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专题11 计算题
1.(2023·山东济宁·济宁学院附属中学校考一模)实验室开放日,同学们用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳(石灰石中的杂质既不溶于水也不和酸反应),反应结束后,同学们对反应后溶液的成分进行了如下探究:取反应后的溶液50g于烧杯中,逐滴滴入碳酸钠溶液,产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸钠溶液总质量的关系如下表所示:
碳酸钠溶液总质量/g
25.0
50.0
75.0
100.0
125.0
150.0
175.0
200.0
气体总质量/g
1.1
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
沉淀总质量/g
0
0
2.5
5.0
m
n
9.0
9.0
(1)所取的反应后50g溶液中溶质是________(填化学式)。
(2)表中n=_________。
(3)计算所用碳酸钠溶液溶质的质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)HCl、CaCl2
(2)9.0
(3)10.6%
解:由表可知,加入25g碳酸钠溶液时产生二氧化碳的质量为1.1g,设25g碳酸钠溶液中参加反应的碳酸钠的质量为x,
所用碳酸钠溶液溶质的质量分数为×100%=10.6%;
答:所用碳酸钠溶液溶质的质量分数为10.6%。
【详解】(1)取反应后的溶液50g于烧杯中,逐滴滴入碳酸钠溶液,一开始产生气体,说明溶液中含盐酸,碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,待盐酸完全反应后,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,产生沉淀,故所取的反应后50g溶液中溶质是HCl、CaCl2,故填:HCl、CaCl2;
(2)当碳酸钠溶液的总质量为50g时,沉淀质量为0g,为75g时,沉淀质量为2.5g,为100g时,沉淀质量为5.0g,则125g时,沉淀质量m=7.5g,之后在增加至150g时,沉淀质量应为10g,观察碳酸钠溶液为175g、200g时,沉淀质量保持9.0g,可知沉淀最大质量为9.0g,所以n=9.0g,故填:9.0或9;
(3)见答案。
2.(2022·山东青岛·统考一模)扬帆化学兴趣小组同学为测定某铜铁合金中铁的质量分数。现取样品10.0g,将40.0g稀盐酸平均分成4份,分4次加入样品中,每次充分反应后测得剩余固体的质量如表所示:
次数
第1次
第2次
第3次
第4次
加入稀盐酸的质量/g
10.0
10.0
10.0
10.0
剩余固体质量/g
8.6
7.2
6.5
6.5
(1)10.0g样品中铁的质量分数为_______。
(2)求所用稀盐酸的溶质质量分数。
【答案】(1)35%
(2)设10g稀盐酸中溶质的质量为x
x=1.825g
盐酸中溶质的质量分数为
答:盐酸中溶质的质量分数为18.25%。
【详解】(1)铜铁合金中铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气而减少,而铜不反应,加足量足量稀盐酸后,不溶解的固体为铜,可知合金中铁的质量为10g-6.5g==3.5g;合金中铁的质量分数为
(2)由表格中数据可知,每10g稀盐酸反应铁的质量为1.4g,由化学方程式中铁和氯化氢的质量关系,由1.4g铁可计算出10g稀盐酸中的溶质,进而计算出盐酸中溶质的质量分数为18.25%,详细计算过程见答案。
3.(2023·山东淄博·一模)某兴趣小组用石灰石测定某盐酸中溶质的质量分数。向盛有100g盐酸的烧杯中依次加入石灰石粉末(杂质不参加反应),充分反应后,记录实验数据见下表。
请计算:
实验次数
第一次
第二次
石灰石粉末质量/g
15
15
烧杯中物质总质量/g
109.5
121.2
(1)共生成二氧化碳__________g。
(2)所用盐酸中溶质的质量分数(写出计算过程)。
(3)计算后,同学们对上述实验进行了反思。认为选用的盐酸浓度偏大,会对实验结果造成较大影响,其原因是_________。
【答案】(1)8.8
(2)第一次加入15g石灰石粉末,生成二氧化碳的质量为:15g+100g-109.5g=5.5g,第二次加入15g石灰石粉末,生成二氧化碳的质量为:109.5g+15g-121.2g=3.3g,故第二次稀盐酸已经完全反应
解:设所用盐酸中溶质的质量分数为x
x=14.6%
答:所用盐酸中溶质的质量分数为14.6%
(3)浓盐酸具有挥发性,氯化氢会挥发出去,导致计算得出的二氧化碳的质量偏大,从而导致实验结果偏大
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则生成二氧化碳的总质量为:15g+15g+100g-121.2g=8.8g;
(2)见答案;
(3)如果盐酸浓度过大,浓盐酸具有挥发性,氯化氢会挥发出去,会导致计算出的二氧化碳的质量偏大,从而对实验结果造成较大影响。
4.(20