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12. 甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是
（
A.甲和丙两种物质的元素种类与丁的元素种类不同
B.乙一定是反应的催化剂
C.参加反应的甲和丙的质量比一定为 $7:1$
D.甲和丁一定都是单质
（
C
）A.甲和丙两种物质的元素种类与丁的元素种类不同
B.乙一定是反应的催化剂
C.参加反应的甲和丙的质量比一定为 $7:1$
D.甲和丁一定都是单质
答案
12. C
解析
【分析】
首先根据质量守恒定律计算反应后乙的质量m，再通过对比反应前后各物质的质量变化，确定反应物、生成物，最后结合质量守恒定律、催化剂定义、质量比计算等逐一分析选项。
【解析】
根据质量守恒定律，密闭容器内反应前后物质总质量相等：
反应前总质量 = 30g + 3g + 6g + 8g = 47g；
反应后总质量 = 16g + m + 4g + 24g = (44 + m)g；
因此44 + m = 47，解得m = 3g。
各物质质量变化：
甲：反应前30g→反应后16g，减少14g，为反应物；
丙：反应前6g→反应后4g，减少2g，为反应物；
丁：反应前8g→反应后24g，增加16g，为生成物；
乙：反应前后均为3g，质量不变，可能是催化剂或未参与反应。
逐一分析选项：
A. 根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物甲、丙的元素种类总和等于生成物丁的元素种类，故A错误；
B. 乙质量不变，可能是催化剂，也可能未参与反应，不一定是催化剂，故B错误；
C. 参加反应的甲质量为30g -16g=14g，参加反应的丙质量为6g -4g=2g，质量比为14g:2g=7:1，故C正确；
D. 甲和丁的物质类别无法确定，可能是单质也可能是化合物，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律、催化剂、物质分类
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用，核心是通过反应前后质量变化判断反应物和生成物，需注意质量不变的物质不一定是催化剂，还可能未参与反应，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
首先根据质量守恒定律计算反应后乙的质量m，再通过对比反应前后各物质的质量变化，确定反应物、生成物，最后结合质量守恒定律、催化剂定义、质量比计算等逐一分析选项。
【解析】
根据质量守恒定律，密闭容器内反应前后物质总质量相等：
反应前总质量 = 30g + 3g + 6g + 8g = 47g；
反应后总质量 = 16g + m + 4g + 24g = (44 + m)g；
因此44 + m = 47，解得m = 3g。
各物质质量变化：
甲：反应前30g→反应后16g，减少14g，为反应物；
丙：反应前6g→反应后4g，减少2g，为反应物；
丁：反应前8g→反应后24g，增加16g，为生成物；
乙：反应前后均为3g，质量不变，可能是催化剂或未参与反应。
逐一分析选项：
A. 根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物甲、丙的元素种类总和等于生成物丁的元素种类，故A错误；
B. 乙质量不变，可能是催化剂，也可能未参与反应，不一定是催化剂，故B错误；
C. 参加反应的甲质量为30g -16g=14g，参加反应的丙质量为6g -4g=2g，质量比为14g:2g=7:1，故C正确；
D. 甲和丁的物质类别无法确定，可能是单质也可能是化合物，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律、催化剂、物质分类
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用，核心是通过反应前后质量变化判断反应物和生成物，需注意质量不变的物质不一定是催化剂，还可能未参与反应，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
13. (1) 在 $A + B -＞ C + D$ 的反应中，5 g A 和 4 g B 恰好完全反应，生成 3 g C 和
(2) $a\ \mathrm{g}$ 红磷在氧气中完全燃烧后，得到 $b\ \mathrm{g}$ 白烟，此时参加反应的氧气为
(3) 现将 A、B 各 10 g 混合加热，A 完全反应，生成 8 g C 和 4 g D，则参加反应的 A 和 B 的质量比为
6
g D。(2) $a\ \mathrm{g}$ 红磷在氧气中完全燃烧后，得到 $b\ \mathrm{g}$ 白烟，此时参加反应的氧气为
$b-a$
g。(3) 现将 A、B 各 10 g 混合加热，A 完全反应，生成 8 g C 和 4 g D，则参加反应的 A 和 B 的质量比为
$5:1$
。答案
13. (1)6 (2)$b-a$ (3)$5:1$
解析
【分析】
这三道题均围绕质量守恒定律展开，解题核心是：参加化学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。解题时需明确每个反应中反应物、生成物的质量，根据守恒关系列式计算即可。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，参加反应的A、B质量总和等于生成的C、D质量总和。已知A为5g，B为4g，C为3g，则生成D的质量为：$5\ \mathrm{g} + 4\ \mathrm{g} - 3\ \mathrm{g} = 6\ \mathrm{g}$。
(2) 红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷（白烟），根据质量守恒，参加反应的红磷质量 + 参加反应的氧气质量 = 生成白烟的质量，因此参加反应的氧气质量为：$b\ \mathrm{g} - a\ \mathrm{g} = (b - a)\ \mathrm{g}$。
(3) A完全反应，说明参加反应的A质量为10g；生成C为8g、D为4g，总生成质量为$8\ \mathrm{g} + 4\ \mathrm{g} = 12\ \mathrm{g}$。根据质量守恒，参加反应的B质量为$12\ \mathrm{g} - 10\ \mathrm{g} = 2\ \mathrm{g}$，故参加反应的A和B的质量比为$10\ \mathrm{g}:2\ \mathrm{g} = 5:1$。
【答案】
(1)6 (2)$b-a$ (3)$5:1$
【知识点】
质量守恒定律的应用
【点评】
本题是质量守恒定律的基础应用题型，紧扣质量守恒的核心关系，只要理清反应前后各物质的质量关系，即可顺利解答，属于学生易掌握的基础题。
【难度系数】
0.8
这三道题均围绕质量守恒定律展开，解题核心是：参加化学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。解题时需明确每个反应中反应物、生成物的质量，根据守恒关系列式计算即可。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，参加反应的A、B质量总和等于生成的C、D质量总和。已知A为5g，B为4g，C为3g，则生成D的质量为：$5\ \mathrm{g} + 4\ \mathrm{g} - 3\ \mathrm{g} = 6\ \mathrm{g}$。
(2) 红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷（白烟），根据质量守恒，参加反应的红磷质量 + 参加反应的氧气质量 = 生成白烟的质量，因此参加反应的氧气质量为：$b\ \mathrm{g} - a\ \mathrm{g} = (b - a)\ \mathrm{g}$。
(3) A完全反应，说明参加反应的A质量为10g；生成C为8g、D为4g，总生成质量为$8\ \mathrm{g} + 4\ \mathrm{g} = 12\ \mathrm{g}$。根据质量守恒，参加反应的B质量为$12\ \mathrm{g} - 10\ \mathrm{g} = 2\ \mathrm{g}$，故参加反应的A和B的质量比为$10\ \mathrm{g}:2\ \mathrm{g} = 5:1$。
【答案】
(1)6 (2)$b-a$ (3)$5:1$
【知识点】
质量守恒定律的应用
【点评】
本题是质量守恒定律的基础应用题型，紧扣质量守恒的核心关系，只要理清反应前后各物质的质量关系，即可顺利解答，属于学生易掌握的基础题。
【难度系数】
0.8
14. 化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验，验证质量守恒定律。
(1)实验一:称量装置和药品的总质量为$m_{1}$,保持装置密闭,使红磷燃烧,产生(填实验现象),待装置冷却后,再次称量装置和药品的总质量为$m_{2}$,$m_{1}$与$m_{2}$的大小关系是$m_{1}\_\_\_\_\_\_m_{2}$。实验中气球发生变化的原因是。
(2)实验二:将气球中的碳酸钙粉末倒入稀盐酸后,观察到的现象是,白色固体消失,气球膨胀,受影响电子天平的示数减小。
(3)为克服实验二中的误差,在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子天平称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作为,待反应结束后,再次称量装置和药品的总质量,电子天平示数不变。
(4)化学反应遵循质量守恒定律,其微观原因是。
(5)基于对质量守恒定律的探究过程及反思,小组同学解决了如下问题。
①高锰酸钾受热分解后,剩余固体的质量比高锰酸钾的质量小,减少的质量是的质量。
②氧化铁与足量的一氧化碳充分反应$(CO +Fe_{2}O_{3}\xrightarrow{高温}Fe +CO_{2}$,反应后固体减少的质量是的质量。
(1)实验一:称量装置和药品的总质量为$m_{1}$,保持装置密闭,使红磷燃烧,产生(填实验现象),待装置冷却后,再次称量装置和药品的总质量为$m_{2}$,$m_{1}$与$m_{2}$的大小关系是$m_{1}\_\_\_\_\_\_m_{2}$。实验中气球发生变化的原因是。
(2)实验二:将气球中的碳酸钙粉末倒入稀盐酸后,观察到的现象是,白色固体消失,气球膨胀,受影响电子天平的示数减小。
(3)为克服实验二中的误差,在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子天平称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作为,待反应结束后,再次称量装置和药品的总质量,电子天平示数不变。
(4)化学反应遵循质量守恒定律,其微观原因是。
(5)基于对质量守恒定律的探究过程及反思,小组同学解决了如下问题。
①高锰酸钾受热分解后,剩余固体的质量比高锰酸钾的质量小,减少的质量是的质量。
②氧化铁与足量的一氧化碳充分反应$(CO +Fe_{2}O_{3}\xrightarrow{高温}Fe +CO_{2}$,反应后固体减少的质量是的质量。
答案
14. (1)大量白烟 $=$ 红磷燃烧放热,锥形瓶内气体受热膨胀,气球变大;后冷却至室温且反应消耗了氧气,生成固体,瓶内压强减小,气球又变小 (2)产生气泡 浮力 (3)取下硬塑料瓶并将其倾斜,使小试管中的稀盐酸进入硬塑料瓶中 (4)化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变 (5)氧气(或$O_{2}$) (6)氧化铁中氧元素
解析
【分析】本题围绕质量守恒定律的验证展开，需结合不同实验装置的特点分析反应现象、质量变化的原因，理解质量守恒的微观本质，以及相关化学反应中质量变化的原因。首先分析实验一：红磷在密闭装置中燃烧，根据反应前后物质总质量不变判断$m_1$和$m_2$的关系，结合压强变化分析气球的变化；实验二：碳酸钙与稀盐酸反应生成气体，气球膨胀后受浮力影响导致天平示数变化；实验三：改进装置使反应发生，需明确操作步骤；质量守恒的微观原因是原子的种类、数目、质量不变；最后分析高锰酸钾分解和一氧化碳还原氧化铁的质量变化原因。
【解析】
(1) 红磷燃烧产生大量白烟；实验一装置密闭，根据质量守恒定律，反应前后总质量不变，故$m_1 = m_2$；气球变化的原因：红磷燃烧放热，锥形瓶内气体受热膨胀，气球变大；待冷却至室温后，反应消耗了瓶内氧气，生成固体五氧化二磷，瓶内压强减小，气球又变小。
(2) 碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，故观察到产生气泡；气球膨胀后，受到空气浮力的作用，电子天平的示数减小。
(3) 实验三中，要使稀盐酸和碳酸钙接触发生反应，操作是：取下硬塑料瓶并将其倾斜，使小试管中的稀盐酸进入硬塑料瓶中，与碳酸钙接触反应。
(4) 化学反应遵循质量守恒定律的微观原因是：化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变，所以反应前后物质的总质量相等。
(5) ①高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气逸出，故剩余固体质量比高锰酸钾小，减少的质量是氧气（或$O_2$）的质量；②氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应后固体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量（氧元素与一氧化碳结合成二氧化碳逸出）。
【答案】
(1) 大量白烟；$=$；红磷燃烧放热，锥形瓶内气体受热膨胀，气球变大；后冷却至室温且反应消耗了氧气，生成固体，瓶内压强减小，气球又变小
(2) 产生气泡；浮力
(3) 取下硬塑料瓶并将其倾斜，使小试管中的稀盐酸进入硬塑料瓶中
(4) 化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变
(5) ①氧气（或$O_2$）；②氧化铁中氧元素
【知识点】质量守恒定律、化学实验现象、化学反应微观本质
【点评】本题通过三个对比实验考查质量守恒定律的验证，既要求掌握实验操作和现象，又需理解质量守恒的核心原因，同时结合具体反应分析质量变化，是对质量守恒定律的综合应用，需注意装置特点对实验结果的影响。
【难度系数】0.5
【解析】
(1) 红磷燃烧产生大量白烟；实验一装置密闭，根据质量守恒定律，反应前后总质量不变，故$m_1 = m_2$；气球变化的原因：红磷燃烧放热，锥形瓶内气体受热膨胀，气球变大；待冷却至室温后，反应消耗了瓶内氧气，生成固体五氧化二磷，瓶内压强减小，气球又变小。
(2) 碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，故观察到产生气泡；气球膨胀后，受到空气浮力的作用，电子天平的示数减小。
(3) 实验三中，要使稀盐酸和碳酸钙接触发生反应，操作是：取下硬塑料瓶并将其倾斜，使小试管中的稀盐酸进入硬塑料瓶中，与碳酸钙接触反应。
(4) 化学反应遵循质量守恒定律的微观原因是：化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变，所以反应前后物质的总质量相等。
(5) ①高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气逸出，故剩余固体质量比高锰酸钾小，减少的质量是氧气（或$O_2$）的质量；②氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应后固体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量（氧元素与一氧化碳结合成二氧化碳逸出）。
【答案】
(1) 大量白烟；$=$；红磷燃烧放热，锥形瓶内气体受热膨胀，气球变大；后冷却至室温且反应消耗了氧气，生成固体，瓶内压强减小，气球又变小
(2) 产生气泡；浮力
(3) 取下硬塑料瓶并将其倾斜，使小试管中的稀盐酸进入硬塑料瓶中
(4) 化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变
(5) ①氧气（或$O_2$）；②氧化铁中氧元素
【知识点】质量守恒定律、化学实验现象、化学反应微观本质
【点评】本题通过三个对比实验考查质量守恒定律的验证，既要求掌握实验操作和现象，又需理解质量守恒的核心原因，同时结合具体反应分析质量变化，是对质量守恒定律的综合应用，需注意装置特点对实验结果的影响。
【难度系数】0.5
