四、质量守恒定律计算
【例 4】右下图是某个化学反应里各物质质量与时间的变化关系示意图。下列描述中，正确的是()


A.该反应还没有充分进行
B.该反应是化合反应
C.各物质的质量关系为 $ a = b + c $
D.甲是反应物，丙是生成物

C

根据图像，丙的质量随时间减少，为反应物；甲、乙质量随时间增加，为生成物，该反应为分解反应（一变多），B错误。反应结束后各物质质量不再变化，反应已充分进行，A错误。甲是生成物，丙是反应物，D错误。由质量守恒定律，参加反应的丙的质量等于生成的甲和乙的质量总和，若丙完全反应（剩余质量d=0），则a=b+c，C正确。

练习 3 密闭容器中有甲、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.丙可能是单质
B.在该反应中，丁一定没有参加化学反应
C.该反应是化合反应
D.甲和乙的质量之和一定等于生成丙的质量

C

假设反应前后总质量为100g。反应前各物质质量：甲70g、乙14g、丙6g、丁10g；反应后各物质质量：甲42g、乙8g、丙40g、丁10g。质量变化：甲减少28g（反应物），乙减少6g（反应物），丙增加34g（生成物），丁质量不变。
A. 丙由甲和乙反应生成，含甲、乙元素，一定是化合物，A错误；
B. 丁质量不变，可能是催化剂（参与反应）或未参与，B错误；
C. 甲、乙两种物质反应生成丙一种物质，符合“多变一”，为化合反应，C正确；
D. 应是“参加反应的甲和乙质量之和”等于生成丙的质量，D错误。

五、根据化学方程式的计算
【例 5】为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度，取一定量该样品进行加热，不同时刻固体质量数据如图所示。

(1)$ t_1 $ 时刻产生的氧气质量是。
(2)$ t_3 ∼ t_4 $ 时段剩余固体质量不变的原因是。
(3)列式计算该样品中氯酸钾的纯度。

(1) $1.68 \mathrm{g}$
(2) 反应已经完成，固体质量保持不变
(3) $98\%$

(1) 根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量差即为生成的氧气质量。初始总质量为 $5 \mathrm{g} + 1.5 \mathrm{g} = 6.5 \mathrm{g}$，$t_1$时刻剩余固体质量为 $4.82 \mathrm{g}$，因此生成的氧气质量为：
$6.5 \mathrm{g} - 4.82 \mathrm{g} = 1.68 \mathrm{g}$。
(2) 在 $t_3$ 到 $t_4$ 时段，剩余固体质量不变，说明反应已经完成，反应不再产生氧气，固体质量保持不变。
(3) 反应完成时（$t_4$时刻），剩余固体质量为 $4.58 \mathrm{g}$，总质量为 $6.5 \mathrm{g}$，因此产生的氧气总质量为：
$6.5 \mathrm{g} - 4.58 \mathrm{g} = 1.92 \mathrm{g}$
根据化学方程式：
$2\mathrm{KClO}_3 \xrightarrow{\mathrm{MnO}_2} 2\mathrm{KCl} + 3\mathrm{O}_2$
设样品中氯酸钾的质量为 $x$，则：
$\frac{245}{x} = \frac{96}{1.92 \mathrm{g}}$
解得：
$x = \frac{245 × 1.92 \mathrm{g}}{96} = 4.9 \mathrm{g}$
样品中氯酸钾的纯度为：
$\frac{4.9g}{5g} × 100\% = 98\%$