内容正文:
第五单元 定量研究化学反应
第三节 化学反应中的有关计算
第2课时 利用化学反应的综合计算
1. 溶液中发生化学反应时,参加反应的一般是溶液中的溶质。所以利用化学方程式列有关反应物、生成物的质量比时,要以溶质的质量列比例式,而不能用溶液的质量或体积列比例式。
2. 求反应中消耗的溶液的溶质质量分数。根据化学方程式计算出参加反应的溶质的质量,然后代入公式进行溶质质量分数的计算。
3. 求反应后所得溶液中溶质的质量分数。首先确定所得溶液中的溶质(一般是反应生成的能溶于水的生成物);然后求溶液的质量,反应后溶液的质量可利用溶液组成法或质量守恒法计算。
(1) 溶液组成法:溶液质量=溶质质量+溶剂质量,其中溶质一定是溶解的,若生成物中有水生成,还要加入生成水的质量。
(2) 质量守恒法:反应后所得溶液的质量等于反应前各种物质的质量总和减去生成的气体、沉淀及其他不溶物的质量,即反应后所得溶液的质量=反应前各种物质的质量总和-生成的气体质量-生成的沉淀及其他不溶物的质量。
1.(2022·辽阳)同学们用一定浓度的过氧化氢溶液制取氧气,向2g二氧化锰固体中加入100g溶质质量分数为3.4%的过氧化氢溶液,充分反应至不再产生气体。请计算:
(1) 反应后二氧化锰的质量为 2 g。
(2) 理论上产生氧气的质量。
解:设理论上产生氧气的质量为x。
2H2O+↑
= x=1.6g
2
2.(2022·云南)某学习小组的同学用已知浓度的氢氧化钠溶液测定某硫酸溶液的浓度。取该硫酸溶液20g,滴加10%的氢氧化钠溶液,恰好完全反应时,共消耗氢氧化钠溶液40g。计算:(已知:H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O)
(1) 消耗的NaOH溶液中溶质的质量为 4 g。
(2) 该硫酸溶液的溶质质量分数。
解:设该硫酸溶液的溶质质量分数为x。
+Na2SO4+2H2O
= x=24.5%
4
3. (2022·百色)向100gCuSO4溶液中滴加NaOH溶液,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的质量之间的关系如图所示,请依据图中信息回答下列问题:[已知:CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4]
(1) 该反应生成沉淀的质量为 4.9 g。
4.9
(2) 求CuSO4溶液中溶质的质量分数。
解:设CuSO4溶液中溶质的质量分数为x。
+2NaOH↓+Na2SO4
= x=8%
4. (2021·南通改编)工业上用N2和H2合成NH3是人类科学技术的一项重大突破。
(1) ① N2可通过分离液态空气获得,该方法利用了N2和O2沸点的差异。沸点属于物质的 物理 (物理/化学)性质。
② 一定条件下,向容器中充入一定量的N2和H2,充分反应后生成NH3。反应前后物质的变化如图所示,图中X代表的分子为 N2 (填化学式)。
物理
N2
(2) NH3与氰酸(HOCN)反应生成尿素[CO(NH2)2]。尿素可用于去除废气中的NO,该反应的化学方程式为6NO+2CO(NH2)25N2+2CO2+4H2O。若去除废气中的6gNO,则理论上需质量分数为10%的尿素溶液的质量是多少?
解:设需要质量分数为10%的尿素溶液的质量为x。
+5N2+2CO2+4H2O
= x=40g
5. (2021·威海)为测定某盐酸的溶质质量分数,取200g样品于烧杯中,将50g碳酸钠溶液分为5等份,分5次加入盛有样品的烧杯中,测出每次反应后溶液的总质量,实验数据如下表:(已知:2HCl+Na2CO32NaCl+H2O+CO2↑)
实验次序 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
加入Na2CO3溶液的质量/g 10 10 10 10 10
反应后溶液的总质量/g 208.9 217.8 226.7 235.6 245.6
请根据实验数据计算盐酸的溶质质量分数。
解:根据题表中数据可知,第四次实验后再加入的碳酸钠溶液没有发生反应,说明盐酸已经完全反应,所以盐酸完全反应放出二氧化碳的质量为200g+50g-245.6g=4.4g。设盐酸中HCl的质量为x。
+Na2CO32NaCl+H2O+↑
= x=7.3g
该盐酸的溶质质量分数为×100%=3.65%
6. (2022·达州)某实验小组的同学模拟湿法炼铜,向50.0gCuSO4溶液中加入10.0g铁粉(铁粉过量),待溶液中的CuSO4反应完全后,过滤,所得滤渣的质量为10.4g(已知:Fe+CuSO4FeSO4+Cu)。原溶液中CuSO4的质量分数为( B )
A. 20% B. 16% C. 10% D. 8%
B
7. 某同学从定量角度研究过氧化氢溶液制取氧气的过程,在原实验基础上增加了称量操作,具体做法是取10%的过氧化氢溶液和少量的二氧化锰放入气体发生