Question

将一定量的乙醇和氧气置于一个完全封闭的容器中引燃，反应生成二氧化碳、水蒸气和一种未知物X．测得反应前后物质的质量如下表：

物质	乙醇	氧气	二氧化碳	水	X
反应前质量/g	4.6	8
反应后质量/g			4.4	5.4	m

下列判断正确的是（ ）
A．表中m的值为2.8
B．X可能是该反应的催化剂
C．增加氧气的量可以减少X的生成
D．上述反应不符合质量守恒定律

Answer

根据质量守恒定律可知：反应后质量减少的物质是反应物，质量增加的物质是生成物．
通过计算乙醇、氧气、二氧化碳、水中各元素的质量，根据质量守恒定律可以确定X的组成、质量和化学式；
经计算知X是一氧化碳，说明乙醇没有充分燃烧，增加氧气的量有助于乙醇的充分燃烧，从而减少一氧化碳的生成．
【解析】
由于乙醇和氧气反应后质量减少，二氧化碳和水反应后质量增加，
根据质量守恒定律可知：在该反应中，乙醇和氧气是反应物，二氧化碳和水是生成物．
由化合物中某元素的质量=化合物的质量×化合物中该元素的质量分数可以计算出：
4.6g乙醇中碳、氢、氧三元素的质量分别是2.4g、0.6g、1.6g；
4.4g二氧化碳中碳、氧两元素的质量分别是1.2g、3.2g；
5.4g水中氢、氧两元素的质量分别为0.6g、4.8g．
因此反应物中共有2.4g碳元素、0.6g氢元素、9.6g氧元素，
生成物二氧化碳和水中共有1.2g碳元素、0.6g氢元素、8g氧元素．
根据质量守恒定律可知：反应物中有1.2g碳元素和1.6g氧元素进入了生成物X中，
说明生成物X由碳、氧两元素组成，X中不含氢元素，其质量为1.2g+1.6g=2.8g，所以m的值为2.8．
由于X在反应前的质量为0，反应后的质量为2.8g，
说明X在反应过程中质量有变化，不符合催化剂的特点，所以X不是该反应的催化剂；任何化学反应均符合质量守恒定律．
设X的化学式为CxOy，则12x：16y=1.2g：1.6g，解得x：y=1：1，即X的化学式为CO．
由于反应生成了一氧化碳，说明乙醇燃烧不充分，增加氧气的量，有助于乙醇的充分燃烧，从而减少一氧化碳的生成．
故选A、C．