Question

6．守恒思想是以定量的角度观察化学世界的永恒主题．

（1）用如图1所示的3个实验验证质量守恒定律，其中实验后天平不能保持平衡的是B（填序号），理由是装置未密闭，生成的二氧化碳气体逸出，导致左盘中容器内的物质总质量减少．
（2）卫星运载火箭的动力由高氯酸铵（NH₄ClO₄）发生反应提供，化学方程式为：
2NH₄ClO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$N₂↑+C1₂↑+20₂↑+4X．则
①X的化学式为H₂O．
②该反应属于基本反应类型中的分解反应．
（3）从微观角度分析有助于我们理解质量守恒定律．在一密闭容器内有四种物质A、B、C、D，它们在一定条件下发生化学反应．经过一段时间后停止反应，其中A、B、C、D的微观示意图和反应前后各物质的质量如下表所示．

物质	A	B	C	D	氮原子氧原子 氢原子
微观示意图
反应前质量/g	100	20	X	y
反应后质量/g	32	140	126	46

①从微观角度分析，化学反应中质量守恒的原因是化学反应前后原子的种类不变，原子的数目不变，原子的质量不变．
②该反应中B和C的质量比为10：9．
③表中x的值是18．
（4）将0.8g草酸亚铁（FeC₂0₄）放在一个可称量的敞口容器中加热灼烧，固体质量随温度升高而变化的数据如下（下表中所注明的各温度下，容器中的固体均为纯净物）：

温度（℃）	25	350	400	500	600	900
固体质量（g）	0.80	0.80	0.40	0.44	0.44	0.43

①400℃时，容器中的固体为FeO（填化学式）．
②400℃～500℃，发生了化合反应（填“分解反应”或“化合反应”）．
③600℃～900℃，发生的反应可表示为6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑．
（5）根据图2的信息计算：
①加人的稀硫酸质量为24.5g．
②所用稀硫酸溶质的质量分数为20%．（化学方程式：2K0H+H₂S0₄=K₂S0₄+2H₂0）

Answer 1

分析 （1）根据三个实验中所发生的反应的来完成解答：
（2）根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和．在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变进行分析；
（3）①根据化学反应的实质进行分析；
②根据反应前后原子的种类不变来书写出该反应的化学方程式，然后计算出反应中B、C的质量比值即可；
③根据Ⅲ中计算的质量比结合B的质量变化进行解答即可；
（4）根据题干提供的信息进行分析，温度达到400℃时物质的质量是0.40g，说明物质的质量减小，发生的是分解反应；当温度达到500℃时，质量达到0.44g，说明发生了化合反应；达到900℃时，物质的质量开始减小，发生的是分解反应进行分析；
（5）①根据质量守恒定律计算加入的硫酸质量；
②根据硫酸和氢氧化钾反应生成氯酸钾和水，计算硫酸的质量分数．

解答 解：（1）分析三个实验可以知道，反应A中是在密闭的容器中反应，B是在敞口的容器中反应且生成了气体，而C虽然是敞口的容器中反应但是没有生成气体，所以可以判断反应前后B实验实验前后天平不能保持平衡；
（2）①通过方程式可知反应物中含有：2个N原子、8个H原子、2个Cl原子、8个O原子；生成物中已经有了2个N原子、2个Cl原子、4个O原子，还缺少8个H原子、4个O原子，又因为X前面个数为4，所以化学式中需要有2个H原子、1个O原子，所以化学式为H₂O；
②该反应满足分解反应一变多的条件，所以属于基本反应类型中的分解反应；
（3）①根据化学反应的实质可以知道，在反应的过程中是分子裂解成原子，原子进行了重新组合而得到新的分子，所以该过程中原子的种类、原子的数目和原子的质量都没有发生改变，所以化学反应前后质量守恒；
②根据表格中的信息可以知道，反应前后B的质量增加了，所以B为生成物，而反应前后A物质的质量减少了，所以A为反应物，结合反应前后元素的种类不变可以知道，反应物为A和D，而生成物为B和C，其中A为NH₃，B为NO，C为H₂O，D为O₂，所以可以写出该反应的化学方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$4NO+6H₂O；
反应中物质的质量比等于它们的相对分子质量乘以化学计量数的比，所以可以知道B和C的质量比为：120：108=10：9；                         
③根据Ⅲ的解答可以知道，反应中生成B的质量为：140g-20g=120g，而B：C=10：9，所以可以判断反应中生成C的质量为108g，即126-x=108，所以x=18．
（4）①400℃时，容器中的固体若为碳酸盐，则草酸亚铁分解生成的是碳酸亚铁和一氧化碳，
FeC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCO₃+CO
144        116
若只含有碳酸亚铁，质量不会减小一半，所以根据铁元素守恒，FeC₂O₄分解时，先转变为FeO和二氧化碳和一氧化碳，容器中的固体为FeO；
②当温度达到500℃时，质量达到0.44g，说明发生了化合反应；
③达到900℃时，物质的质量开始减小，发生的反应可表示为：6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑；
（5）①依据质量守恒定律可知，加入的稀硫酸质量为：80.5g-56g=24.5g；
②设硫酸的质量分数为x，
   2K0H+H₂S0₄=K₂S0₄+2H₂0
   112   98
10%×56g  x×24.5g
  $\frac{112}{10%×56g}$=$\frac{98}{x×24.5g}$
   x=0.2=20%
故答案为：（1）B；装置未密闭，生成的二氧化碳气体逸出，导致左盘中容器内的物质总质量减少；
（2）①H₂O；
②分解；
（3）①化学反应前后原子的种类不变，原子的数目不变，原子的质量不变；
②10：9；
③18；
（4）①FeO；
②化合反应；
③6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑；
（5）①24.5g；
②20%．

点评 要想解答好这类题目，首先，要理解和熟记微粒观点及模型图的应用，以及与之相关的知识．然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可．