质量守恒实验练习题及详细答案

质量守恒实验练习题及详细答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（下列各题只有一个选项符合题意，请将正确选项的字母填在括号内）1.下列变化中，遵循质量守恒定律的是（）A.水结成冰B.镁条在空气中燃烧C.碳酸钠晶体风化失去结晶水D.硫在氧气中燃烧后质量增加2.质量守恒定律的内容是（）A.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B.化学反应前后，元素种类不变C.化学反应前后，物质总质量可能保持不变D.化学反应中，原子种类、数目、质量都发生改变3.下列实验操作中，能够用于验证质量守恒定律的是（）A.烧杯直接放在托盘天平上称量反应物和生成物的质量B.铁钉与硫酸铜溶液反应，将反应物和生成物放在密闭的容器中称量C.用排水集气法收集生成的气体，然后称量D.碳酸钙与稀盐酸反应，在开放的容器中称量4.化学反应前后，下列各项中一定不变的是（）A.物质的种类B.元素的质量C.原子的数目D.分子的数目5.实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，反应前后，不变的是（）A.氯酸钾的质量B.二氧化锰的质量C.氧气的质量D.固体混合物的总质量6.2H₂+O₂点燃2H₂O，该反应中，氢气、氧气和水的质量比是（）A.1:8:9B.1:4:9C.2:1:9D.4:32:367.在托盘天平两边分别放等质量的烧杯，烧杯中分别盛有等质量、等浓度的稀盐酸，向左边烧杯中放入一定质量的锌粒，向右边烧杯中放入等质量的镁粒，天平最终（）A.左边下沉B.右边下沉C.仍然平衡D.无法判断8.下列说法正确的是（）A.质量守恒定律只适用于化合反应B.化学反应前后，物质的总质量可能增加C.化学反应前后，原子的种类和数目不变D.放热反应不遵循质量守恒定律9.某密闭容器内盛有X、Y两种物质，发生化学反应后质量减少了2克，则反应后容器内（）A.X、Y两种物质的总质量为2克B.X、Y两种物质的生成物总质量为2克C.反应物总质量减少2克D.生成物总质量为2克10.下列实验操作中，会导致测量结果偏小的是（）A.称量干燥的氯化钠时，砝码生锈B.用托盘天平称量氢氧化钠时，将氢氧化钠放在右盘C.用排水集气法收集气体，集气瓶中残留有水D.燃烧镁条测定其质量时，没有将生成的氧化镁完全冷却就称量二、多项选择题（下列各题有多个选项符合题意，请将正确选项的字母填在括号内，多选、错选、漏选均不得分）1.下列关于质量守恒定律的说法中，正确的是（）A.化学反应前后，物质的总质量保持不变B.化学反应前后，元素的种类发生改变C.化学反应前后，原子的种类、数目和质量都保持不变D.质量守恒定律是化学反应的基本定律2.下列实验中，需要将反应容器放在天平的左盘进行称量的是（）A.木炭在氧气中燃烧B.碳酸钙与稀盐酸反应C.镁带在空气中燃烧D.稀硫酸与氢氧化钠溶液反应3.下列叙述中，能够说明化学反应遵循质量守恒定律的是（）A.2H₂+O₂点燃2H₂OB.24g镁与16g氧气恰好完全反应生成40g氧化镁C.反应前后，物质的总质量减少了D.化学反应前后，原子的种类和数目没有改变4.在托盘天平两边分别放等质量的烧杯，烧杯中分别盛有等质量、等浓度的稀盐酸，向左边烧杯中放入一定质量的锌粒，向右边烧杯中放入等质量的铁粒，下列说法正确的是（）A.反应过程中天平始终保持平衡B.反应结束后，左边烧杯中剩余物质的质量可能比右边多C.反应结束后，左边烧杯中剩余物质的质量可能比右边少D.反应结束后，天平可能不平衡5.下列说法中，错误的是（）A.质量守恒定律适用于所有的化学变化B.质量守恒定律适用于所有的物理变化C.化学反应中，分子的种类发生改变，原子的种类不变D.化学反应中，物质的总质量可能增加，也可能减少三、填空题1.质量守恒定律的内容是：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。该定律的微观解释是：化学反应前后，原子的和都不变。2.写出下列反应的化学方程式，并注明反应类型（化合、分解、置换、复分解）：(1)铁丝在氧气中燃烧：__________________________________________，反应类型为__________反应。(2)碳酸钙高温分解：__________________________________________，反应类型为__________反应。(3)锌与稀硫酸反应：__________________________________________，反应类型为__________反应。(4)氢氧化钠与硫酸铜溶液反应：__________________________________，反应类型为__________反应。3.在托盘天平两边分别放等质量的烧杯，烧杯中分别盛有等质量、等浓度的稀盐酸，向左边烧杯中放入5克锌粒，向右边烧杯中放入5克铁粒。反应结束后（假设足量），天平侧下沉。（填“左”或“右”或“仍平衡”）4.实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，为了验证质量守恒定律，需要将实验装置__________________________________，原因是_____________________________。5.质量守恒定律是化学变化中非常重要的定律，它反映了__________________________________。四、简答题1.为什么说质量守恒定律是书写化学方程式和进行化学计算的基础？2.为什么说“镁带在空气中燃烧后，生成的氧化镁的质量大于镁带的质量”这一现象并不违背质量守恒定律？3.设计一个简单的实验方案，验证碳酸钠溶液与稀盐酸反应生成二氧化碳气体时，反应前后物质的总质量保持不变。请简述实验步骤。五、计算题1.4克氢气和32克氧气恰好完全反应，生成水多少克？2.完全分解18克碳酸钙，可以生成多少克二氧化碳？同时生成多少克氧化钙？3.将一定质量的铁粉放入盛有80克稀硫酸的容器中，充分反应后，容器中剩余物质的总质量为94.8克。求参加反应的铁的质量是多少克？同时生成氢气多少克？（假设稀硫酸足量）试卷答案一、单项选择题1.B解析：镁条在空气中燃烧，是镁与氧气发生的化学反应，反应前后物质总质量不变，遵循质量守恒定律。水结成冰是物理变化；碳酸钠晶体风化失去结晶水是物理变化；硫在氧气中燃烧后质量增加是因为硫和氧气结合生成了新的物质，反应前后总质量不变，但生成的二氧化硫气体如果未密闭测量，会使得测得的生成物（容器内剩余固体+容器）质量看似增加。2.A解析：质量守恒定律的核心内容是强调反应前后物质总质量的守恒性。B是质量守恒定律的微观解释之一；C的说法不绝对；D的说法错误，化学反应中原子种类、数目、质量都不变。3.B解析：验证质量守恒定律的关键在于确保反应发生且反应体系是密闭的，以便测量反应前后总质量是否相等。选项B将反应物和生成物置于密闭容器中，可以精确测量反应前后的总质量，符合验证条件。A中烧杯会与空气接触；C中排水集气法收集气体时，集气瓶内原有的水会与生成的气体混合，且系统并非完全密闭；D在开放体系中，生成的气体逸散到空气中，导致测得生成物质量远小于实际总质量。4.B解析：化学反应的实质是分子分解成原子，原子重新组合成新分子。反应前后，元素的种类由原子的种类决定，因此不变；原子在反应中只是重新组合，种类、数目、质量都保持不变。分子的种类在化学反应中一定会改变。5.B解析：二氧化锰在氯酸钾分解制氧气的反应中作为催化剂，催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变。氯酸钾是反应物，质量会减少；氧气是生成物，质量会增加；固体混合物的总质量是氯酸钾和二氧化锰的质量之和，氯酸钾减少，总质量也会减少。6.A解析：根据化学方程式，氢气、氧气和水的化学计量数分别为2、1、2。其摩尔质量分别为2g/mol、32g/mol、18g/mol。质量比=(2×2):(1×32):(2×18)=4:32:36=1:8:9。7.B解析：锌和镁与稀盐酸反应都生成氢气。等质量、等浓度的稀盐酸提供相同量的氢离子，因此生成氢气的质量相等。由于镁比锌活泼，反应速率快，相同时间内消耗的酸更多，生成的氢气质量相等时，消耗的镁可能比锌少。假设生成的氢气质量为m，则消耗的锌的质量大于24g/mol×(m/2g/mol)，消耗的镁的质量小于40g/mol×(m/2g/mol)。因此，反应结束后，右边烧杯中（镁反应后）剩余的酸和氢气的质量可能比左边烧杯中（锌反应后）剩余的酸和氢气的质量多，导致右边烧杯总质量更小，天平右边下沉。8.C解析：质量守恒定律适用于所有化学反应，A错误；化学反应前后总质量保持不变，B错误；放热与吸热反应均遵循质量守恒定律，D错误；C正确描述了质量守恒定律的微观本质。9.B解析：密闭容器中，反应前后总质量不变。反应后质量减少了2克，说明生成物（或反应物，如果考虑反应物分解）的总质量比反应前少了2克。根据质量守恒，反应物减少的质量等于生成物增加的质量。因此，生成物的总质量比反应前少了2克。或者理解为，如果系统总质量减少了2克，那么系统内部所有物质的总质量（反应物+生成物）就是反应前的总质量减去2克，即生成物总质量为反应前总质量-2克。10.D解析：A中砝码生锈，质量偏大，称量氯化钠时读数会小于实际质量，导致测得氯化钠质量偏小；B中氢氧化钠具有腐蚀性，应放在左盘，放在右盘会导致称量结果（左盘质量）偏小；C中排水集气法收集气体，集气瓶中残留的水会占据一部分体积，使得测得的气体质量（排出的水+气体）偏小；D中燃烧镁条生成氧化镁固体，如果在高温下未完全冷却就称量，氧化镁会处于高温状态，体积较大，冷却后质量会减少，导致测得燃烧后固体质量偏小，进而导致计算出的镁条质量偏小。二、多项选择题1.A,C,D解析：A正确，是质量守恒定律的核心内容；B错误，元素种类不变；C正确，是质量守恒定律的微观基础；D正确，是化学基本定律之一。2.A,B,C解析：木炭在氧气中燃烧生成气体二氧化碳，若不在密闭容器中，气体逸散会导致质量减少，无法验证守恒；碳酸钙与稀盐酸反应生成气体二氧化碳，同样需密闭；镁带在空气中燃烧生成白色固体氧化镁，若不在密闭容器中，生成的氧化镁可能吸附空气中的水蒸气和二氧化碳，且燃烧时空气中的氧气参与反应，导致测得质量增加，无法验证守恒；稀硫酸与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水，无明显气体或沉淀生成，可在普通烧杯中反应并称量。3.A,B,D解析：A是质量守恒定律的数学表达式，正确；B是质量守恒定律的实验验证结果，正确；C错误，质量守恒定律指出反应前后总质量不变；D是质量守恒定律的微观解释，正确。4.B,C,D解析：反应过程中，左边锌与盐酸反应生成氢气，右边铁与盐酸反应生成氢气。由于镁比锌活泼，铁比锌不活泼（在氢前），相同质量下，镁或铁完全反应生成的氢气质量相等。但由于铁与盐酸反应速率通常比锌慢，在反应进行到生成相同质量氢气之前，左边消耗的锌可能更多，或者右边消耗的铁较少，导致左边剩余物质（锌、酸、水）质量可能比右边多（B可能），也可能左边剩余物质质量比右边少（C可能）。由于反应速率不同，反应过程中天平不会始终保持平衡（A错误）。最终可能达到平衡，也可能不平衡（D可能）。5.A,B,C,D解析：A错误，质量守恒定律只适用于化学变化；B错误，质量守恒定律不适用于物理变化；C正确，分子在化学反应中会分解和重新组合；D正确，化学反应遵循质量守恒定律，总质量不变。三、填空题1.等于；种类；数目解析：质量守恒定律的核心是质量守恒。微观上，是因为反应前后原子种类、数目、质量均不变，这些不变保证了宏观上物质总质量的相等。2.(1)3Fe+2O₂点燃Fe₃O₄；化合(2)CaCO₃高温CaO+CO₂↑；分解(3)Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；置换(4)2NaOH+CuSO₄=Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄；复分解3.右解析：根据上题解析，生成氢气的质量相等，但由于铁比锌不活泼，等质量铁与稀盐酸反应生成氢气所需时间更长，反应速率更慢。因此，在相同反应时间或反应结束时，左边锌反应得更充分，消耗的盐酸更多，生成的氢气更多，导致左边烧杯总质量减少更多，天平右边下沉。4.放在密闭的容器里；反应中如果有气体生成或消耗，必须在密闭容器中进行，否则生成的气体逸出或消耗的气体进入，会导致天平无法准确测量反应前后总质量的变化，无法验证质量守恒。5.化学反应中物质变化的量度关系；化学变化的实质四、简答题1.化学方程式表示了化学反应中反应物和生成物的种类、反应条件和微观粒子（原子）的计量关系。根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目、质量不变，这意味着反应物和生成物的总质量必须相等。因此，化学方程式的配平过程实际上就是根据质量守恒定律，确保等号两边各原子的数目相等。同时，利用配平后的化学方程式，可以确定反应物和生成物之间的质量比，这就是进行化学计算的基础。没有质量守恒定律，化学方程式的书写和计算将失去依据。2.镁带在空气中燃烧，反应物是镁和空气中的氧气。生成的氧化镁的质量等于参加反应的镁的质量加上参加反应的氧气的质量。由于空气中的氧气是气体，其质量通常不计入“镁带的质量”中。因此，生成的氧化镁的质量（固体）自然就大于只考虑镁带本身的质量。但这并不违背质量守恒定律，因为镁带和它反应的氧气的总质量，与生成的氧化镁的总质量是相等的。质量守恒定律关注的是反应体系的总质量，而不是其中某一个单一物质的质量变化。3.实验步骤：(1)取一个干燥的、密封良好的塑料瓶（或玻璃瓶），在瓶盖上钻两个小孔，分别插入一根带有导管的橡皮塞，导管另一端连接一个盛有少量澄清石灰水的烧杯（或试管），确保连接处不漏气。(2)在天平上称量装有稀盐酸的烧杯（或小烧杯）和反应物的总质量，记录为m₁。(3)将稀盐酸倒入塑料瓶中，塞紧带导管的橡皮塞，确保系统密闭。(4)将装有稀盐酸的塑料瓶固定在托盘天平的左盘（或右盘），调节天平平衡，记录初始总质量为m₀。(5)将反应物（如碳酸钠粉末或小晶体）从瓶口加入塑料瓶中，立即塞紧瓶塞，轻轻摇晃塑料瓶，观察反应现象（如有气泡产生）。(6)待反应基本完成，导管不再有气泡产生时，再次调节托盘天平，使天平平衡，记录反应后的总质量为m₂。(7)比较m₀和m₂（或m₁和反应后瓶内物质的总质量），若两者相等（或在实验误差允许范围内相等），则验