【例1】(2025·山东泰安)我国天宫空间站利用“氧气生成系统”可回收$\ce{CO_{2}}$，再生$\ce{O_{2}}$，其微观示意图如图所示。下列对微观示意图的理解错误的是（
C
）
A.过程Ⅰ中生成的氢气与氧气的质量比为$1:8$
B.过程Ⅱ中涉及的变化属于缓慢氧化
C.过程Ⅲ中参加反应的“○●○”和“∞”个数比为$1:3$
D.过程Ⅲ中参加反应的氢气中氢元素质量大于生成的水中氢元素质量
答案：C
1.（2026·陕西咸阳期中）在一个密闭容器中，有a、b、c、d四种物质，反应前各物质的质量如图刻度纸所示（例如：d的质量为2 g）。一定条件下发生反应，反应结束后，再次测得各物质的质量变化，并通过刻度的移动来表示，且记录在同一张刻度纸上。刻度线Ⅰ向右移动6格；刻度线Ⅱ向左移动5格；刻度线Ⅲ向左移动5格。下列说法错误的是 （
D
）
A.反应结束后b的质量为6 g
B.a、d是生成物
C.c可能是该反应的催化剂
D.a、b变化的质量比一定为11：6
答案：D 解析:由题图可知,反应前a的质量为5 g-0 g=5 g,b的质量为22 g-5 g=17 g,c的质量为28 g-22 g=6 g,d的质量为30 g-28 g=2 g;反应后刻度线Ⅰ向右移动6格,说明生成了6 g a,则a是生成物,反应后a的质量为11 g;刻度线Ⅰ向右移动6格,刻度线Ⅱ向左移动5格,说明反应了11 g b,则b是反应物,反应后b的质量为17 g-11 g=6 g;刻度线Ⅱ向左移动5格,刻度线Ⅲ向左移动5格,说明反应前后c的质量不变,则c可能是该反应的催化剂;刻度线Ⅲ向左移动5格,说明生成了5 g d,则d是生成物,反应后d的质量为2 g+5 g=7 g。该反应是b在一定条件下反应生成a和d,符合“一变多”的特征,属于分解反应。由分析可知,反应后b的质量为6 g,故A正确;由分析可知,该反应生成了6 g的a,生成了5 g的d,则a、d是生成物,故B正确;由分析可知,反应前后c的质量不变,则c可能是该反应的催化剂,也可能不参加反应,故C正确;由分析可知,a变化的质量为6 g,b变化的质量为11 g,则a、b变化的质量比一定为6:11,故D错误。
2.已知R由一种或多种物质(均能在氧气中燃烧)组成。取一定质量的R在足量的氧气中充分燃烧，生成4.4 g二氧化碳和3.6 g水，下列分析不正确的是 (
C
)
A.参加反应的R和氧气的质量总和一定等于8.0 g
B.所取R质量的最小值为1.6 g
C.R可能是酒精($C_2H_5OH$)
D.若R为CO和$H_2$的混合物，则CO和$H_2$的分子个数比为1:2
答案：C 解析:根据质量守恒定律,参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量,反应后二氧化碳和水的总质量为4.4 g+3.6 g=8 g,则参加反应的R和氧气的总质量也为8 g,故A正确;反应后二氧化碳中碳元素的质量为$4.4\ \mathrm{g}× \dfrac{12}{44}× 100\%=1.2\ \mathrm{g}$,水中氢元素的质量为$3.6\ \mathrm{g}× \dfrac{2}{18}× 100\%=0.4\ \mathrm{g}$,根据反应前后元素的种类和质量保持不变,反应前R中的碳元素和氢元素的质量分别为1.2 g和0.4 g,由于反应前后必须满足元素守恒,R至少由C、H两种元素组成,因此R质量的最小值为1.2 g+0.4 g=1.6 g,故B正确;由B项分析可知,R中C、H元素的质量比为1.2 g:0.4 g=3:1,而酒精($C_2H_5OH$)中C、H元素的质量比为(12×2):(1×6)=4:1,故C错误;由B项分析可知,R中C、H原子的个数比为$\dfrac{1.2\ \mathrm{g}}{12}:\dfrac{0.4\ \mathrm{g}}{1}=1:4$,若R为CO和$H_2$的混合物,因一个$H_2$分子由两个氢原子构成,则CO和$H_2$的分子个数比为$1:\dfrac{4}{2}=1:2$,故D正确。
3. 新素养 科学探究与实践 某化学兴趣小组的同学依据教材实验对化学反应前后物质的总质量变化进行了探究。
【实验装置设计】甲、乙、丙小组的同学分别设计了如图所示装置。
【步骤与探究】(1) 甲组同学取一根打磨干净的细铁丝和一个陶土网，将它们一起放在托盘天平上用砝码平衡，取下铁丝，将铁丝放在充满氧气的集气瓶中点燃，燃烧结束并冷却至室温后，将所得的物质与陶土网一起再放回托盘天平上称量，天平指针向左偏转。铁丝燃烧的化学方程式为
$3\ce{Fe} + 2\ce{O_2}\xlongequal{点燃}\ce{Fe_3O_4}$
。
(2) 乙组同学取下烧杯并将其倾斜，使物质混合发生反应，待反应后再把烧杯放到天平上，可观察到天平指针
向右偏转
（填“向左偏转”“向右偏转”或“指向中间”）。
(3) 丙组同学将过氧化氢溶液挤入锥形瓶中发生反应。通过观察实验过程中天平指针的现象，得出的结论是参加化学反应的各物质的质量总和
等于
（填“大于”“小于”或“等于”）反应后生成的各物质的质量总和。写出装置中发生反应的化学方程式：
$2\ce{H_2O_2}\xlongequal{\ce{MnO_2}}2\ce{H_2O} + \ce{O_2}\uparrow$
。
【实验分析】(4) 三组同学经过讨论分析，认为丙组的实验结论是正确的，请从原子的角度解释：
化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变
。
【反思与交流】(5) 通过甲、乙、丙小组实验的探究，你得到的启示是利用有气体生成或参加的反应进行探究质量守恒定律的实验时，反应应在
密闭
容器中进行。
答案：(1) $3\ce{Fe}+2\ce{O_2}\xlongequal{点燃}\ce{Fe_3O_4}$ (2) 向右偏转 (3) 等于 $2\ce{H_2O_2}\xlongequal{\ce{MnO_2}}2\ce{H_2O}+\ce{O_2}\uparrow$ (4) 化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变 (5) 密闭
