11. $\mathscr{B}$ 在一定条件下,将 X、Y、Z、W 四种物质放在密闭容器内反应一段时间,测得化学反应前后各物质的质量如下表。

根据上表数据回答下列问题:
(1)该反应的反应物是,生成物是。
(2)表中 $x$ 的值为。
(3)该反应属于(填“化合”或“分解”)反应。
(4)Z、W 两种物质变化的质量比为(填最简整数比)。

11. (1)X、Y、W Z (2)4 (3)化合 (4)$9:1$
点拨:(1)Z的质量增大,是生成物;X、Y、W的质量减小,是反应物。
(2)根据质量守恒定律可知,$x=9+4.4+8.1+1.8-2.2-16.2-0.9=4$。
(3)该反应是$\mathrm{X}+\mathrm{Y}+\mathrm{W}\longrightarrow\mathrm{Z}$,故该反应是化合反应。
(4)Z、W两种物质变化的质量比为$(16.2-8.1)\,\mathrm{g}:(1.8-0.9)\,\mathrm{g}=9:1$。

【分析】
要解决本题，需利用质量守恒定律计算未知量，再通过反应前后各物质的质量变化判断反应物、生成物，进而确定反应类型并计算质量比。具体思路：1. 根据质量守恒定律，反应前后密闭容器内物质总质量相等，据此计算x的值；2. 对比各物质反应前后的质量，质量减小的是反应物，质量增大的是生成物；3. 根据反应物和生成物的种类判断反应类型；4. 计算Z、W变化的质量比时，用反应后与反应前的质量差（取绝对值），再化简为最简整数比。
【解析】
1. 计算x的值：根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，即：
反应前总质量 = 9g + 4.4g + 8.1g + 1.8g = 23.3g；
反应后总质量 = x + 2.2g + 16.2g + 0.9g = x + 19.3g；
因此x = 23.3g - 19.3g = 4g。
2. 判断反应物和生成物：对比各物质反应前后质量：
Y质量从4.4g减到2.2g，W从1.8g减到0.9g，X从9g减到4g，三者质量均减小，是反应物；
Z质量从8.1g增到16.2g，质量增大，是生成物。
3. 判断反应类型：该反应是X、Y、W三种物质生成Z一种物质，符合“多变一”的特征，属于化合反应。
4. 计算Z、W的质量比：Z变化的质量为16.2g - 8.1g = 8.1g，W变化的质量为1.8g - 0.9g = 0.9g，质量比为8.1g:0.9g = 9:1。
【答案】
(1)X、Y、W；Z (2)4 (3)化合 (4)9:1
【知识点】
质量守恒定律；化合反应；反应物与生成物判断
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用、反应类型判断及质量比计算，属于化学基础题型，需掌握质量守恒的计算方法，通过质量变化区分反应物和生成物，难度较低。
【难度系数】
0.3

12.$B$ 某化学兴趣小组的同学设计了以下几个实验来验证质量守恒定律，请回答下列问题。

(1)A～D实验中不能用于直接验证质量守恒定律的是(填序号)。
(2)装置D烧杯中发生反应的实验现象为。
(3)进行装置D的实验时需提前对铁钉进行打磨的目的是，否则实验可能会失败。
(4)如图A所示，点燃前镁条的质量为$m_1$，点燃后所有生成物的质量为$m_2$，根据质量守恒定律可知$m_1$(填“大于”“小于”或“等于”)$m_2$。
(5)纳米铁粉在空气中稍微加热即可剧烈燃烧，该兴趣小组同学用图E的装置来验证质量守恒定律，反应时锥形瓶中发生反应的符号表达式为，锥形瓶的双孔塞中插入一根一端绑有气球的玻璃管，该气球的作用是。

12. (1)ABC
(2)铁钉表面生成红色固体,蓝色溶液逐渐变为浅绿色
(3)除去铁钉表面的铁锈
(4)小于
(5)$Fe + O_{2}\xrightarrow{\mathrm{点燃}}Fe_{3}O_{4}$ 缓冲装置内的压强

【分析】
要解决本题，需结合质量守恒定律的适用条件（适用于化学变化，有气体参与或生成的反应需在密闭体系中验证），以及各实验对应的化学反应原理、现象、操作目的等知识点逐一分析：
1. 验证质量守恒定律的实验需满足：发生化学变化，且若反应有气体参与或生成，需在密闭容器中保证所有物质质量被称量，否则无法直接验证。
2. 对于各实验的现象、操作目的、反应表达式，需回忆对应物质的化学性质：铁与硫酸铜反应的现象、铁钉表面铁锈的影响、镁条燃烧的质量关系、铁燃烧的反应及装置中气球的作用。
【解析】
(1) 质量守恒定律适用于化学变化，且需保证反应前后所有物质质量都被称量。A中镁条燃烧是化学变化，但A~D中：B是酒精与蒸馏水混合，属于物理变化，不能用于验证质量守恒；C中过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气，在开放烧杯中氧气逸出，无法直接验证；D中铁与硫酸铜反应，无气体参与或生成，反应前后质量不变，可验证。因此A~D中不能直接验证的是ABC。
(2) 装置D中，铁与硫酸铜溶液发生置换反应：$\ce{Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu}$，实验现象为：铁钉表面生成红色固体（铜），蓝色的硫酸铜溶液逐渐变为浅绿色的硫酸亚铁溶液。
(3) 铁钉表面的铁锈（主要成分为$\ce{Fe2O3}$）不与硫酸铜反应，若不打磨，铁锈会阻碍铁与硫酸铜的接触，导致反应无法顺利进行，因此提前打磨铁钉的目的是除去铁钉表面的铁锈。
(4) 镁条燃烧的反应为$\ce{2Mg + O2\xlongequal{点燃} 2MgO}$，根据质量守恒定律，生成物氧化镁的质量等于参加反应的镁条质量与参加反应的氧气质量之和，因此点燃前镁条的质量$m_1$小于点燃后生成物的质量$m_2$。
(5) 纳米铁粉在空气中燃烧，与氧气反应生成四氧化三铁，反应的符号表达式为$\ce{Fe + O2\xrightarrow{\mathrm{点燃}}Fe3O4}$；反应时放热，装置内气体受热膨胀，压强增大，双孔塞中绑有气球的玻璃管上的气球可以缓冲装置内的压强，防止压强过大导致橡皮塞被冲开。
【答案】
(1)ABC
(2)铁钉表面生成红色固体，蓝色溶液逐渐变为浅绿色
(3)除去铁钉表面的铁锈
(4)小于
(5)$\ce{Fe + O2\xrightarrow{\mathrm{点燃}}Fe3O4}$；缓冲装置内的压强
【知识点】
质量守恒定律、金属的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题围绕质量守恒定律的验证展开，综合考查了化学变化的判断、常见化学反应的现象、实验操作的目的以及反应表达式的书写，是化学核心知识点的基础应用，需准确掌握各实验的原理和注意事项。
【难度系数】
0.5

13. 已知一定质量的纯净物 A 在 16g 氧气中充分燃烧后生成 11g $CO_{2}$ 和 9g 水。请回答下列问题。
(1)参加反应的物质 A 的质量是。
(2)组成物质 A 的元素中,一定含有元素。
(3)物质 A 中各元素的质量比为。
(4)物质 A 最可能的化学式是。

13. (1)$4\,\mathrm{g}$ (2)碳、氢 (3)$m(\mathrm{C}):m(\mathrm{H})=3:1$ (4)$\mathrm{CH}_4$
点拨:(2)根据题意,物质A中的碳元素、氢元素质量分别与生成的二氧化碳中碳元素、水中氢元素质量相等,二氧化碳中碳元素质量是$11\,\mathrm{g}×\dfrac{12}{44}×100\%=3\,\mathrm{g}$,水中氢元素质量是$9\,\mathrm{g}×\dfrac{2}{18}×100\%=1\,\mathrm{g}$,$3\,\mathrm{g}+1\,\mathrm{g}=4\,\mathrm{g}$,物质A的质量等于碳元素和氢元素质量之和,可知物质A只含碳元素和氢元素。(3)根据计算,物质A中碳元素和氢元素的质量之比是$3\,\mathrm{g}:1\,\mathrm{g}=3:1$。(4)物质A中一个分子中碳原子和氢原子的个数之比是$\dfrac{3\,\mathrm{g}}{12}:\dfrac{1\,\mathrm{g}}{1}=1:4$,故该物质最有可能的化学式是$\mathrm{CH}_4$。

【分析】
首先依据质量守恒定律，参加反应的物质总质量等于生成物总质量，可计算出物质A的质量；再通过计算生成物中碳、氢元素的质量，将两者之和与A的质量对比，判断A的元素组成（因氧气仅含氧元素，若碳、氢总质量等于A的质量，则A仅含碳、氢元素）；接着根据碳、氢元素质量计算其质量比；最后由元素质量比推导原子个数比，确定物质A的化学式。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，参加反应的A的质量 = 生成CO₂的质量 + 生成H₂O的质量 - 参加反应的O₂的质量 = 11g + 9g - 16g = 4g；
(2) 计算生成物中碳、氢元素的质量：
CO₂中碳元素质量 = 11g × (12/44) = 3g；
H₂O中氢元素质量 = 9g × (2/18) = 1g；
碳、氢元素总质量 = 3g + 1g = 4g，恰好等于A的质量，说明A不含氧元素，一定含有碳、氢元素；
(3) 物质A中碳、氢元素的质量比 = 3g : 1g = 3:1；
(4) 设A的化学式为CₓHᵧ，碳、氢元素质量比为(12x):y = 3:1，解得x:y = 1:4，故A最可能的化学式为CH₄。
【答案】
(1) 4g；(2) 碳、氢；(3) m(C):m(H)=3:1；(4) CH₄
【知识点】
质量守恒定律、元素质量计算、化学式确定
【点评】
本题是化学基础计算题，围绕质量守恒定律展开，结合元素质量计算、原子个数比推导化学式，重点考查学生对质量守恒定律的理解及相关计算的应用能力，步骤清晰，难度适中。
【难度系数】
0.5