登录
12. $B$ 将16g硫在给定量的氧气中燃烧，有如下实验数据。回答下列问题。
(1)硫与氧气反应的化学方程式为
(2)分析以上数据说明，在三次实验中第
(3)第
(4)表中$x$的值为
(1)硫与氧气反应的化学方程式为
$S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}$
，反应中$m$(硫)$:m$(氧气)$:m$(二氧化硫)$=$1:1:2
。(2)分析以上数据说明，在三次实验中第
二
次恰好完全反应。(3)第
一
次实验中硫有剩余，剩余8
g。(4)表中$x$的值为
32
。答案
12.(1)$S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}$ 1:1:2 (2)二 (3)一 8 (4)32
解析
【分析】
本题围绕硫与氧气反应的实验数据展开，需先明确硫燃烧的反应原理，结合化学方程式计算各物质的质量比，再通过对比每次实验中硫和氧气的质量，判断反应中哪种物质过量，进而分析恰好反应的次数、剩余物质量及生成二氧化硫的质量，核心是利用质量守恒定律和化学方程式的质量关系解题。
【解析】
(1) 硫在氧气中点燃生成二氧化硫，化学方程式为$\ce{S + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}SO_{2}}$；根据化学方程式，各物质的相对质量分别为：$\mathrm{S}$是32，$\mathrm{O}_2$是$16×2=32$，$\mathrm{SO}_2$是$32+32=64$，因此反应中$m(\mathrm{硫}):m(\mathrm{氧气}):m(\mathrm{二氧化硫})=32:32:64=1:1:2$。
(2) 分析三次实验：
第一次：硫16g，氧气8g，根据质量比，16g硫需要16g氧气才能完全反应，氧气不足，只能反应8g硫，生成16g二氧化硫，硫剩余；
第二次：硫16g，氧气16g，恰好符合$1:1$的质量比，二者完全反应；
第三次：硫16g，氧气24g，氧气过量，只能反应16g硫和16g氧气，生成32g二氧化硫。
因此第二次实验恰好完全反应。
(3) 第一次实验中，反应的硫质量等于消耗的氧气质量（8g），剩余硫的质量为$16g - 8g=8g$，即第一次实验硫有剩余，剩余8g。
(4) 第三次实验中，硫完全反应（16g），消耗氧气16g，根据质量守恒，生成二氧化硫的质量为$16g+16g=32g$，故$x=32$。
【答案】
(1)$\ce{S + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}SO_{2}}$；$1:1:2$ (2)二 (3)一；$8$ (4)$32$
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、硫的燃烧反应
【点评】
本题通过实验数据考查化学方程式的应用，关键是判断反应中过量的物质，利用恰好反应的质量比分析各物质的反应情况，属于基础计算类题目，需学生掌握质量守恒定律和化学方程式的意义。
【难度系数】
0.4
本题围绕硫与氧气反应的实验数据展开，需先明确硫燃烧的反应原理，结合化学方程式计算各物质的质量比，再通过对比每次实验中硫和氧气的质量，判断反应中哪种物质过量，进而分析恰好反应的次数、剩余物质量及生成二氧化硫的质量，核心是利用质量守恒定律和化学方程式的质量关系解题。
【解析】
(1) 硫在氧气中点燃生成二氧化硫，化学方程式为$\ce{S + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}SO_{2}}$；根据化学方程式，各物质的相对质量分别为：$\mathrm{S}$是32，$\mathrm{O}_2$是$16×2=32$，$\mathrm{SO}_2$是$32+32=64$，因此反应中$m(\mathrm{硫}):m(\mathrm{氧气}):m(\mathrm{二氧化硫})=32:32:64=1:1:2$。
(2) 分析三次实验：
第一次：硫16g，氧气8g，根据质量比，16g硫需要16g氧气才能完全反应，氧气不足，只能反应8g硫，生成16g二氧化硫，硫剩余；
第二次：硫16g，氧气16g，恰好符合$1:1$的质量比，二者完全反应；
第三次：硫16g，氧气24g，氧气过量，只能反应16g硫和16g氧气，生成32g二氧化硫。
因此第二次实验恰好完全反应。
(3) 第一次实验中，反应的硫质量等于消耗的氧气质量（8g），剩余硫的质量为$16g - 8g=8g$，即第一次实验硫有剩余，剩余8g。
(4) 第三次实验中，硫完全反应（16g），消耗氧气16g，根据质量守恒，生成二氧化硫的质量为$16g+16g=32g$，故$x=32$。
【答案】
(1)$\ce{S + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}SO_{2}}$；$1:1:2$ (2)二 (3)一；$8$ (4)$32$
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、硫的燃烧反应
【点评】
本题通过实验数据考查化学方程式的应用，关键是判断反应中过量的物质，利用恰好反应的质量比分析各物质的反应情况，属于基础计算类题目，需学生掌握质量守恒定律和化学方程式的意义。
【难度系数】
0.4
13. C 质量守恒定律是自然界的普遍规律，它揭示了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系。
第13题图
(一)利用如图甲实验验证质量守恒定律，请回答下列问题。
(1)请写出红磷燃烧的符号表达式：
(2)实验时，要先将玻璃管灼烧至红热的目的是
(3)红磷燃烧直至冷却，可观察到玻璃管上的气球
(二)密闭容器中发生的某化学反应，各物质的分子数目随时间变化情况如图乙所示，物质Y和Z的质量随时间变化情况如图丙所示。请据图回答下列问题。
(4)X与Y在该反应中的质量变化之比为
(5)若Z的相对分子质量为17，则Y的相对分子质量是
(三)请回答有关草酸亚铁的问题。
(6)将0.72g草酸亚铁$(FeC_{2}O_{4}$放在一个可称量的敞口容器中高温焙烧，$500∼ 600°\mathrm{C}$时，容器中的固体质量保持0.4g不变，该固体是一种氧化物，其化学式为
第13题图
(一)利用如图甲实验验证质量守恒定律，请回答下列问题。
(1)请写出红磷燃烧的符号表达式：
$P + O_{2}\xrightarrow{点燃}P_{2}O_{5}$
。(2)实验时，要先将玻璃管灼烧至红热的目的是
引燃红磷
。(3)红磷燃烧直至冷却，可观察到玻璃管上的气球
先变大后变小
(填实验现象)，天平仍平衡。(二)密闭容器中发生的某化学反应，各物质的分子数目随时间变化情况如图乙所示，物质Y和Z的质量随时间变化情况如图丙所示。请据图回答下列问题。
(4)X与Y在该反应中的质量变化之比为
3:14
(填最简整数比)。(5)若Z的相对分子质量为17，则Y的相对分子质量是
28
。(三)请回答有关草酸亚铁的问题。
(6)将0.72g草酸亚铁$(FeC_{2}O_{4}$放在一个可称量的敞口容器中高温焙烧，$500∼ 600°\mathrm{C}$时，容器中的固体质量保持0.4g不变，该固体是一种氧化物，其化学式为
$Fe_{2}O_{3}$
。答案
13.(1)$P + O_{2}\xrightarrow{点燃}P_{2}O_{5}$ (2)引燃红磷 (3)先变大后变小 (4)3:14 (5)28 (6)$Fe_{2}O_{3}$
点拨:(4)从图丙可以看出,在$t_{2}$时,参加反应的Y的质量为14g,生成Z的质量为17g,根据质量守恒定律,则参加反应的X的质量为17g-14g=3g,参加反应的X与Y的质量比为3g:14g=3:14。(5)从图乙可以看出,随着反应的进行,Y、X分子数不断减少,因此为反应物,Z分子数不断增加,则为生成物,在$t_{1}$时X参加反应的分子数为6n-3n=3n,Y参加反应的分子数为5n-4n=n,生成Z的分子数为2n,则参加反应的X、Y、Z的分子数之比为3n:n:2n=3:1:2,根据参加反应的分子数之比等于化学计量数之比,因此化学方程式为3X+Y=2Z,根据图丙可知,参加反应的Z、Y的质量比为17:14,则2Z:Y=17:14,若Z的相对分子质量为17,则Y的相对分子质量为28。(6)0.72g草酸亚铁中含铁元素的质量为$0.72g×\dfrac{56}{144}×100\%=0.28g$,反应后固体质量为0.4g且该固体是一种氧化物,则铁元素和氧元素的质量比为0.28g:(0.4g-0.28g)=7:3,设铁的氧化物的化学式为$Fe_{x}O_{y}$,$56x:16y=7:3$,则x:y=2:3,故所得物质的化学式为$Fe_{2}O_{3}$。
点拨:(4)从图丙可以看出,在$t_{2}$时,参加反应的Y的质量为14g,生成Z的质量为17g,根据质量守恒定律,则参加反应的X的质量为17g-14g=3g,参加反应的X与Y的质量比为3g:14g=3:14。(5)从图乙可以看出,随着反应的进行,Y、X分子数不断减少,因此为反应物,Z分子数不断增加,则为生成物,在$t_{1}$时X参加反应的分子数为6n-3n=3n,Y参加反应的分子数为5n-4n=n,生成Z的分子数为2n,则参加反应的X、Y、Z的分子数之比为3n:n:2n=3:1:2,根据参加反应的分子数之比等于化学计量数之比,因此化学方程式为3X+Y=2Z,根据图丙可知,参加反应的Z、Y的质量比为17:14,则2Z:Y=17:14,若Z的相对分子质量为17,则Y的相对分子质量为28。(6)0.72g草酸亚铁中含铁元素的质量为$0.72g×\dfrac{56}{144}×100\%=0.28g$,反应后固体质量为0.4g且该固体是一种氧化物,则铁元素和氧元素的质量比为0.28g:(0.4g-0.28g)=7:3,设铁的氧化物的化学式为$Fe_{x}O_{y}$,$56x:16y=7:3$,则x:y=2:3,故所得物质的化学式为$Fe_{2}O_{3}$。
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律，结合红磷燃烧实验、化学反应中分子数目与质量变化、草酸亚铁分解的计算展开。解题思路：（1）红磷燃烧的符号表达式需明确反应物、生成物和反应条件；（2）玻璃管灼烧红热是为了提供热量达到红磷着火点，引燃红磷；（3）红磷燃烧放热使气球膨胀，冷却后因消耗氧气装置内压强减小，气球变小；（4）根据质量守恒，由图丙算出参加反应的X质量，进而得X与Y的质量比；（5）由图乙确定反应的分子个数比，结合图丙的质量比和Z的相对分子质量，计算Y的相对分子质量；（6）先计算草酸亚铁中铁元素质量，再根据反应后固体质量算出氧元素质量，确定铁的氧化物化学式。
【解析】
(1) 红磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷，符号表达式为$\ce{P + O_{2}\xrightarrow{点燃}P_{2}O_{5}}$；
(2) 红磷着火点较高，将玻璃管灼烧至红热的目的是引燃红磷；
(3) 红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，气球变大；反应结束后冷却至室温，红磷燃烧消耗氧气，装置内压强减小，气球变小，故气球现象是先变大后变小；
(4) 由图丙可知，$t_2$时参加反应的Y质量为14g，生成Z质量为17g，根据质量守恒定律，参加反应的X质量为$17g -14g=3g$，则X与Y的质量变化之比为$3g:14g=3:14$；
(5) 由图乙可知，反应中X减少的分子数为$6n-3n=3n$，Y减少的分子数为$5n-4n=n$，Z增加的分子数为$2n$，故参加反应的X、Y、Z分子数之比为$3n:n:2n=3:1:2$，对应化学方程式为$\ce{3X + Y=2Z}$；由图丙知，参加反应的Y与Z质量比为$14g:17g=14:17$，设Y的相对分子质量为$M$，Z相对分子质量为17，则$\frac{M}{2×17}=\frac{14}{17}$，解得$M=28$；
(6) 草酸亚铁（$\ce{FeC_{2}O_{4}}$）的相对分子质量为$56+12×2+16×4=144$，0.72g草酸亚铁中铁元素质量为$0.72g×\frac{56}{144}=0.28g$；反应后固体为铁的氧化物，质量0.4g，其中氧元素质量为$0.4g-0.28g=0.12g$；设铁的氧化物化学式为$\ce{Fe_{x}O_{y}}$，则$\frac{56x}{16y}=\frac{0.28g}{0.12g}=\frac{7}{3}$，解得$x:y=2:3$，故化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$。
【答案】
(1)$\ce{P + O_{2}\xrightarrow{点燃}P_{2}O_{5}}$；(2)引燃红磷；(3)先变大后变小；(4)$3:14$；(5)$28$；(6)$\ce{Fe_{2}O_{3}}$
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、根据化学式计算
【点评】
本题综合考查质量守恒定律的应用，涵盖实验现象分析、化学用语书写、化学反应定量计算，需结合图像信息分析反应关系，能较好考查学生综合分析能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕质量守恒定律，结合红磷燃烧实验、化学反应中分子数目与质量变化、草酸亚铁分解的计算展开。解题思路：（1）红磷燃烧的符号表达式需明确反应物、生成物和反应条件；（2）玻璃管灼烧红热是为了提供热量达到红磷着火点，引燃红磷；（3）红磷燃烧放热使气球膨胀，冷却后因消耗氧气装置内压强减小，气球变小；（4）根据质量守恒，由图丙算出参加反应的X质量，进而得X与Y的质量比；（5）由图乙确定反应的分子个数比，结合图丙的质量比和Z的相对分子质量，计算Y的相对分子质量；（6）先计算草酸亚铁中铁元素质量，再根据反应后固体质量算出氧元素质量，确定铁的氧化物化学式。
【解析】
(1) 红磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷，符号表达式为$\ce{P + O_{2}\xrightarrow{点燃}P_{2}O_{5}}$；
(2) 红磷着火点较高，将玻璃管灼烧至红热的目的是引燃红磷；
(3) 红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，气球变大；反应结束后冷却至室温，红磷燃烧消耗氧气，装置内压强减小，气球变小，故气球现象是先变大后变小；
(4) 由图丙可知，$t_2$时参加反应的Y质量为14g，生成Z质量为17g，根据质量守恒定律，参加反应的X质量为$17g -14g=3g$，则X与Y的质量变化之比为$3g:14g=3:14$；
(5) 由图乙可知，反应中X减少的分子数为$6n-3n=3n$，Y减少的分子数为$5n-4n=n$，Z增加的分子数为$2n$，故参加反应的X、Y、Z分子数之比为$3n:n:2n=3:1:2$，对应化学方程式为$\ce{3X + Y=2Z}$；由图丙知，参加反应的Y与Z质量比为$14g:17g=14:17$，设Y的相对分子质量为$M$，Z相对分子质量为17，则$\frac{M}{2×17}=\frac{14}{17}$，解得$M=28$；
(6) 草酸亚铁（$\ce{FeC_{2}O_{4}}$）的相对分子质量为$56+12×2+16×4=144$，0.72g草酸亚铁中铁元素质量为$0.72g×\frac{56}{144}=0.28g$；反应后固体为铁的氧化物，质量0.4g，其中氧元素质量为$0.4g-0.28g=0.12g$；设铁的氧化物化学式为$\ce{Fe_{x}O_{y}}$，则$\frac{56x}{16y}=\frac{0.28g}{0.12g}=\frac{7}{3}$，解得$x:y=2:3$，故化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$。
【答案】
(1)$\ce{P + O_{2}\xrightarrow{点燃}P_{2}O_{5}}$；(2)引燃红磷；(3)先变大后变小；(4)$3:14$；(5)$28$；(6)$\ce{Fe_{2}O_{3}}$
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、根据化学式计算
【点评】
本题综合考查质量守恒定律的应用，涵盖实验现象分析、化学用语书写、化学反应定量计算，需结合图像信息分析反应关系，能较好考查学生综合分析能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
