初中化学沪教版（2024）九年级上册 4.2 化学反应中的质量关系 题型专练（原卷版＋解析版）

4.2 化学反应中的质量关系 【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象 1 【题型2】物质组成元素的推断 5 【题型3】有关质量守恒定律的计算 8 【题型4】密闭容器中反应数据的处理 11 【题型5】化学反应中化学式或化学计量数的推断 14 【题型6】质量守恒定律的内容和微观解释 19 【题型7】质量守恒定律的实验探究 23 【题型1】用质量守恒定律解释宏观现象 【典型例题】下列叙述符合质量守恒定律的是（　　） A.水结成冰前后，质量保持不变 B.50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL C.镁带燃烧后，生成物质量比镁带质量增加了 D.3 g碳与9 g氧气充分反应后生成12 g二氧化碳 【答案】C 【解析】水结成冰前后，质量保持不变，只是状态的改变，没有新物质生成，是物理变化，不符合质量守恒定律，A错误 ；50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL，没有新物质生成，是物理变化，不符合质量守恒定律，B错误 ；镁带燃烧生成氧化镁，生成物的质量比镁带质量增加，是因为空气中的氧气参加了反应，符合质量守恒定律，C正确；碳和氧气点燃生成二氧化碳，化学方程式为：C+O2CO2，碳、氧气、二氧化碳的质量比为12：32：44＝3：8：11，3 g碳与9 g氧气充分反应后，碳反应完全，氧气过量，生成二氧化碳的质量＜12 g，D错误。 【举一反三1】在密闭的装置中加热过量的铜粉，反应结束后，下列图像能正确反映对应关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，则反应过程中，铜元素的质量不变；铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，铜粉过量，所以氧气的质量会减少至零；铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，反应过程中固体的质量增加，但不会从零开始增加；铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，由质量守恒定律可知，化学反应过程中，物质的总质量保持不变。 【举一反三2】氨（NH3）比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体有发展潜力。合成氨的原料为N2和H2；N2常用液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分筛吸附法（如图2）获取。Haber--Bosch 工艺利用N2和H2在高温高压催化剂条件下反应制氨，是目前唯一大规模合成氨方法。 (1)膜分离制氮机技术是根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，渗透速率快的气体先透过膜，渗透速率较慢的气体则滞留富集，从而达到氧氮分离的目的。如图1所示，膜分离法制N2中，气体通过分离膜时渗透速率N2　　　O2（填“＞”“＝”“＜”）。 (2)如图2所示，分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子　　　不同而吸附O2实现分离。 (3)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。 ①在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图3所示。“再生”过程中铁元素的质量 　　　　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 ②如图4是将一定质量的失效催化剂进行“再生”的过程。合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为　　　　。 【答案】(1)＜ (2)大小 (3)不变　　 t2℃～t3℃ 【解析】（1）从膜分离制氮机技术原理可知，要得到氮气，需让氧气先透过膜，所以气体通过分离膜时渗透速率N2＜O2； （2）分子筛吸附法制N2，利用了N2分子与O2分子大小不同而吸附O2实现分离。因为分子筛具有均匀的微孔结构，其孔径大小与分子尺寸相当，能根据分子大小对气体进行筛选吸附； （3）①根据图3可知，在一定温度下用O2将其 “再生”，此过程中FeO与O2反应生成Fe3O4，化学反应前后元素的质量不变，所以 “再生” 过程中铁元素的质量不变； ②将一定质量的失效催化剂进行“再生”得到四氧化三铁，由图2可知，合成氨催化剂“再生”的最佳温度范围为t2℃～t3℃。 【举一反三3】某工厂生产高锰酸钾流程如图所示。请回答下列问题。 (1)步骤Ⅰ中先将和KOH转化 ... ...