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11.质量守恒定律是化学反应中的重要规律，请运用此规律解答下列问题。
（1）某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：$\ce{X + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 2H_{2}O}$，X的化学式为
（2）下图是某化学变化的微观示意图（不同圆球代表不同原子）。根据示意图，写出该反应的化学方程式：
（1）某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：$\ce{X + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 2H_{2}O}$，X的化学式为
$\ce{C_{2}H_{4}}$
；若生成的$\ce{CO_{2}}$质量为8.8 g，则X中碳元素质量为2.4
g。（2）下图是某化学变化的微观示意图（不同圆球代表不同原子）。根据示意图，写出该反应的化学方程式：
$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} H_{2} + CO}$
。答案
（1）$\ce{C_{2}H_{4}}$ 2.4
（2）$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} H_{2} + CO}$
（2）$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} H_{2} + CO}$
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律设置两小问，第（1）问需利用化学反应前后原子的种类、数目不变推断X的化学式，再通过元素质量守恒计算X中碳元素质量；第（2）问需分析微观示意图中反应前后的原子构成，确定反应物、生成物及反应条件，进而书写化学方程式。
【解析】
（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应后生成物含2个C原子、4个H原子、6个O原子，反应前3个$\ce{O_{2}}$分子含6个O原子，因此1个X分子由2个C原子和4个H原子构成，X的化学式为$\ce{C_{2}H_{4}}$。
生成的$\ce{CO_{2}}$中碳元素全部来自X，$\ce{CO_{2}}$中碳元素质量分数为$\frac{12}{44}$，则8.8g $\ce{CO_{2}}$中碳元素质量为：$8.8\ \mathrm{g}×\frac{12}{44}=2.4\ \mathrm{g}$，即X中碳元素质量为2.4g。
（2）由微观示意图可知，反应前为1个C原子和1个$\ce{H_{2}O}$分子，反应后为1个$\ce{H_{2}}$分子和1个$\ce{CO}$分子，反应条件为高温，因此反应的化学方程式为$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} H_{2} + CO}$。
【答案】
（1）$\ce{C_{2}H_{4}}$；2.4 （2）$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} H_{2} + CO}$
【知识点】
质量守恒定律；化学方程式书写；元素质量计算
【点评】
本题考查质量守恒定律的基础应用，涵盖化学式推断、元素质量计算及化学方程式书写，是化学核心基础题型，需掌握原子守恒的解题思路，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕质量守恒定律设置两小问，第（1）问需利用化学反应前后原子的种类、数目不变推断X的化学式，再通过元素质量守恒计算X中碳元素质量；第（2）问需分析微观示意图中反应前后的原子构成，确定反应物、生成物及反应条件，进而书写化学方程式。
【解析】
（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应后生成物含2个C原子、4个H原子、6个O原子，反应前3个$\ce{O_{2}}$分子含6个O原子，因此1个X分子由2个C原子和4个H原子构成，X的化学式为$\ce{C_{2}H_{4}}$。
生成的$\ce{CO_{2}}$中碳元素全部来自X，$\ce{CO_{2}}$中碳元素质量分数为$\frac{12}{44}$，则8.8g $\ce{CO_{2}}$中碳元素质量为：$8.8\ \mathrm{g}×\frac{12}{44}=2.4\ \mathrm{g}$，即X中碳元素质量为2.4g。
（2）由微观示意图可知，反应前为1个C原子和1个$\ce{H_{2}O}$分子，反应后为1个$\ce{H_{2}}$分子和1个$\ce{CO}$分子，反应条件为高温，因此反应的化学方程式为$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} H_{2} + CO}$。
【答案】
（1）$\ce{C_{2}H_{4}}$；2.4 （2）$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} H_{2} + CO}$
【知识点】
质量守恒定律；化学方程式书写；元素质量计算
【点评】
本题考查质量守恒定律的基础应用，涵盖化学式推断、元素质量计算及化学方程式书写，是化学核心基础题型，需掌握原子守恒的解题思路，难度适中。
【难度系数】
0.6
12.高锰酸钾是一种常用的化学试剂。
（1）电解$\ce{K_{2}MnO_{4}}$溶液可获得高锰酸钾，化学方程式为：
$\ce{2K_{2}MnO_{4} + 2H_{2}O\xlongequal{通电} 2KMnO_{4} + H_{2}\uparrow + 2X}$（反应Ⅰ）
反应Ⅰ中，X的化学式为。
（2）高锰酸钾制氧气的化学方程式为：
$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$（反应Ⅱ）
现取15.8 g $\ce{KMnO_{4}}$充分受热分解，可产生多少克$\ce{O_{2}}$？
（$\ce{KMnO_{4}}$的相对分子质量为158）
（3）科研小组重复进行高锰酸钾分解实验，测得产生的$\ce{O_{2}}$质量大于通过反应Ⅱ化学方程式计算得到的结果。某同学据此提出如下猜测：
①加热时，高锰酸钾中的钾、锰元素转化为氧元素并释放氧气；
②加热时，$\ce{K_{2}MnO_{4}}$将进一步分解并释放氧气；
③加热温度不同，高锰酸钾不按反应Ⅱ分解。
对于上述猜测，肯定错误的是（填序号），理由是。
（1）电解$\ce{K_{2}MnO_{4}}$溶液可获得高锰酸钾，化学方程式为：
$\ce{2K_{2}MnO_{4} + 2H_{2}O\xlongequal{通电} 2KMnO_{4} + H_{2}\uparrow + 2X}$（反应Ⅰ）
反应Ⅰ中，X的化学式为。
（2）高锰酸钾制氧气的化学方程式为：
$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$（反应Ⅱ）
现取15.8 g $\ce{KMnO_{4}}$充分受热分解，可产生多少克$\ce{O_{2}}$？
（$\ce{KMnO_{4}}$的相对分子质量为158）
（3）科研小组重复进行高锰酸钾分解实验，测得产生的$\ce{O_{2}}$质量大于通过反应Ⅱ化学方程式计算得到的结果。某同学据此提出如下猜测：
①加热时，高锰酸钾中的钾、锰元素转化为氧元素并释放氧气；
②加热时，$\ce{K_{2}MnO_{4}}$将进一步分解并释放氧气；
③加热温度不同，高锰酸钾不按反应Ⅱ分解。
对于上述猜测，肯定错误的是（填序号），理由是。
答案
（1）KOH
（2）1.6 g
（3）① 化学反应前后元素种类不变
（2）1.6 g
（3）① 化学反应前后元素种类不变
解析
【分析】
本题包含三个小问，分别考查质量守恒定律的应用、根据化学方程式的计算以及化学反应的基本规律。（1）求X的化学式需利用质量守恒定律，对比反应前后原子的种类和数目确定；（2）计算氧气质量需依据化学方程式中各物质的质量比，结合已知高锰酸钾的质量进行比例计算；（3）判断错误猜测需依据化学反应前后元素种类不变的原则分析。
【解析】
（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应Ⅰ中，反应物原子总数：K为4、Mn为2、O为10、H为4；生成物中已知原子总数：K为2、Mn为2、O为10、H为2。因此2个X分子含K原子2个、H原子2个，即每个X分子由1个K、1个O、1个H构成，故X的化学式为$\ce{KOH}$。
（2）设生成氧气的质量为$x$。
反应Ⅱ的化学方程式：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
$\ce{KMnO_{4}}$的总相对分子质量为$2×158=316$，$\ce{O_{2}}$的相对分子质量为32。
列比例式：$\frac{316}{32}=\frac{15.8\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=\frac{32×15.8\ \mathrm{g}}{316}=1.6\ \mathrm{g}$。
（3）根据化学反应前后元素种类不变，反应物高锰酸钾含K、Mn、O三种元素，不可能将钾、锰元素转化为氧元素，故猜测①错误；猜测②、③符合化学反应实际情况，因此肯定错误的是①，理由是化学反应前后元素种类不变。
【答案】
（1）$\ce{KOH}$；（2）1.6 g；（3）①；化学反应前后元素种类不变
【知识点】
质量守恒定律；根据化学方程式计算；化学反应规律
【点评】
本题综合考查化学核心基础知识点，涵盖质量守恒定律应用、化学计算及化学反应规律，难度适中，需学生熟练掌握基础化学原理和计算方法，是化学学习的重点内容。
【难度系数】
0.5
本题包含三个小问，分别考查质量守恒定律的应用、根据化学方程式的计算以及化学反应的基本规律。（1）求X的化学式需利用质量守恒定律，对比反应前后原子的种类和数目确定；（2）计算氧气质量需依据化学方程式中各物质的质量比，结合已知高锰酸钾的质量进行比例计算；（3）判断错误猜测需依据化学反应前后元素种类不变的原则分析。
【解析】
（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应Ⅰ中，反应物原子总数：K为4、Mn为2、O为10、H为4；生成物中已知原子总数：K为2、Mn为2、O为10、H为2。因此2个X分子含K原子2个、H原子2个，即每个X分子由1个K、1个O、1个H构成，故X的化学式为$\ce{KOH}$。
（2）设生成氧气的质量为$x$。
反应Ⅱ的化学方程式：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
$\ce{KMnO_{4}}$的总相对分子质量为$2×158=316$，$\ce{O_{2}}$的相对分子质量为32。
列比例式：$\frac{316}{32}=\frac{15.8\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=\frac{32×15.8\ \mathrm{g}}{316}=1.6\ \mathrm{g}$。
（3）根据化学反应前后元素种类不变，反应物高锰酸钾含K、Mn、O三种元素，不可能将钾、锰元素转化为氧元素，故猜测①错误；猜测②、③符合化学反应实际情况，因此肯定错误的是①，理由是化学反应前后元素种类不变。
【答案】
（1）$\ce{KOH}$；（2）1.6 g；（3）①；化学反应前后元素种类不变
【知识点】
质量守恒定律；根据化学方程式计算；化学反应规律
【点评】
本题综合考查化学核心基础知识点，涵盖质量守恒定律应用、化学计算及化学反应规律，难度适中，需学生熟练掌握基础化学原理和计算方法，是化学学习的重点内容。
【难度系数】
0.5
