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9. 在密闭容器内进行某化学反应，测量反应前($t_0$)、反应中($t_1$)、反应后($t_2$)三个时刻甲、乙、丙、丁四种物质的质量分数，得到质量分数分布图分别如下所示。下列说法正确的是（
A.该反应为化合反应
B.该反应中，参加反应的甲和生成的丁的质量比为$20:11$
C.$t_2$时刻，还有乙存在，说明乙是催化剂
D.$t_1$时刻，乙和丙的质量比为$7:16$
B
）A.该反应为化合反应
B.该反应中，参加反应的甲和生成的丁的质量比为$20:11$
C.$t_2$时刻，还有乙存在，说明乙是催化剂
D.$t_1$时刻，乙和丙的质量比为$7:16$
答案
9.B
解析
【分析】
首先根据密闭容器中反应前后各物质质量分数总和为100%，计算反应前（$t_0$）丁的质量分数、反应后（$t_2$）乙的质量分数；再依据质量守恒定律，确定各物质是反应物还是生成物，计算反应中各物质的质量变化，逐一分析选项。步骤如下：①计算$t_0$时丁的质量分数；②计算$t_2$时乙的质量分数；③根据质量守恒判断反应物、生成物及反应类型；④逐一验证选项的正确性。
【解析】
1. 计算各时刻物质质量分数：
$t_0$时：丁的质量分数 = $100\% - 40\%（甲） - 21\%（乙） - 22\%（丙） = 17\%$；
$t_2$时：乙的质量分数 = $100\% - 54\%（丙） - 39\%（丁） = 7\%$；
2. 依据质量守恒定律分析反应：
反应物质量减少，生成物质量增加：
甲：减少量 = $40\% - 0\% = 40\%$（反应物）；
乙：减少量 = $21\% - 7\% = 14\%$（反应物）；
丙：增加量 = $54\% - 22\% = 32\%$（生成物）；
丁：增加量 = $39\% - 17\% = 22\%$（生成物）；
反应表达式为：甲 + 乙 → 丙 + 丁，属于两种物质生成两种物质的反应，不是化合反应（化合反应为“多变一”），故A错误；
3. 分析选项B：参加反应的甲质量为$40\%$，生成的丁质量为$22\%$，质量比 = $40\%:22\% = 20:11$，故B正确；
4. 分析选项C：$t_2$时乙质量减少，是反应物，不是催化剂（催化剂反应前后质量不变），故C错误；
5. 分析选项D：$t_1$时，甲反应了一半（甲质量分数为$20\%$），甲、乙反应质量比为$40\%:14\% = 20:7$，则反应的乙为$7\%$，$t_1$时乙的质量 = $21\% - 7\% = 14\%$；甲、丙反应质量比为$40\%:32\% = 5:4$，反应$20\%$甲对应生成丙$16\%$，$t_1$时丙的质量 = $22\% + 16\% = 38\%$；乙和丙质量比 = $14\%:38\% = 7:19 ≠ 7:16$，故D错误；
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律；反应类型判断；化学计算
【点评】
本题结合饼图考查质量守恒定律的应用，核心是通过各物质质量分数变化确定反应物、生成物及反应的质量关系，需准确理解催化剂的特点和反应类型的判断依据，对逻辑分析能力要求适中。
【难度系数】
0.5
首先根据密闭容器中反应前后各物质质量分数总和为100%，计算反应前（$t_0$）丁的质量分数、反应后（$t_2$）乙的质量分数；再依据质量守恒定律，确定各物质是反应物还是生成物，计算反应中各物质的质量变化，逐一分析选项。步骤如下：①计算$t_0$时丁的质量分数；②计算$t_2$时乙的质量分数；③根据质量守恒判断反应物、生成物及反应类型；④逐一验证选项的正确性。
【解析】
1. 计算各时刻物质质量分数：
$t_0$时：丁的质量分数 = $100\% - 40\%（甲） - 21\%（乙） - 22\%（丙） = 17\%$；
$t_2$时：乙的质量分数 = $100\% - 54\%（丙） - 39\%（丁） = 7\%$；
2. 依据质量守恒定律分析反应：
反应物质量减少，生成物质量增加：
甲：减少量 = $40\% - 0\% = 40\%$（反应物）；
乙：减少量 = $21\% - 7\% = 14\%$（反应物）；
丙：增加量 = $54\% - 22\% = 32\%$（生成物）；
丁：增加量 = $39\% - 17\% = 22\%$（生成物）；
反应表达式为：甲 + 乙 → 丙 + 丁，属于两种物质生成两种物质的反应，不是化合反应（化合反应为“多变一”），故A错误；
3. 分析选项B：参加反应的甲质量为$40\%$，生成的丁质量为$22\%$，质量比 = $40\%:22\% = 20:11$，故B正确；
4. 分析选项C：$t_2$时乙质量减少，是反应物，不是催化剂（催化剂反应前后质量不变），故C错误；
5. 分析选项D：$t_1$时，甲反应了一半（甲质量分数为$20\%$），甲、乙反应质量比为$40\%:14\% = 20:7$，则反应的乙为$7\%$，$t_1$时乙的质量 = $21\% - 7\% = 14\%$；甲、丙反应质量比为$40\%:32\% = 5:4$，反应$20\%$甲对应生成丙$16\%$，$t_1$时丙的质量 = $22\% + 16\% = 38\%$；乙和丙质量比 = $14\%:38\% = 7:19 ≠ 7:16$，故D错误；
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律；反应类型判断；化学计算
【点评】
本题结合饼图考查质量守恒定律的应用，核心是通过各物质质量分数变化确定反应物、生成物及反应的质量关系，需准确理解催化剂的特点和反应类型的判断依据，对逻辑分析能力要求适中。
【难度系数】
0.5
10. (2024·无锡)可燃物R由碳、氢、氧中的一种或几种元素组成。一定质量的R和氧气在密闭容器中燃烧,反应前后各物质的质量如下表所示。下列叙述错误的是 (
A.$m_3=0,m_5=0$时,R中一定含有氢元素
B.$m_1+m_2=m_3$时,R中一定含有碳元素,可能含有氧元素
C.$m_3:m_4=11:9$时,R中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素
D.$\frac{8}{11}m_3+\frac{8}{9}m_4+\frac{4}{7}m_5=m_2$时,R中一定含有碳、氢、氧三种元素
D
)A.$m_3=0,m_5=0$时,R中一定含有氢元素
B.$m_1+m_2=m_3$时,R中一定含有碳元素,可能含有氧元素
C.$m_3:m_4=11:9$时,R中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素
D.$\frac{8}{11}m_3+\frac{8}{9}m_4+\frac{4}{7}m_5=m_2$时,R中一定含有碳、氢、氧三种元素
答案
10.D
解析
【分析】
本题考查质量守恒定律与元素守恒的应用，解题思路为：根据反应前后元素种类、质量不变，结合各物质的质量关系，逐一分析选项。反应中R和氧气为反应物，二氧化碳、水、一氧化碳为生成物，反应前后总质量守恒，且各元素在反应前后质量不变，据此判断各选项正误。
【解析】
根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，即$m_1 + m_2 = m_3 + m_4 + m_5$；同时，反应前后元素种类和质量不变，可计算各生成物中对应元素的质量：
二氧化碳中碳元素质量：$\frac{12}{44}m_3$，氧元素质量：$\frac{32}{44}m_3 = \frac{8}{11}m_3$；
水中氢元素质量：$\frac{2}{18}m_4 = \frac{1}{9}m_4$，氧元素质量：$\frac{16}{18}m_4 = \frac{8}{9}m_4$；
一氧化碳中碳元素质量：$\frac{12}{28}m_5$，氧元素质量：$\frac{16}{28}m_5 = \frac{4}{7}m_5$。
对各选项分析：
选项A：若$m_3=0$、$m_5=0$，说明生成物只有水，水中氢元素来自R，因此R中一定含氢元素，该选项叙述正确。
选项B：若$m_1 + m_2 = m_3$，说明生成物只有二氧化碳（$m_4=0$、$m_5=0$），二氧化碳中碳元素来自R，故R一定含碳元素；二氧化碳中氧元素质量为$\frac{8}{11}m_3$，结合$m_2 = m_3 - m_1$，若$\frac{8}{11}m_3 = m_2$则R不含氧，若$\frac{8}{11}m_3 ＞ m_2$则R含氧，因此R可能含氧元素，该选项叙述正确。
选项C：若$m_3:m_4=11:9$，设$m_3=11a$、$m_4=9a$，则二氧化碳中碳元素质量为$\frac{12}{44}×11a=3a$，水中氢元素质量为$\frac{1}{9}×9a=a$，碳、氢元素均来自R，故R一定含碳、氢元素；R的质量$m_1$等于碳、氢元素质量之和加上可能的氧元素质量，因此R可能含氧元素，该选项叙述正确。
选项D：式子$\frac{8}{11}m_3 + \frac{8}{9}m_4 + \frac{4}{7}m_5 = m_2$中，左边是生成物中所有氧元素的总质量，右边$m_2$是参加反应的氧气质量。根据元素守恒，生成物中氧元素总质量=参加反应的氧气质量 + R中氧元素质量，因此该等式说明R中氧元素质量为0，即R不含氧元素，并非一定含碳、氢、氧三种元素，该选项叙述错误。
综上，答案为D。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律；元素守恒
【点评】
本题结合表格数据考查质量守恒定律与元素守恒的应用，需准确分析各物质的元素组成及质量关系，是化学计算类的基础题型，关键在于利用元素守恒判断反应物的元素组成。
【难度系数】
0.5
本题考查质量守恒定律与元素守恒的应用，解题思路为：根据反应前后元素种类、质量不变，结合各物质的质量关系，逐一分析选项。反应中R和氧气为反应物，二氧化碳、水、一氧化碳为生成物，反应前后总质量守恒，且各元素在反应前后质量不变，据此判断各选项正误。
【解析】
根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，即$m_1 + m_2 = m_3 + m_4 + m_5$；同时，反应前后元素种类和质量不变，可计算各生成物中对应元素的质量：
二氧化碳中碳元素质量：$\frac{12}{44}m_3$，氧元素质量：$\frac{32}{44}m_3 = \frac{8}{11}m_3$；
水中氢元素质量：$\frac{2}{18}m_4 = \frac{1}{9}m_4$，氧元素质量：$\frac{16}{18}m_4 = \frac{8}{9}m_4$；
一氧化碳中碳元素质量：$\frac{12}{28}m_5$，氧元素质量：$\frac{16}{28}m_5 = \frac{4}{7}m_5$。
对各选项分析：
选项A：若$m_3=0$、$m_5=0$，说明生成物只有水，水中氢元素来自R，因此R中一定含氢元素，该选项叙述正确。
选项B：若$m_1 + m_2 = m_3$，说明生成物只有二氧化碳（$m_4=0$、$m_5=0$），二氧化碳中碳元素来自R，故R一定含碳元素；二氧化碳中氧元素质量为$\frac{8}{11}m_3$，结合$m_2 = m_3 - m_1$，若$\frac{8}{11}m_3 = m_2$则R不含氧，若$\frac{8}{11}m_3 ＞ m_2$则R含氧，因此R可能含氧元素，该选项叙述正确。
选项C：若$m_3:m_4=11:9$，设$m_3=11a$、$m_4=9a$，则二氧化碳中碳元素质量为$\frac{12}{44}×11a=3a$，水中氢元素质量为$\frac{1}{9}×9a=a$，碳、氢元素均来自R，故R一定含碳、氢元素；R的质量$m_1$等于碳、氢元素质量之和加上可能的氧元素质量，因此R可能含氧元素，该选项叙述正确。
选项D：式子$\frac{8}{11}m_3 + \frac{8}{9}m_4 + \frac{4}{7}m_5 = m_2$中，左边是生成物中所有氧元素的总质量，右边$m_2$是参加反应的氧气质量。根据元素守恒，生成物中氧元素总质量=参加反应的氧气质量 + R中氧元素质量，因此该等式说明R中氧元素质量为0，即R不含氧元素，并非一定含碳、氢、氧三种元素，该选项叙述错误。
综上，答案为D。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律；元素守恒
【点评】
本题结合表格数据考查质量守恒定律与元素守恒的应用，需准确分析各物质的元素组成及质量关系，是化学计算类的基础题型，关键在于利用元素守恒判断反应物的元素组成。
【难度系数】
0.5
11. 将一定质量的甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)和氧气($\ce{O_{2}}$)置于密闭容器中点燃,一段时间后反应停止,冷却后测得反应后各物质的质量,相关数据如下表所示。下列说法错误的是 （
A.$m＞n$
B.X 中一定含有碳元素
C.无法判断 X 中是否含有氧元素
D.生成物中碳、氢元素的质量比为 $3:1$
C
）A.$m＞n$
B.X 中一定含有碳元素
C.无法判断 X 中是否含有氧元素
D.生成物中碳、氢元素的质量比为 $3:1$
答案
11.C
解析
【分析】
本题需结合质量守恒定律，通过反应前后总质量关系、元素守恒计算各物质的元素质量，逐一判断选项正误。步骤：1. 利用质量守恒求m与n的关系，判断A；2. 由氢元素守恒计算甲醇质量，再算碳元素质量，判断B；3. 计算反应前后氧元素总质量，确定X是否含氧，判断C；4. 计算生成物中碳、氢元素总质量比，判断D。
【解析】
1. 分析A选项：根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，即 $ m + 12.8\ \mathrm{g} = 10.8\ \mathrm{g} + 8.8\ \mathrm{g} + n $，化简得 $ m = 6.8 + n $，故 $ m＞n $，A正确。
2. 分析B选项：反应后水中氢元素质量为 $ 10.8\ \mathrm{g} × \frac{2}{18} = 1.2\ \mathrm{g} $，根据氢元素守恒，甲醇中氢元素质量为1.2 g。甲醇（$\ce{CH3OH}$）中氢元素质量分数为 $ \frac{4}{32} $，则甲醇质量 $ m = 1.2\ \mathrm{g} ÷ \frac{4}{32} = 9.6\ \mathrm{g} $。甲醇中碳元素质量为 $ 9.6\ \mathrm{g} × \frac{12}{32} = 3.6\ \mathrm{g} $，反应后二氧化碳中碳元素质量为 $ 8.8\ \mathrm{g} × \frac{12}{44} = 2.4\ \mathrm{g} $，故X中碳元素质量为 $ 3.6\ \mathrm{g} - 2.4\ \mathrm{g} = 1.2\ \mathrm{g} $，X一定含碳元素，B正确。
3. 分析C选项：反应前氧元素总质量为甲醇中氧质量加氧气质量，即 $ (9.6\ \mathrm{g} × \frac{16}{32}) + 12.8\ \mathrm{g} = 17.6\ \mathrm{g} $；反应后水中氧质量为 $ 10.8\ \mathrm{g} × \frac{16}{18} = 9.6\ \mathrm{g} $，二氧化碳中氧质量为 $ 8.8\ \mathrm{g} × \frac{32}{44} = 6.4\ \mathrm{g} $，反应后氧总质量为 $ 9.6\ \mathrm{g} + 6.4\ \mathrm{g} = 16\ \mathrm{g} $，则X中氧元素质量为 $ 17.6\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 1.6\ \mathrm{g} $，故X含氧元素，C错误。
4. 分析D选项：生成物中碳、氢元素总质量比为 $ 3.6\ \mathrm{g}:1.2\ \mathrm{g} = 3:1 $，D正确。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律；元素质量计算；化学式应用
【点评】
本题核心是利用质量守恒定律和元素守恒分析反应前后物质的元素组成，需熟练掌握元素质量的计算方法，易错点为判断X的元素组成，需准确计算反应前后各元素总质量。
【难度系数】
0.5
本题需结合质量守恒定律，通过反应前后总质量关系、元素守恒计算各物质的元素质量，逐一判断选项正误。步骤：1. 利用质量守恒求m与n的关系，判断A；2. 由氢元素守恒计算甲醇质量，再算碳元素质量，判断B；3. 计算反应前后氧元素总质量，确定X是否含氧，判断C；4. 计算生成物中碳、氢元素总质量比，判断D。
【解析】
1. 分析A选项：根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，即 $ m + 12.8\ \mathrm{g} = 10.8\ \mathrm{g} + 8.8\ \mathrm{g} + n $，化简得 $ m = 6.8 + n $，故 $ m＞n $，A正确。
2. 分析B选项：反应后水中氢元素质量为 $ 10.8\ \mathrm{g} × \frac{2}{18} = 1.2\ \mathrm{g} $，根据氢元素守恒，甲醇中氢元素质量为1.2 g。甲醇（$\ce{CH3OH}$）中氢元素质量分数为 $ \frac{4}{32} $，则甲醇质量 $ m = 1.2\ \mathrm{g} ÷ \frac{4}{32} = 9.6\ \mathrm{g} $。甲醇中碳元素质量为 $ 9.6\ \mathrm{g} × \frac{12}{32} = 3.6\ \mathrm{g} $，反应后二氧化碳中碳元素质量为 $ 8.8\ \mathrm{g} × \frac{12}{44} = 2.4\ \mathrm{g} $，故X中碳元素质量为 $ 3.6\ \mathrm{g} - 2.4\ \mathrm{g} = 1.2\ \mathrm{g} $，X一定含碳元素，B正确。
3. 分析C选项：反应前氧元素总质量为甲醇中氧质量加氧气质量，即 $ (9.6\ \mathrm{g} × \frac{16}{32}) + 12.8\ \mathrm{g} = 17.6\ \mathrm{g} $；反应后水中氧质量为 $ 10.8\ \mathrm{g} × \frac{16}{18} = 9.6\ \mathrm{g} $，二氧化碳中氧质量为 $ 8.8\ \mathrm{g} × \frac{32}{44} = 6.4\ \mathrm{g} $，反应后氧总质量为 $ 9.6\ \mathrm{g} + 6.4\ \mathrm{g} = 16\ \mathrm{g} $，则X中氧元素质量为 $ 17.6\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 1.6\ \mathrm{g} $，故X含氧元素，C错误。
4. 分析D选项：生成物中碳、氢元素总质量比为 $ 3.6\ \mathrm{g}:1.2\ \mathrm{g} = 3:1 $，D正确。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律；元素质量计算；化学式应用
【点评】
本题核心是利用质量守恒定律和元素守恒分析反应前后物质的元素组成，需熟练掌握元素质量的计算方法，易错点为判断X的元素组成，需准确计算反应前后各元素总质量。
【难度系数】
0.5
12. 取一定质量的$\ce{CaCO_{3}}$高温煅烧一段时间后(反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}CaO + CO_{2}\uparrow}$)冷却，测得剩余固体的质量为$8.0\ \mathrm{g}$，剩余固体中钙元素的质量分数为$50\%$。下列判断正确的是（
A.生成$2.0\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$气体
B.原来$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$12.4\ \mathrm{g}$
C.生成$5.6\ \mathrm{g}\ \ce{CaO}$
D.剩余$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$4.0\ \mathrm{g}$
A
）A.生成$2.0\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$气体
B.原来$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$12.4\ \mathrm{g}$
C.生成$5.6\ \mathrm{g}\ \ce{CaO}$
D.剩余$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$4.0\ \mathrm{g}$
答案
12.A
解析
【分析】
要解决这道题，需利用反应前后钙元素质量守恒和质量守恒定律分析：首先根据剩余固体质量和钙元素质量分数算出剩余固体中钙元素的质量，该质量等于原碳酸钙中钙元素的质量；再通过钙元素在碳酸钙中的质量分数算出原碳酸钙的总质量；最后根据质量守恒定律计算生成二氧化碳的质量，结合化学方程式验证各选项。
【解析】
1. 计算剩余固体中钙元素的质量：剩余固体质量为8.0g，钙元素质量分数为50%，则钙元素质量=8.0g×50%=4.0g。
2. 利用钙元素守恒求原碳酸钙的质量：碳酸钙（$\ce{CaCO_{3}}$）中钙元素的质量分数为$\frac{40}{40+12+16×3}×100\%=40\%$，反应前后钙元素质量不变，故原$\ce{CaCO_{3}}$的质量=4.0g÷40%=10g。
3. 根据质量守恒定律计算生成$\ce{CO_{2}}$的质量：反应前后固体质量差为生成$\ce{CO_{2}}$的质量，即生成$\ce{CO_{2}}$的质量=10g -8.0g=2.0g，故A选项正确。
4. 验证其他选项：
B选项：原$\ce{CaCO_{3}}$质量为10g，不是12.4g，错误；
C选项：设生成$\ce{CaO}$的质量为x，根据反应$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}CaO + CO_{2}\uparrow}$，$\frac{56}{44}=\frac{x}{2.0g}$，解得x≈2.55g≠5.6g，错误；
D选项：分解的$\ce{CaCO_{3}}$质量为$\frac{2.0g×100}{44}≈4.55g$，剩余$\ce{CaCO_{3}}$质量=10g -4.55g≈5.45g≠4.0g，错误。
【答案】
A
【知识点】
元素质量守恒；质量守恒定律；根据化学方程式计算
【点评】
本题以碳酸钙高温煅烧为载体，考查守恒思想在化学计算中的应用，关键是抓住反应前后钙元素质量不变和质量守恒定律，需学生熟练运用相关公式和定律解题，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需利用反应前后钙元素质量守恒和质量守恒定律分析：首先根据剩余固体质量和钙元素质量分数算出剩余固体中钙元素的质量，该质量等于原碳酸钙中钙元素的质量；再通过钙元素在碳酸钙中的质量分数算出原碳酸钙的总质量；最后根据质量守恒定律计算生成二氧化碳的质量，结合化学方程式验证各选项。
【解析】
1. 计算剩余固体中钙元素的质量：剩余固体质量为8.0g，钙元素质量分数为50%，则钙元素质量=8.0g×50%=4.0g。
2. 利用钙元素守恒求原碳酸钙的质量：碳酸钙（$\ce{CaCO_{3}}$）中钙元素的质量分数为$\frac{40}{40+12+16×3}×100\%=40\%$，反应前后钙元素质量不变，故原$\ce{CaCO_{3}}$的质量=4.0g÷40%=10g。
3. 根据质量守恒定律计算生成$\ce{CO_{2}}$的质量：反应前后固体质量差为生成$\ce{CO_{2}}$的质量，即生成$\ce{CO_{2}}$的质量=10g -8.0g=2.0g，故A选项正确。
4. 验证其他选项：
B选项：原$\ce{CaCO_{3}}$质量为10g，不是12.4g，错误；
C选项：设生成$\ce{CaO}$的质量为x，根据反应$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}CaO + CO_{2}\uparrow}$，$\frac{56}{44}=\frac{x}{2.0g}$，解得x≈2.55g≠5.6g，错误；
D选项：分解的$\ce{CaCO_{3}}$质量为$\frac{2.0g×100}{44}≈4.55g$，剩余$\ce{CaCO_{3}}$质量=10g -4.55g≈5.45g≠4.0g，错误。
【答案】
A
【知识点】
元素质量守恒；质量守恒定律；根据化学方程式计算
【点评】
本题以碳酸钙高温煅烧为载体，考查守恒思想在化学计算中的应用，关键是抓住反应前后钙元素质量不变和质量守恒定律，需学生熟练运用相关公式和定律解题，难度适中。
【难度系数】
0.6
13. 元素钴(Co)有多种化合价。将 9.3 g Co(OH)₂在空气中加热至 290 ℃时完全脱水，得到8.3 g 钴的氧化物。该氧化物的化学式是 (
A.$\ce{CoO}$
B.$\ce{CoO_{2}}$
C.$\ce{Co_{2}O_{3}}$
D.$\ce{Co_{3}O_{4}}$
C
)A.$\ce{CoO}$
B.$\ce{CoO_{2}}$
C.$\ce{Co_{2}O_{3}}$
D.$\ce{Co_{3}O_{4}}$
答案
13.C
解析
【分析】本题利用反应前后Co元素质量守恒，先计算出Co(OH)₂中Co的质量，再结合氧化物总质量算出氧化物中O的质量，进而求出Co与O的物质的量之比，最终确定氧化物的化学式。
【解析】1. 计算Co(OH)₂的摩尔质量：$M[\ce{Co(OH)₂}]=59 + (16+1)×2=93\ \mathrm{g/mol}$；
2. 计算9.3 g $\ce{Co(OH)₂}$中Co的物质的量：$n[\ce{Co(OH)₂}]=\frac{9.3\ \mathrm{g}}{93\ \mathrm{g/mol}}=0.1\ \mathrm{mol}$，故$n(\ce{Co})=0.1\ \mathrm{mol}$，$\ce{Co}$的质量为$0.1\ \mathrm{mol}×59\ \mathrm{g/mol}=5.9\ \mathrm{g}$；
3. 计算氧化物中O的质量：$m(\ce{O})=8.3\ \mathrm{g}-5.9\ \mathrm{g}=2.4\ \mathrm{g}$，O的物质的量为$\frac{2.4\ \mathrm{g}}{16\ \mathrm{g/mol}}=0.15\ \mathrm{mol}$；
4. 求Co与O的物质的量之比：$n(\ce{Co}):n(\ce{O})=0.1:0.15=2:3$，因此氧化物化学式为$\ce{Co₂O₃}$。
【答案】C
【知识点】根据化学式计算元素质量、根据元素质量比确定化学式
【点评】本题以钴的氢氧化物加热脱水为背景，考查元素守恒法在化学式计算中的应用，解题关键是抓住反应前后Co元素质量不变，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 计算Co(OH)₂的摩尔质量：$M[\ce{Co(OH)₂}]=59 + (16+1)×2=93\ \mathrm{g/mol}$；
2. 计算9.3 g $\ce{Co(OH)₂}$中Co的物质的量：$n[\ce{Co(OH)₂}]=\frac{9.3\ \mathrm{g}}{93\ \mathrm{g/mol}}=0.1\ \mathrm{mol}$，故$n(\ce{Co})=0.1\ \mathrm{mol}$，$\ce{Co}$的质量为$0.1\ \mathrm{mol}×59\ \mathrm{g/mol}=5.9\ \mathrm{g}$；
3. 计算氧化物中O的质量：$m(\ce{O})=8.3\ \mathrm{g}-5.9\ \mathrm{g}=2.4\ \mathrm{g}$，O的物质的量为$\frac{2.4\ \mathrm{g}}{16\ \mathrm{g/mol}}=0.15\ \mathrm{mol}$；
4. 求Co与O的物质的量之比：$n(\ce{Co}):n(\ce{O})=0.1:0.15=2:3$，因此氧化物化学式为$\ce{Co₂O₃}$。
【答案】C
【知识点】根据化学式计算元素质量、根据元素质量比确定化学式
【点评】本题以钴的氢氧化物加热脱水为背景，考查元素守恒法在化学式计算中的应用，解题关键是抓住反应前后Co元素质量不变，难度适中。
【难度系数】0.6
14. (2024·广元)乙醇($\ce{C_{2}H_{5}OH}$)是常用的燃料。现有4.6 g乙醇与一定质量的氧气混合于密闭容器内,在一定条件下反应物全部转化为一氧化碳、二氧化碳和水,恢复到室温后,测得所得气体中氧元素的质量分数为70%,则参加反应的氧气的质量为 (
A.6.4 g
B.8.0 g
C.8.8 g
D.9.6 g
C
)A.6.4 g
B.8.0 g
C.8.8 g
D.9.6 g
答案
14.C
解析
【分析】
首先利用元素质量守恒，计算4.6g乙醇中碳、氢元素的质量；反应后恢复室温，水为液态，气体仅为CO和CO₂，根据气体中氧元素质量分数算出气体总质量；再通过氢元素质量算出生成水的质量；最后依据质量守恒定律，参加反应的氧气质量等于反应后气体和水的总质量减去乙醇的质量。
【解析】
解：1. 计算4.6g乙醇中碳、氢元素的质量：
乙醇（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）的相对分子质量为$12×2 + 6×1 +16 =46$，4.6g乙醇的物质的量为$\frac{4.6g}{46g/mol}=0.1mol$。
碳元素质量：$0.1mol×2×12g/mol=2.4g$；
氢元素质量：$0.1mol×6×1g/mol=0.6g$。
2. 反应后气体为CO和CO₂的混合物，气体中氧元素质量分数为70%，则碳元素质量分数为$1-70\%=30\%$，气体总质量=$\frac{2.4g}{30\%}=8g$。
3. 生成水的质量：氢元素全部转化为水，水中氢元素质量分数为$\frac{2}{18}$，故水的质量=$\frac{0.6g}{\frac{2}{18}}=5.4g$。
4. 根据质量守恒定律，参加反应的氧气质量=气体总质量+水的质量-乙醇质量=$8g+5.4g-4.6g=8.8g$。
【答案】
C
【知识点】
元素质量守恒、质量守恒定律、根据化学式计算
【点评】
本题考查化学计算，核心是利用元素质量守恒和质量守恒定律，需明确反应后水为液态、气体仅含CO和CO₂，理清各元素去向是解题关键，属于化学计算的典型中档题型。
【难度系数】
0.5
首先利用元素质量守恒，计算4.6g乙醇中碳、氢元素的质量；反应后恢复室温，水为液态，气体仅为CO和CO₂，根据气体中氧元素质量分数算出气体总质量；再通过氢元素质量算出生成水的质量；最后依据质量守恒定律，参加反应的氧气质量等于反应后气体和水的总质量减去乙醇的质量。
【解析】
解：1. 计算4.6g乙醇中碳、氢元素的质量：
乙醇（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）的相对分子质量为$12×2 + 6×1 +16 =46$，4.6g乙醇的物质的量为$\frac{4.6g}{46g/mol}=0.1mol$。
碳元素质量：$0.1mol×2×12g/mol=2.4g$；
氢元素质量：$0.1mol×6×1g/mol=0.6g$。
2. 反应后气体为CO和CO₂的混合物，气体中氧元素质量分数为70%，则碳元素质量分数为$1-70\%=30\%$，气体总质量=$\frac{2.4g}{30\%}=8g$。
3. 生成水的质量：氢元素全部转化为水，水中氢元素质量分数为$\frac{2}{18}$，故水的质量=$\frac{0.6g}{\frac{2}{18}}=5.4g$。
4. 根据质量守恒定律，参加反应的氧气质量=气体总质量+水的质量-乙醇质量=$8g+5.4g-4.6g=8.8g$。
【答案】
C
【知识点】
元素质量守恒、质量守恒定律、根据化学式计算
【点评】
本题考查化学计算，核心是利用元素质量守恒和质量守恒定律，需明确反应后水为液态、气体仅含CO和CO₂，理清各元素去向是解题关键，属于化学计算的典型中档题型。
【难度系数】
0.5
