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10. 某化学兴趣小组的同学依据教材实验对化学反应前后物质的质量关系进行了探究。
【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。
【实验装置设计】甲、乙、丙三组同学分别设计如图所示装置。
【讨论与探究】
(1)甲组实验中,加热铜粉时,观察到的现象是。
(2)请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究,并按要求完成乙组和丙组实验。
①乙组实验结束后可观察到天平（选填“能”或“不能”）平衡；此反应（选填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律。
②丙组通过对过氧化氢溶液分解前后各物质的质量总和的测定,得出结论:参加化学反应的各物质的质量总和（选填“大于”“小于”或“等于”）反应后生成的各物质的质量总和。该反应中二氧化锰起作用。
【实验结论】通过甲、乙、丙三组实验的探究,你得到的结论是
。
【实验分析】化学反应的过程是重新组合的过程,即在一切化学反应中,反应前后原子的和不变,原子的也没有改变,所以化学反应遵守质量守恒定律。
【反思与交流】通过甲、乙、丙三组实验的探究,你得到的启示是
。
【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。
【实验装置设计】甲、乙、丙三组同学分别设计如图所示装置。
【讨论与探究】
(1)甲组实验中,加热铜粉时,观察到的现象是。
(2)请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究,并按要求完成乙组和丙组实验。
①乙组实验结束后可观察到天平（选填“能”或“不能”）平衡；此反应（选填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律。
②丙组通过对过氧化氢溶液分解前后各物质的质量总和的测定,得出结论:参加化学反应的各物质的质量总和（选填“大于”“小于”或“等于”）反应后生成的各物质的质量总和。该反应中二氧化锰起作用。
【实验结论】通过甲、乙、丙三组实验的探究,你得到的结论是
。
【实验分析】化学反应的过程是重新组合的过程,即在一切化学反应中,反应前后原子的和不变,原子的也没有改变,所以化学反应遵守质量守恒定律。
【反思与交流】通过甲、乙、丙三组实验的探究,你得到的启示是
。
答案
【讨论与探究】
(1)红色粉末变成黑色
(2)①不能 遵守
②等于 催化
【实验结论】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
【实验分析】原子 种类 数目 质量
【反思与交流】利用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时,应在密闭容器中进行实验
(1)红色粉末变成黑色
(2)①不能 遵守
②等于 催化
【实验结论】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
【实验分析】原子 种类 数目 质量
【反思与交流】利用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时,应在密闭容器中进行实验
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律的探究实验展开，需结合各实验的反应原理、装置特点分析现象与结论：1. 甲组铜粉加热与氧气反应生成氧化铜，对应现象需结合铜和氧化铜的颜色判断；2. 乙组反应生成二氧化碳气体，装置敞口导致气体逸出，天平不平衡但反应仍遵守质量守恒；3. 丙组过氧化氢分解在密闭装置中进行，天平平衡，明确催化剂的作用；4. 最终总结质量守恒定律的内容、微观本质及实验启示，需区分装置对气体反应的影响。
【解析】
【讨论与探究】
(1) 铜粉为红色，加热时与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，因此观察到红色粉末变成黑色。
(2) ①乙组中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，装置为敞口烧杯，生成的二氧化碳气体逸散到空气中，导致左盘质量减小，因此天平不能平衡；但所有化学反应都遵循质量守恒定律，该反应也不例外，只是气体逸出导致天平不平衡。
②丙组中过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，装置为密闭锥形瓶，反应前后总质量不变，因此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；二氧化锰在该反应中加快反应速率，本身的质量和化学性质不变，起催化作用。
【实验结论】
通过三组实验，结合质量守恒的本质，得出结论：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。
【实验分析】
化学反应的过程是原子重新组合的过程，在一切化学反应中，反应前后原子的种类、数目和质量都不变，因此化学反应遵守质量守恒定律。
【反思与交流】
乙组因敞口装置导致气体逸出，天平不平衡，丙组密闭装置天平平衡，因此启示：利用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时，应在密闭容器中进行实验。
【答案】
【讨论与探究】(1)红色粉末变成黑色；(2)①不能；遵守；②等于；催化；【实验结论】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；【实验分析】原子；种类；数目；质量；【反思与交流】利用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时，应在密闭容器中进行实验
【知识点】
质量守恒定律；催化剂；化学变化的微观本质
【点评】
本题是质量守恒定律的基础探究实验，通过三组不同装置的实验，考查学生对质量守恒定律的理解、实验现象的分析及实验结论的总结，需明确装置对气体反应的影响，难度适中，属于学生应掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.7
本题围绕质量守恒定律的探究实验展开，需结合各实验的反应原理、装置特点分析现象与结论：1. 甲组铜粉加热与氧气反应生成氧化铜，对应现象需结合铜和氧化铜的颜色判断；2. 乙组反应生成二氧化碳气体，装置敞口导致气体逸出，天平不平衡但反应仍遵守质量守恒；3. 丙组过氧化氢分解在密闭装置中进行，天平平衡，明确催化剂的作用；4. 最终总结质量守恒定律的内容、微观本质及实验启示，需区分装置对气体反应的影响。
【解析】
【讨论与探究】
(1) 铜粉为红色，加热时与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，因此观察到红色粉末变成黑色。
(2) ①乙组中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，装置为敞口烧杯，生成的二氧化碳气体逸散到空气中，导致左盘质量减小，因此天平不能平衡；但所有化学反应都遵循质量守恒定律，该反应也不例外，只是气体逸出导致天平不平衡。
②丙组中过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，装置为密闭锥形瓶，反应前后总质量不变，因此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；二氧化锰在该反应中加快反应速率，本身的质量和化学性质不变，起催化作用。
【实验结论】
通过三组实验，结合质量守恒的本质，得出结论：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。
【实验分析】
化学反应的过程是原子重新组合的过程，在一切化学反应中，反应前后原子的种类、数目和质量都不变，因此化学反应遵守质量守恒定律。
【反思与交流】
乙组因敞口装置导致气体逸出，天平不平衡，丙组密闭装置天平平衡，因此启示：利用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时，应在密闭容器中进行实验。
【答案】
【讨论与探究】(1)红色粉末变成黑色；(2)①不能；遵守；②等于；催化；【实验结论】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；【实验分析】原子；种类；数目；质量；【反思与交流】利用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时，应在密闭容器中进行实验
【知识点】
质量守恒定律；催化剂；化学变化的微观本质
【点评】
本题是质量守恒定律的基础探究实验，通过三组不同装置的实验，考查学生对质量守恒定律的理解、实验现象的分析及实验结论的总结，需明确装置对气体反应的影响，难度适中，属于学生应掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.7
11. 在实验室易燃品橱柜里有一瓶失去标签的试剂，某化学兴趣小组的同学为探究其组成，进行了如下实验。
(1) 甲同学取少量该物质在足量的氧气中充分燃烧，经检验生成物是水和二氧化碳，由此可得出的结论是
A. 该物质中只含有碳、氢元素
B. 该物质中只含有碳、氧元素
C. 该物质中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D. 该物质由碳、氢、氧三种元素组成
(2) 乙同学取 3.6 g 该物质在足量的氧气中充分燃烧，经测定生成 5.4 g 水和 11 g 二氧化碳。5.4 g 水中含
(3) 丙同学根据乙同学的实验数据和分析结果，进一步计算出该物质中碳原子和氢原子的个数比为
(1) 甲同学取少量该物质在足量的氧气中充分燃烧，经检验生成物是水和二氧化碳，由此可得出的结论是
C
（填序号）。A. 该物质中只含有碳、氢元素
B. 该物质中只含有碳、氧元素
C. 该物质中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D. 该物质由碳、氢、氧三种元素组成
(2) 乙同学取 3.6 g 该物质在足量的氧气中充分燃烧，经测定生成 5.4 g 水和 11 g 二氧化碳。5.4 g 水中含
0.6
g 氢元素，11 g 二氧化碳中含3
g 碳元素，则该物质中不含
（选填“含有”或“不含”）氧元素。(3) 丙同学根据乙同学的实验数据和分析结果，进一步计算出该物质中碳原子和氢原子的个数比为
5:12
（填最简整数比）。答案
(1)C
(2)0.6 3 不含
(3)5:12
(2)0.6 3 不含
(3)5:12
解析
【分析】
第(1)问依据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，结合生成物的元素组成和反应物氧气的元素组成判断物质的元素种类；第(2)问利用化学式计算水中氢元素、二氧化碳中碳元素的质量，再将二者质量和与该物质总质量比较，确定是否含氧；第(3)问根据原子个数比等于元素质量与相对原子质量的比值之比计算。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。生成物水含H、O元素，二氧化碳含C、O元素，反应物氧气仅提供O元素，因此该物质一定含碳、氢元素，可能含氧元素，故选C。
(2) 5.4g水中氢元素质量：$5.4g×\frac{2×1}{18}=0.6g$；11g二氧化碳中碳元素质量：$11g×\frac{12}{44}=3g$；碳+氢总质量为$0.6g+3g=3.6g$，与该物质质量相等，故不含氧元素。
(3) 碳原子和氢原子个数比：$\frac{3g}{12}:\frac{0.6g}{1}=0.25:0.6=5:12$。
【答案】
(1)C；(2)0.6、3、不含；(3)5:12
【知识点】
质量守恒定律、化学式相关计算
【点评】
本题为初中化学基础题型，考查质量守恒定律的应用及元素质量、原子个数比的计算，需掌握化学式中元素质量的计算方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
第(1)问依据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，结合生成物的元素组成和反应物氧气的元素组成判断物质的元素种类；第(2)问利用化学式计算水中氢元素、二氧化碳中碳元素的质量，再将二者质量和与该物质总质量比较，确定是否含氧；第(3)问根据原子个数比等于元素质量与相对原子质量的比值之比计算。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。生成物水含H、O元素，二氧化碳含C、O元素，反应物氧气仅提供O元素，因此该物质一定含碳、氢元素，可能含氧元素，故选C。
(2) 5.4g水中氢元素质量：$5.4g×\frac{2×1}{18}=0.6g$；11g二氧化碳中碳元素质量：$11g×\frac{12}{44}=3g$；碳+氢总质量为$0.6g+3g=3.6g$，与该物质质量相等，故不含氧元素。
(3) 碳原子和氢原子个数比：$\frac{3g}{12}:\frac{0.6g}{1}=0.25:0.6=5:12$。
【答案】
(1)C；(2)0.6、3、不含；(3)5:12
【知识点】
质量守恒定律、化学式相关计算
【点评】
本题为初中化学基础题型，考查质量守恒定律的应用及元素质量、原子个数比的计算，需掌握化学式中元素质量的计算方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
