内容正文:
专题10 化学计算
质量分数的相关计算(5年5考)
命题点
频次
题型
年份及分值
考查内容
质量分数的相关计算
5年5考
计算题
5分
根据化学方程式能够按相关格式进行计算
1.(2024·陕西卷)学习小组用一瓶长久放置、标签标示溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液制取氧气,并用下图所示方法测定实验产生氧气的质量。
请完成下列分析及计算:
(1)二氧化锰在反应前后的质量 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)实验产生氧气的质量是 g。
(3)通过计算说明实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数与标签标示的5%是否一致。
2.(2023·陕西卷)学习小组同学利用下图实验,回收实验室废弃的铜粉与铁粉混合物中的铜粉。
(1)反应生成氢气的质量是 g。
(2)计算上述实验回收铜粉的质量。(忽略回收过程中铜粉的损失)
(3)上述实验所用稀硫酸的溶质质量分数 (填“可能”或“不可能”)是15%。
3.(2022·陕西卷)学习小组同学为测定某品牌钙片中含碳酸钙的质量分数,向盛有10g钙片的烧杯中加入过量稀盐酸,充分反应后,测得烧杯内混合物的总质量比反应前稀盐酸与钙片的总质量减少了3.3g。(钙片中其他成分不与稀盐酸反应放出气体)
(1)反应中生成二氧化碳的质量是 g。
(2)计算该品牌钙片中含碳酸钙的质量分数。
4.(2021·陕西卷)学习小组的同学通过下面实验测定一瓶失去标签的稀硫酸中溶质的质量分数。
请完成下列分析与计算:
(1)反应中用去稀硫酸的质量为______。
(2)计算稀硫酸中溶质的质量分数。
5.(2020·陕西卷)为测定某赤铁矿中Fe2O3的含量,取10g该赤铁矿样品于烧杯中,向其中加入100g盐酸,恰好完全反应,测得剩余固体的质量为2g。(杂质不溶于水也不与酸反应)
请完成下列分析及计算:
(1)10g样品中杂质的质量为 g。
(2)计算稀盐酸中溶质的质量分数。
6.(2024·陕西西安·模拟预测)化学兴趣小组用一瓶久置的过氧化氢溶液制取氧气并测定其溶质质量分数。同学们取50.0g过氧化氢溶液放入盛有2.0g二氧化锰的烧杯(烧杯质量为76.0g)中。待完全反应后,称量反应后物质连同烧杯的质量为126.4g。请完成下列分析及计算:
(1)反应后将烧杯中的剩余物进行过滤,并烘干滤渣,称得滤渣质量是 g。
(2)反应生成氧气的质量是 g。
(3)计算该过氧化氢溶液的溶质质量分数 。
7.(2024·陕西渭南·模拟预测)实验室欲测定一瓶标签破损的稀硫酸的溶质质量分数。现取稀硫酸样品,将5%的溶液逐滴加入到样品中,边加边搅拌,随着溶液的加入,溶液的pH的变化如图所示。
(1)当恰好反应时,消耗溶液中的质量为 。
(2)计算稀硫酸的溶质质量分数为多少?
8.(2024·陕西咸阳·模拟预测)为测定一种钢样品中铁的含量,进行以下实验:取该钢样品加入到盛有足量稀硫酸的烧杯中,并记录实验过程中产生氢气的质量如下表。(钢样品中的其他成分不与稀硫酸反应)
时间
0
1
2
3
4
5
6
7
8
累计质量
0
0.06
0.11
0.15
0.18
0.20
0.22
0.20
0.20
请分析并计算:
(1)表中第 的数据不合理。
(2)计算该钢样品中铁的质量分数。(结果精确到)
9.(2024·陕西西安·模拟预测)某小组用大理石和稀盐酸制取二氧化碳后,对剩余废液继续探究。取100g实验后的废液样品于烧杯中,向其中逐滴加入10%的氢氧化钠溶液,至恰好完全反应(废液中其它物质不参与反应)时,共消耗氢氧化钠溶液40g。回答下列问题:
(1)计算该废液中稀盐酸的溶质质量分数。
(2)化学兴趣小组的同学们思考后提出,处理该废液有以下多种方法,你认为其中最合理的是 (填序号)。
①滴加适量的硝酸银溶液 ②加入过量的熟石灰 ③加入过量的石灰石
10.(2024·陕西西安·模拟预测)欲测定一瓶标签破损的稀盐酸的溶质质量分数,现取50g该稀盐酸样品于烧杯中,将溶质质量分数为20%的NaOH溶液逐滴滴入到烧杯中,边滴边搅拌,随着NaOH溶液的不断滴入,溶液pH的变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)a点溶液中的溶质是 (填化学式);
(2)计算该稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程,精确到0.1%)
11.(2024·陕西西安·模拟预测)生铁和钢是应用广泛的铁合金,工业上常用赤铁矿冶炼生铁,下图是实验室模拟炼铁的装置图,请完成下列分析及计算:
(1)生铁和钢性能不同,其本质原因是 不同。
(2)甲中直玻璃管内观察到的现象是 。
(3)某炼铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼出含铁2240t的生铁,根据化学方程式计算炼铁所用赤铁矿的质量。
12.(2024·陕西宝鸡·二模)兴趣小组做了氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的定量实验,向192g硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液与生成沉淀的质量关系如图所示:
(1)恰好完全反应时,生成沉淀为 g。
(2)请计算硫酸铜溶液中溶质的质量。
(3)请计算恰好完全反应时,所得不饱和溶液的质量 g。
13.(2024·陕西宝鸡·一模)在测定某碳酸钠样品纯度实验时,小明取一定质量的样品放入烧杯中,加入氯化钙溶液反应后过滤,实验过程和数据如图所示。
请计算:
(1)恰好完全反应时,生成沉淀的质量为 g。
(2)所用氯化钙溶液的溶质质量分数 。
14.(2024·陕西商洛·三模)“洁厕灵”是家庭除垢的好帮手,其成分中含有盐酸。小明想测定“洁厕灵”中盐酸溶质的质量分数,取“洁厕灵”样品,在实验室用pH试纸和配制好的10%氢氧化钠溶液进行实验(假设其他物质不与氢氧化钠溶液反应),实验数据记录如下表。
加入溶液的质量/g
1
8
10
反应后溶液的pH
1
7
9
请计算:
(1)加入10%氢氧化钠溶液 g恰好与20g样品中的盐酸完全反应。
(2)“洁厕灵”中盐酸溶质的质量分数。
15.(2024·陕西西安·模拟预测)实验室有一包铁粉和铜粉的混合物,现取该混合物10g于烧杯中,进行如下实验。请根据图中实验过程及数据进行计算。
(1)混合物中铁粉的质量为 。
(2)计算稀硫酸中溶质的质量分数。(写出计算过程)
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专题10 化学计算
质量分数的相关计算(5年5考)
命题点
频次
题型
年份及分值
考查内容
质量分数的相关计算
5年5考
计算题
5分
根据化学方程式能够按相关格式进行计算
1.(2024·陕西卷)学习小组用一瓶长久放置、标签标示溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液制取氧气,并用下图所示方法测定实验产生氧气的质量。
请完成下列分析及计算:
(1)二氧化锰在反应前后的质量 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)实验产生氧气的质量是 g。
(3)通过计算说明实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数与标签标示的5%是否一致。
【答案】(1)不变
(2)1.6
(3)解:设残疾反应的过氧化氢的质量为x,
x=3.4g
则实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数为≠5%,
答:实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数与标签标示的5%不一致。
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,二氧化锰作为该反应的催化剂,在反应前后质量不变;
(2)根据质量守恒定律,实验产生氧气的质量是400.0g-398.4g=1.6g;
(3)见答案。
2.(2023·陕西卷)学习小组同学利用下图实验,回收实验室废弃的铜粉与铁粉混合物中的铜粉。
(1)反应生成氢气的质量是 g。
(2)计算上述实验回收铜粉的质量。(忽略回收过程中铜粉的损失)
(3)上述实验所用稀硫酸的溶质质量分数 (填“可能”或“不可能”)是15%。
【答案】(1)0.4
(2)解:设混合物中铁粉的质量为x,硫酸质量为y
解得:
该混合物中铜粉的质量为30g-11.2g=18.8g
答:上述实验回收铜粉的质量为18.8g。
(3)不可能
【详解】(1)由质量守恒定律可知,反应生成氢气的质量=30g+100g-129.6g=0.4g。
(2)见答案。
(3)硫酸的质量为19.6g,所以所用的稀硫酸的溶质质量分数=,所以不可能是15%。
3.(2022·陕西卷)学习小组同学为测定某品牌钙片中含碳酸钙的质量分数,向盛有10g钙片的烧杯中加入过量稀盐酸,充分反应后,测得烧杯内混合物的总质量比反应前稀盐酸与钙片的总质量减少了3.3g。(钙片中其他成分不与稀盐酸反应放出气体)
(1)反应中生成二氧化碳的质量是 g。
(2)计算该品牌钙片中含碳酸钙的质量分数。
【答案】(1)3.3
(2)解:设参加反应的碳酸钙的质量为x。
解得:x=7.5g
该品牌钙片中含碳酸钙的质量分数为
答:该品牌钙片中含碳酸钙的质量分数为75%。
【详解】(1)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,根据质量守恒可知,反应后物质的总质量减少了3.3g,则产生二氧化碳的质量为3.3g。
(2)见答案。
4.(2021·陕西卷)学习小组的同学通过下面实验测定一瓶失去标签的稀硫酸中溶质的质量分数。
请完成下列分析与计算:
(1)反应中用去稀硫酸的质量为______。
(2)计算稀硫酸中溶质的质量分数。
【答案】(1)20g
(2)解:设参加反应的H2SO4的质量为x
x=24.5%
答:稀硫酸中溶质的质量分数为24.5%。
【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,故反应中用去稀硫酸的质量为40g-20g=20g;
(2)见答案。
5.(2020·陕西卷)为测定某赤铁矿中Fe2O3的含量,取10g该赤铁矿样品于烧杯中,向其中加入100g盐酸,恰好完全反应,测得剩余固体的质量为2g。(杂质不溶于水也不与酸反应)
请完成下列分析及计算:
(1)10g样品中杂质的质量为 g。
(2)计算稀盐酸中溶质的质量分数。
【答案】(1)2;(2)10.95%
【分析】(1)根据题意,赤铁矿石中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应,剩余固体(即杂质)的质量为2g,氧化铁的质量是10g-2g=8g;
(2)根据氧化铁与盐酸反应的化学方程式,由反应消耗氧化铁的质量计算出参加反应的HCl的质量,进而计算出盐酸的溶质质量分数
【详解】设100g稀盐酸中溶质的质量为x。
x=10.95g
稀盐酸中溶质的质量分数=
(其它合理的解法均照上述标准给分)
答:稀盐酸中溶质的质量分数10.95%。
6.(2024·陕西西安·模拟预测)化学兴趣小组用一瓶久置的过氧化氢溶液制取氧气并测定其溶质质量分数。同学们取50.0g过氧化氢溶液放入盛有2.0g二氧化锰的烧杯(烧杯质量为76.0g)中。待完全反应后,称量反应后物质连同烧杯的质量为126.4g。请完成下列分析及计算:
(1)反应后将烧杯中的剩余物进行过滤,并烘干滤渣,称得滤渣质量是 g。
(2)反应生成氧气的质量是 g。
(3)计算该过氧化氢溶液的溶质质量分数 。
【答案】(1)2.0/2
(2)1.6
(3)解:设该过氧化氢溶液的溶质质量分数为x
x=6.8%
答:该过氧化氢溶液的溶质质量分数为6.8%
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,在该反应中,二氧化锰是催化剂,化学反应前后,催化剂的质量不变,反应后将烧杯中的剩余物进行过滤,并烘干滤渣,所得滤渣是二氧化锰,故滤渣的质量是2.0g;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,可得生成氧气的质量为:50.0g+2.0g+76.0g-126.4g=1.6g;
(3)见答案。
7.(2024·陕西渭南·模拟预测)实验室欲测定一瓶标签破损的稀硫酸的溶质质量分数。现取稀硫酸样品,将5%的溶液逐滴加入到样品中,边加边搅拌,随着溶液的加入,溶液的pH的变化如图所示。
(1)当恰好反应时,消耗溶液中的质量为 。
(2)计算稀硫酸的溶质质量分数为多少?
【答案】(1)
(2)9.8%
设稀硫酸样品中含有的质量为x
,
稀的溶质质量分数为:%=9.8%
答:稀的溶质质量分数是9.8%。
【详解】(1)由图示可知,在溶液的pH等于7时,消耗的NaOH 溶液的质量为16g,溶质的质量为:16g×5%=0.8g,故填:0.8g;
(2)见答案。
8.(2024·陕西咸阳·模拟预测)为测定一种钢样品中铁的含量,进行以下实验:取该钢样品加入到盛有足量稀硫酸的烧杯中,并记录实验过程中产生氢气的质量如下表。(钢样品中的其他成分不与稀硫酸反应)
时间
0
1
2
3
4
5
6
7
8
累计质量
0
0.06
0.11
0.15
0.18
0.20
0.22
0.20
0.20
请分析并计算:
(1)表中第 的数据不合理。
(2)计算该钢样品中铁的质量分数。(结果精确到)
【答案】(1)6
(2)解:设该钢样品中铁的质量为x。
解得:x=5.6g
该钢样品中铁的质量分数为:
答:该钢样品中铁的质量分数为98.2%。
【详解】(1)表中第6的数据不合理,因为产生0.22g氢气需铁的质量为6.16g,而钢样品的质量只有。故填:6。
(2)见答案。
9.(2024·陕西西安·模拟预测)某小组用大理石和稀盐酸制取二氧化碳后,对剩余废液继续探究。取100g实验后的废液样品于烧杯中,向其中逐滴加入10%的氢氧化钠溶液,至恰好完全反应(废液中其它物质不参与反应)时,共消耗氢氧化钠溶液40g。回答下列问题:
(1)计算该废液中稀盐酸的溶质质量分数。
(2)化学兴趣小组的同学们思考后提出,处理该废液有以下多种方法,你认为其中最合理的是 (填序号)。
①滴加适量的硝酸银溶液 ②加入过量的熟石灰 ③加入过量的石灰石
【答案】(1)解:设HCl的质量为x,
x=3.65g
该废液中稀盐酸的质量分数为×100%=3.65%,
答:废液中稀盐酸的质量分数为3.65%。
(2)③
【详解】(1)见答案;
(2)大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应后的废液中含有的溶质为氯化钙和氯化氢;氯化钙显中性,处理该废液,即为除去杂质氯化氢;
①滴加适量的硝酸银溶液,硝酸银和氯化氢、氯化钙均能反应生成氯化银白色沉淀,不合理;
②加入过量的熟石灰,氯化氢能与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,过量的熟石灰经济成本高,不合理;
③加入过量的石灰石,氯化氢和石灰石的主要成分碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水,成本低,最合理;
故选:③。
10.(2024·陕西西安·模拟预测)欲测定一瓶标签破损的稀盐酸的溶质质量分数,现取50g该稀盐酸样品于烧杯中,将溶质质量分数为20%的NaOH溶液逐滴滴入到烧杯中,边滴边搅拌,随着NaOH溶液的不断滴入,溶液pH的变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)a点溶液中的溶质是 (填化学式);
(2)计算该稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程,精确到0.1%)
【答案】(1)NaCl、HCl
(2)解:由图像可知,当NaOH的溶液为40g时,氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应,此时参加反应的氢氧化钠的质量为40g×20%=8g。
设该稀盐酸中溶质HCl的质量为x
x=7.3g
则该稀盐酸的溶质质量分数为×100%=14.6%
答:该稀盐酸的溶质质量分数为14.6%。
【详解】(1)根据题中信息可知,该实验为将氢氧化钠溶液逐滴滴加到稀盐酸中,氢氧化钠和氯化氢反应生成氯化钠和水,而a点处pH<7,溶液显酸性,说明此时稀盐酸过量,溶液中的溶质有反应后的生成物氯化钠和剩余未反应的氯化氢,其化学式分别为NaCl、HCl。
(2)见答案。
【点睛】本题考查酸碱中和反应的知识,根据化学方程式的计算要注意答题的规范性和计算结果的准确性。
11.(2024·陕西西安·模拟预测)生铁和钢是应用广泛的铁合金,工业上常用赤铁矿冶炼生铁,下图是实验室模拟炼铁的装置图,请完成下列分析及计算:
(1)生铁和钢性能不同,其本质原因是 不同。
(2)甲中直玻璃管内观察到的现象是 。
(3)某炼铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼出含铁2240t的生铁,根据化学方程式计算炼铁所用赤铁矿的质量。
【答案】(1)含碳量
(2)红棕色固体逐渐变黑
(3)解:设炼铁所用赤铁矿的质量为x
3200t÷80%=4000t
答:炼铁所用赤铁矿的质量为4000t。
【详解】(1)生铁的含碳量是2%-4.3%,钢的含碳量为0.03%-2%,即铁和钢性能不同,其本质原因是含碳量不同;
(2)一氧化碳具有还原性,一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,现象是:红棕色固体逐渐变黑;
(3)根据化学方程式中一氧化碳和氧化铁的质量关系,根据铁的质量可算出氧化铁的质量,再算出含氧化铁80%的赤铁矿的质量,过程见答案。
12.(2024·陕西宝鸡·二模)兴趣小组做了氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的定量实验,向192g硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液与生成沉淀的质量关系如图所示:
(1)恰好完全反应时,生成沉淀为 g。
(2)请计算硫酸铜溶液中溶质的质量。
(3)请计算恰好完全反应时,所得不饱和溶液的质量 g。
【答案】(1)9.8
(2)解:设硫酸铜溶液中硫酸铜的质量为x。
答:硫酸铜溶液中溶质的质量为16g。
(3)284
【详解】(1)向硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,因此沉淀质量逐渐增加,当硫酸铜与氢氧化钠恰好完全反应时,沉淀质量不再增加,故由图可知,恰好完全反应时,生成氢氧化铜沉淀的质量为9.8g;
(2)计算过程见答案;
(3)由图可知,硫酸铜与氢氧化钠恰好完全反应时滴加了101.8g氢氧化钠溶液,根据质量守恒定律定律可知,化学反应前后物质的总质量不变,则反应后得到的不饱和溶液质量为。
13.(2024·陕西宝鸡·一模)在测定某碳酸钠样品纯度实验时,小明取一定质量的样品放入烧杯中,加入氯化钙溶液反应后过滤,实验过程和数据如图所示。
请计算:
(1)恰好完全反应时,生成沉淀的质量为 g。
(2)所用氯化钙溶液的溶质质量分数 。
【答案】(1)20
(2)设参加反应的氯化钙的质量为x,
x=22.2g
所用氯化钙溶液的溶质质量分数为;
答:所用氯化钙溶液的溶质质量分数为10%。
【详解】(1)根据质量守恒定律可知,恰好完全反应时,生成沉淀的质量为:23g+222g-225g=20g;
(2)见答案。
14.(2024·陕西商洛·三模)“洁厕灵”是家庭除垢的好帮手,其成分中含有盐酸。小明想测定“洁厕灵”中盐酸溶质的质量分数,取“洁厕灵”样品,在实验室用pH试纸和配制好的10%氢氧化钠溶液进行实验(假设其他物质不与氢氧化钠溶液反应),实验数据记录如下表。
加入溶液的质量/g
1
8
10
反应后溶液的pH
1
7
9
请计算:
(1)加入10%氢氧化钠溶液 g恰好与20g样品中的盐酸完全反应。
(2)“洁厕灵”中盐酸溶质的质量分数。
【答案】(1)8
(2)解:设反应消耗盐酸的质量为x。
8g、10%的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量为
则“洁厕灵”中盐酸溶质的质量分数为
答:“洁厕灵”中盐酸溶质的质量分数为3.65%。
【详解】(1)盐酸显酸性pH小于7,氢氧化钠溶液显碱性pH大于7,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,由表格数据可知当反应后溶液pH为7时,说明盐酸与氢氧化钠恰好完全反应,则加入10%氢氧化钠溶液8g恰好与20g样品中的盐酸完全反应;
(2)计算过程见答案。
15.(2024·陕西西安·模拟预测)实验室有一包铁粉和铜粉的混合物,现取该混合物10g于烧杯中,进行如下实验。请根据图中实验过程及数据进行计算。
(1)混合物中铁粉的质量为 。
(2)计算稀硫酸中溶质的质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)5.6g
(2)解:设恰好完全反应,消耗硫酸的质量为x。
稀硫酸中溶质的质量分数为
答:稀硫酸中溶质的质量分数20%。
【详解】(1)该铁粉和铜粉的混合物10g于烧杯中,恰好与稀硫酸完全反应,烧杯内剩余的物质为铜且质量为4.4g,则参加反应的铁粉的质量为 。
(2)见答案。
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