据质量守恒定律可知：化学变化前后原子的个数、种类、质量不变，从微观角度分析，反应后天平仍然保持平衡的原因是，化学变化前后原子的个数、种类、质量不变； 丙组实验是氢氧化钠和硫酸铜生成氢氧化铜（蓝色沉淀）和硫酸钠，可观察到蓝色沉淀生成。 （2）乙组实验结束后，天平的指针偏向刻度盘的右边； 原因是：盐酸与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，生成的气体逸出到空气中，烧杯中质量变轻； 该反应属于质量守恒定律，质量守恒定律适用于一切化学反应，但本实验不适用与验证质量守恒定律，生成的二氧化碳气体没有收集。 （3）对于有气体参与反应或气体生成的化学反应，验证质量守恒定律必须在密闭的体系中进行，乙小组实验进行的改进是在密闭的体系中进行实验。

答案B 【详解】①一切化学反应皆遵守质量守恒定律，实验一白磷燃烧、实验二、三碳酸钠与稀盐酸反应，三个实验都发生了化学反应，都遵循质量守恒定律，正确； ②若实验一红磷燃烧时，瓶塞未塞紧，待燃烧完毕后再塞紧，会导致产生的白烟（也就是五氧化二磷）逸出，从而使装置内质量偏小，故天平的指针将会偏右，错误； ③实验二中，装置没有密闭，生成了气体逸散，生成的二氧化碳没有称量，左盘质量减小，实验结束，天平失衡，天平的指针向右偏转，正确； ④将实验二中的烧杯换成带有气球的装置(如图三)，装置密闭，其他操作不变，实验结束，天平平衡（忽略浮力），正确； ⑤实验三中，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳，气体增多，气压增大到最大后保持不变，气球胀大保持不变，错误。 说法正确的组合是①③④，故选B。

答案(1) A 碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳是气体，会散逸到空气中 (2) 防止高温生成物溅落，炸裂瓶底 缓冲气压 (3)①②⑤ (4)Cu、O、H、C 【详解】（1）图A中白磷燃烧生成五氧化二磷，该反应在密闭容器中进行，待充分反应冷却至后，质量不变，天平仍然平衡；图B中碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致质量减小，从而天平不平衡，故填：A；碳酸钠和盐酸反应生成了二氧化碳，二氧化碳是气体，会散逸到空气中； （2）白磷燃烧放出大量的热，锥形瓶底部放细沙的目的是：防止高温生成物溅落，炸裂瓶底； 白磷燃烧放出大量的热，会使装置内气体受热膨胀，压强增大，故气球的主要作用是：缓冲气压，防止橡皮塞迸出； （3）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变，元素的种类不变，化学变化有新物质生成，物质种类一定改变，分子种类一定改变，分子数目可能改变，故一定不变的是①②⑤； （4）某固体物质受热发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含Cu、O、H、C，故该固体物质一定由Cu、O、H、C四种元素组成。

答案(1)可以防止白烟进入空气，同时调节锥形瓶内气压，防止瓶塞被顶开 (2) (3) A 参加反应的红磷和氧气的质量总和等于反应后生成五氧化二磷的质量 (4) 白色固体表面有气泡产生，固体逐渐消失 C (5)生成物以白烟的形式逸散到空气中 【详解】（1）红磷在空气中燃烧产生大量白烟，放热。锥形瓶口套一个气球，可以防止白烟逸散到空气中，污染环境；同时由于反应放热，瓶内的气压增大，有可能导致瓶塞被顶开，气球可以起到调节瓶内气压的作用，防止瓶塞被顶开。故填：可以防止白烟进入空气，同时调节锥形瓶内气压，防止瓶塞被顶开 （2）碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，故反应的化学方程式为：； （3）用图A装置来验证质量守恒定律，能达到目的。 原因在于装置是密封的，装置内的物质没有与外界进行物质交换，可以验证参加反应的红磷和氧气的质量总和等于反应后生成五氧化二磷的质量； 用图B不能达到目的，因为生成的二氧化碳气体散逸到空气中去了。 故填：A；参加反应的红磷和氧气的质量总和等于反应后生成五氧化二磷的质量； （4）碳酸钙为白色难溶于水的固体，它与稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，可观察到白色固体表面有气泡产生，随着反应的进行，固体逐渐消失。故填：白色固体表面有气泡产生，固体逐渐消失； A、化学变化前后原子的种类、数目都不变，选项A的说法不正确； B、任何化学变化中，生成物的总质量等于参加反应的各反成物的总质量，选项B的说法不正确； C、由于反应产生气体逸散到气球中，气球悬浮在空气中会受到空气的浮力，使得反应后物质的总质量变轻，选项C说法正确； D、任何化学变化都遵守质量守恒定律，选项D说法不正确。 故选：C。 （5）镁条在空气中燃烧生成氧化镁，根据质量守恒定律，参加反应的镁条质量和参加反应的氧气质量的总和等于反应后生成的氧化镁的质量。镁燃烧时发出耀眼的白光并有白烟生成，白烟是氧化镁固体小颗粒，这些氧化镁以白烟的形式逸散到空气中去了，导致实际测得的生成物的质量减轻，故填：生成物以白烟的形式逸散到空气中。

答案C 【详解】质量守恒定律是指参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成各物质的质量总和，即物质的总质量总和不变；化学反应的实质是：在化学变化中，分子分解成原子，原子重新组合成新的分子。在重新组合的过程中，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有变化。因此，元素的种类也不改变，反应前后各物质的质量总和必然相等。但是，物质种类（分子种类）一定要改变，分子的数目可能改变，也可能不变。物质的体积、物质的状态可能改变；故①③⑤⑦不变； 故选：C。

答案C

答案A

答案C

答案C

答案D 【详解】A、化学变化都遵守质量守恒定律，但是质量不发生改变的变化不一定就是化学变化，例如水变成水蒸气，前后质量不变，该过程中只是状态的改变，没有新物质生成，是物理变化，故A说法错误； B、氧气的化学性质比较活泼，在常温下能与很多物质发生化学反应，并不是能与所有物质发生反应，例如金不能与氧气反应，故B说法错误； C、质量守恒定律只适用于一切化学变化，10g 冰受热融化成 10g 水，只是状态的改变，没有新物质生成，属于物理变化，不符合质量守恒定律，故C说法错误； D、分离液态空气法制氧气，是利用液氧和液氮沸点不同进行分离，过程中没有新物质生成，属于物理变化，故D说法正确； 故选：D。

答案D

答案D 【详解】A、反应I利用太阳能使四氧化三铁分解生成氧化亚铁和氧气，符合一变多的特点，属于分解反应，故说法正确； B、反应Ⅱ为FeO与水反应生成氢气和四氧化三铁，反应的符号表达式为，故说法正确； C、该方法是利用太阳能使水分解，因此优点是节约能源、成本较低，故说法正确； D、该过程中可循环利用的物质有Fe3O4和FeO，既做反应物又做生成物，不用补充，故说法错误。 故选D。

答案D 【详解】在化学反应中，反应前后物质的质量总和、元素种类不变，原子种类、数目也不变；化学变化的本质是有新物质生成，故物质种类和分子的种类一定变；根据化学反应的实质可知，原子重新组合生成新的分子，分子的数目可能发生变化；物质的体积、物质的状态可能变。因此在化学反应前后，肯定不会变化的是①③④： 故选：D。

答案B 【详解】A、生铁中含有铁、碳等多种物质，属于混合物；澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，属于混合物；但液氧中只含有一种物质，属于纯净物，错误； B、不同种分子的化学性质不同，一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同，是因为它们的分子构成不同，正确； C、某物质在氧气中燃烧有水和二氧化碳生成，H2O中含有氢、氧两种元素，二氧化碳中含有碳元素和 氧元素，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，则某物质中一定含有氢元素和碳元素，可能含有氧元素，错误； D、具有相同质子数的一类原子的总称，叫做元素，粒子包括原子、分子、离子等，同种元素的原子、离子质子数相同，一种元素可组成多种物质，如氧元素可组成氧气（O2,质子数=）和臭氧（O3,质子数=），故同种元素组成的物质分子质子数可能不同，具有相同质子数的粒子不一定属同一种元素，如氖原子（质子数=10）与水分子（H2O，质子数=）质子数相等，但不是同一种元素，错误。 故选B。

答案白磷燃烧产生大量白烟，气球膨胀 仍然保持平衡 化学反应前后，物质总质量不变 【详解】白磷燃烧产生大量白烟，放出热量，导致锥形瓶内气体受热，气压增大，所以观察到的现象是：白磷燃烧产生大量白烟，气球膨胀。 由于装置是密闭的，装置内外没有物质交换，冷却到室温后可观察到天平仍然保持平衡，产生此现象的原因是：化学反应前后，物质总质量不变。

答案(1)二 (2) 一 1 (3) 三 4 【详解】（1）三次实验中，随着氧气的质量逐渐增多，生成物的质量逐渐增多。第一次实验中，16g+15g>30g，所以第一次实验时有1g硫剩余。第二次实验中，16g+16g=30g，所以第二次实验时是恰好反应。第三次实验中，16g+20g>32g，所以第一次实验时有4g氧气剩余。所以在三次实验中第二次恰好完全反应。 （2）根据以上分析可知，第一次实验中硫有剩余，剩余1g。 （3）根据以上分析可知，第三次实验中氧气有剩余，剩余4g。

答案(1)A (2)化学性质 (3)得到 【详解】（1） 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、个数均不变可知，反应后的图示中还缺少2个，故填A； （2）从微观角度看，在此变化前后分子种类改变，物质化学性质也发生改变，因此由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子； （3） 1个氧原子核内质子数为8，与一个分子质子数相同的原子，是核内质子数为2×8=16的硫原子，硫原子的最外层电子数是6，多于4个，在化学变化中一般易得到电子。

答案(1)2：3/3：2 (2)H2O、SO2 (3)不是 (4)①④⑤

答案(1)9 (2) 50 16：9 【详解】（1）在一定条件下，4克A与5克B混合充分反应能生成6克C物质，剩余3克B，则A完全反应，则参加反应的A、B与生成C的质量比为：4g：(5g-3g)：6g=2:1:3，则若将8克A与3克B混合充分反应，则A过量，参加反应的A的质量为6g，则生成C的质量为9g； （2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则6g+58g+5g+23g=Xg+10g+32g+0g，X=50； ②反应中O2和H2O变化的质量比为：(58g-10g)：(32g-5g)=16:9。

答案(1)锥形瓶 (2) 冷凝水回流到试管底部，炸裂试管 E (3)可以控制反应的发生和停止 (4) B (5) 9.6g/9.6克 10.8 【详解】（1）据图可知，仪器①的名称是：锥形瓶； （2）玻璃是热的不良导体，受热不均，会发生炸裂，所以实验室用装置A来制取氧气，但装置A有明显错误，错误是：试管口向上倾斜，若按该装置操作的后果是：冷凝水回流到试管底部，炸裂试管；试管口有棉花，可用加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：；要收集干燥的氧气可用向上排空气法收集，应用装置E； （3）装置C通过试管内压强的改变，可以实现固体和液体的分离，所以与装置B相比，装置C的优点是可以控制反应的发生和停止； （4）用硫化亚铁固体和稀硫酸的反应来制取硫化氢气体，需选择固液不需加热的发生装置B；硫化氢气体的密度比空气的大，若用F装置收集氧气，气体应从长导管m端进入，如图：  ； （5）①氯酸钾在加热和二氧化锰催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：； ②若该氯酸钾中含有的氧元素全部转化为氧气，根据质量守恒定律可得，生成氧气的质量等于氯酸钾中氧元素的质量，即：； ③需要水的质量为：。

答案(1) 隔热，使瓶底受热均匀，防止瓶底炸裂 先膨胀后变瘪 (2)①③⑤⑥ (3) 指向中央 参加化学反应的硫酸铜和铁的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和 (4) 装置不密闭，碳酸钠粉末和盐酸反应生成二氧化碳气体逸散到空气中，没有称量到 坩埚钳上残留一部分氧化镁或以白烟形式逸散到空气中一部分氧化镁 (5)在密闭的容器(装置)中进行 【详解】（1）白磷燃烧会放出大量热，在锥形瓶底部预先铺一层薄薄的细沙的目的防止隔热，使瓶底受热均匀，防止瓶底炸裂，燃烧放热会使气球膨胀，之后温度降低，瓶内压强减小，气球变瘪，故填：隔热，使瓶底受热均匀，防止瓶底炸裂、先膨胀后变瘪； （2）A、B、C、D四个实验中，化学反应前后一定没有发生改变的是元素的种类、物质的总质量、原子的个数、原子的质量，故填：①③⑤⑥； （3）丙组实验反应后体系质量不变，故天平指针不会偏转，参加化学反应的硫酸铜和铁的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和，故质量守恒，故填：指向中央、参加化学反应的硫酸铜和铁的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和； （4）B实验中碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，前后不平衡的原因是反应生成的二氧化碳气体逸出装置，没有称量到，D实验中镁和氧气反应生成氧化镁，而坩埚钳上残留一部分氧化镁或以白烟形式逸散到空气中一部分氧化镁，故会导致反应后的总质量小于反应前的质量，故填：装置不密闭，碳酸钠粉末和盐酸反应生成二氧化碳气体逸散到空气中，没有称量到、坩埚钳上残留一部分氧化镁或以白烟形式逸散到空气中一部分氧化镁； （5）有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时应该注意的事项是在密闭容器中进行，故填：在密闭容器中进行。

答案(1) 实验III 实验I、II因为反应中有气体参与或生成，在实验时没有把这些气体称量在内 (2)AB 【详解】（1）这三个实验中，实验III正确反映了反应物与生成物之间的质量关系；实验I、II不能正确反映反应物和生成物之间的质量关系是因为反应中有气体参与或生成，在实验时没有把这些气体称量在内； （2）从微观角度分析，在化学反应前后一定不变的是原子种类、原子数目、原子质量，故选AB。

答案(1)下降 (2)b (3)D (4)氢 【详解】（1）A实验中，加热细铜丝团一段时间后，铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，根据质量守恒定律，生成氧化铜的质量等于参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量之和，故观察到铜丝表面变为黑色（CuO），细铜丝团一端会下降； （2）B实验中，红磷燃烧生成五氧化二磷，该实验在密闭容器中进行，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故选：b； （3）B实验中红磷燃烧生成五氧化二磷，该实验在密闭容器中进行，化学反应前后，物质的总质量不变，待完全反应，冷却至室温后，天平平衡；C实验中氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，该实验无气体参与或生成，化学反应前后，质量不变，天平平衡；D实验中蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致质量减小，天平不平衡；故选：D； （4）冬天常会看到机动车排气管后冒出团团“白气”（实际上是水的小雾滴），通过这一现象说明汽油或柴油燃烧生成水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含H、O，反应物氧气由氧元素组成，故可得出柴油或汽油中一定含氢元素。

答案(1) B装置内发生的变红属于物理变化 C装置内产生的气体会逸出到空气中 (2) 锥形瓶内有大量气泡产生，气球变大 气球膨胀后会受到空气浮力变大，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小 【详解】（1）质量守恒定律反映的是化学变化前后物质的质量关系，物理变化不能用质量守恒定律来解释，B装置中发生的是物理变化不能用于验证质量守恒定律，C装置中发生反应生成二氧化碳气体散失到空气中，会造成质量的减少，所以只有A装置是在密闭容器中发生的化学反应可以用来验证质量守恒定律； （2）①石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，有气体放出，所以现象是锥形瓶内有大量气泡产生，气球变大； ②由于气球体积变大，导致装置受到空气的浮力变大，浮力方向竖直向上，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小。