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6. 梦天实验舱燃烧科学实验柜采用a作燃料成功实施首次在轨点火实验。a完全燃烧的反应微观示意图如图所示。下列说法错误的是()。
A.该反应的化学方程式为$\ce{CH_{4} + O_{2} \xlongequal{\mathrm{点燃}} CO_{2} + H_{2}O}$
B.反应前后分子个数不变
C.a分子中C、H原子的个数比为$1:4$
D.反应生成c、d的质量比为$11:9$
A.该反应的化学方程式为$\ce{CH_{4} + O_{2} \xlongequal{\mathrm{点燃}} CO_{2} + H_{2}O}$
B.反应前后分子个数不变
C.a分子中C、H原子的个数比为$1:4$
D.反应生成c、d的质量比为$11:9$
答案
A
解析
【分析】
首先根据微观示意图确定各物质的化学式：a为$\ce{CH_{4}}$，b为$\ce{O_{2}}$，c为$\ce{CO_{2}}$，d为$\ce{H_{2}O}$。解题时需先配平该反应的化学方程式，再逐一分析各选项的正确性：明确反应前后分子数、原子个数比、生成物质量比等，判断选项是否符合事实。
【解析】
根据微观示意图，反应的反应物为$\ce{CH_{4}}$和$\ce{O_{2}}$，生成物为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，依据原子守恒配平化学方程式得：$\ce{CH_{4} + 2O_{2} \xlongequal{\mathrm{点燃}} CO_{2} + 2H_{2}O}$。
选项A：给出的化学方程式未配平，正确的应为$\ce{CH_{4} + 2O_{2} \xlongequal{\mathrm{点燃}} CO_{2} + 2H_{2}O}$，故A错误。
选项B：反应前分子总数为$1+2=3$，反应后分子总数为$1+2=3$，分子个数不变，故B正确。
选项C：a为$\ce{CH_{4}}$，其中C、H原子个数比为$1:4$，故C正确。
选项D：生成$\ce{CO_{2}}$的相对质量为44，生成$\ce{H_{2}O}$的总相对质量为$2×18=36$，质量比为$44:36=11:9$，故D正确。
【答案】
A
【知识点】
化学方程式配平、微观示意图应用、质量比计算
【点评】
本题结合微观示意图考查化学方程式的核心知识，需先准确配平化学方程式，再分析分子个数、原子个数比、生成物质量比，易错点为化学方程式的配平，需牢记原子守恒原则。
【难度系数】
0.5
首先根据微观示意图确定各物质的化学式：a为$\ce{CH_{4}}$，b为$\ce{O_{2}}$，c为$\ce{CO_{2}}$，d为$\ce{H_{2}O}$。解题时需先配平该反应的化学方程式，再逐一分析各选项的正确性：明确反应前后分子数、原子个数比、生成物质量比等，判断选项是否符合事实。
【解析】
根据微观示意图，反应的反应物为$\ce{CH_{4}}$和$\ce{O_{2}}$，生成物为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，依据原子守恒配平化学方程式得：$\ce{CH_{4} + 2O_{2} \xlongequal{\mathrm{点燃}} CO_{2} + 2H_{2}O}$。
选项A：给出的化学方程式未配平，正确的应为$\ce{CH_{4} + 2O_{2} \xlongequal{\mathrm{点燃}} CO_{2} + 2H_{2}O}$，故A错误。
选项B：反应前分子总数为$1+2=3$，反应后分子总数为$1+2=3$，分子个数不变，故B正确。
选项C：a为$\ce{CH_{4}}$，其中C、H原子个数比为$1:4$，故C正确。
选项D：生成$\ce{CO_{2}}$的相对质量为44，生成$\ce{H_{2}O}$的总相对质量为$2×18=36$，质量比为$44:36=11:9$，故D正确。
【答案】
A
【知识点】
化学方程式配平、微观示意图应用、质量比计算
【点评】
本题结合微观示意图考查化学方程式的核心知识，需先准确配平化学方程式，再分析分子个数、原子个数比、生成物质量比，易错点为化学方程式的配平，需牢记原子守恒原则。
【难度系数】
0.5
7. 钛(Ti)和钛合金广泛应用于火箭、导弹、航天飞机和通信设备等。工业上生产钛的反应为$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温} 2MgCl_{2} + Ti}$。
(1)$\ce{TiCl_{4}}$中钛、氯元素的质量比为。
(2)若要生产12 t钛，至少需要镁的质量是多少？(写出计算过程)
(1)$\ce{TiCl_{4}}$中钛、氯元素的质量比为。
(2)若要生产12 t钛，至少需要镁的质量是多少？(写出计算过程)
答案
(1) 24:71
(2)
解：设至少需要镁的质量为x。
$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温} 2MgCl_{2} + Ti}$
48 48
x 12 t
$\frac{48}{48}=\frac{x}{12\ \mathrm{t}}$
$x=12\ \mathrm{t}$
答：至少需要镁的质量为12 t。
(2)
解：设至少需要镁的质量为x。
$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温} 2MgCl_{2} + Ti}$
48 48
x 12 t
$\frac{48}{48}=\frac{x}{12\ \mathrm{t}}$
$x=12\ \mathrm{t}$
答：至少需要镁的质量为12 t。
解析
【分析】
第(1)问，计算化合物中元素质量比，需依据“元素质量=相对原子质量×原子个数”，先确定$\ce{TiCl_{4}}$中钛、氯的原子个数，再代入对应相对原子质量计算比值；第(2)问，根据化学方程式计算时，需遵循“设未知量→写方程式→找相对质量与实际质量→列比例式→求解→作答”的规范步骤，注意化学方程式中各物质的质量关系对应正确。
【解析】
(1) $\ce{TiCl_{4}}$中钛元素的相对原子质量为48，氯元素的相对原子质量为35.5，钛、氯原子个数比为1:4，因此钛、氯元素的质量比为：$48:(35.5×4)=48:142=24:71$；
(2) 解：设至少需要镁的质量为$x$。
$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温} 2MgCl_{2} + Ti}$
相对质量：$2×24=48$ $\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad48$
实际质量：$\quad x$ $\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad12\ \mathrm{t}$
列比例式：$\frac{48}{48}=\frac{x}{12\ \mathrm{t}}$
解得：$x=12\ \mathrm{t}$
答：至少需要镁的质量为12 t。
【答案】
(1)24:71；(2)12 t
【知识点】
根据化学式计算元素质量比、根据化学方程式的计算
【点评】
本题为化学基础计算题型，涵盖化学式相关计算和化学方程式的简单计算，步骤明确，难度较低，是化学计算的核心基础内容，需掌握基本公式与解题规范。
【难度系数】
0.8
第(1)问，计算化合物中元素质量比，需依据“元素质量=相对原子质量×原子个数”，先确定$\ce{TiCl_{4}}$中钛、氯的原子个数，再代入对应相对原子质量计算比值；第(2)问，根据化学方程式计算时，需遵循“设未知量→写方程式→找相对质量与实际质量→列比例式→求解→作答”的规范步骤，注意化学方程式中各物质的质量关系对应正确。
【解析】
(1) $\ce{TiCl_{4}}$中钛元素的相对原子质量为48，氯元素的相对原子质量为35.5，钛、氯原子个数比为1:4，因此钛、氯元素的质量比为：$48:(35.5×4)=48:142=24:71$；
(2) 解：设至少需要镁的质量为$x$。
$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温} 2MgCl_{2} + Ti}$
相对质量：$2×24=48$ $\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad48$
实际质量：$\quad x$ $\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad12\ \mathrm{t}$
列比例式：$\frac{48}{48}=\frac{x}{12\ \mathrm{t}}$
解得：$x=12\ \mathrm{t}$
答：至少需要镁的质量为12 t。
【答案】
(1)24:71；(2)12 t
【知识点】
根据化学式计算元素质量比、根据化学方程式的计算
【点评】
本题为化学基础计算题型，涵盖化学式相关计算和化学方程式的简单计算，步骤明确，难度较低，是化学计算的核心基础内容，需掌握基本公式与解题规范。
【难度系数】
0.8
8.广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁，主要是利用从海水中提取的$\ce{MgCl_{2}}$制取的。完全电解熔融状态的$\ce{MgCl_{2}}$ 190 g，制得$\ce{Mg}$的质量是多少？（写出计算过程）
答案
解：设制得Mg的质量为x。
$\ce{MgCl_{2}(熔融)\xlongequal{通电} Mg + Cl_{2}\uparrow}$
95 24
190 g x
$\frac{95}{24}=\frac{190\ \mathrm{g}}{x}$
$x=\frac{24×190\ \mathrm{g}}{95}=48\ \mathrm{g}$
答：制得Mg的质量是48 g。
$\ce{MgCl_{2}(熔融)\xlongequal{通电} Mg + Cl_{2}\uparrow}$
95 24
190 g x
$\frac{95}{24}=\frac{190\ \mathrm{g}}{x}$
$x=\frac{24×190\ \mathrm{g}}{95}=48\ \mathrm{g}$
答：制得Mg的质量是48 g。
解析
【分析】本题是根据化学方程式进行的计算问题，解题思路为：①先写出电解熔融氯化镁制取镁的正确化学方程式；②确定已知量（氯化镁的质量190g）和未知量（生成镁的质量）；③计算出反应中氯化镁和镁的相对质量；④根据化学方程式中各物质的质量比等于相对质量之比，列出比例式求解未知量。
【解析】解：设制得Mg的质量为x。
$\ce{MgCl_{2}(熔融)\xlongequal{通电} Mg + Cl_{2}\uparrow}$
$\ce{MgCl_{2}}$的相对分子质量为$24 + 35.5×2 = 95$，$\ce{Mg}$的相对原子质量为24，根据化学方程式中各物质的质量比等于相对质量之比，可得：
$\frac{95}{24}=\frac{190\ \mathrm{g}}{x}$
解得：$x=\frac{24×190\ \mathrm{g}}{95}=48\ \mathrm{g}$
【答案】48 g
【知识点】根据化学方程式的计算；相对分子质量计算
【点评】本题是化学计算的基础题型，考查学生对根据化学方程式计算步骤的掌握，只要牢记计算流程、准确计算相对质量，即可顺利完成解答。
【难度系数】0.7
【解析】解：设制得Mg的质量为x。
$\ce{MgCl_{2}(熔融)\xlongequal{通电} Mg + Cl_{2}\uparrow}$
$\ce{MgCl_{2}}$的相对分子质量为$24 + 35.5×2 = 95$，$\ce{Mg}$的相对原子质量为24，根据化学方程式中各物质的质量比等于相对质量之比，可得：
$\frac{95}{24}=\frac{190\ \mathrm{g}}{x}$
解得：$x=\frac{24×190\ \mathrm{g}}{95}=48\ \mathrm{g}$
【答案】48 g
【知识点】根据化学方程式的计算；相对分子质量计算
【点评】本题是化学计算的基础题型，考查学生对根据化学方程式计算步骤的掌握，只要牢记计算流程、准确计算相对质量，即可顺利完成解答。
【难度系数】0.7
9.“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾($\ce{KO_{2}}$)，产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应，其化学方程式为$\ce{4KO_{2} + 2H_{2}O = 4KOH + 3O_{2}↑}$，制氧剂中其他成分不能生成氧气。
(1)超氧化钾($\ce{KO_{2}}$)中钾元素的化合价为。
(2)若该呼吸器需为使用者提供48 g氧气，则至少需要超氧化钾的质量为多少克？
(1)超氧化钾($\ce{KO_{2}}$)中钾元素的化合价为。
(2)若该呼吸器需为使用者提供48 g氧气，则至少需要超氧化钾的质量为多少克？
答案
解：
(1) $\boldsymbol{+1}$
(2) 设至少需要超氧化钾的质量为$x$。
$\ce{4KO_{2} + 2H_{2}O = 4KOH + 3O_{2}↑}$
$4×71=284$ $\quad\quad\quad\quad\quad\quad 3×32=96$
$x$ $\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 48\ \mathrm{g}$
$\dfrac{284}{96}=\dfrac{x}{48\ \mathrm{g}}$
解得：$x=142\ \mathrm{g}$
答：至少需要超氧化钾的质量为142 g。
(1) $\boldsymbol{+1}$
(2) 设至少需要超氧化钾的质量为$x$。
$\ce{4KO_{2} + 2H_{2}O = 4KOH + 3O_{2}↑}$
$4×71=284$ $\quad\quad\quad\quad\quad\quad 3×32=96$
$x$ $\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 48\ \mathrm{g}$
$\dfrac{284}{96}=\dfrac{x}{48\ \mathrm{g}}$
解得：$x=142\ \mathrm{g}$
答：至少需要超氧化钾的质量为142 g。
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问考查化合物中元素化合价的计算，需利用“化合物中各元素正负化合价代数和为0”的规则，结合钾元素常见化合价及超氧化钾中氧元素的化合价求解；第二问考查根据化学方程式的计算，需先正确书写化学方程式，找出已知量（氧气质量）与未知量（超氧化钾质量）的对应关系，通过相对质量列比例式计算，最后规范作答。
【解析】
(1) 根据化合物中各元素正负化合价代数和为0，超氧化钾（$\ce{KO_{2}}$）中氧元素的化合价为$-1$价，设钾元素的化合价为$x$，则$x + (-1) = 0$，解得$x=+1$。
(2) 设至少需要超氧化钾的质量为$x$。
反应的化学方程式为：$\ce{4KO_{2} + 2H_{2}O = 4KOH + 3O_{2}↑}$
计算相关物质的相对总质量：$\ce{4KO_{2}}$的相对总质量为$4×(39 + 16×2)=284$，$\ce{3O_{2}}$的相对总质量为$3×(16×2)=96$。
根据已知氧气质量为$48\ \mathrm{g}$，列比例式：$\dfrac{284}{96} = \dfrac{x}{48\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \dfrac{284×48\ \mathrm{g}}{96} = 142\ \mathrm{g}$
答：至少需要超氧化钾的质量为142 g。
【答案】
(1) $+1$；(2) $142\ \mathrm{g}$
【知识点】
化合价的计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题属于化学基础题型，分别考查化合价计算和化学方程式的基本计算，知识点明确，步骤清晰，只要掌握化合价规则和化学方程式计算的基本格式即可正确解答，适合巩固化学计算的基础能力。
【难度系数】
0.8
本题分为两小问，第一问考查化合物中元素化合价的计算，需利用“化合物中各元素正负化合价代数和为0”的规则，结合钾元素常见化合价及超氧化钾中氧元素的化合价求解；第二问考查根据化学方程式的计算，需先正确书写化学方程式，找出已知量（氧气质量）与未知量（超氧化钾质量）的对应关系，通过相对质量列比例式计算，最后规范作答。
【解析】
(1) 根据化合物中各元素正负化合价代数和为0，超氧化钾（$\ce{KO_{2}}$）中氧元素的化合价为$-1$价，设钾元素的化合价为$x$，则$x + (-1) = 0$，解得$x=+1$。
(2) 设至少需要超氧化钾的质量为$x$。
反应的化学方程式为：$\ce{4KO_{2} + 2H_{2}O = 4KOH + 3O_{2}↑}$
计算相关物质的相对总质量：$\ce{4KO_{2}}$的相对总质量为$4×(39 + 16×2)=284$，$\ce{3O_{2}}$的相对总质量为$3×(16×2)=96$。
根据已知氧气质量为$48\ \mathrm{g}$，列比例式：$\dfrac{284}{96} = \dfrac{x}{48\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \dfrac{284×48\ \mathrm{g}}{96} = 142\ \mathrm{g}$
答：至少需要超氧化钾的质量为142 g。
【答案】
(1) $+1$；(2) $142\ \mathrm{g}$
【知识点】
化合价的计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题属于化学基础题型，分别考查化合价计算和化学方程式的基本计算，知识点明确，步骤清晰，只要掌握化合价规则和化学方程式计算的基本格式即可正确解答，适合巩固化学计算的基础能力。
【难度系数】
0.8
