1、第 38 讲 化学反应的应用, 分类一 质量守恒定律), 质量守恒定律的内容)【考点梳理】质量守恒定律：(1)质量守恒定律是指_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_。(2)质量守恒定律只适用于_化学_变化，而不适用于_物理 _变化。【活学活用】1同学们为了探究物质发生化学反应前后总质量是否改变，分别设计了下面两个实验。甲组同学利用图 1 所示的实验进行探究：把盛有适量 BaCl2 溶液的小试管放入盛有 Na2SO4 溶液的烧杯中，将烧杯放在托盘天平上，用砝码调平衡。取下烧杯，将 BaCl2 溶液小心倒入烧杯中 ，烧杯中出现的现象是_产生白色沉淀_，然后
2、把烧杯连同试管再放回天平上，天平仍然平衡。根据实验得出的结论是_化学反应前后物质的总质量不变_。乙组同学利用图 2 所示的实验进行探究：取一根用砂纸打磨干净的长镁带和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上，用砝码平衡。取下石棉网，在石棉网上方点燃镁带，发生反应的化学方程式为_2MgO 22MgO_。燃烧结束后将所得的物质与石棉网一起再放回托盘天平上称量，意= = = = =点 燃 外发现质量减轻了。请你分析产生这一现象的原因可能是_部分生成物以白烟形式逸散到空气中_。, 质量守恒定律的微观解释)【考点梳理】1微观解释：物质在发生化学反应前后，各物质的质量总和相等，是因为在一切化学反应中，反应前后
3、原子的_种类_没有改变，原子的_数目_没有增减，原子的_质量_也没有变化，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。2化学反应前后五个不变，两个一定改变，两个可能改变：五个不变宏 观 反 应 物 和 生 成 物 的 质 量 总 和 不 变元 素 种 类 不 变 )微 观 原 子 种 类 不 变原 子 数 目 不 变原 子 质 量 不 变 ) )两个一定改变 宏 观 物 质 的 种 类 一 定 改 变微 观 物 质 的 粒 子 构 成 方 式 一 定 改 变 )两个可能改变：物质分子数目可能改变；元素化合价可能改变。【活学活用】2(2013衢州)“ ”表示氢原子， “ ”表示氧原子 ，它们组成的
4、分子发生了如图所示的反应。关于该反应的说法不正确的是( D )A该反应属于化合反应B反应前后元素种类没有改变C原子在化学反应中不能再分D反应前后分子的种类没有改变3(2014湖州)建立模型是学习科学的重要方法 ，在理解化学反应的本质时往往引入模型。下图是某反应的微观模型，有关该模型的叙述中，正确的是( D )A反应前后分子数目不变B反应前后原子种类发生改变C. 和 化学性质相似D. 是保持氧气化学性质的微粒, 用质量守恒定律分析常见的现象)【考点梳理】1铜粉在空气中加热后，生成物的质量比原来铜粉的质量大。2纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小。【活学活用】4下列对化学反应前后质量变
5、化的解释，不符合质量守恒定律的是( B )A高锰酸钾受热分解后固体剩余物的质量减小 ，是因为放出了氧气B蜡烛燃烧后质量变小，是因为蜡烛受热形成了石蜡蒸气C细铁丝在氧气中燃烧后， 质量增大，是因为生成物中含有氧的质量D白磷在密闭容器中燃烧， 反应前后总质量不变，是因为生成物都没有逸散, 分类二 化学方程式), 化学方程式表示的意义)【考点梳理】1化学方程式是指用_化学式_来表示_化学反应_的式子。2化学方程式的意义(1)质：表示了_反应物_、_生成物_及_反应条件_。(2)量：表示了反应物与生成物各物质间的_质量_比。(3)数：表示了反应物与生成物各物质间的微粒_数量_比。【活学活用】5下图四位
6、同学正在讨论某一个化学方程式表示的意义，他们所描述的化学方程式是( B )ASO 2 SO2= = = = =点 燃 B2H 2O 2 2H2O= = = = =点 燃 C2COO 2 2CO2= = = = =点 燃 DCH 42O 2 CO22H 2O= = = = =点 燃 , 正确书写化学方程式)【考点梳理】1化学方程式的书写原则(1)以_客观事实_为基础。(2)遵守_质量守恒定律_。2化学方程式的书写步骤(1)“写”：写出反应物和生成物的化学式。(2)“配”：配平，使反应物和生成物中同种原子数相等。(3)“注”：注明反应条件和生成物状态。(4)“等”：把反应物与生成物之间的短横线改成
7、等号。【活学活用】6(2013北京)下列化学方程式书写正确的是 ( D )A2P5O 2 P2O5= = = = =点 燃 BFe 2O33CO= =2Fe3CO 2CH 2O2 H2O 2= = = = =MnO2 DNaHCO 3 HCl=NaCl H2OCO 2, 催化剂)【考点梳理】1催化剂在化学反应中能_改变_其他物质的反应速率，其本身的_质量_和_化学性质_在反应前后都没有改变。2催化剂在化学变化中起_改变_(可加快亦可减慢) 物质反应速率的作用 ，即通常所说的_催化_作用。【活学活用】7下列对催化剂的描述正确的是( D )A任何化学反应都需要催化剂B催化剂在化学反应前后本身的质量
8、发生了变化C只有分解反应才需要催化剂D催化剂可以使过氧化氢在较低温度下迅速分解放出氧气8氮肥厂利用氮气和氢气在有铁存在的情况下合成氨。在此过程中铁的质量和化学性质都没有改变，则铁在合成氨过程中充当( C )A反应物 B生成物 C催化剂 D消毒剂, 分类三 根据化学方程式进行计算), 根据化学方程式进行计算)【考点梳理】1计算的步骤和格式(1)“设”：设出未知数。(2)“式”：正确写出_化学方程式_。(3)“量”：找出已知量和未知量的_质量_关系。(4)“比”：列出正确的_比例_式。(5)“求”：求出未知量。(6)“答”：简单写出答案。2化学方程式的计算类型(1)由一种纯净的反应物(或生成物 )
9、的质量求生成物(或反应物) 的质量。(2)含一定杂质(杂质不参加反应 )的反应物或生成物的计算。(3)与化学式、溶液中溶质质量分数有关的综合计算。【活学活用】9(2014台州)为了节能减排 ，科学家发明了一种以某种镁硅酸盐矿石主要成分Mg3Si2O5(OH)4为原料的新型绿色水泥。全球镁硅酸盐储量丰富，新型绿色水泥不必担心原材料，推广潜力很大。新型绿色水泥与传统水泥对比如图。(1)传统水泥和绿色水泥的生产过程分别涉及以下反应：CaCO3 CaOCO 2= = = = =高 温 Mg3Si2O5(OH)4 3MgO2SiO 22H 2O= = = = =高 温 以上两个反应都属于_分解反应_(填
10、写基本反应类型) 。(2)与传统水泥相比，每生产和使用 1 吨绿色水泥能够减少排放 _0.6_吨二氧化碳。(3)传统水泥生产中，高温煅烧某种石灰石 50 吨，可产生二氧化碳多少吨？已知该石灰石中碳酸钙含量为 80%，杂质不反应。解：石灰石中含 CaCO3 质量：50 吨80%40 吨。设产生二氧化碳的质量为 m。CaCO3 CaOCO 2= = = = =高 温 100 4440 吨 m10040吨 44mm17.6 吨答：产生二氧化碳的质量是 17.6 吨。, 专项一 质量守恒定律的应用)【重点提示】化学反应前后，质量总和相等的根本原因在于反应前后，原子的种类、数目、质量保持不变。【例 1】
11、实验室常用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式为MnO2 4HCl(浓) MnCl22X Cl 2，其中 X 的化学式为( )= = = = = AH 2O BH 2O2 CHClO DO 2【点拨】本题考查质量守恒定律的具体应用，难度较小。根据质量守恒定律，化学反应前后各原子的种类和个数都不变，可以确定 2X 中应含有 4 个 H 原子、 2 个 O 原子，因此 X 的化学式为 H2O。【答案】A1(2014台州)银制容器在空气中放置一段时间后表面会变黑，原因是银和空气中的微量硫化物等物质发生反应，其化学反应方程式为 4Ag2H 2SO 2=2X2H 2O，则 X 的化学式为( C
12、 )AAgS BAg 2O CAg 2S D Ag 2O22某有机物在空气中完全燃烧，生成 CO2 和 H2O。根据质量守恒定律，下列判断错误的是( D )A该有机物中一定含有 C 元素B该有机物中一定含有 H 元素C该有机物中可能含有 O 元素D生成的 CO2 和 H2O 的质量之和一定等于参加反应的有机物的质量, 专项二 化学方程式的意义)【重点提示】在化学方程式中，反应物、生成物的 质量是成正比例的量的关系 ，根据这一特点，可以求反应物的质量比等。【例 2】在反应 2AB= =3CD 中，A 和 B 的相对分子质量之比为 51，已知 20 g A 与一定量 B 恰好完全反应，生成 5 g
13、 D，则在此反应中 B 和 C 的质量比为( )A419 B35 C1 3 D217【点拨】根据题意可以得到的信息有：(1)化学反应方程式； (2)反应物 A 的质量为 20 g，生成物 D 的质量为 5 g；(3)A 和 B 的相对分子质量之比为 51；(4) 题目的要求是确定在此反应中 B 和 C 的质量比。要求在此反应中 B 和 C 的质量比 ，必须知道 B、C 的质量。根据方程式 2AB= =3CD 和 A、B 的相对分子质量之比为 51，可以确定反应物 A、B 的质量比为(5 2)1 101，所以，参加反应的 B 的质量为 2 g。再由质量守恒定律求出生成物C 的质量 为 17 g，
14、在此反应中 B 和 C 的质量比为 217。【答案】D3在一个密闭容器中放入 W、G 、H 、P 四种物质，在一定条件下发生化学反应 ，一段时间后，测得有关数据如下表：物质 W G H P反应前质量/g 18 1 2 32反应后质量/g 待测 26 2 12关于此反应的认识不正确的是( A )A物质 H 一定是该反应的催化剂B该反应一定是化合反应C在反应物和生成物中，G、P 的质量比为 54D待测值为 13, 专项三 根据化学方程式进行计算)【重点提示】根据化学方程式计算的常见题型有：有关纯净物的化学方程式的计算(求反应 物或生成物的简单计 算) ；含杂质(杂质不参加反应) 的计算。化学方程式
15、反映的是纯净物间的质量关系，若遇到不纯物时，应先把不纯物的质量换算成纯净物的质量。纯物质的质量不纯物质的质量纯度不纯物质的质量(1 杂质的质量分数) ；与溶液相关的方程式计算。【例 3】湿法冶金是我国古代劳动人民智慧的结晶。若向 a g 含杂质的铁粉中( 假设杂质不溶于水，也不与其他物质反应)加入 160 g 溶质的质量分数为 10%的硫酸铜溶液，恰好完全反应后，过滤得到 6.8 g 干燥固体，同时得到一种不饱和溶液(滤液损失忽略不计) 。请回答下列问题：(1)写出上述反应的化学方程式：_；(2)根据硫酸铜质量列出求解样品中铁的质量( x)的比例式：_；(3)a 的数值为_；(4)若向反应后的
16、滤液中加入 40.8 g 水，则所得溶液中溶质的质量分数为 _；(5)工业上若要得到 120 t 上述铁粉，需要含杂质( 杂质不含铁元素)20% 的赤铁矿的质量是_。【点拨】本题考查化学方程式与溶液的综合计算。首先要明确 6.8 g 干燥固体是生成的铜和原来铁粉中杂质的质量之和。根据 题给信息可知，与 铁粉反应的硫酸铜质量为 160 g10%16 g，根据 FeCuSO 4=FeSO4Cu，计算参加反应的铁和生成铜的质量。解：(2)设参加反应的铁的质量为 x，同时生成铜的质量为 y，生成硫酸亚铁的质量为 z。FeCuSO 4=CuFeSO 456 160 64 152x 16 g y z ，解
17、得 x5.6 g，56160 x16 g ，解得 z15.2 g，160152 16 gz ，解得 y6.4 g。16064 16 gy(3)a 的值为 5.6 g(6.8 g6.4 g)6.0 g。(4)所得溶液中溶质的质量分数为：15.2 g(5.6 g160 g6.4 g40.8 g)100% 7.6%。(5)设需要赤铁矿的质量为 m， 根据铁元素质量守恒得：m(120%) 100%120 t 100%112160 5.6 g6.0 g解得 m200 t。【答案】(1)FeCuSO 4=CuFeSO 4 (2) (3)6.0 (4)7.6% (5)200 t56160 x16 g4(20
18、13温州)小明在老师的指导下测一瓶稀盐酸的溶质质量分数，具体步骤如下：步骤一：配制溶质质量分数为 1%的氢氧化钠溶液。步骤二：向 20 g 待测稀盐酸中逐滴滴入上述氢氧化钠溶液，并使用 pH 计记录溶液的pH 变化情况，绘制图像如图。(1)在步骤一中需要用到的玻璃仪器有_玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管 _。( 写出两种)(2)已知发生反应的化学方程式为 NaOHHCl= =NaClH 2O，请结合图中曲线，计算该稀盐酸的溶质质量分数。( 结果精确到 0.01%)(3)在稀盐酸中逐渐滴入氢氧化钠溶液的过程中，当溶液的 pH 达到 2 时，溶液中的溶质有_NaCl 、HCl_。(用化学式表示)解：(
19、2)据图可知，与 20 g 盐酸恰好完全反应，消耗氢氧化钠溶液的质量为 8 g。设与8 g 1%氢氧化钠完全反应消耗 HCl 的质量为 x。NaOHHCl =NaClH 2O40 36.58 g1% x ，4036.5 8 g1%xx0.073 g。盐酸的溶质质量分数为 100%0.37%。0.073 g20 g答：该盐酸的溶质质量分数为 0.37%。, 探究 质量守恒定律)【例 1】请回忆你学习过的“质量守恒定律”的实验探究，并按要求完成实验方案一和实验方案二。(下表中“实验结论分析 ”填“” “” 或“”)实验方案 方案一 方案二反应现象 铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶 _液由蓝色变成浅绿
20、色_反应前的总质量 m 1 n1反应后的总质量 m 2 n2实验结论分析 m 1_m2 n1_n2将两个实验结果进行讨论对比时，有同学分析：有一个方案观察到天平不平衡，是因为_，因此不能说质量不守恒。在反应物不变的前提下，要使天平平衡，你对该方案的改进措施是_。【点拨】在探究质量守恒定律时，如果反应过程中有气体参加或生成，会使测定的数据不准确，因此应在密封装置中进行实验。【答案】粉末消失，有气泡产生 碳酸钾粉末与硫酸反应产生的气体逸出 使反应在密闭容器中进行1小明同学在做家庭实验时，不小心将过氧化氢溶液溅到妈妈刚刚切好的土豆丝上，发现土豆丝上立即冒气泡，激发了小明的探究欲望，请你参与小明的探究
21、。【猜想】土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂。【实验】设计并完成下表所示的探究实验：实验操作 实验现象实验结论或总结结论 总结实验一取 5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条有气泡产生，木条不复燃过氧化氢分解产生氧气，但是_反应速率慢_实验二向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条没有明显现象 二氧化锰加入水中不 产生氧气实验三取 5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，加入土豆丝，伸入带火星的木条_迅速产生大量气泡，带火星的木条复燃_土豆丝能加快过氧化氢的分解土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂(1)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格。(2)在小明的探究实验中， “实验一”和“实验
22、二”起的作用是 _对比或对照_。【反思】小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结” ，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完全证明猜想是正确的：第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是_证明土豆丝在反应前后质量不变_；第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。倾倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生，说明土豆丝_在反应前后化学性质不变_。【常见误区】1质量守恒定律中强调“参加” ，没有参加反应或反应剩余物质的质量不能计算在内。2有气体参加反应或者有气体生成时，该反应必须在密闭的容器内进行，才能验证质量守恒定律。3各物质之间的质量比等
23、于物质的相对分子质量与化学式前面的化学计量数的乘积之比。4根据化学方程式进行计算要注意：方程式必须配平；计算有关物质的质量比时要乘以前面的系数；单位必须统一；如果是不纯物必须换算成纯物质的质量代入计算。5催化剂只改变化学反应的速率，不影响生成物的质量。生成物的质量由反应物的质量决定。【例 2】煅烧石灰石可制得氧化钙(假设石灰石中的杂质不参与反应，且不含钙、碳元素)。测得煅烧后剩余固体中钙元素与碳元素的质量比为 203，则已分解的碳酸钙占原碳酸钙的质量分数为( )A40% B60% C30% D50%【错解】此题易错选 A。【点拨】本题考查化学计算。假如碳酸 钙煅烧后剩余固体中 钙元素的质量为
24、20 g，碳元素的质量为 3 g，根据质量守恒定律可知，剩余固体中碳元素的质量就是剩余碳酸钙中碳元素的质量，剩余固体中钙元素的质量就是碳酸钙中钙元素的质量。解：设煅烧后剩余固体中含碳酸钙质量为 x，则依如下关系式：CaCO3C100 12x 3 g ，解得 x25 g。10012 x3 g再设原石灰石样品中含碳酸钙质量为 y，则依如下关系式：CaCO3Ca100 40y 20 g ，解得 y50 g。10040 y20 g则已分解的碳酸钙占原碳酸钙的质量分数为：100%50%。50 g 25 g50 g【答案】D2现有 10 g A 和足量的 B 混合加热，A 与 B 发生化学反应 ，10 g A 完全反应后生成8 g C 和 4 g D，则参加反应的 A 与 B 的质量比是( A )A51 B41 C21 D11_
