《2025年新课程实践与探究丛书九年级化学上册鲁教版》

11. 质量守恒定律在化学探究过程中被广泛应用。
Ⅰ. 实验一：将10 g水加入10 g酒精中，一段时间后，称量混合液，质量仍为20 g。
(1)实验一_______（填“能”或“不能”）验证质量守恒定律，原因是_______。
Ⅱ. 实验二：如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热一段时间。反应结束后撤去酒精灯。
(2)写出图1中a端铜丝发生反应的化学方程式：_______。
(3)证明“粗铜丝与氧气发生反应”的证据是：玻璃棒_______（填“a”或“b”）端下沉。
Ⅲ. 实验三：兴趣小组分别设计了图2、图3两个实验装置，用于验证质量守恒定律。
(4)上述实验设计中，不能直接验证质量守恒定律的装置是_______（填“图2”或“图3”）。
(5)评价反思：通过实验探究化学反应前后反应物与生成物之间的总质量关系，当有粉末状固体（或气体）物质生成时，反应必须在_______容器中进行。

答案：
(1)不能；该过程是物理变化，质量守恒定律适用于化学变化
(2)2Cu+O₂$\frac{\underline{\Delta}}{}$2CuO
(3)a
(4)图2
(5)密闭
解析：
(1)水与酒精混合是物理变化，不适用质量守恒定律；
(2)铜与氧气加热生成氧化铜：2Cu+O₂$\frac{\underline{\Delta}}{}$2CuO；
(3)a端铜丝生成CuO质量增加，故a端下沉；
(4)图2中镁条燃烧有O₂参与且可能生成气体逸出，不能直接验证；
(5)有气体或粉末生成时需密闭容器防物质逸出。

12. 液态阳光项目通过太阳能等可再生能源技术，可将二氧化碳和水转化为甲醇（CH₃OH）等产品，促进“双碳”目标的实现。转化和利用甲醇的流程如图所示。
(1)甲醇中碳、氢元素的质量比为_______。
(2)应用该技术转化甲醇的化学方程式为CO₂+3H₂$\frac{\underline{催化剂}}{}$CH₃OH+H₂O。
①该流程中可以循环利用的物质有_______（填一种）。
②若一辆轿车行驶到某地需要消耗汽油8 L，且1 L汽油燃烧约产生2.5 kg的二氧化碳，则要将行驶过程中产生的二氧化碳全部转化为甲醇，理论上可得到甲醇的质量为多少千克？（写出计算过程，结果保留一位小数）
(3)在一定条件下，甲醇的产率随温度的变化如图所示，为提高甲醇的产率，最佳反应条件为_______。
(4)现有一定质量的甲醇不完全燃烧，生成CO、CO₂和水蒸气的混合气体150 kg，经测定，该混合气体中碳元素的质量分数为16%，则参加反应的氧气质量为_______kg。

答案：
(1)3∶1
(2)①H₂O（或CO₂）
②解：生成CO₂质量=8L×2.5kg/L=20kg
设生成甲醇质量为x
CO₂+3H₂$\frac{\underline{催化剂}}{}$CH₃OH+H₂O
44 32
20kg x
$\frac{44}{32}=\frac{20kg}{x}$
x≈14.5kg
答：理论上可得到甲醇14.5kg
(3)220℃（或220℃左右，有分子筛膜）
(4)86
解析：
(1)甲醇（CH₃OH）中C、H质量比=12∶(4×1)=3∶1；
(2)①流程中H₂O电解生成H₂，CO₂与H₂反应生成甲醇，二者可循环；②见计算过程；
(3)由图可知有分子筛膜时220℃产率最高；
(4)混合气体中m(C)=150kg×16%=24kg，甲醇中C%=12/32=37.5%，甲醇质量=24kg/37.5%=64kg，O₂质量=150kg-64kg=86kg。