專題12化學(xué)方程式與質(zhì)量守恒定律（原卷版）

專題12化學(xué)方程式與質(zhì)量守恒定律一．選擇題（共4小題）1．（2023?麗水）載人航天器中處理CO2的反應(yīng)原理之一是2Li2O2+2CO2＝2X+O2，X的化學(xué)式為（）A．Li B．Li2O C．LiOH D．Li2CO32．（2022?杭州）2008年北京奧運(yùn)會“祥云”火炬、2022年北京冬奧會“飛揚(yáng)”火炬的外殼材料的主要成分和燃料如表所示。奧運(yùn)火炬的迭代，體現(xiàn)了我國科技水平的提高。下列有關(guān)兩火炬的說法錯誤的是（）“祥云”火炬“飛揚(yáng)”火炬外殼材料的主要成分鋁合金碳纖維復(fù)合材料燃料丙烷（C3H8）氫氣（H2）A．外殼材料的主要成分都屬于非金屬單質(zhì) B．燃料都具有可燃性 C．燃料燃燒時，助燃物都是氧氣 D．燃料燃燒時，都有水生成3．（2022?舟山）取一段鎂條放入盛有少量稀鹽酸的試管中，用手摸試管外壁會感覺發(fā)燙，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑。下列有關(guān)說法正確的是（）A．反應(yīng)中無明顯現(xiàn)象 B．反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng) C．反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)質(zhì)量減少 D．反應(yīng)說明鎂能置換出酸中的氫4．（2021?寧波）在5.6g鐵粉中，先逐滴加入一定量的Cu（NO3）2溶液，充分反應(yīng)后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固體質(zhì)量與所加溶液總質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（）A．所加溶液質(zhì)量為M1g時，生成Cu的質(zhì)量為m1g B．bc段發(fā)生的是Cu和AgNO3溶液的反應(yīng) C．m3的值為21.6 D．e點(diǎn)溶液中不含Cu（NO3）2二．填空題（共5小題）5．（2022?溫州）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時，選擇合適溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸，有利于減少鹽酸浪費(fèi)。小明分別取400克溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%、14.6%、21.9%的鹽酸與足量的石灰石反應(yīng)，進(jìn)行A、B、C三組實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生二氧化碳的快慢與時間關(guān)系如圖所示，算得鹽酸利用率如表（鹽酸利用率是指收集到的氣體體積理論上所需要的鹽酸量與實(shí)際消耗的鹽酸總量的比值）。鹽酸利用率與鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系組別ABC鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.3%14.6%21.9%鹽酸利用率82.5%81.5%72.1%（1）小明在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，發(fā)生裝置中的錐形瓶外壁發(fā)燙。推測圖中C組在第5～10分鐘時反應(yīng)快速變慢的主要原因是。（2）小明用400克鹽酸進(jìn)行A組實(shí)驗(yàn)，可收集到二氧化碳?xì)怏w約多少升？（鹽酸與石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2HCl+CaCO3═CaCl2+H2O+CO2↑，常溫常壓下二氧化碳的密度約為2克/升）（3）實(shí)驗(yàn)中，小明想在10分鐘內(nèi)制取10升二氧化碳?xì)怏w，綜合考慮各種因素，選用哪種溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸更合適，并說明理由。。6．（2022?溫州）圖甲是一款潛水艇緊急供氧設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，產(chǎn)氧藥塊主要成分是氯酸鈉，需要鎂粉氧化放熱啟動并維持反應(yīng)進(jìn)行，快速產(chǎn)生氧氣。（1）啟動時，鎂粉（Mg）與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂（MgO）。其化學(xué)方程式為：。（2）產(chǎn)氧藥塊反應(yīng)會產(chǎn)生極少量有毒的氯氣，推測圖甲中試劑X應(yīng)具有的性質(zhì)是。（3）氯酸鈉受熱分解生成氯化鈉和氧氣。m克氯酸鈉分解過程中各物質(zhì)質(zhì)量變化如圖乙所示，選擇a、b、c、d、m中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，列出它們的等式關(guān)系以體現(xiàn)質(zhì)量守恒定律。7．（2022?臺州）圖甲是模擬火山噴發(fā)的實(shí)驗(yàn)，向黏土和砂石堆起的“火山口”中放入金屬鈉，再加入水。鈉和水劇烈反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，放出熱量，引發(fā)燃燒，火花四射。（1）圖乙是鈉元素在元素周期表中的相關(guān)信息，則鈉原子核外有個電子。（2）請寫出鈉和水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（3）地球上的火山噴發(fā)是變動的表現(xiàn)。8．（2022?寧波）天宮課堂中，航天員王亞平視頻展示了在無容器材料實(shí)驗(yàn)柜中進(jìn)行的“鋯金屬熔化與凝固”實(shí)驗(yàn)。金屬鋯具有抗腐蝕性強(qiáng)、熔點(diǎn)高、硬度大等特性，廣泛用于航空航天、軍工、原子能等領(lǐng)域。（1）金屬鋯熔化屬于（填“物理”或“化學(xué)”）變化。（2）如圖所示是鋯元素在元素周期表中的信息，其中“40”是鋯元素的原子序數(shù)，即它在元素周期表中的位置序號，也是鋯原子的核電荷數(shù)（即質(zhì)子數(shù)），由此可知鋯原子的核外電子數(shù)為。（3）在850℃條件下，鎂（Mg）與四氯化鋯（ZrCl4）發(fā)生置換反應(yīng)獲得金屬鋯。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。9．（2021?杭州）二氧化碳的資源化利用是實(shí)現(xiàn)碳減排的重要途徑。以下是一種實(shí)現(xiàn)二氧化碳轉(zhuǎn)化為重要原料二甲醚（化學(xué)式為C2H6O）的途徑：（1）轉(zhuǎn)化①是二氧化碳與一種常見單質(zhì)反應(yīng)生成甲醇和水，這種單質(zhì)的化學(xué)式為。（2）轉(zhuǎn)化②是甲醇發(fā)生分解反應(yīng)生成二甲醚和水，反應(yīng)中生成二甲醚和水的分子數(shù)之比為。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共2小題）10．（2022?舟山）小舟選用白磷、錐形瓶、氣球、天平等藥品和器材，探究化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量的變化規(guī)律，裝置如圖?！緦?shí)驗(yàn)思路】先確認(rèn)化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生，再比較反應(yīng)物的質(zhì)量總和和生成物的質(zhì)量總和是否相等。【實(shí)驗(yàn)步驟】I、錐形瓶內(nèi)裝入白磷，塞緊瓶塞放在天平托盤上，調(diào)節(jié)平衡；Ⅱ、取下錐形瓶，將瓶塞上的鐵絲在酒精燈上燒紅后，接觸引燃白磷，并立即塞緊瓶塞；Ⅲ。待反應(yīng)結(jié)束冷卻后，將錐形瓶放回天平托盤上，觀察?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和?！窘涣鞣此肌浚?）要確認(rèn)化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生，本實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是。（2）反應(yīng)結(jié)束后，若白磷有剩余，你認(rèn)為是否仍能得出上述結(jié)論，并請說明理由。。11．（2022?麗水）定律是對自然現(xiàn)象或關(guān)系的描述，通?？捎脭?shù)學(xué)方式加以表達(dá)。在學(xué)習(xí)“質(zhì)量守恒定律”時，小麗查閱到以下材料：波義耳實(shí)驗(yàn)：在密閉的曲頸瓶中加熱金屬汞時，得到了金屬灰（氧化汞）。冷卻后打開容器，稱量金屬灰的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)比原來金屬質(zhì)量增加了羅蒙諾索夫重復(fù)了波義耳實(shí)驗(yàn)，他將金屬鉛裝入容器后密封，稱量。然后把容器放到火上加熱，金屬變成了黃色（氧化鉛），冷卻后再次稱量，發(fā)現(xiàn)容器的總質(zhì)量沒有發(fā)生變化，該發(fā)現(xiàn)未引起科學(xué)家重視拉瓦錫用錫和鉛做了羅蒙諾索夫?qū)嶒?yàn)，也得到了同樣的結(jié)論。他還做了許多實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論：在化學(xué)反應(yīng)過程中物質(zhì)質(zhì)量是守恒的，并將此結(jié)論寫成一個代數(shù)式。該結(jié)論得到當(dāng)時科學(xué)家的普遍認(rèn)同廊道爾特和曼萊做了精確度極高的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)前后質(zhì)量之差小于0.0001g，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，國際科學(xué)家一致承認(rèn)質(zhì)量守恒定律1673年1756年1774年1908、1912年（1）玻義耳實(shí)驗(yàn)中，金屬灰增加的質(zhì)量是。（2）質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過程，帶給我們的啟示有（填字母）。A要善于總結(jié)前人的成果和經(jīng)驗(yàn)B.實(shí)驗(yàn)的成功與否，取決于藥品的選擇C.定量方法是科學(xué)研究的重要方法（3）受上述研究啟發(fā)，小麗對相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入探究。在白磷燃燒前后質(zhì)量測定實(shí)驗(yàn)中（如圖）。氣球的作用有。（4）小麗認(rèn)為，蠟燭燃燒后剩下的固體質(zhì)量比燃燒前少了，因此該現(xiàn)象不符合質(zhì)量守恒定律。請你設(shè)計個能說服小麗的簡明實(shí)驗(yàn)思路。四．解答題（共14小題）12．（2023?金華）食用堿的主要成分是Na2CO3（含有少量NaCl），研究小組為測定市售食用堿中Na2CO3的含量，設(shè)計了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置。取12克食用堿樣品放入錐形瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按定量測定實(shí)驗(yàn)的正確步驟，進(jìn)行規(guī)范操作，并用電子天平對某一裝置進(jìn)行連續(xù)稱重，直至該裝置質(zhì)量不再改變時停止實(shí)驗(yàn)，此時該裝置質(zhì)量增加了4.4克。（假設(shè)每步吸收都完全，ACDE裝置中試劑均過量）回答下列問題。（1）裝置A的作用是。（2）根據(jù)某裝置質(zhì)量不再改變時，作為停止實(shí)驗(yàn)的依據(jù)，則該裝置應(yīng)該是。（3）計算食用堿中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（要求根據(jù)化學(xué)方程式計算）13．（2023?寧波）古籍中有記載制燒堿的方法，其核心反應(yīng)可表示為：Na2CO3+Ca（OH）2＝2NaOH+CaCO3↓。小寧模仿古法，以實(shí)驗(yàn)室中的Na2CO3、Ca（OH）2固體為原料，制備400g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液用于制作葉脈書簽。（1）制作葉脈書簽時，用NaOH溶液去除葉肉，是利用了NaOH的性。（2）400g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液中，含NaOH的質(zhì)量為g、水的質(zhì)量為g。（3）需稱取Na2CO3、Ca（OH）2的質(zhì)量各為多少？14．（2023?杭州）我國提出爭取在2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”。為減少二氧化碳的排放，科學(xué)家提出用二氧化碳合成一種可降解的塑料[C4H6O3]n（相對分子質(zhì)量為102n），一定條件下，反應(yīng)可表示為：nCO2+nC3H6O═[C4H6O3]n。若制取204噸該塑料，理論上可以少排放多少噸二氧化碳？（寫出計算過程）15．（2022?杭州）某火力發(fā)電廠用石灰石為原料吸收廢氣中的二氧化硫，以防止污染環(huán)境，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2。若每天需要吸收0.64噸二氧化硫，則該發(fā)電廠每個月（按30天計）需要含碳酸鈣為90%的石灰石多少噸？（雜質(zhì)不參與反應(yīng)）16．（2022?麗水）思維模型是依據(jù)事物發(fā)展內(nèi)在規(guī)律所建立的解決問題的基本框架，能引導(dǎo)有序思維、增進(jìn)深度理解、促進(jìn)問題解決。小科建構(gòu)了“混合物提純”的思維模型：【初步理解】根據(jù)混合物組分的性質(zhì)差異，獲得混合物中目標(biāo)組分。（1）海水淡化是將海水中的鹽與水分開，常壓加熱蒸餾法是其中的一種：常壓下將海水加熱形成水蒸氣，再液化得到淡水的過程。從建模角度分析，海水加熱形成水蒸氣屬于上述模型中的（填“分離轉(zhuǎn)移”或“反應(yīng)轉(zhuǎn)化”）?！咎骄勘举|(zhì)】根據(jù)組分的性質(zhì)差異，選擇合適方法，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)提純。（2）從含少量氯化鈉的硝酸鉀固體中提純硝酸鉀，是通過溶解、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥實(shí)現(xiàn)的。其中過濾操作將硝酸鉀晶體與溶液分離是根據(jù)不同?！緦?shí)踐應(yīng)用】根據(jù)混合物中某組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高混合物中目標(biāo)組分純度。（3）小科取10克混有少量硫酸的鹽酸溶液，滴入氯化鋇溶液至不再產(chǎn)生沉淀，經(jīng)過濾、洗滌和干燥得到沉淀0.233克，則原混合溶液中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。【融合創(chuàng)新】依據(jù)科學(xué)原理，融合技術(shù)與工程，形成新穎而有價值的解決實(shí)際問題方案。（4）常壓加熱蒸餾法，能耗大、成本高。小科查閱資料獲知，現(xiàn)在世界上的許多大型海水淡化工廠，都已經(jīng)采用低壓加熱蒸餾法，請解釋其蘊(yùn)含的科學(xué)道理。17．（2022?臺州）二氧化碳是一種與人類生產(chǎn)、生活有密切關(guān)系的氣體，對地球生命具有重要意義。（1）二氧化碳的發(fā)現(xiàn)17世紀(jì)初，海爾蒙特發(fā)現(xiàn)木炭燃燒后不但有灰燼，還產(chǎn)生了一種不可見的氣體，于是他將該氣體命名為“森林之精”，蠟燭的火焰會在該氣體中熄滅，說明了這種氣體的化學(xué)性質(zhì)有。（2）二氧化碳的制取實(shí)驗(yàn)室常用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。現(xiàn)要制取4.4克二氧化碳，至少需要含碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的石灰石多少克？（3）二氧化碳的減排和消耗人類降低空氣中的二氧化碳含量的研究有兩個方向：一是減少二氧化碳的排放，二是增加二氧化碳的消耗。請寫出一條你能做到的消耗二氧化碳的方式或途徑：。18．（2022?舟山）2022年我國將有6名航天員生活在空間站。氧氣、水、食物等是維持航天員駐留空間站的必要物質(zhì)。為提高物質(zhì)的利用率，目前空間站通過以下途徑實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)利用：（1）由圖可知，目前空間站通過物質(zhì)循環(huán)獲得水的途徑共有條，其中尿液凈化時必須除去尿液中的等代謝廢物。（2）為實(shí)現(xiàn)氧的循環(huán)，目前空間站內(nèi)利用氫氣和航天員呼出的二氧化碳，在一定條件下轉(zhuǎn)化為甲烷和水，化學(xué)方程式為4H2+CO2一定條件ˉ2H2O+CH419．（2021?浙江）小嘉發(fā)現(xiàn)：向碳酸鈉溶液中傾倒稀鹽酸，很快就產(chǎn)生了氣泡：向碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸，滴加一定量后才有氣泡產(chǎn)生。查閱資料：向碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸，先發(fā)生的反應(yīng)是Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3；當(dāng)Na2CO3全部轉(zhuǎn)化成NaHCO3后，再發(fā)生反應(yīng)NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。為此他用如圖所示裝置進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：步驟一：在廣口瓶中加入10克溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.6%的碳酸鈉溶液，用注射器向瓶中緩慢注入一定量的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸，觀察到瓶內(nèi)無明顯現(xiàn)象；步驟二：繼續(xù)用注射器向瓶中注入稀鹽酸，一段時間后觀察到瓶內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生氣泡，燒杯中澄清石灰水？。（1）步驟二中，觀察到燒杯中澄清石灰水。（2）上述實(shí)驗(yàn)中，加入稀鹽酸多少克后，才開始產(chǎn)生二氧化碳？。（3）向一定量碳酸鈉溶液中無論是傾倒還是逐滴加入足量的稀鹽酸，完全反應(yīng)后產(chǎn)生二氧化碳質(zhì)量是相同的，其本質(zhì)原因是什么？。20．（2021?寧波）小寧用稀鹽酸和石灰石反應(yīng)制取二氧化碳（石灰石中的雜質(zhì)既不溶于水也不和酸反應(yīng)），為了探究反應(yīng)后溶液的成分，他又進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取反應(yīng)后的溶液50g于燒杯中，逐滴滴入碳酸鈉溶液，發(fā)現(xiàn)先有氣泡產(chǎn)生，后生成白色沉淀。下表為產(chǎn)生的氣體總質(zhì)量、沉淀總質(zhì)量與滴入碳酸鈉溶液總質(zhì)量的關(guān)系。碳酸鈉溶液總質(zhì)量/g25.050.075.0100.0125.0150.0175.0200.0氣體總質(zhì)量/g1.12.22.22.22.22.22.22.2沉淀總質(zhì)量/g002.55.0mn9.09.0（1）表中n＝。（2）所取的反應(yīng)后50g溶液中溶質(zhì)是。（3）所用碳酸鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？21．（2021?金華）某品牌鈣片的部分信息：①鈣片主要成分為碳酸鈣；②每片鈣片的質(zhì)量為1克。某科學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)用該品牌鈣片做了如下實(shí)驗(yàn)：把100克稀鹽酸分成五等份，分5次將稀鹽酸添加到放有10片鈣片的燒杯中，充分反應(yīng)（鈣片中其它成分不溶于水且不與鹽酸反應(yīng)）。得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345加入稀鹽酸的質(zhì)量/克2020202020剩余固體的質(zhì)量/克8.06.04.02.22.2回答下列問題：（1）鈣片用于補(bǔ)“鈣”。鈣片中所含的“鈣”是指；A.元素B.單質(zhì)C.原子（2）10片鈣片中所含碳酸鈣的總質(zhì)量為克；（3）計算該實(shí)驗(yàn)中所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程）22．（2021?寧波）“青團(tuán)”是寧波的一種傳統(tǒng)食物。在“青團(tuán)”制作過程中，需要往糯米粉中添加艾草（或艾草汁）。艾草含有側(cè)柏蓮?fù)枷阌停–10H10O），側(cè)柏蓮?fù)枷阌褪且环N淡黃色液體，具有香脂香氣，所以“青團(tuán)”具有獨(dú)特風(fēng)味。（1）側(cè)柏蓮?fù)枷阌陀煞N元素組成。（2）7.3g側(cè)柏蓮?fù)枷阌椭刑荚氐馁|(zhì)量為g。（3）側(cè)柏蓮?fù)枷阌驮谘鯕庵型耆紵漠a(chǎn)物是。23．（2021?杭州）磁鐵礦石（含F(xiàn)e3O4）是常用的煉鐵原料，工業(yè)上可通過如下反應(yīng)：4CO+Fe3O4高溫ˉ3Fe+4CO2，將其中的Fe3O4（1）Fe3O4中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為。（2）假設(shè)冶煉過