内容正文:
题型五 化学计算
题型专练
1.(2022广州,19,10分)某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2,产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。
(1)废液成分的确定
①写出制备CO2的化学方程式: 。
②推测废液所含溶质
推测一:
推测二:CaCl2和HCl
③若要用一种药品验证哪种推测成立,可选择的有哪些? (填标号)。
A.石蕊溶液 B.AgNO3溶液
C.锌粒 D.CuO粉末
(2)废液的处理
实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl,小组决定用Na2CO3除去它们。
【提出问题】如何估算Na2CO3固体的用量?
【进行实验】取100 mL废液样品于烧杯中,逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液,用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。
【结果讨论】
①a→b阶段,观察到烧杯中的现象是 。
②b点后曲线平缓阶段,反应的化学方程式为 。
③c点时,取少量烧杯中的清液于试管中,滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明处理100 mL废液,所需5.3%的Na2CO3溶液的体积 120 mL(填“大于”“等于”或“小于”)。
④将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称重,质量为4 g。若处理10 L该废液,理论上需要Na2CO3固体 530 g(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看作1 g/cm3)。
2.(2022广东,21,10分)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是 (写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1 000 g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%,计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500 ℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素 804 g(产品中只含三种元素)。
3.(2022深圳,16,9分)如图所示是碳酸钙(CaCO3)分解时产生的氧化钙(CaO)的质量随温度的变化情况 。
(1)由图可知,发生分解反应的碳酸钙的质量随温度升高 (填变化趋势)。
(2)计算1 000 ℃时参加反应的碳酸钙的质量。(根据化学方程式写出详细的计算过程)
(3)已知碳酸钙的分解率=×100%,在1 000 ℃时碳酸钙的总质量为12.5 g,求该温度下碳酸钙的分解率。
碳酸钙的分解率=×100%=80%。
(4)CaO可作干燥剂,还可以作干燥剂的物质有 。
4.(2022东莞模拟)化学学习小组在实验室里加热高锰酸钾制取氧气,反应过程中测得剩余固体质量与加热时间关系如图所示,请计算:
(1)理论上制得氧气的质量(请写出计算过程)。
(2)图像中a的数值为 。
(3)t1 s时固体中锰元素的质量为 g。
(4)反应后固体中MnO2的质量分数为 (精确到0.01%)。
5.(2022福建,18,6分)氢能的清洁性备受关注,但电解法制氢也会因消耗电能而相当于有碳排放。
(1)甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O。
计算64 g CH4完全燃烧生成CO2的质量。
(2)理论上,64 g CH4与耗电1 kW·h制得的H2燃烧放出的能量相当。某省电解制氢每耗电1 kW·h相当于排放500 g CO2,若该省使用电解法制得的H2替代甲烷作燃料, (填“有利于”或“不利于”)减少碳排放。
6.(2022天津,26,7分)现有Na2SO4和CuSO4的混合物,化学兴趣小组的同学欲除去Na2SO4固体中混有的CuSO4,得到Na2SO4溶液。
可供选择的试剂有:NaOH溶液、KOH溶液、BaCl2溶液。
该小组的同学称取固体样品20 g,向其中加入135.9 g水全部溶解,再加入40 g所选试剂,恰好完全反应,得到Na2SO4溶液和4.9 g沉淀。回答并计算:
(1)该同学选择的试剂为 溶液;
(2)所选试剂中溶质的质量;
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数。
7.(2022重庆A卷,24,6分)化学泡沫灭火器是常用灭火器之一,其反应原理为:Al2(SO4)3+6NaHCO3 3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑。现将34.2 kg质量分数为10%的Al2(SO4)3溶液与270 kg NaHCO3溶液混合,恰好完全反