质量守恒定律是物理学中的一个基本原理,它指出在一个封闭系统内,物质的质量在化学反应或物理变化过程中保持不变。这一原则适用于各种自然现象和工程应用中。为了帮助大家更好地理解这一概念,我们整理了一些相关的练习题,并附上了详细的答案解析。
练习题
1. 一氧化碳(CO)与氧气(O₂)反应生成二氧化碳(CO₂)。如果初始有10克的一氧化碳和16克的氧气参与反应,请计算生成的二氧化碳的质量是多少?
解析:根据化学方程式:
\[
2CO + O₂ \rightarrow 2CO₂
\]
可知,每2个单位的一氧化碳需要1个单位的氧气。因此,10克的一氧化碳理论上需要5克的氧气。实际提供了16克氧气,所以氧气过量。生成的二氧化碳质量为10克一氧化碳完全反应生成的二氧化碳质量,即10克。
答案:生成的二氧化碳质量为10克。
2. 在一个封闭容器中,水蒸气(H₂O)分解成氢气(H₂)和氧气(O₂)。如果最初有18克的水蒸气,求最终生成的氢气和氧气的质量分别是多少?
解析:水的化学式为H₂O,其分子量为18。根据分解反应:
\[
2H₂O \rightarrow 2H₂ + O₂
\]
每2个单位的水蒸气分解产生2个单位的氢气和1个单位的氧气。因此,18克的水蒸气会分解成2克的氢气和16克的氧气。
答案:生成的氢气质量为2克,氧气质量为16克。
3. 一块铁块放入硫酸铜溶液中,发生置换反应。已知铁块的质量为56克,硫酸铜溶液的质量为100克,反应后溶液总质量变为148克。求反应中消耗的铁质量和生成的铜质量。
解析:根据质量守恒定律,反应前后的总质量应该相等。反应前铁块和硫酸铜溶液的总质量为156克,反应后溶液总质量为148克,说明反应中有8克的物质以气体形式逸出。剩余的铁块质量为56克 - x(消耗的铁质量),生成的铜质量为x克。
答案:消耗的铁质量为8克,生成的铜质量也为8克。
以上题目旨在通过具体实例加深对质量守恒定律的理解。希望这些练习能够帮助您巩固知识并提高解决问题的能力。