内容正文:
第一部分 选择压轴题
题型7 技巧性计算
思维导图
☺
考点详解
01
(一)考查形式
1.题目常涉及多个反应且反应过程复杂,无法用一般的计算方法求出结果或者求解过程繁琐常借助守恒法、极值法、差量法进行计算
(二)高频设问范围
1.已知某一元素质量或元素质量分数,利用守恒法计算溶液质量、原子个数比、元素质量比等
2.已知某混合物的组成或质量,利用极值法计算生成物的质量或判断混合物的组成情况等
3.已知反应前后混合溶液或固体或气体的质量,利用差量法计算原混合物中某一物质中元素的质量或某一物质的质量分数等
解题策略
02
1.解题的一般步骤
第一步:根据题意选择方法(守恒法、极值法、差量法)。
第二步:根据选定方法的思路进行解答。
2.常见的五种解题方法
(1)守恒法
①依据:根据质量守恒定律,指参加化学反应的各物质质量总和等于生成物的各物质质量总和相等(不包括未参加反应的物质的质量,也不包括杂质)。
A.反应物、生成物总质量不变;
B.元素种类、质量不变;
C.原子的种类、数目、质量都不变
②适用范围:
A. 题目涉及多个反应,反应过程复杂,无法用化学方程式计算求解;
B. 题目中有元素质量、元素质量分数等明显提示;
C. 出现“恰好完全反应”的字眼等。
③分析思路
第一步:分析题中涉及的反应,找到在化学反应前后守恒的某个量,如元素种类、元素质量、原子个数、正负化合价总数等;
第二步:找出已知量、所求量中相同元素之间的关联,利用守恒建立等量关系;
第三步:利用元素守恒关系列式求解。
【易错警示】
易错类型
易错原因解读
找不准守恒的元素
写出化学方程式,找出已知量和未知量含有的相同元素,依据该元素质量或该元素所在的物质质量关系求算未知量
金属氧化物发生还原反应时,一般金属氧化物减少的质量是其失去的氧元素的质量
若发生两个连续反应,写出化学方程式,找到相关物质之间的联系,将中间产物作为桥梁,直接第一个反应的反应物与第二个反应的生成物之间的关系找出即可
【典例1】已知Mg和Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量分数为40%,取该混合物20g加入适量的稀硫酸,恰好完全反应所得溶液中溶质质量为( )
A.40g B.24g C.20g D.44g
【答案】A
【解析】思路引导
第一步:已知 Mg和 Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量分数,考虑用守恒法计算。
第二步:分析题中涉及的反应可知,恰好完全反应所得溶液中溶质只有MgSO4。将反应前后物质中相同元素进行关联,如下
根据图示知,反应后MgSO4中的镁元素全部来自Mg和Mg(OH)2,则 Mg和Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量=溶质硫酸镁中镁元素的质量=20g×40%=8g,然后根据某物质中元素质量分数的计算公式反推硫酸镁的质量=8g ÷(24/120×100%)=40g
【典例2】有一包Mg和MgO的混合物共12.8 g,与一定量的稀硫酸恰好完全反应,所得溶液中溶质的质量为48 g,则原混合物中氧元素的质量为( )
A. 9.6 g B. 3.2 g
C. 2.4 g D. 1.6 g
【答案】B
【解析】②中镁元素的质量为:48g×24/120=9.6g;根据质量守恒定律可知②中镁元素的质量等于①中镁元素的质量;①中氧元素的质量为:12.8g-9.6g= 3.2g。
(2)极值法
①适用范围:混合物与同一物质发生反应,且有一种相同的气体生成物
②分析思路
第一步:分析题中所涉及的反应,考虑极限状态,分别假设混合物是组成它的其中一种纯净物
第二步:将题目提供的数据代入进行计算,找到极端情况下的最大值、最小值,分别计算出所求物质的质量
第三步:结合题干信息确定答案区间(最大值~最小值),答案一定在答案区间内。
【易错警示】
易错类型
易错原因解读
样品成分判断错误
若混合物全部能反应,假设混合物全部为一种成分,分别计算产生的气体质量,取大于实际值和小于实际值的进行组合即可(只需比较最大的和最小的两数值,其余不必考虑)
若混合物不能全部反应,假设混合物全部为能反应的一种成分,分别计算产生的气体质量,取大于实际值的和不能反应的进行组合,或者取大于实际值的和小于实际值的进行组合
【典例1】 有一包金属粉末,可能由Mg、Zn、 Fe中的一种或几种组成。取一定质量该金属粉末,加入100g19.6%的稀硫酸,恰好完全反应,只得到氢气和无色溶液,则所得无色溶液中溶质的质量可能为( )
A.20.2 g B.23.4 g C.28.6 g D.32.4 g
【答案】C
【解析】第一步:题中已知一包金属粉末与100 g19.6%的稀硫酸恰好完全反应,且只得到氢气和无色溶液,考虑用极值法计算。
第二步:硫酸亚铁溶液呈浅绿色,根据反应后得到无色溶液,排除铁。根据恰好完全反应得出参加反应的硫酸的质量为100g×19.6%=19.6。然后分别假设金属粉末全部为镁或锌,结合化学方程式分别计算出生成硫酸镁、硫酸锌的质量,据此确定溶质质量区间为24g~32.2g。
【典例2】 将一定量的镁粉、铝粉、锌粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应,生成0.4 g氢气,则金属混合物的质量不可能是( )
A.4.8 g B.5.4 g C.9.2 g D.13.0 g
【答案】D
【解析】
解析:设生成0.4g氢气时需要铝的质量是x,锌的质量是y
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑
54 6
X 0.4g
54/6 =x/0.4g
x=3.6g
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
y 0.4g
65/2 =y/0.4g
y=13.0g
故原混合物质量范围是大于3.6g小于13.0g,所以金属混合物的质量不可能是13.0g。故选D
(3)差量法
①依据:依据化学反应前后的质量或体积差,与反应物或生成物的变化量成正比而建立比例关系的一种解题方法
②适用范围:有关反应前后相同状态的物质质量变化的问题
③分析思路
第一步:列出题目中所给物质之间的联系,找“差量”(如固体质量差、溶液质量差等)
第二步:列出已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)的关系,列式求解
【易错警示】
易错类型
易错原因解读
找不准理论差量
金属与酸反应
化学方程式中,生成的盐的质量减去反应物酸的质量即差量
金属与盐溶液反应
化学方程式中,两种盐的质量差或两种金属的质量差即差量
碳酸氢钠受热分解
分解前后固体质量差是生成的水和二氧化碳的质量和
结晶水合物受热分解
每段曲线之间质量差是失去的结晶水或生成的气体的质量
【典例1】现有 Na2CO3、Na2SO4的混合物共8.6g,溶于水并加人过量的BaCl2溶液后,生成BaCO3、和BaSO4的沉淀共17.7g,则原混合物中钠元素的质量为( )
A.2.3g B.3.8g C.4.6g D.6.4g
【答案】C
【解析】第一步:已知反应前后混合物的质量,考虑用差量法计算。
第二步:列出物质之间的联系,根据质量差列式求解。
根据图示知,发生变化的是Na转化为Ba,设原混合物中钠元素的质量为x,列关系式求解。
2Na~ Ba 质量差
46 137 137-46
X 17.7g-8.6g
X=4.6
【典例2】现有CaCl2和BaCl2的混合物共17.75 g,溶于水后加入足量的Na2CO3溶液后,生成沉淀共16.65 g,则原混合物中氯元素的质量分数为( )
A.40% B.50% C.60% D.无法计算
【答案】A
【解析】
解析:氯化钙、氯化钡与碳酸钠溶液反应的化学方程式分别为:
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
结合以上内容对比题干数据,可知17.75gCaCl2和BaCl2的混合物与16.65gCaCO3和BaCO3的沉淀质量相比,减少了1.1g,该质量差是“2Cl-”转化为“CO32-”所致,设原混合物中氯元素的质量为x
则有2Cl- ~ CO32- △m
71 60 11
x 17.75g-16.65g=1.1g
71/11 = x/1.1g
x=7.1g
7.1g/17.75g×100%=40%,则原混合物中氯元素的质量分数为17.75g,故A正确
(4)转化关系法
①依据:利用化学反应方程式中的物质间的质量关系列出比例式,通过已知的量来求未知的量。
②适用范围:多步反应发生
③分析思路
第一步:通过多步反应方程式,找出已知量和未知量之间的计量数关系
第二步:根据微粒个数与相对原子质量的乘积计算相关物质的质量比
第三步:再列出比例式,求解。
【易错警示】
易错类型
易错原因解读
找不准相关物质或离子间关系
写出化学方程式,根据各物质前的化学计量数找出相关联的物质之间的微粒数量或质量关系进行求算
涉及多步反应,从原子个数守恒角度,一定注意涉及的重要原子在反应前后数目相等
每种物质或混合溶液中所有阳离子和阴离子的电荷总数相等。溶液中发生的反应不仅原子数目守恒,电荷也守恒。
【典例1】20gFe2O3和CuO的混合物与200g稀硫酸恰好完全反应后再滴加100g 24%的NaOH溶液至恰好沉淀完全,则所用稀硫酸的溶质质量分数为( )
A.9.8% B.14.7% C.19.6% D.29.4%
【答案】B
【解析】
①反应中H2SO4中的SO42-最终转化为Na2SO4中的SO42-,NaOH中Na+最终转化为Na2SO4中的Na+。
②配平关系:H2SO4 ~ 2NaOH。
加入稀硫酸后,Fe2O3和CuO与稀硫酸反应分别生成Fe2(SO4)3和CuSO4,Fe2(SO4)3+6NaOH==2Fe(OH)3↓+3Na2SO4、CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4,由于加入的稀硫酸与两种金属氧化物恰好完全反应,所以硫酸中的硫酸根离子都通过Fe2(SO4)3、CuSO4分别与氢氧化钠反应而转化到硫酸钠中。
设所用稀硫酸的溶质质量分数为x
2NaOH~Na2SO4~H2SO4
80 98
100 g×24% 200 g×x
x=14.7%
则所用稀硫酸的溶质质量分数为14.7%。
【典例2】某种铁的氧化物X与足量的CO充分反应,生成的气体被足量的澄清石灰水充分吸收,生成沉淀的质量与x的质量比为15:8,则X的成分可能是( )
A.9.8% B.14.7% C.19.6% D.29.4%
【答案】B
【解析】
一氧化碳能与铁的氧化物反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,设铁的氧化物的化学式为FexOy,则:高温
FexOy+yCO ===== xFe+yCO2;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,
则可得关系式: 2FexOy ~ 2yCO2 ~2 yCaCO3,设产生沉淀的质量为15g,则加入的X的质量为8g,则:
FexOy ~ yCO2 ~ yCaCO3
56x+ 16y 100y
8g 15g
解得,
则该铁的氧化物是Fe2O3,故选B。
(5)平均值法
①依据:如混合物中各组分均能与某一物质反应,且得到的产物中有同一种物质或混合物中各组分均含有同一种元素,要确定其成分
②适用范围:最适合求出混合物的可能成分,不用考虑各组分的含量
③分析思路
第一步:找出混合物中各成分的平均值,如平均二价相对原子质量、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等
第二步:此平均值总是介于组分中对应值的最大值与最小值之间
【典例1】测知Fe2O3和另一种氧化物的混合物中氧的含量为50%,则加一种氧化物可能是:
A.MgO B.Na2O C.CO2 D.SO2
【答案】C
【解析】由于氧化铁中氧的含量是30%,另外一种氧化物中,氧的百分比一定会大于50%。
A.中氧的含量是40% ;B.中氧的含量是25% ;C.中氧的含量是72.8% ;D.氧的含量是50%。
真题示例
03
①守恒法(始终态)
1. (2023•淄博)现有8gA和足量B在一定条件下充分反应,生成22gC和18gD,则参加反应的A和B的质量比是( )
A.4:11 B.1:2 C.1:4 D.11:9
2. (2023•黑龙江)碳酸镁和氢氧化镁的混合物10g,经测定混合物中镁元素的质量分数为36%,向其中加入100g溶质质量分数为14.7%的稀硫酸,恰好完全反应得到不饱和溶液,将溶液蒸干后得到的固体质量为( )
A.12g B.18g C.24g D.36g
3. (2023•达州)某化学实验操作考试的考场收集到氢氧化铜和部分已经分解成氧化铜的固体混合物4.5g,滴入稀硫酸至固体完全溶解,得到溶液50g,经测定,该溶液中硫元素的质量分数为3.2%。向该溶液中加入足量的铁粉,充分反应后,可回收到铜的质量为( )
A.3.0g B.3.2g C.3.4g D.3.6g
4. (2023•绥化)在化学反应A+2B=C+2D中,已知C和D的相对分子质量之比是22:9,当6.4gB与足量A完全反应后,生成3.6gD。则在此反应中,B和C的质量比是( )
A.8:11 B.2:11 C.16:11 D.16:9
5. (2023•益阳)小敏向100g溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液中,加入110gCaCl2溶液恰好完全反应,理论上所得溶液的溶质质量分数为( )
A.5.85% B.4.76% C.5.54% D.11.7%
②极值法(确定混合物成分)
6. (2024•青川县二模)一定量的木炭在盛有N2和O2混合气体的密闭容器中燃烧,生成CO和CO2,且测得反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24%,则其中N2的质量分数可能为( )
A.12% B.30% C.44% D.60%
7. (2024•梁园区校级模拟)将4.2g碳酸镁和氧化镁的混合物加入100g稀硫酸中,恰好完全反应,则稀硫酸中溶质的质量分数可能为( )
A.3.6% B.4.9% C.9.8% D.19.8%
8. (2024•梁园区校级模拟)现有一份氧化铁和氧化铜的混合物,与100g质量分数为9.8%的稀硫酸恰好完全反应,则该混合物的质量可能是( )
A.4.5g B.5g C.6.5g D.8g
9. (2024•殷都区模拟)将一定质量的镁粉、铝粉、铁粉的混合物与足量的硫酸完全反应,生成0.3g氢气,则金属混合物的质量不可能是( )
A.3.6g B.5.8g C.6.2g D.8.4g
10. (2024•永城市一模)当氧气不足时,甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O。若8g甲烷与质量为mg的氧气反应生成了CO2、CO和H2O,则m的数值可能是( )
A.24 B.28 C.32 D.36
③差量法(质量变化)
11. (2024•光山县一模)取氧化铁和铁的混合物,将其充分还原,固体质量减轻4.8g,将还原后的固体加入到200g盐酸中,恰好完全反应,得到溶液221.6g,则原固体中单质铁和氧化铁的质量比为( )
A.1:1 B.10:7 C.2:1 D.7:10
12. (2024•阿城区二模)用含杂质(不与酸反应)的金属镁样品5g与100g稀盐酸恰好完全反应,滤去杂质后试管中的液体质量是104.4g,则含杂质的镁样品中镁的质量分数是( )(Mg+2HCl═MgCl2+H2↑)
A.48% B.96% C.24% D.88%
13. (2023•镇平县模拟)现有Na2CO3,和Na2SO4的混合物共12.4g,溶于水并加入过量的BaCl2溶液后,生成BaCO3和BaSO4沉淀共21.5g,则原混合物中含钠元素的质量为( )
A.2.3g B.4.6g C.6.9g D.9.2g
14. (2023•商丘一模)将一定量锌、铁的金属混合物加入到硝酸铜溶液中,充分反应后过滤,所得滤渣质量与原金属混合物质量相同,则原金属混合物中锌、铁的质量比为( )
A.65:7 B.65:56 C.8:7 D.28:65
15. (2023•攀枝花一模)向一定量在空气中部分变质的干燥的氢氧化钠固体样品中加入200g9.8%的稀硫酸,恰好完全反应,最终所得溶液的质量为215.1g,则该样品中未变质的氢氧化钠的质量是( )
A.10g B.12g C.14g D.16g
④转化关系法
16. (2024•无锡模拟)已知在相同的温度和压强下,任何气体的体积和分子数成正比.在1体积空气中混入1体积二氧化碳,在高温下跟足量的焦炭反应,假设氧气和二氧化碳都转化为一氧化碳,则反应后气体中一氧化碳的体积百分含量约是( )
A.75% B.50% C.67% D.33.3%
17. (2023•范县一模)某部分发生变质的氢氧化钙固体样品,测得其中钙、碳元素的质量比为10:1,取一定质量该样品,加入75g溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,恰好完全反应,则生成气体的质量为( )
A.1.1g B.2.2g C.3.3g D.4.4g
18. (2023•汝南县二模)某一氧化碳与二氧化碳的混合气体中,碳元素的质量分数为40%。取6g该气体混合物通过足量灼热的氧化铜,再将气体通入足量澄清石灰水中,得到白色沉淀的质量是( )
A.48g B.40g C.20g D.10g
19. (2023•辉县市模拟)某种铁的氧化物X与足量的CO充分反应,生成的气体被足量的澄清石灰水充分吸收,生成沉淀的质量与X的质量比为15:8,则X的成分可能是( )
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.FeO与Fe2O3
⑤平均值法
20. (2024•郸城县三模)镁和M的混合物2g与足量的盐酸反应,生成0.2g氢气,则M可能是( )
A.锌 B.铝 C.铜 D.铁
21. (2024•驻马店一模)一块质量为6g的合金,与足量的盐酸反应,产生0.2g氢气。则该合金的组成可能为( )
A.Fe和Mg B.Fe和Al C.Fe和Zn D.Mg和Al
22. (2024•西工区一模)现有5.6克混有两种杂质的铁样品,加入足量的稀硫酸,充分反应生后,生成0.2克氢气,则铁样品中混有的杂质不可能是( )
A.铝和锌 B.镁和铜 C.锌和铜 D.铝和铜
压轴检测
04
1.(2024•梁园区校级模拟)6.4g甲醇(CH3OH)与一定质量的氧气反应,生成CO和CO2的混合物7.2g,同时得到一定质量的水。则参与反应的氧气的质量是( )
A.9.6g B.8g C.6.4g D.1.6g
2.(2023•日照)某技术人员对甲醛(HCHO)、醋酸(CH3COOH)、乳酸(C3H6O3)的混合水溶液进行测定,发现其中氢元素的质量分数为8%,则该溶液中碳元素的质量分数为( )
A.20% B.28% C.64% D.70%
3.(2023•德阳)为确定某镁铁合金的成分,取mg镁铁合金样品,加入150g稀盐酸,合金完全溶解,测得产生氢气0.2g;向反应后的溶液中逐渐加入溶质质量分数为12%的NaOH溶液至刚好完全沉淀;然后过滤,得Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀共ng,并将滤液蒸发结晶,得固体17.55g。下列分析错误的是( )
A.n﹣m=3.4g
B.稀盐酸的溶质质量分数为7.3%
C.共消耗NaOH溶液100g
D.该合金中Mg的质量分数为30%
4.(2024•新乡模拟)向一定质量的氧化铁和氧化铜的固体混合物中加入100g溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,恰好完全反应,则原固体混合物中氧元素的质量为( )
A.1.6g B.3.2g C.3.6g D.4.4g
5.(2024•商丘模拟)有一包铁粉,可能混入镁粉、铝粉、锌粉、铜粉中的一种或多种,现取5.6g该混合物粉末,与足量稀盐酸反应,生成0.2g氢气,则下列对该混合物成分的推测正确是( )
A.可能是铁、镁
B.可能是铁、镁、铝
C.可能是铁、锌、铜
D.可能是铁、镁、铝、锌、铜
6.(2024•沈丘县一模)现有NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的混合物6.0g,向其中加入100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,恰好完全反应,把反应后的溶液完全蒸干,所得固体质量为( )
A.11.4g B.12.2g C.13.4g D.14.2g
7.(2024•驿城区一模)现有5.4gZn和Mg、Al的混合物与足量的稀盐酸反应,生成氢气的质量可能是( )
A.0.4 B.0.6 C.0.8 D.0.1
8.(2024•社旗县三模)将一定量的镁粉、铁粉、锌粉的混合物与足量的稀盐酸完全反应,生成0.2g氢气,则金属混合物的质量不可能是( )
A.2.4g B.2.7g C.4.6g D.6.0g
9.(2024•方城县一模)现有碳酸钙和X的固体混合物9g,向其中加入足量的稀盐酸,充分反应后产生4.4g二氧化碳,则X可能是( )
A.碳酸氢钠 B.碳酸钾 C.碳酸钠 D.碳酸钡
10.(2023•良庆区校级三模)将20g某铜锌合金投入到足量的硫酸亚铁溶液中充分反应,过滤后将滤渣洗涤、干燥,称得固体减少的质量为0.9g。则该合金中锌的质量分数为( )
A.42% B.12.5% C.32.5% D.25%
11.(2024•息县二模)5g镁、铝、锌的混合物与一定质量的稀硫酸恰好完全反应,经测定,反应后溶液质量增加了4.6g,将反应后的溶液蒸干水分,则得到的固体混合物的质量为( )
A.15g B.24.2g C.25g D.30g
12.(2024•怀化三模)实验室有14.0g碳酸钙和碳酸钾的固体混合物,加入过量的稀盐酸充分反应,将反应后的溶液蒸干得到15.32g的固体,则原混合物中含金属元素的质量为( )
A.1.32g B.6.8g C.7.2g D.6.4g
13.(2023•邓州市二模)将含有某一氯化物杂质的NaCl粉末5.85g溶于水后,与足量的AgNO3溶液反应,生成沉淀14.6g。则该粉末中含有的杂质可能是( )
A.ZnCl2 B.BaCl2 C.KCl D.CaCl2
14.(2022•广西模拟)现有已变质的生石灰(含CaO、Ca(OH)2、CaCO3),取一定质量的样品于烧杯中,加入溶质质量为7.3%稀盐酸至100g时恰好完全反应,将所得溶液蒸干,得到固体的质量为( )
A.100g B.5.5g C.11.1g D.11.7g
15.(2023•郑州一模)某含杂质的金属镁样品2.2g与足量的稀硫酸反应,生成0.2gH2,则样品中一定含有的杂质是( )
A.Al B.Fe C.Cu D.Zn
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第一部分 选择压轴题
题型7 技巧性计算
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01
(一)考查形式
1.题目常涉及多个反应且反应过程复杂,无法用一般的计算方法求出结果或者求解过程繁琐常借助守恒法、极值法、差量法进行计算
(二)高频设问范围
1.已知某一元素质量或元素质量分数,利用守恒法计算溶液质量、原子个数比、元素质量比等
2.已知某混合物的组成或质量,利用极值法计算生成物的质量或判断混合物的组成情况等
3.已知反应前后混合溶液或固体或气体的质量,利用差量法计算原混合物中某一物质中元素的质量或某一物质的质量分数等
解题策略
02
1.解题的一般步骤
第一步:根据题意选择方法(守恒法、极值法、差量法)。
第二步:根据选定方法的思路进行解答。
2.常见的五种解题方法
(1)守恒法
①依据:根据质量守恒定律,指参加化学反应的各物质质量总和等于生成物的各物质质量总和相等(不包括未参加反应的物质的质量,也不包括杂质)。
A.反应物、生成物总质量不变;
B.元素种类、质量不变;
C.原子的种类、数目、质量都不变
②适用范围:
A. 题目涉及多个反应,反应过程复杂,无法用化学方程式计算求解;
B. 题目中有元素质量、元素质量分数等明显提示;
C. 出现“恰好完全反应”的字眼等。
③分析思路
第一步:分析题中涉及的反应,找到在化学反应前后守恒的某个量,如元素种类、元素质量、原子个数、正负化合价总数等;
第二步:找出已知量、所求量中相同元素之间的关联,利用守恒建立等量关系;
第三步:利用元素守恒关系列式求解。
【易错警示】
易错类型
易错原因解读
找不准守恒的元素
写出化学方程式,找出已知量和未知量含有的相同元素,依据该元素质量或该元素所在的物质质量关系求算未知量
金属氧化物发生还原反应时,一般金属氧化物减少的质量是其失去的氧元素的质量
若发生两个连续反应,写出化学方程式,找到相关物质之间的联系,将中间产物作为桥梁,直接第一个反应的反应物与第二个反应的生成物之间的关系找出即可
【典例1】已知Mg和Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量分数为40%,取该混合物20g加入适量的稀硫酸,恰好完全反应所得溶液中溶质质量为( )
A.40g B.24g C.20g D.44g
【答案】A
【解析】思路引导
第一步:已知 Mg和 Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量分数,考虑用守恒法计算。
第二步:分析题中涉及的反应可知,恰好完全反应所得溶液中溶质只有MgSO4。将反应前后物质中相同元素进行关联,如下
根据图示知,反应后MgSO4中的镁元素全部来自Mg和Mg(OH)2,则 Mg和Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量=溶质硫酸镁中镁元素的质量=20g×40%=8g,然后根据某物质中元素质量分数的计算公式反推硫酸镁的质量=8g ÷(24/120×100%)=40g
【典例2】有一包Mg和MgO的混合物共12.8 g,与一定量的稀硫酸恰好完全反应,所得溶液中溶质的质量为48 g,则原混合物中氧元素的质量为( )
A. 9.6 g B. 3.2 g
C. 2.4 g D. 1.6 g
【答案】B
【解析】②中镁元素的质量为:48g×24/120=9.6g;根据质量守恒定律可知②中镁元素的质量等于①中镁元素的质量;①中氧元素的质量为:12.8g-9.6g= 3.2g。
(2)极值法
①适用范围:混合物与同一物质发生反应,且有一种相同的气体生成物
②分析思路
第一步:分析题中所涉及的反应,考虑极限状态,分别假设混合物是组成它的其中一种纯净物
第二步:将题目提供的数据代入进行计算,找到极端情况下的最大值、最小值,分别计算出所求物质的质量
第三步:结合题干信息确定答案区间(最大值~最小值),答案一定在答案区间内。
【易错警示】
易错类型
易错原因解读
样品成分判断错误
若混合物全部能反应,假设混合物全部为一种成分,分别计算产生的气体质量,取大于实际值和小于实际值的进行组合即可(只需比较最大的和最小的两数值,其余不必考虑)
若混合物不能全部反应,假设混合物全部为能反应的一种成分,分别计算产生的气体质量,取大于实际值的和不能反应的进行组合,或者取大于实际值的和小于实际值的进行组合
【典例1】 有一包金属粉末,可能由Mg、Zn、 Fe中的一种或几种组成。取一定质量该金属粉末,加入100g19.6%的稀硫酸,恰好完全反应,只得到氢气和无色溶液,则所得无色溶液中溶质的质量可能为( )
A.20.2 g B.23.4 g C.28.6 g D.32.4 g
【答案】C
【解析】第一步:题中已知一包金属粉末与100 g19.6%的稀硫酸恰好完全反应,且只得到氢气和无色溶液,考虑用极值法计算。
第二步:硫酸亚铁溶液呈浅绿色,根据反应后得到无色溶液,排除铁。根据恰好完全反应得出参加反应的硫酸的质量为100g×19.6%=19.6。然后分别假设金属粉末全部为镁或锌,结合化学方程式分别计算出生成硫酸镁、硫酸锌的质量,据此确定溶质质量区间为24g~32.2g。
【典例2】 将一定量的镁粉、铝粉、锌粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应,生成0.4 g氢气,则金属混合物的质量不可能是( )
A.4.8 g B.5.4 g C.9.2 g D.13.0 g
【答案】D
【解析】
解析:设生成0.4g氢气时需要铝的质量是x,锌的质量是y
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑
54 6
X 0.4g
54/6 =x/0.4g
x=3.6g
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
y 0.4g
65/2 =y/0.4g
y=13.0g
故原混合物质量范围是大于3.6g小于13.0g,所以金属混合物的质量不可能是13.0g。故选D
(3)差量法
①依据:依据化学反应前后的质量或体积差,与反应物或生成物的变化量成正比而建立比例关系的一种解题方法
②适用范围:有关反应前后相同状态的物质质量变化的问题
③分析思路
第一步:列出题目中所给物质之间的联系,找“差量”(如固体质量差、溶液质量差等)
第二步:列出已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)的关系,列式求解
【易错警示】
易错类型
易错原因解读
找不准理论差量
金属与酸反应
化学方程式中,生成的盐的质量减去反应物酸的质量即差量
金属与盐溶液反应
化学方程式中,两种盐的质量差或两种金属的质量差即差量
碳酸氢钠受热分解
分解前后固体质量差是生成的水和二氧化碳的质量和
结晶水合物受热分解
每段曲线之间质量差是失去的结晶水或生成的气体的质量
【典例1】现有 Na2CO3、Na2SO4的混合物共8.6g,溶于水并加人过量的BaCl2溶液后,生成BaCO3、和BaSO4的沉淀共17.7g,则原混合物中钠元素的质量为( )
A.2.3g B.3.8g C.4.6g D.6.4g
【答案】C
【解析】第一步:已知反应前后混合物的质量,考虑用差量法计算。
第二步:列出物质之间的联系,根据质量差列式求解。
根据图示知,发生变化的是Na转化为Ba,设原混合物中钠元素的质量为x,列关系式求解。
2Na~ Ba 质量差
46 137 137-46
X 17.7g-8.6g
X=4.6
【典例2】现有CaCl2和BaCl2的混合物共17.75 g,溶于水后加入足量的Na2CO3溶液后,生成沉淀共16.65 g,则原混合物中氯元素的质量分数为( )
A.40% B.50% C.60% D.无法计算
【答案】A
【解析】
解析:氯化钙、氯化钡与碳酸钠溶液反应的化学方程式分别为:
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
结合以上内容对比题干数据,可知17.75gCaCl2和BaCl2的混合物与16.65gCaCO3和BaCO3的沉淀质量相比,减少了1.1g,该质量差是“2Cl-”转化为“CO32-”所致,设原混合物中氯元素的质量为x
则有2Cl- ~ CO32- △m
71 60 11
x 17.75g-16.65g=1.1g
71/11 = x/1.1g
x=7.1g
7.1g/17.75g×100%=40%,则原混合物中氯元素的质量分数为17.75g,故A正确
(4)转化关系法
①依据:利用化学反应方程式中的物质间的质量关系列出比例式,通过已知的量来求未知的量。
②适用范围:多步反应发生
③分析思路
第一步:通过多步反应方程式,找出已知量和未知量之间的计量数关系
第二步:根据微粒个数与相对原子质量的乘积计算相关物质的质量比
第三步:再列出比例式,求解。
【易错警示】
易错类型
易错原因解读
找不准相关物质或离子间关系
写出化学方程式,根据各物质前的化学计量数找出相关联的物质之间的微粒数量或质量关系进行求算
涉及多步反应,从原子个数守恒角度,一定注意涉及的重要原子在反应前后数目相等
每种物质或混合溶液中所有阳离子和阴离子的电荷总数相等。溶液中发生的反应不仅原子数目守恒,电荷也守恒。
【典例1】20gFe2O3和CuO的混合物与200g稀硫酸恰好完全反应后再滴加100g 24%的NaOH溶液至恰好沉淀完全,则所用稀硫酸的溶质质量分数为( )
A.9.8% B.14.7% C.19.6% D.29.4%
【答案】B
【解析】
①反应中H2SO4中的SO42-最终转化为Na2SO4中的SO42-,NaOH中Na+最终转化为Na2SO4中的Na+。
②配平关系:H2SO4 ~ 2NaOH。
加入稀硫酸后,Fe2O3和CuO与稀硫酸反应分别生成Fe2(SO4)3和CuSO4,Fe2(SO4)3+6NaOH==2Fe(OH)3↓+3Na2SO4、CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4,由于加入的稀硫酸与两种金属氧化物恰好完全反应,所以硫酸中的硫酸根离子都通过Fe2(SO4)3、CuSO4分别与氢氧化钠反应而转化到硫酸钠中。
设所用稀硫酸的溶质质量分数为x
2NaOH~Na2SO4~H2SO4
80 98
100 g×24% 200 g×x
x=14.7%
则所用稀硫酸的溶质质量分数为14.7%。
【典例2】某种铁的氧化物X与足量的CO充分反应,生成的气体被足量的澄清石灰水充分吸收,生成沉淀的质量与x的质量比为15:8,则X的成分可能是( )
A.9.8% B.14.7% C.19.6% D.29.4%
【答案】B
【解析】
一氧化碳能与铁的氧化物反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,设铁的氧化物的化学式为FexOy,则:高温
FexOy+yCO ===== xFe+yCO2;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,
则可得关系式: 2FexOy ~ 2yCO2 ~2 yCaCO3,设产生沉淀的质量为15g,则加入的X的质量为8g,则:
FexOy ~ yCO2 ~ yCaCO3
56x+ 16y 100y
8g 15g
解得,
则该铁的氧化物是Fe2O3,故选B。
(5)平均值法
①依据:如混合物中各组分均能与某一物质反应,且得到的产物中有同一种物质或混合物中各组分均含有同一种元素,要确定其成分
②适用范围:最适合求出混合物的可能成分,不用考虑各组分的含量
③分析思路
第一步:找出混合物中各成分的平均值,如平均二价相对原子质量、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等
第二步:此平均值总是介于组分中对应值的最大值与最小值之间
【典例1】测知Fe2O3和另一种氧化物的混合物中氧的含量为50%,则加一种氧化物可能是:
A.MgO B.Na2O C.CO2 D.SO2
【答案】C
【解析】由于氧化铁中氧的含量是30%,另外一种氧化物中,氧的百分比一定会大于50%。
A.中氧的含量是40% ;B.中氧的含量是25% ;C.中氧的含量是72.8% ;D.氧的含量是50%。
真题示例
03
①守恒法(始终态)
1. (2023•淄博)现有8gA和足量B在一定条件下充分反应,生成22gC和18gD,则参加反应的A和B的质量比是( )
A.4:11 B.1:2 C.1:4 D.11:9
【答案】C
【分析】根据质量守恒定律,参加化学反应的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和,结合题意进行分析解答。
【解析】解:现有8gA和足量B在一定条件下充分反应,生成22gC和18gD,由质量守恒定律,参加反应的A和B的质量之和等于生成C和D的质量之和,则参加反应的B的质量为22g+18g﹣8g=32g,参加反应的A和B的质量比是8g:32g=1:4。
故选:C。
2. (2023•黑龙江)碳酸镁和氢氧化镁的混合物10g,经测定混合物中镁元素的质量分数为36%,向其中加入100g溶质质量分数为14.7%的稀硫酸,恰好完全反应得到不饱和溶液,将溶液蒸干后得到的固体质量为( )
A.12g B.18g C.24g D.36g
【答案】B
【分析】根据质量守恒定律,反应前后镁元素的质量不变,进行分析判断。
【解析】解:碳酸镁和氢氧化镁的混合物10g,经测定混合物中镁元素的质量分数为36%,则混合物中含有镁元素的质量为10g×36%=3.6g。
向其中加入100g溶质质量分数为14.7%的稀硫酸,碳酸镁和稀硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳,氢氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水,恰好完全反应时,将溶液蒸干后得到的固体为硫酸镁,由反应前后镁元素的质量不变,则得到的固体质量为3.6g÷(×100%)=18g。
故选:B。
3. (2023•达州)某化学实验操作考试的考场收集到氢氧化铜和部分已经分解成氧化铜的固体混合物4.5g,滴入稀硫酸至固体完全溶解,得到溶液50g,经测定,该溶液中硫元素的质量分数为3.2%。向该溶液中加入足量的铁粉,充分反应后,可回收到铜的质量为( )
A.3.0g B.3.2g C.3.4g D.3.6g
【答案】B
【分析】铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算和判断。
【解析】解:溶液中硫元素质量是50g×3.2%=1.6g,硫酸铜质量是1.6g÷=8g。
设反应生成铜的质量是x。
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
160 64
8g x
=
x=3.2g。
故选:B。
4. (2023•绥化)在化学反应A+2B=C+2D中,已知C和D的相对分子质量之比是22:9,当6.4gB与足量A完全反应后,生成3.6gD。则在此反应中,B和C的质量比是( )
A.8:11 B.2:11 C.16:11 D.16:9
【答案】C
【分析】根据质量守恒定律和化学方程式的计算来分析。
【解析】解:设生成C的质量为x。
A+2B=C + 2D
22 2×9
x 3.6g
=
x=4.4g
则生成C的质量为4.4g,所以在此反应中B和C的质量比是6.4g:4.4g=16:11。
故选:C。
5. (2023•益阳)小敏向100g溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液中,加入110gCaCl2溶液恰好完全反应,理论上所得溶液的溶质质量分数为( )
A.5.85% B.4.76% C.5.54% D.11.7%
【答案】A
【分析】根据所给的数据和化学方程式计算出反应后溶液中溶质的质量,然后再根据溶质的质量分数的公式计算反应后溶液中溶质的质量分数。
【解析】解:设生成碳酸钙的质量为x,生成氯化钠的质量为y。
CaCl2+Na2CO3 = CaCO3↓+2NaCl
106 100 117
100g×10.6% x y
x=10g
y=11.7g
理论上所得溶液的溶质质量分数为:
=5.85%
故选:A。
②极值法(确定混合物成分)
6. (2024•青川县二模)一定量的木炭在盛有N2和O2混合气体的密闭容器中燃烧,生成CO和CO2,且测得反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24%,则其中N2的质量分数可能为( )
A.12% B.30% C.44% D.60%
【答案】B
【分析】可采用极值法分析:即设该混合气体的质量为100g,则混合气体中含碳24g,则原来木炭就为24g,假设木炭燃烧完全生成二氧化碳,求出此时氮气的质量,假设木炭燃烧完全生成一氧化碳,求出此时氮气的质量,氮气的质量应在这两个值之间。
【解析】解:碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳,不充分燃烧生成一氧化碳;
(1)若碳全部转化成一氧化碳,则反应后为一氧化碳和氮气的混合物,一氧化碳的质量分数为:,氮气的质量分数为:1﹣56%=44%;
(2)若碳全部转化成了二氧化碳,则反应后为二氧化碳和氮气的混合物,二氧化碳的质量分数为:,氮气的质量分数为:1﹣88%=12%;
(3)已知反应后气体为二氧化碳、一氧化碳、氮气的化合物,所以氮气的质量分数在12%至44%之间。
故选:B。
7. (2024•梁园区校级模拟)将4.2g碳酸镁和氧化镁的混合物加入100g稀硫酸中,恰好完全反应,则稀硫酸中溶质的质量分数可能为( )
A.3.6% B.4.9% C.9.8% D.19.8%
【答案】C
【分析】根据碳酸镁、氧化镁与稀硫酸反应的化学方程式,利用极值法进行计算分析。
【解析】解:设4.2g全部是碳酸镁,则消耗硫酸质量为x。
MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑
84 98
4.2g x
解得 x=4.9g
所以硫酸的质量分数为:=4.9%;
设4.2g全部是氧化镁,则消耗硫酸的质量为y.
MgO+H2SO4=MgSO4+H2O
40 98
4.2g y
解得 y=10.29g
所以硫酸的质量分数是:=10.29%
据以上分析可知硫酸的质量分数是大于4.9%,小于10.29%,符合题意的是C。
故选:C。
8. (2024•梁园区校级模拟)现有一份氧化铁和氧化铜的混合物,与100g质量分数为9.8%的稀硫酸恰好完全反应,则该混合物的质量可能是( )
A.4.5g B.5g C.6.5g D.8g
【答案】C
【分析】假设当混合物全为氧化铁,根据硫酸的质量求出氧化铁的量;假设当混合物全是氧化铜时,根据硫酸的质量求出氧化铜的量,再取区间里面的值即可。
【解析】解:100g质量分数为9.8%的稀硫酸中溶质的质量为:100g×9.8%=9.8g。
设与9.8g稀硫酸恰好完全反应的氧化铁的质量为x。
Fe2O3+3H2SO4=Fe(SO4)3+3H2O
160 294
x 9.8g
解得:x≈5.3g
设与9.8g稀硫酸恰好完全反应的氧化铜的质量为y。
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80 98
y 9.8g
解得:y=8g
由于氧化铁和氧化铜的混合物与100g质量分数为9.8%的稀硫酸恰好完全反应,则该混合物的质量应大于5.3g,小于8g。
故选:C。
9. (2024•殷都区模拟)将一定质量的镁粉、铝粉、铁粉的混合物与足量的硫酸完全反应,生成0.3g氢气,则金属混合物的质量不可能是( )
A.3.6g B.5.8g C.6.2g D.8.4g
【答案】D
【分析】根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算和判断。
【解析】解:设生成0.3g氢气时需要铝的质量是x,铁的质量是y。
2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑
54 6
x 0.3g
=
x=2.7g
Fe+H2SO4═FeSO4 + H2↑
56 2
y 0.3g
=
y=8.4g
所以原混合物质量范围是大于2.7g,小于8.4g,故金属混合物的质量不可能为8.4g。
故选:D。
10. (2024•永城市一模)当氧气不足时,甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O。若8g甲烷与质量为mg的氧气反应生成了CO2、CO和H2O,则m的数值可能是( )
A.24 B.28 C.32 D.36
【答案】B
【分析】可假设甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水,由参加反应的甲烷的质量可计算出消耗氧气的质量;假设甲烷不充分燃烧生成一氧化碳和水,由参加反应的甲烷的质量可计算出消耗氧气的质量;当氧气不足时,甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O,消耗氧气的质量介于两种情况之间,据此进行分析解答。
【解析】解:假设甲烷充分反应生成二氧化碳和水,设消耗氧气的质量为x。
CH4+ 2O2CO2+2H2O
16 64
8g x
x=32g
假设甲烷不充分燃烧生成二氧化碳和水,设消耗氧气的质量为y。
2CH4+ 3O22CO+4H2O
32 96
8g y
y=24g
当氧气不足时,甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O,24g<m<32g,观察选项,m的数值可能是28g。
故选:B。
③差量法(质量变化)
11. (2024•光山县一模)取氧化铁和铁的混合物,将其充分还原,固体质量减轻4.8g,将还原后的固体加入到200g盐酸中,恰好完全反应,得到溶液221.6g,则原固体中单质铁和氧化铁的质量比为( )
A.1:1 B.10:7 C.2:1 D.7:10
【答案】D
【分析】根据溶液增加的质量求出充分还原后铁的质量,由固体减少的质量求出氧化铁的质量以及氧化铁中铁元素的质量,最后求比值即可。
【解析】解:取氧化铁和铁的混合物,将其充分还原,固体质量减轻4.8g,减少的是氧元素的质量,剩余的固体全部是铁,将所得固体加入到200g盐酸中,恰好完全反应后,得到溶液221.6g,说明溶液质量增加:221.6g﹣200g=21.6g
设充分还原后铁的质量为x。
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑ 溶液增加的质量
56 2 54
x 21.6g
x=22.4g
设与氧结合的铁的质量为y。
2Fe﹣﹣﹣﹣3O
112 48
y 4.8g
y=11.2g
则原固体中单质铁的质量为:22.4g﹣11.2g=11.2g,氧化铁的质量为:11.2g÷=16g,所以原固体中单质铁和氧化铁的质量比为11.2g:16g=7:10。
故选:D。
12. (2024•阿城区二模)用含杂质(不与酸反应)的金属镁样品5g与100g稀盐酸恰好完全反应,滤去杂质后试管中的液体质量是104.4g,则含杂质的镁样品中镁的质量分数是( )(Mg+2HCl═MgCl2+H2↑)
A.48% B.96% C.24% D.88%
【答案】B
【分析】随着镁与稀盐酸的反应,溶液的质量逐渐增加,根据反应的化学方程式,判断出溶液增加量与参加反应镁的质量关系,即可由反应前后溶液的增加求出样品中含镁的质量,从而求得样品中镁的质量分数.
【解析】解:设参加反应镁的质量为x
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑溶液质量增加
24 2 24﹣2=22
x 104.4﹣100=4.4g
x=4.8g
则该样品中含镁的质量分数=×100%=96%
故选:B。
13. (2023•镇平县模拟)现有Na2CO3,和Na2SO4的混合物共12.4g,溶于水并加入过量的BaCl2溶液后,生成BaCO3和BaSO4沉淀共21.5g,则原混合物中含钠元素的质量为( )
A.2.3g B.4.6g C.6.9g D.9.2g
【答案】B
【分析】固体的质量差量在于所含钠元素与钡元素的质量差别,根据元素质量差量求算。
【解析】解:设钠元素的质量为x
根据固体的质量差量在于所含钠元素与钡元素的质量差别可得:
2Na∽∽∽Ba 固体质量差量
46 137 137﹣46=91
x 21.5g﹣12.4g=9.1g
=
x=4.6g
故选:B。
14. (2023•商丘一模)将一定量锌、铁的金属混合物加入到硝酸铜溶液中,充分反应后过滤,所得滤渣质量与原金属混合物质量相同,则原金属混合物中锌、铁的质量比为( )
A.65:7 B.65:56 C.8:7 D.28:65
【答案】A
【分析】根据铁、锌与下硫酸铜溶液反应的化学方程式,列式进行计算即可。
【解析】解:设混合物中铁与锌的质量分别是x、y,铁与硫酸铜反应固体增加的质量为a,锌与硫酸铜反应固体减少的质量为b。
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 固体质量增加
56 64 64﹣56=8
x a
解得:a=
Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu 固体质量减少
65 64 65﹣64=1
y b
解得:b=
由题意可知: 解得:x:y=7:65
混合物中锌与铁的质量比为65:7。
故选:A。
15. (2023•攀枝花一模)向一定量在空气中部分变质的干燥的氢氧化钠固体样品中加入200g9.8%的稀硫酸,恰好完全反应,最终所得溶液的质量为215.1g,则该样品中未变质的氢氧化钠的质量是( )
A.10g B.12g C.14g D.16g
【答案】B
【分析】根据溶液质量差量法和对应的化学方程式以及给出的其他数据计算对应的氢氧化钠的质量。
【解析】解:200g9.8%的稀硫酸中溶质的质量为200g×9.8%=19.6g
设氢氧化钠的质量为x,与氢氧化钠反应的硫酸的质量为y,与碳酸钠反应的硫酸的质量为19.6g﹣y。
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 溶液质量增量
80 98 80
x y
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 溶液质量增量
106 98 44 106﹣44=62
19.6g﹣y
+=215.1g﹣200g=15.1g
y=14.7g
=
x=12g
故选:B。
④转化关系法
16. (2024•无锡模拟)已知在相同的温度和压强下,任何气体的体积和分子数成正比.在1体积空气中混入1体积二氧化碳,在高温下跟足量的焦炭反应,假设氧气和二氧化碳都转化为一氧化碳,则反应后气体中一氧化碳的体积百分含量约是( )
A.75% B.50% C.67% D.33.3%
【答案】A
【分析】正常的空气成分按体积分数计算是:氮(N2)占78.08%,氧(O2)占20.95%,氩(Ar)占0.93%,二氧化碳(C02)占0.03%.根据碳与二氧化碳反应的化学方程式计算出1体积二氧化碳生成的一氧化碳的体积.再根据碳与氧气反应的化学方程式计算出空气中氧气和碳反应生成的一氧化碳的体积.两者相加就是反应后气体中一氧化碳的体积.反应后气体的总体积=空气体积﹣反应掉的氧气体积+氧气生成的一氧化碳体积+二氧化碳反应生成的一氧化碳.然后根据质量分数公式计算即可.
【解析】解;1体积的二氧化碳和足量的碳反应可以得到2体积的一氧化碳(C+CO22CO )。
因为原来空气中的二氧化碳仅占0.03%.所以原空气中的二氧化碳反应得到的一氧化碳忽略不计。
原空气中一共有0.2体积的氧气。所以氧气和碳反应后(2C+O2=2CO)得到0.4体积的一氧化碳。
所以反应后气体的总体积为1(空气)﹣0.2(反应掉的氧气)+0.4(氧气生成的一氧化碳)+2(二氧化碳反应生成的一氧化碳)=3.2体积。
一氧化碳的体积为0.4+2=2.4体积。
所以一氧化碳的体积分数为×100%=75%。
故选:A。
17. (2023•范县一模)某部分发生变质的氢氧化钙固体样品,测得其中钙、碳元素的质量比为10:1,取一定质量该样品,加入75g溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,恰好完全反应,则生成气体的质量为( )
A.1.1g B.2.2g C.3.3g D.4.4g
【答案】B
【分析】根据氢氧化钙固体样品变质是氢氧化钙和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水进行分析。
【解析】解:氢氧化钙和碳酸钙均与稀盐酸反应的化学方程式为:Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
设生成的氯化钙的质量为x。
2HCl﹣﹣﹣﹣﹣﹣CaCl2
73 111
75×14.6% x
=
x=16.65g
氯化钙中钙元素的质量为16.65g×=6g,
由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的质量不变,钙、碳元素的质量比为10:1,则碳酸钙中碳元素的质量为0.6g,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.6g,则二氧化碳的质量为=2.2g。
故选:B。
18. (2023•汝南县二模)某一氧化碳与二氧化碳的混合气体中,碳元素的质量分数为40%。取6g该气体混合物通过足量灼热的氧化铜,再将气体通入足量澄清石灰水中,得到白色沉淀的质量是( )
A.48g B.40g C.20g D.10g
【答案】C
【分析】根据一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳,生成的二氧化碳以及混合气中原有的二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀沉淀和水,依据碳元素守恒进行计算。
【解析】解:加热条件下,氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,二氧化碳和一氧化碳中的碳元素完全转化到碳酸钙中,依据碳元素守恒,得到白色沉淀碳酸钙的质量:。
所以B选项符合题意,
故选:C。
19. (2023•辉县市模拟)某种铁的氧化物X与足量的CO充分反应,生成的气体被足量的澄清石灰水充分吸收,生成沉淀的质量与X的质量比为15:8,则X的成分可能是( )
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.FeO与Fe2O3
【答案】B
【分析】设含铁、氧两种元素的样品的化学式为FexOy,高温时与足量的CO充分反应,FexOy+yCOxFe+yCO2,生成的气体被足量氢氧化钙溶液吸收,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O.设原样品的质量为mg,则沉淀的质量为mg,依据化学方程式定量关系列式计算分析判断组成。
【解析】解:设含铁、氧两种元素的样品中X的化学式为FexOy,高温时与足量的CO充分反应,FexOy+yCOxFe+yCO2,生成的气体被足量氢氧化钙溶液吸收,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,设原样品的质量为mg,则沉淀的质量为mg,由方程式:
FexOy+yCOxFe+yCO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
得到:FexOy~yCaCO3
56x+16y 100y
8 15
=
解得:x:y=2:3,由于铁与氧的原子个数比是2:3,因此X的化学式为Fe2O3;
故选:B。
⑤平均值法
20. (2024•郸城县三模)镁和M的混合物2g与足量的盐酸反应,生成0.2g氢气,则M可能是( )
A.锌 B.铝 C.铜 D.铁
【答案】B
【分析】根据二价金属与酸反应的化学方程式来计算金属的平均相对原子质量,使平均相对原子质量介于24和另一种金属的相对原子质量之间,进行分析判断。
【解析】解:设该粉末为纯净的单质金属M(化合物中化合价统一为+2价)反应,其相对原子质量为x。
M+2HCl=MCl2+H2↑
x 2
2g 0.2g
x=20
由于镁的相对原子质量为24,混合物的相对原子质量为20,所以含另一种金属的相对原子质量一定小于20,锌、铁的相对原子质量均大于20,不会含有;铜不与稀盐酸反应,不会含有;铝在化合物中显+3价,换算成+2价,其相对原子质量为27×=18,符合要求。
故选:B。
21. (2024•驻马店一模)一块质量为6g的合金,与足量的盐酸反应,产生0.2g氢气。则该合金的组成可能为( )
A.Fe和Mg B.Fe和Al C.Fe和Zn D.Mg和Al
【答案】C
【分析】利用一定质量金属完全反应放出氢气质量=×金属质量,计算生成0.2氢气消耗选项所涉及金属铁、锌、镁、铝的质量;然后根据题设的条件:两种金属混合物6g与足量稀盐酸反应后生成了0.2g氢气,推断出两种金属合金的可能组成。
【解析】解:根据与硫酸反应时铁、镁、铝、锌分别呈+2、+2、+3、+2,与足量稀盐酸反应后生成了0.2g氢气,所需要消耗金属的质量分别为:
需要金属铁的质量=0.2g×=5.6g
属镁的质量=0.2g×=2.4g
金属铝的质量=0.2g×=1.8g
金属锌的质量0.2g×=6.5g
由上述需要金属的质量可知,6克铁和锌混合物与足量的稀盐酸反应,产生氢气的质量可以为0.2克。
故选:C。
22. (2024•西工区一模)现有5.6克混有两种杂质的铁样品,加入足量的稀硫酸,充分反应生后,生成0.2克氢气,则铁样品中混有的杂质不可能是( )
A.铝和锌 B.镁和铜 C.锌和铜 D.铝和铜
【答案】C
【分析】铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,每56份质量的铁与足量的硫酸反应能生成2份质量的氢气,则5.6g的铁能生成0.2g的氢气。向5.6g含两种杂质的铁粉样品中加入足量的稀硫酸,充分反应后共产生0.2g氢气,若样品中含有两种杂质,则说明不纯的铁粉样品中所含的两种杂质能与稀硫酸反应且能产生氢气,而且等质量的铁和所含杂质相比,一种杂质与硫酸反应产生的氢气比铁多,一种杂质与硫酸反应产生的氢气比铁少。或者其中只有一种杂质能与稀硫酸反应产生氢气,且等质量的铁和所含杂质相比,杂质与硫酸反应产生的氢气多,另一种杂质则与稀硫酸不反应。
【解析】解:A、铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,化学方程式为:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑,每54份质量的铝和足量的硫酸反应生成6份质量的氢气,即每18份质量的铝与足量稀硫酸反应能生成2份质量的氢气,则5.6g的铝能生成氢气的质量>0.2g,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,每65份质量的锌与足量硫酸反应能生成2份质量的氢气,则5.6g的锌能生成氢气的质量<0.2g,铁样品中混有的杂质可能为铝和锌,不符合题意;
B、镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,化学方程式为:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,每24份质量的镁与足量硫酸反应能生成2份质量的氢气,则5.6g的镁能生成氢气的质量>0.2g,铜不与硫酸反应,生成氢气为0<0.2g,铁样品中混有的杂质可能为镁和铜,不符合题意;
C、由上可知,5.6g的锌能生成氢气的质量<0.2g,铜不与硫酸反应,生成氢气为0<0.2g,铁样品中混有的杂质不可能为锌和铜,符合题意;
D、由上可知,5.6g的铝能生成氢气的质量>0.2g,铜不与硫酸反应,生成氢气为0<0.2g,铁样品中混有的杂质可能为铝和铜,不符合题意;
故选:C。
压轴检测
04
1.(2024•梁园区校级模拟)6.4g甲醇(CH3OH)与一定质量的氧气反应,生成CO和CO2的混合物7.2g,同时得到一定质量的水。则参与反应的氧气的质量是( )
A.9.6g B.8g C.6.4g D.1.6g
【答案】B
【分析】根据化学反应前后元素的质量不变,进行分析解答。
【解析】解:化学反应前后元素的质量不变,反应后生成水中氢元素的质量等于参加反应的甲醇中氢元素的质量,则生成水的质量为6.4g××100%÷(×100%)=7.2g,故生成物的总质量为7.2g+7.2g=14.4g,则参与反应的氧气的质量为14.4g﹣6.4g=8g。
故选:B。
2.(2023•日照)某技术人员对甲醛(HCHO)、醋酸(CH3COOH)、乳酸(C3H6O3)的混合水溶液进行测定,发现其中氢元素的质量分数为8%,则该溶液中碳元素的质量分数为( )
A.20% B.28% C.64% D.70%
【答案】B
【分析】首先结合三种物质的分子式的构成特点,找出氢、氧原子个数之比均为2:1,与水的氢氧原子个数比相同,因此可以求出混合水溶液中氢、氧元素的质量比,根据已知条件,可以求出氧元素的质量分数,进而求出碳元素质量分数。
【解析】解:根据甲醛、醋酸、乳酸的化学式可知每个分子中氢、氧原子个数之比均为2:1,与水分子中氢、氧原子个数比相同,因此混合水溶液中氢、氧元素质量之比为2:16=1:8,其中氢元素的质量分数为8%,则氧元素的质量分数为64%,因此混合水溶液中碳元素的质量分数为1﹣64%﹣8%=28%。
故选:B。
3.(2023•德阳)为确定某镁铁合金的成分,取mg镁铁合金样品,加入150g稀盐酸,合金完全溶解,测得产生氢气0.2g;向反应后的溶液中逐渐加入溶质质量分数为12%的NaOH溶液至刚好完全沉淀;然后过滤,得Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀共ng,并将滤液蒸发结晶,得固体17.55g。下列分析错误的是( )
A.n﹣m=3.4g
B.稀盐酸的溶质质量分数为7.3%
C.共消耗NaOH溶液100g
D.该合金中Mg的质量分数为30%
【答案】D
【分析】镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化镁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀和氯化钠,氢氧化钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和水,则过滤后,并将滤液蒸发结晶,得固体17.55g就是氯化钠的质量,根据质量守恒定律,反应前后元素的质量不变,由氯化钠的质量可以求出氢氧化钠和氯化氢的质量,进而求出稀盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的质量分数,由氢气的质量求出与镁铁合金反应的溶质氯化氢的质量,进而求出剩余盐酸消耗掉的氢氧化钠,从而得出沉淀中氢氧根的质量。
【解析】解:由分析可知,氯化钠的质量为17.55g,由关系式HCl~NaOH~NaCl可知,HCl的质量为17.55g×=10.95g,NaOH的质量为17.55g×=12g,由关系式2HCl~H2可知,与镁铁合金反应的HCl的质量为0.2g×=7.3g;
A、与氢氧化钠反应的HCl质量为10.95g﹣7.3g=3.65g,由关系式HCl~NaOH可知,剩余HCl消耗氢氧化钠的质量为3.65g×=4g,与氯化镁、氯化亚铁反应的氢氧化钠质量为12g﹣4g=8g,Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀中氢氧根的质量就是8g氢氧化钠中氢氧根的质量,则Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀中氢氧根的质量为8g×=3.4g,n﹣m的质量就是Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀中氢氧根的质量,即n﹣m=3.4g,故A分析正确;
B、稀盐酸的溶质质量分数为×100%=7.3%,故B分析正确;
C、消耗NaOH溶液的质量为=100g,故C分析正确;
D、当镁的质量为1.2g,铁的质量为2.8g时,Mg的质量分数为30%,根据已知条件无法计算出镁、铁的具体质量,只能说合金中Mg的质量分数可能为30%,则该合金中Mg的质量分数为30%的分析错误,故D分析错误;
故选:D。
4.(2024•新乡模拟)向一定质量的氧化铁和氧化铜的固体混合物中加入100g溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,恰好完全反应,则原固体混合物中氧元素的质量为( )
A.1.6g B.3.2g C.3.6g D.4.4g
【答案】B
【分析】根据元素守恒可知氧化物中的氧元素全部转化成水中的氧元素,而水中的氢元素全部来自于氯化氢,根据氯化氢的质量结合化学方程式的计算来分析。
【解析】解:氧化铁和盐酸反应的化学方程式为:Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O,氧化铜和盐酸反应的化学方程式为:CuO+2HCl═CuCl2+H2O,根据元素守恒可知氧化物中的氧元素全部转化成水中的氧元素,而水中的氢元素全部来自于氯化氢,100g溶质质量分数为14.6%的稀盐酸中氯化氢的质量为:100g×14.6%=14.6g;
设氧元素的质量是x。
2HCl~H2O~O
73 16
14.6g x
x=3.2g
则原固体混合物中氧元素的质量为3.2g。
故选:B。
5.(2024•商丘模拟)有一包铁粉,可能混入镁粉、铝粉、锌粉、铜粉中的一种或多种,现取5.6g该混合物粉末,与足量稀盐酸反应,生成0.2g氢气,则下列对该混合物成分的推测正确是( )
A.可能是铁、镁
B.可能是铁、镁、铝
C.可能是铁、锌、铜
D.可能是铁、镁、铝、锌、铜
【答案】D
【分析】有一包铁粉,可能混入镁粉、铝粉、锌粉、铜粉中的一种或多种,现取5.6g该混合物粉末,与足量稀盐酸反应,生成0.2g氢气;
铁和盐酸反应的化学方程式及其质量关系如下:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
56 2
5.6g 0.2g
即5.6g铁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气;
镁和盐酸反应的化学方程式及其质量关系如下:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
24 2
2.4g 0.2g
即2.4g镁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气;
铝和盐酸反应的化学方程式及其质量关系如下:
2Al+6HCL═2AlCl3+3H2↑
54 6
1.8g 0.2g
即1.8g铝和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气;
锌和盐酸反应的化学方程式及其质量关系如下:
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
65 2
6.5g 0.2g
即6.5g锌和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气;据此分析解答。
【解析】解:A、5.6g铁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,2.4g镁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,则该混合物不可能是铁、镁,故选项推测错误。
B、5.6g铁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,2.4g镁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,1.8g铝和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,则该混合物不可能是铁、镁、铝,故选项推测错误。
C、5.6g铁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,6.5g锌和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,铜不能和稀盐酸反应,则该混合物不可能是铁、锌、铜,故选项推测错误。
D、5.6g铁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,2.4g镁和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,1.8g铝和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,6.5g锌和稀盐酸完全反应生成0.2g氢气,铜不能和稀盐酸反应,则该混合物可能是铁、镁、铝、锌、铜,故选项推测正确。
故选:D。
6.(2024•沈丘县一模)现有NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的混合物6.0g,向其中加入100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,恰好完全反应,把反应后的溶液完全蒸干,所得固体质量为( )
A.11.4g B.12.2g C.13.4g D.14.2g
【答案】B
【分析】根据质量守恒定律,反应前后金属元素、氢氧根离子、硫酸根的质量不变,进行分析解答。
【解析】解:NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3和稀硫酸反应,分别生成硫酸钠和水、硫酸镁和水、硫酸铝和水,100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸中硫酸的质量为100g×9.8%=9.8g,9.8g硫酸中氢元素的质量为9.8g××100%=0.2g,氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,氢离子和氢氧根离子的质量比为1:17,碱中氢氧根离子的质量为0.2g×17=3.4g,则NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3中的金属元素的质量为6.0g﹣3.4g=2.6g;硫酸中硫酸根的质量为9.8g﹣0.2g=9.6g,则硫酸钠、硫酸镁和硫酸铝的质量为2.6g+9.6g=12.2g。
故选:B。
7.(2024•驿城区一模)现有5.4gZn和Mg、Al的混合物与足量的稀盐酸反应,生成氢气的质量可能是( )
A.0.4 B.0.6 C.0.8 D.0.1
【答案】A
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来,并且金属越活泼,越容易先和盐溶液反应。
【解析】解:反应的化学方程式及其质量关系:
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑
65 2
5.4g 0.17g
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
24 2
5.4g 0.45g
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54 6
5.4g 0.6g
由以上质量关系可知,有Zn、Mg、Al的混合物共5.4g与足量盐酸反应,生成H2的质量大于0.17g,小于0.6g。
故选:A。
8.(2024•社旗县三模)将一定量的镁粉、铁粉、锌粉的混合物与足量的稀盐酸完全反应,生成0.2g氢气,则金属混合物的质量不可能是( )
A.2.4g B.2.7g C.4.6g D.6.0g
【答案】A
【分析】根据平均值法计算、分析、判断。根据金属与稀盐酸反应的化学方程式,计算出生成0.2g氢气需要这些金属的质量,则该金属混合物的质量应在最大值和最小值之间。
【解析】解:设生成0.2g氢气时需要铁的质量是x,锌的质量是y,镁的质量为z,则:
Fe+2HCl═FeSO4+H2↑
56 2
x 0.2g
x=5.6g
Zn+2HCl═ZnSO4+H2↑
65 2
y 0.2g
y=6.5g
Mg+2HCl═MgSO4+H2↑
24 2
z 0.2g
z=2.4g
所以原混合物质量范围是大于2.4g,小于6.5g,2.7g、4.6g、6.0g都在该范围内,所以金属混合物的质量不可能是2.4g。
故选:A。
9.(2024•方城县一模)现有碳酸钙和X的固体混合物9g,向其中加入足量的稀盐酸,充分反应后产生4.4g二氧化碳,则X可能是( )
A.碳酸氢钠 B.碳酸钾 C.碳酸钠 D.碳酸钡
【答案】A
【分析】根据五种物质生成二氧化碳的方程式,然后采用极值法,假设4.4g的二氧化碳全部由一种物质,然后结合题中的选项进行分析。
【解析】解:假设4.4g的二氧化碳全部由一种物质生成,分别需要碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸钡的质量为:x、y、z、m、n,
CaCO3﹣﹣﹣﹣﹣CO2,
100 44
x 4.4g
x=10g
NaHCO3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣CO2,
84 44
y 4.4g
y=8.4g
K2CO3﹣﹣﹣﹣﹣CO2,
138 44
z 4.4g
z=13.8g
Na2CO3﹣﹣﹣﹣﹣CO2,
106 44
m 4.4g
m=10.6g
BaCO3﹣﹣﹣﹣﹣﹣CO2,
197 44
n 4.4g
n=19.7g
10g碳酸钙完全反应可生成二氧化碳4.4g,固体混合物为9g,则X为碳酸氢钠。
故选:A。
10.(2023•良庆区校级三模)将20g某铜锌合金投入到足量的硫酸亚铁溶液中充分反应,过滤后将滤渣洗涤、干燥,称得固体减少的质量为0.9g。则该合金中锌的质量分数为( )
A.42% B.12.5% C.32.5% D.25%
【答案】C
【分析】根据化学方程式以及固体减少的质量求出锌的质量,进而求出该合金中锌的质量分数。
【解析】解:在金属活动性顺序中,锌>铁>铜,将20g某铜锌合金投入到足量的硫酸亚铁溶液中充分反应,铜不能和硫酸亚铁反应,锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁。
设反应的锌的质量为x。
Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4 固体减少的质量
65 56 65﹣56=9
x 0.9g
所以该合金中锌的质量分数为:×100%=32.5%。
故选:C。
11.(2024•息县二模)5g镁、铝、锌的混合物与一定质量的稀硫酸恰好完全反应,经测定,反应后溶液质量增加了4.6g,将反应后的溶液蒸干水分,则得到的固体混合物的质量为( )
A.15g B.24.2g C.25g D.30g
【答案】B
【分析】比较活泼的金属单质和稀硫酸反应生成盐和氢气,根据提供数据可以进行相关方面的计算和判断。
【解析】解:反应后溶液质量增加了4.6g,说明反应生成氢气质量是5g﹣4.6g=0.4g,反应生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸,反应的硫酸质量是0.4g÷=19.6g,反应的硫酸中硫酸根质量是19.6g﹣0.4g=19.2g,得到的固体混合物的质量为19.2g+5g=24.2g。
故选:B。
12.(2024•怀化三模)实验室有14.0g碳酸钙和碳酸钾的固体混合物,加入过量的稀盐酸充分反应,将反应后的溶液蒸干得到15.32g的固体,则原混合物中含金属元素的质量为( )
A.1.32g B.6.8g C.7.2g D.6.4g
【答案】B
【分析】碳酸钙和碳酸钾的固体混合物,与盐酸充分反应;蒸干得到的固体是氯化钙和氯化钾的混合物,由物质的变化可知,碳酸钙、碳酸钾与盐酸完全反应后,可看成碳酸根离子被两个氯离子取代,由与金属离子结合的碳酸根离子的相对分子质量的差,进行分析解答即可。
【解析】解:碳酸钙和碳酸钾的固体混合物与盐酸充分反应,蒸干得到的固体是氯化钙和氯化钾的混合物,由物质的变化可知,碳酸钙、碳酸钾与盐酸完全反应后,可看成碳酸根离子被两个氯离子取代,两个氯离子的相对原子质量的和是71,一个碳酸根的相对分子质量是60,差是11,即完全反应后质量增加了11份质量。实际反应后固体质量增加了15.32g﹣14.0g=1.32g。
设原混合物中含碳酸根的质量为x。
60:11=x:1.32g 解得:x=7.2g;
则所含金属元素质量为14.0g﹣7.2g=6.8g,观察选择项B正确。
故选:B。
13.(2023•邓州市二模)将含有某一氯化物杂质的NaCl粉末5.85g溶于水后,与足量的AgNO3溶液反应,生成沉淀14.6g。则该粉末中含有的杂质可能是( )
A.ZnCl2 B.BaCl2 C.KCl D.CaCl2
【答案】D
【分析】考虑极限情况,即氯化钠不含杂质,那么由方程式AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3可知5.85g氯化钠可以产生氯化银沉淀14.35g,现在生成沉淀14.6g,说明杂质的氯的质量分数大于氯化钠的氯含量。氯化钠中氯的质量分数为。
【解析】解:A.ZnCl2中氯的质量分数为,不符合题意;
B.BaCl2中氯的质量分数为,不符合题意;
C.KCl中氯的质量分数为×100%=47.7%<60.7%,不符合题意;
D.CaCl2中氯的质量分数为,符合题意。
故选:D。
14.(2022•广西模拟)现有已变质的生石灰(含CaO、Ca(OH)2、CaCO3),取一定质量的样品于烧杯中,加入溶质质量为7.3%稀盐酸至100g时恰好完全反应,将所得溶液蒸干,得到固体的质量为( )
A.100g B.5.5g C.11.1g D.11.7g
【答案】C
【分析】根据稀盐酸和氧化钙反应生成氯化钙和水,和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳找出盐酸与氯化钙的质量关系,再求氯化钙质量即可。
【解析】解:设反应生成氯化钙质量为x,稀盐酸和氧化钙反应生成氯化钙和水,和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为
CaO+2HCl=CaCl2+H2O
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
因此有2HCl~CaCl2,
100g质量分数为7.3%盐酸中氯化氢质量为:100g×7.3%=7.3g,
2HCl~CaCl2
73 111
7.3g x
x=11.1g
故选:C。
15.(2023•郑州一模)某含杂质的金属镁样品2.2g与足量的稀硫酸反应,生成0.2gH2,则样品中一定含有的杂质是( )
A.Al B.Fe C.Cu D.Zn
【答案】A
【分析】根据镁与硫酸反应的化学方程式可以计算出2.4g纯镁能生成0.2g氢气,金属镁样品2.2g与足量的稀硫酸反应,生成0.2gH2,说明不纯的镁中所含的杂质能与硫酸反应且能产生氢气,而且等质量的镁和所含杂质相比,杂质与硫酸反应产生的氢气多进行分析。
【解析】解:设2.2g纯镁与硫酸反应生成氢气的质量为x。
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 2
2.2g x
=
x=0.183g
0.183g<0.2g,说明等质量的镁和杂质与硫酸反应时,杂质产生的氢气多。
铜在金属活动顺序表中排在氢的后面,说明铜不能与硫酸反应,不纯的镁不可能混入铜;
铝、镁、锌、铁的相对原子质量由小到大的顺序是镁<铝<铁<锌;根据金属与足量的酸反应生成的氢气的质量=×金属的质量,可知:等质量的镁、锌、铁、铝与硫酸反应时产生的氢气质量,只有铝产生的氢气质量比镁多,所以样品中可能混有的杂质为铝。
故选:A。
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