专题训练|质量守恒定律应用20练(释质量·推元素·求质量·定化学式)

人教版九年级化学 · 第五单元专题

质量守恒定律应用 · 20练

解释质量关系 ｜ 推断元素组成 ｜ 求反应物与生成物质量 ｜ 确定化学式

方法导览：四大应用到底靠什么？

应用一 ｜ 解释化学反应中的质量关系（第1~5题）

先记住一句话：质量守恒定律永远没错，错的往往是"没称全"。天平不平衡、固体变轻变重，都要先问一句——有没有气体跑掉或进来？

1.（问答）蜡烛在空气中燃烧，越来越短、越来越轻。有同学说"这违背了质量守恒定律"。这种说法对吗？为什么？

2.（问答）镁条在空气中燃烧后，剩余固体的质量比燃烧前镁条的质量大。这一事实是否符合质量守恒定律？请说明原因。

3.（选择）在敞口烧杯中进行稀盐酸与碳酸钠的反应，反应后天平读数变小。原因是（  ）A．该反应不遵守质量守恒定律  B．生成的二氧化碳逸散到空气中C．烧杯中的空气受热膨胀  D．天平出现了称量误差

4.（填空）a g 镁在 b g 氧气中恰好完全燃烧，且没有物质逸出装置，则生成氧化镁的质量为______g；整个装置内物质的总质量______（填"变大""变小"或"不变"）。

5.（问答）加热高锰酸钾制氧气，完全分解后剩余固体的质量比原固体减轻了。请解释：减轻的质量对应什么物质？

应用二 ｜ 推断物质的元素组成（第6~10题）

核心结论先背下来：某物质在氧气中完全燃烧只生成 CO₂ 和 H₂O，则该物质一定含碳、氢两种元素，可能含氧元素。（因为 CO₂ 中的碳、H₂O 中的氢只能来自该物质；而两种生成物中的氧可能全部来自氧气。）是不是真的含氧，要做定量计算：C、H 质量之和 < 原物质质量 → 含氧；之和 = 原物质质量 → 不含氧。

6.（选择）某物质在氧气中完全燃烧，只生成二氧化碳和水。下列结论正确的是（  ）A．该物质一定含碳、氢、氧三种元素B．该物质一定不含氧元素C．该物质一定含碳、氢两种元素，可能含氧元素D．该物质是二氧化碳和水的混合物

7.（计算）4.6 g 有机物 R 在氧气中完全燃烧，生成 8.8 g 二氧化碳和 5.4 g 水。通过计算判断 R 由哪些元素组成，并求各元素的质量。（相对原子质量：C 12，H 1，O 16）

8.（计算）3.2 g 某有机物在氧气中完全燃烧，生成 4.4 g 二氧化碳和 3.6 g 水。求该有机物中碳、氢、氧三种元素的质量比。

9.（问答）某化合物在空气中完全燃烧，生成了二氧化碳和水。能否由此确定该化合物一定含氧元素？为什么？

10.（计算）4.4 g 某有机物在氧气中完全燃烧，生成 13.2 g 二氧化碳和 7.2 g 水。通过计算判断该有机物是否含氧元素。

应用三 ｜ 求某一反应物或生成物的质量（第11~15题）

两条路：① 守恒等式——密闭容器内总质量不变，"减少的总质量 = 增加的总质量"，特别适合表格题；② 化学方程式——已知量必须是纯净物。两种方法结果应一致，可以互相验算。

11.（表格题）在密闭容器中，甲与乙反应生成丙，反应前后各物质的质量如下表。求表中 x 的值，并写出参加反应的甲、乙与生成的丙的质量比。

12.（计算）3 g 碳在 10 g 氧气中充分燃烧，恰好完全反应。求生成二氧化碳的质量和剩余氧气的质量。

13.（计算）5.6 g 铁与足量稀硫酸完全反应，生成氢气的质量是多少？（Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑；相对原子质量：Fe 56，H 1，S 32，O 16）

14.（计算）5.6 g 铁与足量硫酸铜溶液完全反应，析出铜的质量是多少？（Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu；相对原子质量：Cu 64，SO₄ 根式量 96）

15.（计算，守恒法）加热 15.8 g 高锰酸钾使其完全分解，求剩余固体的质量。（2KMnO₄ =Δ= K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑；相对原子质量：K 39，Mn 55，O 16）

应用四 ｜ 确定物质的化学式（第16~20题）

方法就一句话：反应前后每种原子的数目不变——"缺什么补什么"。已知生成物里每种原子有几个，减去反应物已知物质提供的，剩下的就是未知物的原子。另一类题走"元素质量比 → 原子个数比"：原子个数比 = 质量比 ÷ 相对原子质量。

16.（填空）有机物 R 在氧气中完全燃烧的化学方程式为：R + 5O₂ →(点燃) 3CO₂ + 4H₂O，则 R 的化学式为______。

17.（填空）物质 X 完全燃烧的化学方程式为：X + 2O₂ →(点燃) CO₂ + 2H₂O，则 X 的化学式为______。

18.（计算）某氮的氧化物中，氮元素与氧元素的质量比为 7∶16。求该氧化物的化学式。（相对原子质量：N 14，O 16）

19.（计算）某碳的氧化物中，碳元素与氧元素的质量比为 3∶4。求该氧化物的化学式。（相对原子质量：C 12，O 16）

20.（计算）6 g 金属 R 与 4 g 氧气恰好完全反应，生成 10 g 氧化物。已知 R 的相对原子质量为 24，氧的相对原子质量为 16，求该氧化物的化学式。

参考答案与解析

应用一：1. 不对。蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，没有被称量；若在密闭容器内燃烧，反应前后总质量不变。质量守恒定律指的是"参加反应的各物质质量总和 = 生成物各物质质量总和"，必须把逸散的气体算进去。2. 符合。镁与氧气反应生成氧化镁，剩余固体中增加了参加反应的氧气的质量，所以固体变重；把参加反应的氧气质量计入，反应前后总质量守恒。3. B。生成的二氧化碳气体逸散到空气中，未参与称量，故读数变小；反应本身遵守质量守恒定律。4. (a+b)；不变。恰好完全反应，镁与氧气全部参加，生成氧化镁质量 = a + b；无物质进出，装置内总质量不变。5. 减轻的质量就是放出氧气（O₂）的质量。锰酸钾、二氧化锰都留在固体里，只有氧气跑掉了。     

应用二：6. C。碳只能来自该物质（氧气中无碳），氢只能来自该物质；氧可能全部由氧气提供，故"可能含氧"。7. C：8.8 g × 12/44 = 2.4 g；H：5.4 g × 2/18 = 0.6 g；C、H 共 3.0 g < 4.6 g，故含 O：4.6 − 3.0 = 1.6 g。R 由碳、氢、氧三种元素组成，质量分别为 2.4 g、0.6 g、1.6 g。8. C：4.4 × 12/44 = 1.2 g；H：3.6 × 2/18 = 0.4 g；O：3.2 − 1.2 − 0.4 = 1.6 g。碳、氢、氧质量比 = 1.2∶0.4∶1.6 = 3∶1∶4。9. 不能。参加反应的氧气提供了氧元素，生成物中的氧可能全部来自氧气；只有通过定量计算（比较碳、氢质量之和与原物质质量）才能确定是否含氧。10. C：13.2 × 12/44 = 3.6 g；H：7.2 × 2/18 = 0.8 g；3.6 + 0.8 = 4.4 g，恰好等于原有机物质量，故不含氧元素（C、H 质量比 9∶2）。     

应用三：11. 密闭容器总质量不变：8 + 6 = 0 + x + 12，得 x = 2。甲减少 8 g（全部参加），乙减少 6 − 2 = 4 g，丙生成 12 g，质量比 甲∶乙∶丙 = 8∶4∶12 = 2∶1∶3。注意：质量比用"参加反应/实际生成"的量，不能用剩余量。12. C + O₂ →(点燃) CO₂，质量比 12∶32∶44。3 g 碳只需 8 g 氧气（3 × 32/12 = 8），氧气剩余 10 − 8 = 2 g；生成 CO₂ = 3 + 8 = 11 g。切忌把 10 g 氧气全代入——只算"参加反应"的。13. Fe∶H₂ = 56∶2。设生成氢气质量为 m，56/2 = 5.6/m，m = 0.2 g。14. Fe∶Cu = 56∶64。设析出铜质量为 m，56/64 = 5.6/m，m = 6.4 g。15. 守恒法最快：KMnO₄∶O₂ = 316∶32（2×158∶32）。15.8 g 高锰酸钾放出氧气 15.8 × 32/316 = 1.6 g，剩余固体 = 15.8 − 1.6 = 14.2 g（即 K₂MnO₄ 9.9 g 与 MnO₂ 4.3 g 之和，9.9 + 4.3 = 14.2，验算一致）。     

应用四：16. 生成物共含 C 3 个、H 8 个、O：3×2 + 4×1 = 10 个；5O₂ 已提供 10 个 O，恰好抵消。所以 R 含 C 3 个、H 8 个，化学式为 C₃H₈。17. 生成物共含 C 1 个、H 4 个、O：2 + 2 = 4 个；2O₂ 恰好提供 4 个 O。所以 X 为 CH₄（甲烷）。18. N∶O 原子个数比 = (7/14)∶(16/16) = 0.5∶1 = 1∶2，化学式为 NO₂。19. C∶O 原子个数比 = (3/12)∶(4/16) = 0.25∶0.25 = 1∶1，化学式为 CO。（对比：CO₂ 中碳氧质量比是 3∶8，别混。）20. 守恒先验一下：6 + 4 = 10，恰好完全反应。R∶O 原子个数比 = (6/24)∶(4/16) = 0.25∶0.25 = 1∶1，氧化物化学式为 RO，即 MgO（R 为镁元素，氧化镁中镁氧质量比 6∶4 = 3∶2）。