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8[2026 吉林长春质检,中]质量守恒定律的发现,对化学的发展做出了重要贡献。同学们进行如下探究。
【提出问题】化学反应中,参加反应的物质质量总和与生成物的质量总和是否相等?
【进行实验】
实验一:1756年,俄国科学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭容器里煅烧,锡发生变化,生成白色的氧化锡,但容器和容器里物质的总质量在煅烧前后并没有发生变化。
实验二:1774年,拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解,恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气。
实验三:同学们利用红磷燃烧进行实验,装置如图甲所示,反应前后质量相等。
【实验分析】
(1)实验一中若放入锡的质量为m g,密闭容器内氧气的质量为n g,则生成的氧化锡的质量可能为
A.等于$m+n$ B.大于$m+n$ C.小于$m+n$
(2)实验二中发生反应的微观示意图如图乙,该反应中没有发生变化的粒子名称是
(3)实验三中气球的作用是
【交流讨论】
(4)下列关于上述三个实验的共同点描述中,正确的是
A.三个实验中涉及的反应均属于分解反应
B.三个实验中反应前后原子的种类、数目、质量都不变
C.三个实验中所用的试剂均需稍过量,否则会影响实验结果
【拓展迁移】某兴趣小组利用科学家们发现的原理开展了相关探究。
(5)第一小组:定性判断。将维生素C在氧气中点燃,分别将干冷的玻璃片和涂有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方,观察现象。通过检验燃烧产物中的水和二氧化碳,能证明维生素C中一定含有的元素是
(6)第二小组:定量计算。取维生素C 1.76 g,放入足量的氧气中完全燃烧,通过一定的实验装置分别吸收产物,测得生成2.64 g二氧化碳和0.72 g水。根据计算确定维生素C中氧元素的质量为
【提出问题】化学反应中,参加反应的物质质量总和与生成物的质量总和是否相等?
【进行实验】
实验一:1756年,俄国科学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭容器里煅烧,锡发生变化,生成白色的氧化锡,但容器和容器里物质的总质量在煅烧前后并没有发生变化。
实验二:1774年,拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解,恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气。
实验三:同学们利用红磷燃烧进行实验,装置如图甲所示,反应前后质量相等。
【实验分析】
(1)实验一中若放入锡的质量为m g,密闭容器内氧气的质量为n g,则生成的氧化锡的质量可能为
AC
(填序号)g。A.等于$m+n$ B.大于$m+n$ C.小于$m+n$
(2)实验二中发生反应的微观示意图如图乙,该反应中没有发生变化的粒子名称是
汞原子和氧原子
。(3)实验三中气球的作用是
密封和缓冲气压
,若锥形瓶底部不铺细沙,可能导致的结果是锥形瓶炸裂
。【交流讨论】
(4)下列关于上述三个实验的共同点描述中,正确的是
B
(填序号)。A.三个实验中涉及的反应均属于分解反应
B.三个实验中反应前后原子的种类、数目、质量都不变
C.三个实验中所用的试剂均需稍过量,否则会影响实验结果
【拓展迁移】某兴趣小组利用科学家们发现的原理开展了相关探究。
(5)第一小组:定性判断。将维生素C在氧气中点燃,分别将干冷的玻璃片和涂有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方,观察现象。通过检验燃烧产物中的水和二氧化碳,能证明维生素C中一定含有的元素是
碳元素、氢元素
。(6)第二小组:定量计算。取维生素C 1.76 g,放入足量的氧气中完全燃烧,通过一定的实验装置分别吸收产物,测得生成2.64 g二氧化碳和0.72 g水。根据计算确定维生素C中氧元素的质量为
0.96 g
。答案
(1)根据质量守恒定律,参加反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和。若锡和氧气恰好完全反应,则反应后生成物的质量等于$(m+n)\ \mathrm{g}$,若其中一种物质有剩余,则反应后生成物的质量小于$(m+n)\ \mathrm{g}$。故选AC。(2)化学反应前后原子的种类不变,故该反应中没有发生变化的粒子名称是汞原子和氧原子。(3)红磷燃烧放热,且红磷燃烧消耗氧气,实验三中气球的作用是密封和缓冲气压。若锥形瓶底部不铺细沙,红磷燃烧时放热可能会使锥形瓶受热不均而炸裂。(4)实验一中锡与氧气在一定条件下反应生成氧化锡,符合“多变一”的特征,属于化合反应;实验二中氧化汞加热分解生成汞和氧气,符合“一变多”的特征,属于分解反应;实验三中红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷,符合“多变一”的特征,属于化合反应,A不正确。三个实验均发生了化学变化,化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变,B正确。三个实验的目的均是探究化学反应前后物质的质量是否发生变化,实验中所用试剂不需要稍过量,C不正确。(5)根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,生成物二氧化碳和水中共含有碳元素、氧元素、氢元素,氧气中只含有氧元素,故维生素C中一定含有碳元素和氢元素。(6)根据质量守恒定律,二氧化碳中碳元素质量与水中氢元素质量的和等于维生素C中碳元素质量与氢元素质量的和,二氧化碳中碳元素质量为$2.64\ \mathrm{g}×(\dfrac{12}{44}×100\%)=0.72\ \mathrm{g}$,水中氢元素的质量为$0.72\ \mathrm{g}×(\dfrac{2}{18}×100\%)=0.08\ \mathrm{g}$,故维生素C中氧元素的质量为$1.76\ \mathrm{g}-(0.72\ \mathrm{g}+0.08\ \mathrm{g})=0.96\ \mathrm{g}$。
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律的探究展开，需结合质量守恒定律的内涵、化学反应的微观本质、化学实验操作要点、元素守恒等知识逐一分析各小问：
1. 第(1)问：依据质量守恒定律，参加反应的反应物质量总和等于生成物质量总和，需考虑反应物是否恰好完全反应，据此判断选项；
2. 第(2)问：化学反应中原子是最小粒子，反应前后原子种类不变，据此确定未变化的粒子；
3. 第(3)问：结合红磷燃烧放热的特点，分析气球的缓冲、密封作用，以及锥形瓶底铺细沙的目的，推导不铺细沙的后果；
4. 第(4)问：逐一分析反应类型、原子的性质、试剂用量对实验的影响，选出正确选项；
5. 第(5)问：根据元素守恒，结合生成物的元素组成和反应物的元素来源，判断维生素C一定含有的元素；
6. 第(6)问：利用化学式计算二氧化碳中碳元素、水中氢元素的质量，再通过总质量差计算维生素C中氧元素的质量。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，参加化学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。若锡和氧气恰好完全反应，生成氧化锡的质量等于$(m+n)\ \mathrm{g}$；若锡或氧气有剩余，生成氧化锡的质量小于$(m+n)\ \mathrm{g}$，故选AC。
(2) 化学反应的微观本质是分子分裂为原子，原子重新组合成新分子，反应前后原子的种类不变，因此该反应中没有发生变化的粒子是汞原子和氧原子。
(3) 红磷燃烧放热，会使锥形瓶内气压增大，气球的作用是密封装置（防止气体逸出）和缓冲气压（防止瓶塞弹出）；若锥形瓶底部不铺细沙，红磷燃烧放热会使锥形瓶底部受热不均，可能导致锥形瓶炸裂。
(4) 选项A：实验一、三是“多变一”的化合反应，实验二是“一变多”的分解反应，A错误；选项B：化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变，B正确；选项C：实验中试剂不需要稍过量，只要反应发生即可，C错误，故选B。
(5) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。维生素C燃烧生成水（含H、O）和二氧化碳（含C、O），反应物氧气只提供氧元素，因此维生素C中一定含有的元素是碳元素和氢元素。
(6) 计算：二氧化碳中碳元素质量 = $2.64\ \mathrm{g}×\dfrac{12}{44}=0.72\ \mathrm{g}$；水中氢元素质量 = $0.72\ \mathrm{g}×\dfrac{2}{18}=0.08\ \mathrm{g}$；维生素C中碳、氢元素总质量为$0.72\ \mathrm{g}+0.08\ \mathrm{g}=0.8\ \mathrm{g}$，因此氧元素质量 = $1.76\ \mathrm{g}-0.8\ \mathrm{g}=0.96\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) AC
(2) 汞原子、氧原子
(3) 密封和缓冲气压；锥形瓶炸裂
(4) B
(5) 碳元素、氢元素
(6) 0.96g
【知识点】
质量守恒定律、化学反应的微观本质、元素守恒
【点评】
本题围绕质量守恒定律综合考查实验探究、微观解释、反应类型判断、元素守恒应用及实验操作注意事项，是化学核心知识的典型题型，需学生熟练掌握质量守恒定律的内涵，结合实验细节分析问题。
【难度系数】
0.6
本题围绕质量守恒定律的探究展开，需结合质量守恒定律的内涵、化学反应的微观本质、化学实验操作要点、元素守恒等知识逐一分析各小问：
1. 第(1)问：依据质量守恒定律，参加反应的反应物质量总和等于生成物质量总和，需考虑反应物是否恰好完全反应，据此判断选项；
2. 第(2)问：化学反应中原子是最小粒子，反应前后原子种类不变，据此确定未变化的粒子；
3. 第(3)问：结合红磷燃烧放热的特点，分析气球的缓冲、密封作用，以及锥形瓶底铺细沙的目的，推导不铺细沙的后果；
4. 第(4)问：逐一分析反应类型、原子的性质、试剂用量对实验的影响，选出正确选项；
5. 第(5)问：根据元素守恒，结合生成物的元素组成和反应物的元素来源，判断维生素C一定含有的元素；
6. 第(6)问：利用化学式计算二氧化碳中碳元素、水中氢元素的质量，再通过总质量差计算维生素C中氧元素的质量。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，参加化学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。若锡和氧气恰好完全反应，生成氧化锡的质量等于$(m+n)\ \mathrm{g}$；若锡或氧气有剩余，生成氧化锡的质量小于$(m+n)\ \mathrm{g}$，故选AC。
(2) 化学反应的微观本质是分子分裂为原子，原子重新组合成新分子，反应前后原子的种类不变，因此该反应中没有发生变化的粒子是汞原子和氧原子。
(3) 红磷燃烧放热，会使锥形瓶内气压增大，气球的作用是密封装置（防止气体逸出）和缓冲气压（防止瓶塞弹出）；若锥形瓶底部不铺细沙，红磷燃烧放热会使锥形瓶底部受热不均，可能导致锥形瓶炸裂。
(4) 选项A：实验一、三是“多变一”的化合反应，实验二是“一变多”的分解反应，A错误；选项B：化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变，B正确；选项C：实验中试剂不需要稍过量，只要反应发生即可，C错误，故选B。
(5) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。维生素C燃烧生成水（含H、O）和二氧化碳（含C、O），反应物氧气只提供氧元素，因此维生素C中一定含有的元素是碳元素和氢元素。
(6) 计算：二氧化碳中碳元素质量 = $2.64\ \mathrm{g}×\dfrac{12}{44}=0.72\ \mathrm{g}$；水中氢元素质量 = $0.72\ \mathrm{g}×\dfrac{2}{18}=0.08\ \mathrm{g}$；维生素C中碳、氢元素总质量为$0.72\ \mathrm{g}+0.08\ \mathrm{g}=0.8\ \mathrm{g}$，因此氧元素质量 = $1.76\ \mathrm{g}-0.8\ \mathrm{g}=0.96\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) AC
(2) 汞原子、氧原子
(3) 密封和缓冲气压；锥形瓶炸裂
(4) B
(5) 碳元素、氢元素
(6) 0.96g
【知识点】
质量守恒定律、化学反应的微观本质、元素守恒
【点评】
本题围绕质量守恒定律综合考查实验探究、微观解释、反应类型判断、元素守恒应用及实验操作注意事项，是化学核心知识的典型题型，需学生熟练掌握质量守恒定律的内涵，结合实验细节分析问题。
【难度系数】
0.6
9 新考向跨学科[2026河北张家口质检,中]某校开展了“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动。供氧器的制氧剂为A剂:过碳酸钠(化学式为$2Na_2CO_3 · 3H_2O_2$);B剂:二氧化锰。反应过程中,反应仓温度升高,仓壁变热。过滤仓底部导管口有气泡冒出,即可吸氧。
(1)反应仓中过碳酸钠遇水后分解生成碳酸钠和过氧化氢,过氧化氢继续分解产生氧气。若需要64 g氧气,则参加反应的过氧化氢的质量为多少?(写出计算过程)
(2)过滤仓中水的作用为
(1)反应仓中过碳酸钠遇水后分解生成碳酸钠和过氧化氢,过氧化氢继续分解产生氧气。若需要64 g氧气,则参加反应的过氧化氢的质量为多少?(写出计算过程)
(2)过滤仓中水的作用为
通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率(合理即可)
(写出一条即可)答案
(1)解:设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
$\dfrac{68}{x}=\dfrac{32}{64\ \mathrm{g}}$
$x=\dfrac{68×64\ \mathrm{g}}{32}=136\ \mathrm{g}$
答:参加反应的过氧化氢的质量为$136\ \mathrm{g}$。
(2)过滤仓中的水可以起到湿润氧气、降温、除去杂质、通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率等作用。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
$\dfrac{68}{x}=\dfrac{32}{64\ \mathrm{g}}$
$x=\dfrac{68×64\ \mathrm{g}}{32}=136\ \mathrm{g}$
答:参加反应的过氧化氢的质量为$136\ \mathrm{g}$。
(2)过滤仓中的水可以起到湿润氧气、降温、除去杂质、通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率等作用。
解析
【分析】
第(1)问：先确定过氧化氢在二氧化锰催化下分解的反应原理，写出对应的化学方程式，再根据化学方程式中过氧化氢与氧气的质量比，结合已知氧气的质量，通过设未知量、列比例式计算出参加反应的过氧化氢质量；第(2)问：结合简易供氧器的实际功能，分析过滤仓中水的作用，可从湿润氧气、降温、观测氧气生成速率等角度选取合理答案。
【解析】
(1) 解：设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
过氧化氢在二氧化锰催化下分解的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
反应中$\ce{H_{2}O_{2}}$与$\ce{O_{2}}$的质量比为：$(2×34):32 = 68:32$
根据质量比关系列比例式：$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{64\ \mathrm{g}}$
解得：$x=\dfrac{68×64\ \mathrm{g}}{32}=136\ \mathrm{g}$
答：参加反应的过氧化氢的质量为$136\ \mathrm{g}$。
(2) 过滤仓中水的作用为湿润氧气（或降低氧气温度、通过气泡速率观测氧气生成速率等，合理即可）。
【答案】
(1) $136\ \mathrm{g}$；(2) 湿润氧气（合理即可）
【知识点】
化学方程式计算、氧气的性质、水的作用
【点评】
本题结合简易供氧器的实际应用，考察化学计算能力与实验装置的作用分析，属于跨学科实践类题目，难度适中，能联系生活实际考察知识点的应用。
【难度系数】
0.6
第(1)问：先确定过氧化氢在二氧化锰催化下分解的反应原理，写出对应的化学方程式，再根据化学方程式中过氧化氢与氧气的质量比，结合已知氧气的质量，通过设未知量、列比例式计算出参加反应的过氧化氢质量；第(2)问：结合简易供氧器的实际功能，分析过滤仓中水的作用，可从湿润氧气、降温、观测氧气生成速率等角度选取合理答案。
【解析】
(1) 解：设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
过氧化氢在二氧化锰催化下分解的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
反应中$\ce{H_{2}O_{2}}$与$\ce{O_{2}}$的质量比为：$(2×34):32 = 68:32$
根据质量比关系列比例式：$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{64\ \mathrm{g}}$
解得：$x=\dfrac{68×64\ \mathrm{g}}{32}=136\ \mathrm{g}$
答：参加反应的过氧化氢的质量为$136\ \mathrm{g}$。
(2) 过滤仓中水的作用为湿润氧气（或降低氧气温度、通过气泡速率观测氧气生成速率等，合理即可）。
【答案】
(1) $136\ \mathrm{g}$；(2) 湿润氧气（合理即可）
【知识点】
化学方程式计算、氧气的性质、水的作用
【点评】
本题结合简易供氧器的实际应用，考察化学计算能力与实验装置的作用分析，属于跨学科实践类题目，难度适中，能联系生活实际考察知识点的应用。
【难度系数】
0.6
