沙林祥
質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)非常重要的基本規(guī)律,是每年中考必考的內(nèi)容,中考關(guān)于質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用的考查主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面。
一、確定物質(zhì)的化學(xué)式
例1(2021·江蘇·揚(yáng)州)FeCl3溶液用于制作印刷電路板,反應(yīng)為2FeCl3 + Cu [? ? ? ? ? ? ? ? ] CuCl2 + 2X。X的化學(xué)式是( )。
A. Fe B. FeCl2 C. Fe(OH)2 D. Fe(OH)3
解析:由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,反應(yīng)物中的鐵、氯、銅原子個(gè)數(shù)分別為2、6、1,生成物中的鐵、氯、銅原子個(gè)數(shù)分別為0、2、1,由于反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目不變,則2個(gè)X分子中含有2個(gè)鐵原子和4個(gè)氯原子,即每個(gè)X分子由1個(gè)鐵原子和2個(gè)氯原子構(gòu)成,物質(zhì)X的化學(xué)式為FeCl2。答案:B。
小結(jié):由質(zhì)量守恒定律可知,化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目均不變。
二、確定反應(yīng)的可能產(chǎn)物
例2(2020·河南)氯堿工業(yè)是以電解食鹽水為基礎(chǔ)的基本化學(xué)工業(yè),電解食鹽水不可能生成的是( )。
A. H2 B. Cl2 C. NaOH D. NaNO3
解析:根據(jù)題意,反應(yīng)物可能為食鹽和水,含有鈉、氯、氫、氧四種元素,反應(yīng)后不會出現(xiàn)除這四種元素以外的其他元素。反應(yīng)物中含有氫元素,此反應(yīng)的產(chǎn)物中可能存在氫氣;反應(yīng)物中含有氯元素,此反應(yīng)的產(chǎn)物中可能存在氯氣;反應(yīng)物中含有鈉、氫、氧元素,此反應(yīng)的產(chǎn)物中可能存在氫氧化鈉;反應(yīng)物中不含氮元素,此反應(yīng)的產(chǎn)物中不可能存在硝酸鈉。答案:D。
小結(jié):根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變,結(jié)合題意進(jìn)行分析即可。
三、計(jì)算物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量比
例3(2020·天津)現(xiàn)將20 gA和足量B在一定條件下充分反應(yīng),生成16 gC和11 gD,則參加反應(yīng)的A和B的質(zhì)量比是( )。
A. 20∶11 B. 20∶7 C. 5∶4 D. 16∶11
解析:將20 gA和足量B在一定條件下充分反應(yīng),生成16 gC和11 gD,由質(zhì)量守恒定律可知,參加反應(yīng)的A和B的質(zhì)量之和等于生成的C和D的質(zhì)量之和,則參加反應(yīng)的B的質(zhì)量 = 16 g + 11 g - 20 g=7 g,則參加反應(yīng)的A和B的質(zhì)量比 = 20 g∶7 g=20∶7。答案:B。
小結(jié):解此類試題時(shí),應(yīng)先根據(jù)質(zhì)量守恒定律求出未知物質(zhì)的質(zhì)量,再求出兩種物質(zhì)的質(zhì)量比。
四、確定物質(zhì)的組成元素
例4(2021·天津)將16 g純凈物R在足量氧氣中完全燃燒,生成44 g二氧化碳和36 g水。下列判斷正確的是( )。
A. R只含碳、氫元素 B. 消耗氧氣32 g
C. R含碳、氫、氧三種元素 D. R中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%
解析:44 gCO2中含有的碳元素的質(zhì)量 = 44 g × [1244] × 100%=12 g,36 g水中含有的氫元素的質(zhì)量 =36 g × [1×218] × 100%=4 g,生成物中所含碳、氫元素的質(zhì)量和=12 g + 4g =16 g,恰好等于純凈物R的質(zhì)量,則該物質(zhì)中一定含有碳、氫兩種元素,一定不含氧元素,故A正確、C錯(cuò)誤;由質(zhì)量守恒定律可得,消耗氧氣的質(zhì)量 = 44 g + 36 g - 16 g=64 g,故B錯(cuò)誤;R中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = [12 g16 g] × 100%=75%,故D錯(cuò)誤。答案:A。
小結(jié):解題時(shí)要抓住化學(xué)反應(yīng)前后元素質(zhì)量守恒進(jìn)行分析。根據(jù)提供的數(shù)據(jù),先求出碳、氫元素的質(zhì)量,再將碳、氫元素的質(zhì)量總和與該純凈物的質(zhì)量進(jìn)行比較,若相等,則該純凈物中不含氧元素;若不等,則該純凈物中含氧元素。
五、處理、計(jì)算表格數(shù)據(jù)
例5(2020·湖南·懷化)將甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)置于一個(gè)完全密閉的容器中,在一定條件下反應(yīng),已知反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表,下列有關(guān)說法正確的是( )。
[物質(zhì) 甲 乙 丙 丁 反應(yīng)前的質(zhì)量/g 30 10 5 5 反應(yīng)后的質(zhì)量/g 2 4 m 39 ]
A. m=0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B. 發(fā)生反應(yīng)的甲、乙質(zhì)量比為3∶1
C. 該反應(yīng)是化合反應(yīng) ? ? ? ? ? ? D. 丙一定作催化劑
解析:根據(jù)反應(yīng)前后密閉容器中物質(zhì)的質(zhì)量總和不變,有30 + 10 + 5 + 5 = 2 + 4 + m + 39,m = 5,故A錯(cuò)誤。發(fā)生反應(yīng)的甲、乙質(zhì)量比 = (30 - 2)∶(10 - 4) = 14∶3,故B錯(cuò)誤。該反應(yīng)中甲、乙的質(zhì)量都減小,都是反應(yīng)物;丙的質(zhì)量不變,不是反應(yīng)物也不是生成物;丁的質(zhì)量增大,是生成物,所以該反應(yīng)符合“多變一”的特點(diǎn),屬于化合反應(yīng),故C正確。丙的質(zhì)量不變,可能是該反應(yīng)的催化劑,也可能是沒有參加反應(yīng)的雜質(zhì),故D錯(cuò)誤。答案:C。
小結(jié):解答時(shí)先通過質(zhì)量守恒定律求出未知量,再通過各物質(zhì)反應(yīng)前后質(zhì)量的變化情況,確定各物質(zhì)是反應(yīng)物還是生成物。在化學(xué)反應(yīng)前后,質(zhì)量增大的是生成物,質(zhì)量減小的是反應(yīng)物,質(zhì)量不變的物質(zhì)可能是催化劑,也可能是雜質(zhì)。化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)之間的質(zhì)量比就是物質(zhì)反應(yīng)前后質(zhì)量變化量的比。