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8.密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是（）。
A.物质甲是生成物
B.反应后乙物质的质量分数是18％
C.参加反应的甲、乙两物质的质量比是14：3
D.物质丁一定是该反应的催化剂
A.物质甲是生成物
B.反应后乙物质的质量分数是18％
C.参加反应的甲、乙两物质的质量比是14：3
D.物质丁一定是该反应的催化剂
答案
C
解析
【分析】密闭容器内反应前后总质量守恒，各物质质量分数之和为100%。先计算反应后乙的质量分数，再通过反应前后各物质的质量变化判断反应物、生成物，结合催化剂的特征分析选项，逐一验证正误。
【解析】反应前各物质质量分数总和为100%，反应后乙的质量分数 = 1 - 甲的质量分数 - 丙的质量分数 - 丁的质量分数 = 1 - 42% - 40% - 10% = 8%。
各物质质量变化：甲从70%变为42%，减少了28%，是反应物；乙从14%变为8%，减少了6%，是反应物；丙从6%变为40%，增加了34%，是生成物；丁质量始终为10%，可能是催化剂，也可能未参与反应。
对选项判断：
A. 甲质量减少，是反应物，不是生成物，错误；
B. 反应后乙质量分数为8%，不是18%，错误；
C. 参加反应的甲、乙质量比为28%:6% = 14:3，正确；
D. 丁质量不变，可能是催化剂，也可能不参与反应，“一定”表述错误。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、催化剂
【点评】本题利用质量分数变化分析反应中物质的角色，需掌握质量守恒定律的应用，明确催化剂的特征（反应前后质量和化学性质不变），易错点是丁的判断，不能直接认定为催化剂。
【难度系数】0.5
【解析】反应前各物质质量分数总和为100%，反应后乙的质量分数 = 1 - 甲的质量分数 - 丙的质量分数 - 丁的质量分数 = 1 - 42% - 40% - 10% = 8%。
各物质质量变化：甲从70%变为42%，减少了28%，是反应物；乙从14%变为8%，减少了6%，是反应物；丙从6%变为40%，增加了34%，是生成物；丁质量始终为10%，可能是催化剂，也可能未参与反应。
对选项判断：
A. 甲质量减少，是反应物，不是生成物，错误；
B. 反应后乙质量分数为8%，不是18%，错误；
C. 参加反应的甲、乙质量比为28%:6% = 14:3，正确；
D. 丁质量不变，可能是催化剂，也可能不参与反应，“一定”表述错误。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、催化剂
【点评】本题利用质量分数变化分析反应中物质的角色，需掌握质量守恒定律的应用，明确催化剂的特征（反应前后质量和化学性质不变），易错点是丁的判断，不能直接认定为催化剂。
【难度系数】0.5
9.某化学兴趣小组的同学们依据课本实验对化学反应前后物质的总质量变化进行了探究。
[实验装置设计]甲、乙、丙小组的同学分别设计如图装置。
[查阅资料]
碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为$\ce{Na_{2}CO_{3} + 2HCl = 2NaCl + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$。
[步骤与探究]
(1)甲组同学取一根打磨干净的细铁丝和一张陶土网,将它们一起放在托盘天平上用砝码平衡,取下铁丝,将铁丝放在充满氧气的集气瓶中点燃,燃烧结束并冷却至室温后,将所得的物质与陶土网一起再放回托盘天平上称量,天平指针向左偏转。铁丝燃烧的化学方程式是。
(2)乙组同学取下烧杯并将其倾斜,使物质混合发生反应,待反应后再把烧杯放到天平上,可观察到天平指针(填“向左偏转”“向右偏转”或“指向中间”)。
(3)丙组同学将过氧化氢溶液挤入锥形瓶中发生反应。通过观察实验过程中天平指针的现象,得出的结论是参加化学反应的各物质的质量总和(填“大于”“等于”或“小于”)反应后生成的各物质的质量总和。写出装置中发生反应的化学方程式:。
[实验分析]
(4)三组同学经过讨论分析,认为丙组的实验结论是正确的,请从原子的角度解释:。
[反思与交流]
(5)通过甲、乙、丙小组实验的探究,你得到的启示是利用有气体生成或参加的反应进行探究质量守恒定律的实验时,反应应在容器中进行。
[实验装置设计]甲、乙、丙小组的同学分别设计如图装置。
[查阅资料]
碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为$\ce{Na_{2}CO_{3} + 2HCl = 2NaCl + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$。
[步骤与探究]
(1)甲组同学取一根打磨干净的细铁丝和一张陶土网,将它们一起放在托盘天平上用砝码平衡,取下铁丝,将铁丝放在充满氧气的集气瓶中点燃,燃烧结束并冷却至室温后,将所得的物质与陶土网一起再放回托盘天平上称量,天平指针向左偏转。铁丝燃烧的化学方程式是。
(2)乙组同学取下烧杯并将其倾斜,使物质混合发生反应,待反应后再把烧杯放到天平上,可观察到天平指针(填“向左偏转”“向右偏转”或“指向中间”)。
(3)丙组同学将过氧化氢溶液挤入锥形瓶中发生反应。通过观察实验过程中天平指针的现象,得出的结论是参加化学反应的各物质的质量总和(填“大于”“等于”或“小于”)反应后生成的各物质的质量总和。写出装置中发生反应的化学方程式:。
[实验分析]
(4)三组同学经过讨论分析,认为丙组的实验结论是正确的,请从原子的角度解释:。
[反思与交流]
(5)通过甲、乙、丙小组实验的探究,你得到的启示是利用有气体生成或参加的反应进行探究质量守恒定律的实验时,反应应在容器中进行。
答案
解：
(1) $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}Fe_{3}O_{4}}$
(2) 向右偏转
(3) 等于；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(4) 化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不发生改变
(5) 密闭
(1) $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}Fe_{3}O_{4}}$
(2) 向右偏转
(3) 等于；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(4) 化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不发生改变
(5) 密闭
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律的探究展开，需结合三组实验的反应特点分析天平指针变化，理解质量守恒的宏观与微观本质，明确有气体参与或生成的实验装置要求。甲组中铁丝燃烧是铁与氧气的化合反应，反应后固体质量增加；乙组中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体逸散导致总质量减小；丙组中过氧化氢分解生成氧气，密闭装置使气体未逸出，总质量不变。需逐一分析每个问题对应的知识点，结合反应规律解答。
【解析】
(1) 铁丝在氧气中点燃生成四氧化三铁，化学方程式为$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}Fe_{3}O_{4}}$；
(2) 乙组中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体逸出烧杯，导致反应后烧杯内总质量减小，天平指针向右偏转；
(3) 丙组装置为密闭体系，过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，氧气未逸出，反应前后总质量不变，故参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(4) 从原子角度看，化学反应是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目、质量均不改变，因此反应前后物质总质量不变；
(5) 有气体生成或参加的反应，若在敞口容器中进行，气体会逸出或进入，无法正确测定总质量变化，故需在密闭容器中进行实验。
【答案】
(1) $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}Fe_{3}O_{4}}$；
(2) 向右偏转；
(3) 等于；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(4) 化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不发生改变；
(5) 密闭。
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、实验探究设计
【点评】
本题通过三组对比实验考查质量守恒定律的核心内容，重点突破了有气体参与或生成的实验装置选择的关键，要求学生结合反应特点分析质量变化，理解质量守恒的微观本质，是质量守恒定律相关的经典基础题型，有助于深化学生对定律的认识。
【难度系数】
0.6
本题围绕质量守恒定律的探究展开，需结合三组实验的反应特点分析天平指针变化，理解质量守恒的宏观与微观本质，明确有气体参与或生成的实验装置要求。甲组中铁丝燃烧是铁与氧气的化合反应，反应后固体质量增加；乙组中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体逸散导致总质量减小；丙组中过氧化氢分解生成氧气，密闭装置使气体未逸出，总质量不变。需逐一分析每个问题对应的知识点，结合反应规律解答。
【解析】
(1) 铁丝在氧气中点燃生成四氧化三铁，化学方程式为$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}Fe_{3}O_{4}}$；
(2) 乙组中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体逸出烧杯，导致反应后烧杯内总质量减小，天平指针向右偏转；
(3) 丙组装置为密闭体系，过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，氧气未逸出，反应前后总质量不变，故参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(4) 从原子角度看，化学反应是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目、质量均不改变，因此反应前后物质总质量不变；
(5) 有气体生成或参加的反应，若在敞口容器中进行，气体会逸出或进入，无法正确测定总质量变化，故需在密闭容器中进行实验。
【答案】
(1) $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}Fe_{3}O_{4}}$；
(2) 向右偏转；
(3) 等于；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(4) 化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不发生改变；
(5) 密闭。
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、实验探究设计
【点评】
本题通过三组对比实验考查质量守恒定律的核心内容，重点突破了有气体参与或生成的实验装置选择的关键，要求学生结合反应特点分析质量变化，理解质量守恒的微观本质，是质量守恒定律相关的经典基础题型，有助于深化学生对定律的认识。
【难度系数】
0.6
