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C
反应生成的二氧化碳气体会逸散到空气中,使天平不平衡
铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
$\ce{Fe + CuSO_{4} = Cu + FeSO_{4}}$
白磷燃烧,产生大量白烟
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2P_{2}O_{5}}$
防止瓶底因受热不均匀而炸裂
先膨胀后变瘪
橡胶塞被冲开
①②④
密闭
B
C
A
B
【分析】
要验证质量守恒定律,需保证反应前后所有物质的总质量不变,因此有气体参与或生成的反应必须在密闭容器中进行。实验A中铁与硫酸铜反应无气体参与/生成,反应前后质量不变;实验B中白磷燃烧在密闭容器内,气球可缓冲气压,反应前后总质量不变;实验C中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳,气体逸散导致天平不平衡,无法验证质量守恒。接下来结合各实验的反应原理、现象及注意事项逐一分析问题。
【解析】
(1) 实验C中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,气体逸散到空气中,使左盘质量减小,天平不平衡,无法验证质量守恒定律,因此不能达到实验目的的是C,理由是反应生成的二氧化碳气体会逸散到空气中,使天平不平衡。
(2) 实验A中铁与硫酸铜溶液反应,铁置换出铜,观察到铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,反应的化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = Cu + FeSO_{4}}$。
(3) 实验B中白磷在点燃条件下与氧气反应,现象为白磷燃烧,产生大量白烟;反应的化学方程式为$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2P_{2}O_{5}}$;锥形瓶中细沙的作用是防止白磷燃烧放热使瓶底受热不均匀而炸裂;白磷燃烧时放热,瓶内气压增大,气球膨胀,反应结束后温度降低,消耗瓶内氧气,气压减小,气球变瘪,因此气球变化是先膨胀后变瘪;若去掉气球,瓶内气压会因反应放热急剧增大,可能导致橡胶塞被冲开。
(4) 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,元素种类不变,物质总质量不变,因此一定不变的是①②④。
(5) 探究或验证有气体参加/生成的反应的质量关系时,反应必须在密闭容器中进行。
【答案】
C;反应生成的二氧化碳气体会逸散到空气中,使天平不平衡;铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;$\ce{Fe + CuSO_{4} = Cu + FeSO_{4}}$;白磷燃烧,产生大量白烟;$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2P_{2}O_{5}}$;防止瓶底因受热不均匀而炸裂;先膨胀后变瘪;橡胶塞被冲开;①②④;密闭
【知识点】
质量守恒定律;化学方程式书写;实验探究操作
【点评】
本题通过三个典型实验考查质量守恒定律的验证,核心是理解有气体参与/生成的反应需在密闭容器中进行,同时涉及常见化学反应的现象和方程式书写,是初中化学的基础重点题型,需掌握实验设计的原理和注意事项。
【难度系数】
0.6
【分析】
要判断各选项是否正确,需明确质量守恒定律的核心:①仅适用于化学变化,物理变化不适用;②强调“参加反应”的反应物总质量与“生成”的生成物总质量相等,是“总和”的关系而非单个物质质量相等。逐一分析选项:A选项高锰酸钾分解生成气体,固体质量会减少;B选项铁丝燃烧是铁与氧气的反应,反应后固体增大质量等于参加反应的氧气质量;C选项酒精挥发是物理变化,不适用质量守恒定律;D选项混淆了“总和”的概念,参加反应的A、B总质量等于生成的C、D总质量,而非各自分别相等。
【解析】
逐一分析选项:
选项A:高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,氧气为气体会逸出,因此完全分解后固体质量小于100g,A错误。
选项B:铁丝在氧气中燃烧是铁与氧气反应生成四氧化三铁,根据质量守恒定律,参加反应的铁和氧气的质量总和等于生成的四氧化三铁的质量,因此反应后固体增大的质量等于参加反应的氧气质量,B正确。
选项C:酒精挥发是酒精由液态变为气态,属于物理变化,质量守恒定律仅适用于化学变化,无法用其解释,C错误。
选项D:质量守恒定律中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,即参加反应的A和B的质量总和等于生成的C和D的质量总和,而非单个物质质量分别相等,D错误。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律的内容、质量守恒定律的适用范围
【点评】
本题考查对质量守恒定律的准确理解,需重点掌握其适用范围和“质量总和”的核心含义,是化学基础概念的典型考查题,需避免概念混淆。
【难度系数】
0.7
【分析】首先依据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,金属钾(K)与水(H₂O)反应,反应物仅含K、H、O三种元素,故生成物元素只能是这三种。结合题目中“生成可燃气体和碱性物质”的条件,逐一分析选项:A选项碳酸钾含C元素,反应物无C,排除;B选项硫酸钾含S元素,反应物无S,排除;D选项氢氧化钠含Na元素,反应物无Na,排除;仅C选项氢氧化钾(KOH)符合元素组成且为碱性物质,因此答案为C。
【解析】钾是活泼金属,与水发生置换反应,化学方程式为:$\ce{2K + 2H_{2}O = 2KOH + H_{2}↑}$。其中$\ce{H_{2}}$为可燃气体,$\ce{KOH}$为碱性物质。根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,生成物不可能含C、S、Na等反应物中不存在的元素,故排除A、B、D选项,碱性物质为氢氧化钾。
【答案】C
【知识点】金属与水的反应、质量守恒定律、碱的判断
【点评】本题考查活泼金属与水的反应及质量守恒定律的应用,侧重基础知识点的考查,难度较低,学生通过分析反应前后元素种类即可快速得出答案。
【难度系数】0.8
【分析】本题为化学基础知识点的综合判断题,需结合质量守恒定律、氧化物定义、元素质量比计算等知识逐一分析选项:首先利用反应前后原子种类和数目不变推导X的化学式,判断选项A;再根据质量守恒定律判断选项B;依据氧化物的定义判断选项C;最后通过相对原子质量计算ClO₂中元素质量比,判断选项D,最终选出不正确的选项。
【解析】1. 推导X的化学式:根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目不变。反应前原子总数:Cl原子为1(Cl₂)+2(NaClO₂中的Cl)=3个,Na原子为2个,O原子为4个;反应后现有原子:2个ClO₂中含2个Cl原子、4个O原子,因此2个X分子中应含1个Cl原子、2个Na原子,故X的化学式为NaCl,选项A错误。
2. 选项B:根据质量守恒定律,化学反应前后元素的质量和种类均不变,该说法正确。
3. 选项C:氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,ClO₂由Cl、O两种元素组成,属于氧化物,该说法正确。
4. 选项D:ClO₂中氯元素与氧元素的质量比为35.5:(16×2)=35.5:32=71:64,该说法正确。
综上,不正确的选项为A。
【答案】A
【知识点】质量守恒定律、氧化物、元素质量比计算
【点评】本题考查化学核心基础知识点的应用,难度较低,是中考化学的常见题型,要求学生熟练掌握质量守恒定律的原子守恒应用、氧化物的判断方法、元素质量比的计算等基础内容,注重对基础知识的巩固与运用。
【难度系数】0.6
【分析】
要确定该物质的组成,需依据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,先判断是否含碳、氢元素;再计算燃烧产物中碳、氢元素的质量,与原物质质量对比,判断是否含氧元素;最后计算碳氢元素的质量比和原子个数比,逐一分析选项即可。
【解析】
1. 计算二氧化碳中碳元素的质量:
CO₂的相对分子质量为44,碳元素质量分数为$\frac{12}{44}$,则碳元素质量 = $8.8\ \mathrm{g} × \frac{12}{44} = 2.4\ \mathrm{g}$。
2. 计算水中氢元素的质量:
H₂O的相对分子质量为18,氢元素质量分数为$\frac{2}{18}$,则氢元素质量 = $5.4\ \mathrm{g} × \frac{2}{18} = 0.6\ \mathrm{g}$。
3. 判断是否含氧元素:
碳、氢元素总质量 = $2.4\ \mathrm{g} + 0.6\ \mathrm{g} = 3.0\ \mathrm{g}$,小于原物质质量4.6g,说明该物质还含有氧元素,故A、C错误。
4. 计算碳氢元素质量比:
碳、氢元素质量比 = $2.4\ \mathrm{g}:0.6\ \mathrm{g} = 4:1$,故B正确。
5. 计算碳氢原子个数比:
碳原子个数 = $\frac{2.4\ \mathrm{g}}{12\ \mathrm{g/mol}} = 0.2\ \mathrm{mol}$,氢原子个数 = $\frac{0.6\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/mol}} = 0.6\ \mathrm{mol}$,个数比 = $0.2:0.6 = 1:3$,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、化学式相关计算、元素质量计算
【点评】
本题结合质量守恒定律考查物质组成推断,核心是通过燃烧产物计算原物质中各元素的质量,判断是否含氧元素,再结合化学式计算分析选项,需准确掌握元素质量分数、原子个数比的计算方法,避免计算失误。
【难度系数】
0.6