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第五单元课题1 质量守恒定律
一．选择题（共13 小题）
1．AgNO3固体见光或受热易分解，故保存在棕色瓶中。AgNO3见光分解时会产生一种有刺激性气
味的气体，该气体可能是（ ）
A．SO2
B．NH3
C．N2
D．NO2
【答案】C
【解答】
解：A、AgNO3中不含有硫元素，根据质量守恒定律，不可能是SO2，故错误；
B、AgNO3中不含有氢元素，根据质量守恒定律，不可能是NH3，故错误；
C、N2无刺激性气味，不可能含有，故错误。
D、AgNO3中存在银、氮、氧三种元素，NO2又有刺激性气味，所以有可能，故正确；
故选：D。
2．下列物质不可能是碱式碳酸镁Mg2（OH）2CO3受热分解得到的是（ ）
A．H2O
B．MgO
C．HCl
D．CO2
【答案】C
【解答】
解：碱式碳酸镁的化学式Mg2（OH）2CO3，含有镁、氢、氧、碳四种元素，根据质量守恒定律，
反应前后，元素种类不变，分解可能生成水、氧化镁、二氧化碳，不含氯元素，不可能生成氯
化氢。
故选：C。
3．不能用质量守恒定律解释的现象是（ ）
A．铜丝加热后质量增加
B．铁丝燃烧，其固体质量增加
C．水受热蒸发
D．木炭燃烧成为灰烬，质量会减小
【答案】C
【解答】
解：A、铜丝加热后质量增加，是因为铜与空气中的氧气反应生成了氧化铜，属于化学变化，能
用质量守恒定律解释，故选项错误。
B、铁丝燃烧，其固体质量增加，是因为铁与氧气反应生成了四氧化三铁，属于化学变化，能用
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质量守恒定律解释，故选项错误。
C、水受热蒸发，没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故选项正确。
D、木炭燃烧成为灰烬，质量会减小，是因为燃烧生成二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，
有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，故选项错误。
故选：C。
4．铝是生活中常见的金属，除我们熟知的性质之外，铝还可以与NaOH 溶液发生反应：
2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3X↑，X 的化学式是（ ）
A．O2
B．H2
C．Al2O3
D．Al（OH）3
【答案】B
【解答】
解：由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前铝、
钠、氧、氢原子个数分别为2、2、6、4，反应后的生成物中铝、钠、氧、氢原子个数分别为2、
2、0、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则3X 分子中含有6 个氢原子，则每个X 分子由2
个氢原子构成，则物质X 的化学式为H2。
故选：B。
5．某有机物6.0g 在空气中完全燃烧，共得到8.8g 二氧化碳和3.6g 水，则该化合物的组成元素是（
）
A．该物质由碳、氢、氧三种元素组成
B．该物质只含有碳、氢两种元素
C．一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
D．该物质的分子中碳原子和氧原子的个数比为1：2
【答案】A
【解答】
解：8.8g 二氧化碳中碳元素的质量＝8.8g×
×100%＝2.4g；3.6g 水中氢元素的质量＝3.6g×
×100%＝0.4g；
A、由质量守恒定律，该物质中碳、氢元素质量和＝2.4g+0.4g＝2.8g，小于该物质的质量6g，因
此该物质中除碳、氢元素外还应含有氧元素（其质量为6g
2.8g
﹣
＝3.2g），故选项说法正确；
B、由A 选项的分析，该物质是由碳、氢、氧三种元素组成的，故选项说法错误；
C、由A 选项的分析，该物质是由碳、氢、氧三种元素组成的，故选项说法错误；
D、碳元素和氧元素的质量比为2.4g：3.2g＝3：4，碳元素和氧元素的相对原子质量为12 和
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16，则该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比＝
：
＝1：1，故选项说法错误；
故选：A。
6．2020 年11 月24 日，我国长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。运载火箭
常用的推进剂是偏二甲肼（C2H8N2）与四氧化二氮（N2O4），二者发生反应的化学方程式为
C2H8N2+2N2O4
3N2↑+2X↑+4H2O↑。下列有关说法正确的是（ ）
A．X 的化学式为CO
B．N2O4中氮元素的化合价为﹣4
C．生成物中N2和H2O 的质量比为3：4
D．该反应符合质量守恒定律
【答案】D
【解答】
解：A、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前碳、
氢、氮、氧原子个数分别为2、8、6、8，反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为0、
8、6、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X 分子中含有2 个碳原子和4 个氧原子，则
每个X 分子由1 个碳原子和2 个氧原子构成，则物质X 的化学式为CO2，故选项说法错误。
B、在化合物中氧元素一般显﹣2 价，设氮元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数
和为零，可得：x+（﹣2）×2＝0，则x＝+4 价，故选项说法错误。
C、生成物中N2和H2O 的质量比为（28×3）：（18×4）≠3：4，故选项说法错误。
D、任何化学反应均遵守质量守恒定律，该反应符合质量守恒定律，故选项说法正确。
故选：D。
7．下列变化中，能用质量守恒定律解释的是（ ）
A．6g 水受热变成6g 水蒸气
B．铜粉在空气中加热后，固体的质量比原来铜粉的质量大
C．100mL 水加入100mL 酒精，成为体积小于200mL 的溶液
D．4g 食盐溶解在96g 水中，成为100g 的食盐溶液
【答案】B
【解答】
解：A、6g 水受热变成6g 水蒸气，没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释
故选项错误。
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B、铜粉在空气中加热后，固体的质量比原来铜粉的质量大，是因为铜粉与空气中的氧气反应生
成了氧化铜，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，故选项正确。
C、100mL 水加入100mL 酒精，成为体积小于200mL 的溶液，是因为分子之间有间隔，一部分
水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故
选项错误。
D、4g 食盐溶解在96g 水中，成为100g 的食盐溶液，没有新物质生成，属于物理变化，不能用
质量守恒定律解释，故选项错误。
故选：B。
8．质量守恒定律是自然界最基本的规律之一。下列装置及实验（天平未画出）能用来验证质量守
恒定律的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解答】
解：A、二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，反应在密闭装置中进行，没有物质逸出，
反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，故选项正确。
B、红墨水不能与水反应，发生的是物理变化，不能用来验证质量守恒定律，故选项错误。
C、镁条在空气中燃烧生成氧化镁，由于有空气中的气体参加反应，不能直接用于验证质量守恒
定律，故选项错误。
D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，生成的氧气逸出，不能直接用于验证质量
守恒定律，故选项错误。
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故选：A。
9．化学反应前后，下列各项中肯定发生变化的是（ ）
A．原子种类和数目
B．元素的种类
C．分子的种类
D．物质的总质量
【答案】C
【解答】
解：A、反应前后原子种类和数目都不变；
B、化学反应前后元素种类不变；
C、化学反应前后分子种类一定改变；
D、化学反应前后物质总质量不变。
故选：C。
10．下列有关质量守恒定律的认识，正确的是（ ）
A．质量守恒定律是指反应物的质量总和等于生成物的质量总和
B．质量守恒定律揭示了化学变化中宏观物质之间的质量关系，与微观过程无关
C．自然界中的所有变化都遵循质量守恒定律
D．通过化学变化，只能改变世界上物质的种类，不能改变物质的总质量
【答案】D
【解答】
解：A、质量守恒定律是指参加反应的反应物的质量总和等于生成物的质量总和，该选项说法不
正确；
B、质量守恒定律揭示了化学变化中宏观物质之间的质量关系，是微观过程的外在反映，该选项
说法不正确；
C、自然界中的化学变化都遵循质量守恒定律，该选项说法不正确；
D、通过化学变化，只能改变世界上物质的种类，不能改变物质的总质量，该选项说法正确。
故选：D。
11．如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列关于该实验的说法正确的是（ ）
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A．实验过程中气球一直变大
B．该反应遵循质量守恒定律
C．白磷燃烧结束，立即将锥形瓶放在天平上称量
D．反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】B
【解答】
解：A、白磷燃烧放热，导致气球膨胀，完全反应后降低至室温，由于氧气消耗，气球缩小，该
选项说法不正确；
B、该反应遵循质量守恒定律，该选项说法正确；
C、白磷燃烧结束，不能立即将锥形瓶放在天平上称量，是因为此时气球膨胀，向上的浮力增大，
导致天平失去平衡，该选项说法不正确；
D、反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量不一定等于反应后生成五氧化二磷的质量，例如白磷或
氧气过量时，生成的五氧化二磷质量小于反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量，该选项说法不
正确。
故选：B。
12．四种物质在一定的条件下充分混合反应，测得反应前后各物质的质量的质量分数如图所示，则
有关说法中不正确的是（ ）
A．该反应是分解反应
B．乙可能是这个反应的催化剂
C．反应中的甲、丙两物质的质量比为1：4
D．参加反应的丁的质量一定等于生成甲和丙的质量之和
【答案】C
【解答】
解：A、反应后甲、丙质量分数增大，都是生成物，丁质量分数减小，是反应物，乙质量分数不
变，不是反应物或生成物，因此丁分解生成甲、丙，是分解反应，该选项说法正确；
B、乙反应前后质量不变，可能是催化剂，该选项说法正确；
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C、反应中的甲、丙两物质的质量比为：（19%
17%
﹣
）：（41%
25%
﹣
）＝1：8，该选项说法
不正确；
D、参加反应的丁的质量一定等于生成甲和丙的质量之和，该选项说法正确。
故选：C。
13．一定条件下，在密闭容器内发生某一化学反应，测得反应前后各物质的质量如表所示。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
3.2
16.8
0.8
0.1
反应后的质量/g
x
8.4
3.0
1.0
下列说法不正确的是（ ）
A．x＝8.5
B．反应中生成丙与丁的质量比为3：1
C．乙一定是化合物
D．丙和丁的相对分子质量之比可能为22：9
【答案】B
【解答】
解：A、x＝3.2+16.8+0.8+0.1
1.0
3.0
8.4
﹣
﹣
﹣
＝8.5，该选项说法正确；
B、反应中生成丙与丁的质量比为：（3.0
0.8
﹣
）：（1.0
0.1
﹣
）＝22：9，该选项说法不正确；
C、反应后乙质量减小，是反应物，甲、丙、丁反应后质量都增大，都是生成物，即乙分解生成
甲、丙、丁，因此乙是化合物，该选项说法正确；
D、丙和丁的相对分子质量之比可能为22：9，例如化学计量数比是1：1 时，该选项说法正确。
故选：B。
二．填空题（共2 小题）
14．二氧化钛（TiO2）是世界上最白的物质，用四氯化钛（TiCl4）与某物质X 反应可制得二氧化钛，
反应化学方程式为：TiCl4+2X═TiO2+4HCl，物质X 的化学式为
H 2O
，四氯化钛中钛元素的
化合价为
+4
。
【答案】H2O；+4。
【解答】
解：反应前后钛原子都是1 个，氯原子都是4 个，反应后氧原子是2 个反应前应该是2 个，包含
在未知物质中，反应后氢原子是4 个，反应前应该是4 个，包含在未知物质中，物质X 的化学
式为H2O，四氯化钛中氯元素化合价是﹣1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，钛元素
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的化合价为+4。
故填：H2O；+4。
15．据报道，科学家已经找到了利用甲烷（CH4）与“其他物质”反应制造乙醇（C2H5OH）的途径。
（1）“其他物质”中一定含有 氧 元素。
（2）甲烷和乙醇完全燃烧的产物 相同 （选填“相同”或“不相同”）。
【答案】（1）氧。（2）相同。
【解答】
解：（1）甲烷中不含有氧元素，而乙醇中含有氧元素，因此“其他物质”中一定含有氧元素。
故填：氧。
（2）甲烷和乙醇完全燃烧的产物都是水和二氧化碳。
故填：相同。
三．实验探究题（共3 小题）
16．实验小组同学做了如下实验，验证质量守恒定律。
（1）A 实验中，气球的作用是 缓冲作用 。
（2）上述实验能验证质量守恒定律的是
A
（选填“A”、“B”或“C”）实验；不能验证的原
因是
B 中生成的二氧化碳逸散到空气中，不能称量；
C 没有发生化学反应
。
（3）将B 装置换为如图装置，反应结束后天平的指针
D
（填字母）。
A、偏左B、偏右C、不偏转D、无法预测
【答案】（1）缓冲作用；
（2）A，B 中生成的二氧化碳逸散到空气中，不能称量；C 没有发生化学反应；
（3）D。
【解答】
解：（1）白磷燃烧生成五氧化二磷，放出热量，锥形瓶内的气压增大，所以A 实验中，气球的
作用是缓冲作用；
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（2）碳酸钠和盐酸反应生成的二氧化碳不能称量其质量，氯化钠和水不会反应化学反应，所以
上述实验能验证质量守恒定律的是A 实验，不能验证的原因是：B 中生成的二氧化碳逸散到空
气中，不能称量；C 没有发生化学反应；
（3）空气的浮力对实验会产生干扰，所以反应结束后天平的指针无法预测，故选：D。
故答案为：（1）缓冲作用；
（2）A，B 中生成的二氧化碳逸散到空气中，不能称量；C 没有发生化学反应；
（3）D。
17．某化学课外小组同学，用如图所示实验验证质量守恒定律．
（1）某甲同学用A 装置探究质量守恒定律，实验步骤如下：如图将烧杯放在天平 上用砝码平
衡，然后倾斜烧杯使硫酸铜溶液与铁钉接触，一段时间后再把烧杯放在天平上．
①描述铁钉与硫酸铜溶液反应的实验现象 铁钉表面出现红色的固体，溶液由蓝色变为浅绿色
写出该反应的化学方程式为
Fe+CuSO
4═FeSO4+Cu
．
②最后天平的指针（填序号）
c
（a．偏左 b．偏右 c．不偏转 d．无法预测）．
（2）乙同学用B 装置研究质量守恒定律，实验步骤如下：如图将烧杯放在天平上用砝码平衡，
然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触，一段时间后再把烧杯放在天平上．发现天平的指针偏
右．
造成天平的指针向右偏转的原因是 盐酸与碳酸钠粉末反应的装置不密闭，生成二氧化碳气体
逸出，使左盘内质量减小 ．
（3）在进行质量守恒定律实验时，如果有气体生成和参加反应，应在 密闭 装置中进行实验．
（4）在化学反应前后，一定不变的是
①②③⑥
（填序 号）．
①元素种类 ②原子种类③原子数目 ④分子种类 ⑤分子数目 ⑥物质的总质量．
【答案】（1）①铁钉表面出现红色的固体，溶液由蓝色变为浅绿色；Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
②C；
（2）盐酸与碳酸钠粉末反应的装置不密闭，生成二氧化碳气体逸出，使左盘内质量减小；
（3）密闭；
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（4）①②③⑥
【解答】
解：（1）①硫酸铜溶液与铁钉反应生成硫酸亚铁和铜，烧杯内反应的实验现象为铁钉表面出现
红色的固体，溶液有蓝色变为浅绿色；发生反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
故填：铁钉表面出现红色的固体，溶液由蓝色变为浅绿色；Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
②甲同学所做的实验中，没有气体参加或生成，所以左右肯定平衡，故选C；
（2）乙同学所做的实验中，盐酸与碳酸钠粉末反应生成氯化钠和水和二氧化碳，有气体二氧化
碳生成，故造成天平的指针向右偏转，该反应符合质量守恒定律；
故填：盐酸与碳酸钠粉末反应的装置不密闭，生成二氧化碳气体逸出，使左盘内质量减小；
（3）要想使两边相等，只能把生成的气体收集起来，不让其出去，也就是说必须在密闭容器中
进行；故填：密闭；
（4）守恒原因：宏观是因为物质的总质量不变，微观是因为：元素的种类、元素的质量、原子
的种类、原子的数目、原子的质量不变，故填：①②③⑥
18．为了测定蜡烛中碳、氢两种元素的质量比，某化学兴趣小组设计了如下图所示的实验．实验步
骤如下：先分别称量装置Ⅰ中蜡烛、装置Ⅱ、装置Ⅲ的质量．按图示连接好仪器装置，点燃蜡
烛，同时从a 导管抽气．一段时间后熄灭蜡烛，再分别称量装置Ⅰ中蜡烛、装置Ⅱ、装置Ⅲ的质
量．（提示：浓硫酸只吸收水，氢氧化钠和氯化钙固体既可以吸收水分也可以吸收二氧化碳）
实验数据如表．
蜡烛
装置Ⅱ
装置Ⅲ
反应前的质量/g
15.8
182.3
212.2
反应后的质量/g
14.4
184.1
216．
（1）该实验中测得水的质量为
1.8
g，二氧化碳的质量为
4.4
g．
（2）由该实验数据计算，蜡烛中碳、氢元素的质量之比为
6 ：
1
（3）理论上，装置Ⅱ和装置Ⅲ增加的总质量大于蜡烛失去的质量，其原因是 蜡烛燃烧时，氧
气也参与反应，故理论上，装置
II 和
III
增加的质量等于消耗的蜡烛和氧气的总质量
．
（4）该实验能否准确测出蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的质量？ 不能 （填“能”或“不
能”），理由是 空气中的水和二氧化碳也能被装置Ⅱ、装置Ⅲ吸收 ．
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【答案】（1）1.8；4.4；
（2）6：1；
（3）蜡烛燃烧时，氧气也参与反应，故理论上，装置II 和III 增加的质量等于消耗的蜡烛和氧
气的总质量；
（4）不能；空气中水蒸气和二氧化碳也分别被吸收到装置Ⅱ和装置Ⅲ中．
【解答】
解：（1）浓硫酸有很强的吸水性．可以吸收蜡烛燃烧后产生的水蒸气；氢氧化钠和氧化钙固体
可吸收蜡烛燃烧后生成的二氧化碳气体．所以装置I 和II 增加的质量分别是水和二氧化碳的质量，
反应后生成的水：184.1
182.3
﹣
＝1.8g；反应后生成的二氧化碳：216.6
212.2
﹣
＝4.4g．故答案为：
1.8；4.4；
（2）碳元素的质量为：4.4g×
×100%＝1.2g．氢元素的质量为：1.8g×
×100%＝0.2g
蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为：1.2g：0.2g＝6：1；故填：6：1；
（3）蜡烛的燃烧需要氧气，氧气来自空气中，根据质量守恒定律，参加反应的各物质的质量和
等于生成的各物质的质量和，消耗的蜡烛+氧气＝水+二氧化碳，装置Ⅱ和装置Ⅲ增加的总质量
大于蜡烛减少的质量，是因为有了氧气的参加．
故答案为：蜡烛燃烧时，氧气也参与反应，故理论上，装置II 和III 增加的质量等于消耗的蜡烛
和氧气的总质量；
（4）该实验不能准确测出蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的质量，原因是空气中水蒸气和二氧化碳
也分别被吸收到装置Ⅱ和装置Ⅲ中．故填：不能；空气中水蒸气和二氧化碳也分别被吸收到装
置Ⅱ和装置Ⅲ中．
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