《2026年大联考单元期末测试卷九年级化学全一册人教版》

16. (6分)核心素养·科学思维化学兴趣小组做了以下实验验证质量守恒定律，发现一些意外现象并进行探究。

实验一：如图1所示，小明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1~2 min。
(1) 冷却后，观察到铜丝变黑、玻璃棒a(选填“a”或“b”)端下沉；小明认为这个反应不遵守质量守恒定律，我不同意(选填“同意”或“不同意”)小明的观点。
实验二：镁在空气中燃烧
(2) 如图2所示，小华测得镁条在空气中完全燃烧前后固体的质量分别为m1​和m2​。根据质量守恒定律可知：生成氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量，而实验事实是m2​＜m1​，可能原因是________。
(3) 如图3所示，小林称取2.4 g镁粉在盛有足量空气的密闭容器中点燃，实验完毕后称得所得固体的质量小于4.0 g。
【提出问题】固体质量为什么会小于4.0 g呢？
【查阅资料】镁在空气中燃烧时，除了与$O_2​$反应外，还可以与${CO_{2}}$、${N_{2}}$等发生反应，反应的化学方程式如下：①${2Mg + CO_{2}\xlongequal{点燃}C + 2MgO}$。
②$3Mg + N_{2}\xlongequal{点燃}Mg_{3}N_{2}$。
【作出假设】假设1：镁粉和空气中的CO2​发生了反应导致固体质量小于4.0 g。
假设2：镁粉和空气中的N2​发生了反应导致固体质量小于4.0 g。
【实验探究】

【实验结论】2.4 g镁粉在空气中完全反应后所得固体质量小于4.0 g，是因为镁粉同时与空气中的O₂、N₂(填化学式)两种气体发生了反应。
注意：若答对第(4)、(5)小题奖励3分，化学总得分不超过40分。
【反思交流】(4) 空气中N2​的含量远大于O2​的含量，而镁在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3​N2​，请给出合理的解释：O₂的化学性质比N₂的活泼。
【实验拓展】(5) 除去空气中的氧气，得

到

较纯净的氮气(含少量稀有气体)，应选择的物质是B(填字母)。
A. 木炭
B. 红磷
C. 硫粉
D. 镁粉
写出一条你选择该物质的理由：红磷只与氧气反应，只生成五氧化二磷固体。

答案： 16.
(1)a 不同意
(2)镁燃烧产生的部分白烟逸散到空气中，此部分白烟的质量大于参与反应的氧气质量
(3)不成立 3.3 O₂、N₂
(4)O₂的化学性质比N₂的活泼
(5)B 红磷只与氧气反应，只生成五氧化二磷固体
【解析】本题主要考查质量守恒定律验证实验探究。
(1)铜和氧气反应生成氧化铜，参加反应的铜与氧气的质量和等于反应后生成的氧化铜的质量，因此左侧质量偏大，玻璃棒a端下沉；所有化学反应都遵循质量守恒定律，故填不同意。
(2)由于镁燃烧时，一部分镁燃烧产生的白烟逸散到空气中，而白烟即生成的氧化镁，当逸散到空气中的白烟质量大于参与反应的氧气质量时，会出现m₂＜m₁。
(3)根据镁与氧气反应的化学方程式：$2Mg+O₂\overset{点燃}{=}2MgO，$可计算出2.4g镁与充足的氧气反应生成4.0g氧化镁；2.4g镁与足量的CO₂在密闭容器中点燃，所得固体质量为4.6g，而镁在足量空气的密闭容器中点燃，所得固体质量为4.0g，则镁和空气中的CO₂发生了反应不会导致固体质量小于4.0g，故假设1不成立；根据【查阅资料】中的反应②可计算，2.4g镁粉在盛有足量N₂的密闭容器中点燃，生成的Mg₃N₂固体质量为3.3g，则镁和空气中的N₂发生了反应会导致固体质量小于4.0g，故假设2成立；由以上分析可知，2.4g镁粉在空气中完全反应后所得固体质量小于4.0g，是因为镁同时与空气中的氧气、氮气两种物质发生了反应。
(4)因为相同条件下，氧气比氮气活泼得多，镁在空气中燃烧时更容易和氧气反应，因此生成的MgO远多于Mg₃N₂。
(5)除去空气中的氧气，得到较纯净的氮气(含少量稀有气体)，选择的物质需满足：①只与氧气反应，不与氮气反应；②不能生成气体。木炭燃烧只与氧气反应，但生成二氧化碳气体；红磷燃烧只与氧气反应，生成五氧化二磷固体；硫粉燃烧只与氧气反应，但生成二氧化硫气体；镁粉燃烧与氧气、氮气发生反应，故选B。选择该物质的理由是红磷只与氧气反应，生成五氧化二磷固体。