几种重要的化学计算方法2-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

几种重要的化学计算方法 目录 专题1：“元素质量守恒法”在化学计算中的应用 专题2：反应后溶液中溶质质量分数计算（计算大题） 专题3：“极限思想”在化学计算中的应用 专题4：“出入兼顾”法计算反应后溶液质量变化 专题1：“元素质量守恒法”在化学计算中的应用 【名师导语】在化学计算过程中，若涉及的化学反应较多，则经常会导致计算过程变得繁琐，甚至难以直接计算出结果。应用“元素质量守恒法”可绕开复杂的计算过程，是一种简便高效的解决途径。“元素质量守恒法”最常应用的化学计算场景是树状反应系统，即：混合体系中A与C完全反应生成D，B与C完全反应生成D，求最终生成D的总质量；若化学物质A、B、C仅C中含有元素X，则该混合体系在反应前后反应物C中的X元素质量必然等于生成物D中的X元素质量，根据这一守恒关系往往可迅速完成计算。由以上分析可以看出，用“元素质量守恒法”解题时的核心步骤是要“跟踪关键元素”，找出关键元素的质量守恒关系，不要被复杂的化学过程所迷惑。 【例题详解】 例.现有Mg和MgO的固体混合物3g，经测定镁元素的质量分数为80%，向固体混合物中加入100g一定溶质质量分数的稀盐酸，恰好完全反应，下列说法错误的是（ ） A.反应过程中有气泡产生 B.生成MgCl2的质量为9.5克 C.所用稀盐酸中溶质的质量分数为14.6% D.反应后溶液中的溶质只有MgCl2 【详解】A选项，MgO中镁元素的质量分数为×100%=60%，而固体混合物中镁元素的质量分数为80%，说明固体混合物中含有镁，镁与盐酸反应生成氢气，所以反应过程中有气泡产生，A正确； B选项，固体混合物中的Mg和MgO均能与盐酸反应生成MgCl2，若要求得MgCl2质量，则需要分别求出Mg和MgO质量，计算过程较为繁琐。可用“元素质量守恒法”简化该计算过程，现有Mg和MgO的固体混合物3g，经测定镁元素的质量分数为80%，所以镁元素的质量为3g×80%=2.4g，由化学方程式可知镁元素全部转化为MgCl2，根据镁元素质量守恒可求得生成MgCl2的质量为2.4g =9.5g，B正确； C选项，同样采用“元素质量守恒法”，根据反应前后氯元素质量守恒，并结合方程式，可知氯化氢与氯化镁的关系式为2HCl～MgCl2；设稀盐酸中溶质的质量分数为x，则：   2HCl ～ MgCl2；    73  95 100g×x  9.5g 解得：x=7.3%，故C错误； D选项，镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，所以恰好完全反应时反应后溶液中的溶质只有MgCl2，故D正确。 故选：C。 【名师点评】此题是典型的树状反应系统，镁单质和氧化镁均能与盐酸反应生成氯化镁。“跟踪”镁元素，由镁元素质量守恒可知，反应前固体混合物中的镁元素总质量等于反应后氯化镁中镁元素的质量；同时，“跟踪”氯元素，由氯元素质量守恒可知，反应前盐酸中的氯元素质量等于反应后氯化镁中氯元素的质量。 【强化练习】 练1.有一些空气中暴露过的KOH固体，经分析知其中含H2O 7.62%，K2CO3 2.38%，KOH 90%。若将此样品W g加入到98 g 20%的稀硫酸中，过量的酸再用20 g 10%的KOH溶液中和至恰好完全反应。将中和后的溶液蒸发，可以得到的固体质量是（　　） A．30.8g B．34.8g C．30.8～34.8之间 D．无法计算 练2.为了探究石灰石与稀盐酸反应制备二氧化碳后的废液中的溶质成分，将废液过滤，取滤液20克于烧杯中，在不断振荡的条件下，向其中滴加质量分数为10.6%的碳酸钠溶液直至过量，有关的变化如下图所示： 根据题中有关信息和图像分析回答下列问题： （1）原废液中的溶质成分有______________。（用化学式回答） （2）A点处溶液中溶质的质量是多少克？（通过计算回答） 练3.某化学课外活动小组用石灰石和稀盐酸为原料制取二氧化碳，在完成实验后，对反应后的废液进行探究。他们取过滤后的废液100g，向其中逐渐滴加溶质的质量分数为10%的Na2CO3溶液，烧杯中溶液的质量与所滴入Na2CO3溶液的质量关系如图所示： 请根据题意回答下列问题： （1）在实验过程中，有气体放出，还可以看到的明显实验现象是_______________，由此得出过滤后的废液中含有的溶质为_________。（填化学式） （2）当滴入Na2CO3溶液至图中B点时，求此时所得不饱和溶液中溶质的质量。 练4.有氮气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体40g，其中碳元素的质量分数为30%。使该混合气体通过足量的灼热氧化铁充分反应后．再将气体通入过量的石灰水中，能得到白色沉淀的质量为（　　） A.30 g B.50 g C.100 g D.150 g 练5.把w克CO2通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀为x克。若先将w克CO2经过：CO2→CO→CO2变化(假定无损耗)，再通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀为y克。则x与y的关系是(   ) A.x=y B.x>y C.x<y D.无法确定 专题2：反应后溶液中溶质质量分数计算 【名师导语】很多化学反应都是在溶液中进行的，反应完成后溶液中的溶质发生了变化，因此对化学反应后得到的溶液中的溶质种类进行分析、溶质质量分数进行计算就显得十分重要，此问题也是初中化学中的一个难点问题，主要涉及到计算大题。在分析这类问题时应抓住两个重点：一是要熟练运用化学方程式进行相关物质的计算，求得反应后溶液中的“新溶质”的质量；二是要学会运用质量守恒的方法计算反应后所得溶液的总质量，在计算反应后溶液的总质量时应特别注意从溶液中逸出的气体质量和析出的沉淀质量，以上两类物质不属于溶液，应从加入物质的总质量中将这两类物质的质量扣除，即反应后溶液的总质量=加入的反应物的总质量-逸出气体的质量-沉在溶液底部的不溶物的质量。 【例题详解】 例.实验室有一瓶浓硫酸，瓶上标签内容如图所示，请你根据标签上提供的数据解答下列问题。 （1）用20mL浓硫酸可以配制溶质质量分数为10％的稀硫酸　  g。 （2）利用刚配制好的稀硫酸测定某二价金属(R)的纯度：取8g该不纯金属粉末(所含有的杂质不与酸反应，也不溶解于水)，再取刚配好的溶液98g混合至恰好完全反应后过滤，将滤液蒸干，得到粉末状固体质量为15.2g。 ①金属R发生反应的化学方程式为　              　； ②利用已知条件求解反应生成氢气质量(x)的比例式为　              　； ③该金属的纯度为　   ； ④若反应后的溶液只含有一种溶质，将反应后所得溶液小火缓慢蒸发3.4g水(蒸发水的过程中没有晶体析出)，则最终溶液中溶质的质量分数为　  。 【详解】（1）设可以配制溶质质量分数为10%的稀硫酸质量为x 20mL×1.4g/cm3×50%=x×10% 解得 x=140g （2） ①金属R呈+2价，所以与硫酸反应生成硫酸盐的化学式为RSO4；所以反应的化学方程式为R+H2SO4=RSO4+H2↑。 ②根据反应的化学方程式，由硫酸的质量可求得生成氢气的质量 R+ H2SO4 = RSO4 + H2↑ 98     2 98g×10%   x 98：2=（98g×10%）：x 解得 x=0.2g ③稀硫酸中硫酸根的质量=98g×10%××100%=9.6g，则反应后所得粉末状固体硫酸盐中金属M的质量=15.2g-9.6g=5.6g，故该金属的纯度=×100%=70%。 ④反应后溶液中溶质（RSO4）的质量为15.2g。反应后溶液的总质量=加入的反应物的总质量（8g+98g）-逸出气体的质量（0.2g+3.4g）-沉在溶液底部的不溶物杂质的质量（8g-5.6g），故最终溶液中溶质的质量分数=×100%=15.2%。 答案：（1）140g；（2）①R+H2SO4=RSO4+H2↑；②98：2=（98g×10%）：x；③70%；④15.2% 【名师点评】此题在计算反应后的溶液质量时要特别注意每一部分所包括的物质，逸出气体的质量包括反应产生的气体H2和蒸发出来的水蒸气；由于金属粉末中的杂质不与酸反应，也不溶解于水，故杂质在反应后会以不溶物的形式沉在溶液底部，计算时小心遗漏。 【强化练习】 练1.某同学家的下水管道堵塞了，于是他买了一瓶“管道疏通剂”（部分说明如图）。疏通剂是利用铝与氢氧化钠溶液反应时放出大量的热，以加快氢氧化钠与毛发等淤积物的作用，反应的原理为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。请回答下列有关问题： （1）该管道疏通剂需要密封保存的原因是　              　。 （2）按照使用说明，该同学对“疏通剂”作了进一步研究。先向烧杯中加入206g水，再加入本品200g，当铝粉全部反应后，求：（计算结果保留1位小数） ①生成氢气的体积。（ρ氢气 = 0.09 g/L） ②反应后溶液中氢氧化钠的质量分数。 练2.钢铁工业是一个国家的支柱产业之一，某同学采集了一些生铁样品（含杂质，杂质不溶于水，不与稀硫酸反应），采用如下图所示装置进行分析。分别称得锥形瓶和棉花的质量为44.1g，生铁样品的质量为9.0g。在锥形瓶中加入足量稀硫酸后，立即开始记录电子天平的示数，记录数据如右图。请认真分析数据，回答下列问题：  （1）小军数据处理的图象中正确的是  　。 （2）计算样品中铁的质量分数。  （3）计算反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数。 练3.取NaOH和NaCl的混合物2.1g放入烧杯中，加水溶解配制成20g的溶液，逐滴滴入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸，溶液的pH与滴入稀盐酸质量的关系如下图所示。 （1）当滴入稀盐酸的质量为11.2g时，溶液中的溶质是   　。(填化学式) （2）2.1g混合物中NaOH的质量为  　g。 （3）求当滴入10g稀盐酸时，反应后所得溶液中溶质的质量分数（写出计算过程，精确到0.1%）。 练4.氢氧化钠固体如果密封不严，会发生变质，为探究学校实验室内某瓶氢氧化钠固体变质情况，化学兴趣小组进行了如下实验： （1）取少量该瓶固体样品置于试管中，向其中加入一种无色溶液，发现有气泡产生，该小组确定氢氧化钠已经变质，那么该小组同学加入的无色溶液可能是         。 （2）为了继续探究氢氧化钠的变质程度，该兴趣小组同学取了10g样品，溶于足量水配成溶液，然后向溶液中滴加含足量氢氧化钙的溶液，恰好得到1g沉淀和500g溶液，请计算出最后所得溶液中溶质的质量分数为多少？（计算结果精确至0.1%） 练5.将质量为44.4克含有少量NaCl的纯碱晶体（Na2CO3•nH2O）样品，平均分成A、B、C三份，进行如图实验（Na2CO3受热不分解）。 （1）A样品中与BaCl2溶液反应的Na2CO3的质量是______克。 （2）化学式Na2CO3•nH2O中n是多少？ （3）对C样品的操作结束后，所得NaCl溶液的溶质质量分数是多少？（精确到0.01%） 专题3：“极限思想”在化学计算中的应用 【名师导语】极限思想（以下简称“极限法”）是中学化学计算中一种十分重要的方法，极限法的一个重要应用场景是用以判定混合物中的化学成分。以不纯样品中杂质的化学成分判定为例，由于不纯的样品是混合物（设质量a克），其中的有效成分A和杂质B的质量均未知，因此会给直接计算带来一定困难。采用极限法可较好解决这类问题，具体操作如下：首先假设a克样品全是有效成分A（或杂质B）；然后根据题中信息进行计算；最后将计算结果与题中给出的实际结果相比较，分析并确定相关化学成分。 【例题详解】 例.某不纯铁块5.6克，与足量盐酸完全反应后放出氢气0.22克，则铁块中含有的杂质可能是（　　） A．Mg B．Zn C．Ag D．Cu 【详解】假设5.6g全部是铁，设5.6g纯铁与盐酸反应生成氢气的质量为x。 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 56       2 5.6g      x = 解得：x=0.2g＜0.22g,说明等质量的铁和杂质，与盐酸反应时杂质产生的氢气多。银、铜不能与盐酸反应，因此排除选项C、D。由于镁、锌、铁（均为+2价）的相对原子质量由小到大的顺序是：镁＜铁＜锌，因此等质量的镁、锌、铁与盐酸反应时产生的氢气质量由多到少的顺序是：镁＞铁＞锌，结合上述分析说明杂质为镁。故选B。 【名师点评】此题应用极限法，首先假设5.6g全部是铁，然后根据化学方程式计算得到产生的氢气质量应为0.2g，小于实际产生的氢气质量，最后再根据四种金属的性质分析得到结果。 【强化练习】 练1.取12.7克氯化亚铁样品，完全溶于水制成溶液，然后加入足量的硝酸银溶液，使其充分反应，得氯化银沉淀，经过滤、干燥后称得沉淀质量为30克，已知样品内杂质为氯化物，则该杂质可能是（ ） A．KCl B．NaCl C．ZnCl2 D．BaCl2 练2.农村经常使用氮肥硝酸铵（化学式为NH4NO3），今有一硝酸铵样品经过测定含氮量为37%，已知该化肥中只含有一种杂质，则该化肥中可能混有下列物质中的哪种氮肥（　　） A．氯化铵（NH4Cl） B．硫酸铵[(NH4)2SO4] C．尿素[CO(NH2)2] D．碳铵（NH4HCO3） 练3.某不纯的铁片含有Mg、Al、Cu等金属杂质中的一种或多种，取这样的铁片5.6 g与足量的稀盐酸反应，得到0.2g H2，则该铁片中（ ） A．一定含金属镁 B．一定含金属铝 C．一定含金属铜 D．一定含四种金属 练4.（双选）将20.8g两种金属的混合物投入足量的盐酸中，反应完全后得到氢气1.0g，该混合物的组成可能是（ ） A． 钙和锌 B．镁和铜 C．铝和镁 D．锌和铁 练5.某NaOH固体样品，可能含有固体KOH和不溶于酸的杂质A，取5.6 g该样品与100 g一定质量分数的稀盐酸反应，两者恰好完全反应，生成m 克水。下列说法正确的是（　 ） A．若样品不含任何杂质，则m＜1.8 B．若m=1.8，则样品中一定含有杂质A，可能含有固体KOH C．若m=1.8，则样品中可只含固体KOH杂质 D．若样品中不含A，则盐酸的溶质质量分数不小于7.3% 专题4：“出入兼顾”法计算反应后溶液质量变化 【名师导语】当往一份溶液中加入某种物质发生化学反应时，正常情况下溶液的质量应变大；但由于化学反应中经常产生气体从溶液中逸出，也经常产生沉淀从溶液中析出，故溶液质量也可能减少甚至不变。对化学反应后溶液的质量变化情况进行分析，可考察学生对化学反应的综合分析能力（包括定性和定量分析能力），故是初中化学重点问题。分析此类问题应紧盯“入”和“出”两道关，所谓“入”就是加入溶液的物质的质量；所谓“出”即是从溶液中出来的物质的质量。“入”与“出”的质量差即为溶液质量的变化，注意在计算“出”的质量时应同时包括从溶液中逸出气体和析出沉淀的质量。 【例题详解】 例．一只盛有稀硫酸的烧杯中，漂浮一块木块（如图所示）。向烧杯中加入少量固体物质后，木块浸没在液体中的体积变大（液体体积变化忽略不计），则加入的固体物质可能是（ 　） A．Mg B．Cu C．NaCl D．Ba(OH)2 【详解】根据浮力原理可知，木块的重量一定，如果木块浸没在液体中的体积变大，那么液体的密度一定变小；故可推断，往烧杯中加入少量的某种物质后使溶液的密度变小即是备选答案。固体Mg与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，根据化学方程式 Mg+H2SO4=MgSO4+H2 24 2 可知往溶液中加入24g镁，逸出氢气2g，“入”的质量大于“出”的质量，故往溶液中加入固体镁，溶液质量是增加的，由于溶液总体积不变，溶液的密度变大，A选项错误。铜与稀硫酸不反应，铜沉在溶液底部而不进入溶液，溶液的密度不变，故B选项错误。固体NaCl与稀硫酸不反应，NaCl溶解在稀硫酸中，溶液的质量变大，溶液的密度变大，故C选项错误。Ba(OH)2和稀硫酸反应生成BaSO4沉淀和水，根据化学方程式 Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4 +2H2O 171 233 可知往溶液中加入171g氢氧化钡固体，产生硫酸钡沉淀233g，“入”的质量小于“出”的质量，故溶液质量是减少的，溶液的密度变小，D选项正确。故选：D。 【名师点评】根据化学方程式，紧紧把握好“入”的质量和“出”的质量的关系，此类问题便可迎刃而解。具体解题时，除了要考虑逸出气体和析出沉淀的质量，还需注意加入溶液中的物质不发生化学反应这一特殊情况。 【强化练习】 练1．把一根洁净的铁钉放在稀硫酸中：①在铁钉表面产生气泡；②溶液由无色逐渐变为浅绿色；③铁钉的质量减少；④溶液的质量增加。以上叙述正确的是（　　） A．①②③ B．①②③④ C．①④ D．①③④ 练2．下列各组中的物质混合，形成溶液的质量比反应前溶液的总质量减少的是（　　） A．氢氧化钙溶液和二氧化碳 B．氢氧化铜和稀硫酸 C．稀盐酸和大理石 D．Zn和稀盐酸 练3．下列各组物质混合后，溶液质量不会发生改变的是（ ） A.氯化钠溶液和硝酸银溶液 B.石灰水和盐酸 C.碳酸钠溶液和稀硫酸 D.铁粉和硫酸铜溶液 练4．将铁片分别放入下列溶液中充分反应，反应后溶液质量比反应前减轻的是（ ） A．H2SO4 B．HCl C．CuSO4 D．NaCl 练5．向一定质量的甲中连续加入乙至过量，此过程中溶液的总质量与加入乙的质量之间关系，符合如图曲线表示的是（　　）   甲 乙 A 稀硫酸 氢氧化钠溶液 B 稀盐酸 碳酸钙粉末 C 稀盐酸 锌粒 D 硝酸银溶液 铜粉 A. A B. B C. C D. D 专题1参考答案 练1.【详解】题中的碳酸钾和氢氧化钾都能和硫酸反应生成硫酸钾，最后恰好完全反应，蒸发溶液，得到的固体是硫酸钾；整个化学反应过程复杂繁琐，直接计算比较困难。可用“元素质量守恒法”进行计算，根据反应前后硫酸根离子质量不变，可知存在如下质量转变关系：H2SO4→K2SO4，根据硫酸的质量就能算出硫酸钾的质量。设可以得到硫酸钾的质量为x，则： H2SO4 → K2SO4 98    174 98g×20%  x 解得：x=34.8g，故答案为：B。 练2.【详解】（1）依据图像可知，10.6%的碳酸钠溶液加到5g时才开始产生沉淀，说明滤液中有剩余的盐酸，而石灰石与盐酸反应生成CaCl2，故原废液中溶质成分有CaCl2、HCl。 （2） 因为CaCl2、HCl与碳酸钠反应均生成氯化钠，由图像可知A点处溶液中溶质为NaCl，分别来源于CaCl2、HCl与碳酸钠的反应。由于与CaCl2、HCl反应的碳酸钠的质量依据图像和题意均可求出，再根据化学方程式即可求解氯化钠的质量。此题用“元素质量守恒法”进行计算则更方便，反应前后钠元素质量不变，故存在如下质量转变关系：Na2CO3→2NaCl，根据Na2CO3的质量就能算出NaCl的质量。设可以得到氯化钠的质量为x，则： Na2CO3 → 2NaCl 106 117 20g10.6% X 解得X=2.34g，故A点处溶液中溶质NaCl的质量2.34g。 答案：（1）CaCl2、HCl；（2）2.34g。 练3.【详解】（1）制取二氧化碳后的废液，滴加Na2CO3溶液，烧杯中溶液质量变化分三段，每段的溶液质量增加速度不同，由此可判断：第一段为Na2CO3和HCl反应，第二段（AB段）为Na2CO3和CaCl2反应，第三段为Na2CO3已过量。实验过程中有气体放出，说明废液中有HCl；当HCl消耗完时，碳酸钠和氯化钙反应产生碳酸钙生白色沉淀；由此可知废液中含有的溶质为：CaCl2、HCl。 （2）由（1）中分析可知，滴入Na2CO3溶液至图中B点时，Na2CO3恰好与溶液中的HCl、CaCl2完全反应，此时所得不饱和溶液中溶质为NaCl。用“元素质量守恒法”进行计算，反应前后钠元素质量不变，故存在如下质量转变关系：Na2CO3→2NaCl，根据Na2CO3的质量就能算出NaCl的质量。设可以得到氯化钠的质量为x，则： Na2CO3 → 2NaCl 106 117 212g10% X 解得X=2.34g，故B点处所得溶液中溶质的质量2.34g。 答案：（1）产生白色沉淀；CaCl2、HCl；（2）2.34g。 练4.【详解】根据碳元素质量守恒，氧化铁不含碳元素，氮气、CO、CO2混合气体中碳元素的质量在与氧化铁反应前后保持不变，即：与氧化铁反应后，所得二氧化碳中碳元素质量仍为40g×30%=12g。将这些二氧化碳全部通入石灰水，由于石灰水为氢氧化钙，也不含碳元素，所以得到碳酸钙中碳元素的质量仍为12g，根据碳酸钙的化学式，碳酸钙中碳元素质量分数为12%，故最后得到碳酸钙的质量为12/12%=100g。故选：C。 练5.【详解】根据题意，把CO2通入足量的澄清石灰水中，由于石灰水是足量的，故通入的CO2的质量越大，则生成沉淀碳酸钙的质量就越大。而CO2→CO→CO2的变化要经过如下反应： CO2+C═2CO；2CO+O2═2CO2 44 56 56 88 由此可知，经CO2→CO→CO2的变化之后，CO2的质量会变为原来的两倍，故生成沉淀的质量也会增大，即y＞x。故选：C。 专题2参考答案 练1.【详解】（1）因为铝、氢氧化钠能和水发生化学反应，从而导致管道疏通剂失效，因此应该密封保存。故填：易潮解，吸水后会变质。 （2）①设生成氢气的质量为x，参加反应的氢氧化钠的质量为y 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 54   80           6 54g  y           x = = x=6g，y=80g。生成氢气的体积为：=66.7L。 ②反应后剩余的氢氧化钠质量为：200g-54g-80g=66g。反应结束后无沉在溶液底部的不溶物，所以反应后溶液的总质量=加入的反应物的总质量-逸出气体的质量，即：206g+200g-6g=400g，故反应后溶液中氢氧化钠的质量分数为：×100%=16.5%。 答案：（1）易潮解，吸水后会变质；（2）①生成氢气的体积是66.7L；②反应后溶液中氢氧化钠的质量分数是16.5%。 练2.【详解】（1）反应结束后，样品中的杂质仍然存在，故样品质量不为零，A选项不正确。最终生成氢气的质量为：159.0g-158.7g=0.3g，B选项正确。随着反应的进行，单质铁溶解进入溶液，产生氢气的质量小于溶解的铁的质量，故溶液质量增加，C选项不正确。故选：B。 （2）设铁的质量为x，生成硫酸亚铁的质量为y， Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑， 56     152   2 x      y   0.3g = = x=8.4g，y=22.8g 故样品中铁的质量分数为：×100%=93.3%。 （3） 反应生成FeSO4的质量为22.8g。反应后溶液的总质量=加入的反应物的总质量（159g-44.1g）-逸出气体的质量（0.3g）-沉在溶液底部的不溶物杂质的质量（9g-8.4g），即：159g-44.1g-0.3g-（9g-8.4g）=114g。故反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数为：×100%=20% 答案：（1）B；（2）93.3%；（3）20%。 练3.【详解】（1）氢氧化钠和盐酸反应生成中性的氯化钠和水，当滴入稀盐酸的质量为11.2g时，溶液呈酸性，此时盐酸过量，故此时所含的溶质为氯化钠和氯化氢。 （2）当加入稀盐酸10g时，氢氧化钠与盐酸恰好完全反应，溶液呈中性，设反应生成NaCl的质量为x，消耗氢氧化钠的质量为y NaOH + HCl = H2O + NaCl 40  36.5     58.5 y  10g×7.3%   x = x=1.17g  y=0.8g。故混合物中氢氧化钠的质量是0.8g。 （3）所得溶液中“新溶质”NaCl的质量包括两部分，一部分是反应产生的NaCl，另一部分是混合物中原来存在的NaCl，故“新溶质”NaCl的总质量为：1.17g+（2.1g-0.8g）=2.47g。该反应无气体产生且反应后无不溶物，故所得溶液的总质量：20g+10g=30g，所以反应后所得溶液中溶质的质量分数：×100%=8.2%。 答案：（1）NaCl、HCl；（2）0.8；（3）8.2%。 练4.【详解】（1）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氢氧化钠变质变成碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸或稀硫酸反应生成气体二氧化碳。 （2）设10g样品中碳酸钠的质量为x，生成氢氧化钠的质量为y Na2CO3 + Ca(OH)2 =CaCO3↓ + 2NaOH 106       100     80 x       1g     y = = x=1.06g，y=0.8g。故原固体中氢氧化钠的质量为10g-1.06g=8.84g。所得溶液是氢氧化钠的溶液，所得溶液中氢氧化钠的总质量包括两部分，第一部分为原固体中氢氧化钠的质量，第二部分为反应生成的氢氧化钠的质量，故氢氧化钠的总质量即为：8.84g+0.8g=9.64g；所得溶液中溶质质量分数为：×100%=1.9%。 答案：（1）稀盐酸；（2）1.9% 练5.【详解】（1）设A样品中碳酸钠的质量是x BaCl2 + Na2CO3 ═ BaCO3↓ + 2NaCl　 106   197 x   9.85g 解得：x=5.3g （2）B样品的质量减去剩余固体的质量即为结晶水的质量，结晶水的质量=44.4g3-5.8g=9g，由于B样品中Na2CO3的质量与A相等，也为5.3克，结晶水的质量为9克，所以碳酸钠与结晶水的质量比：106：（18×n）=5.3：9，解得n=10。 （3）设盐酸溶液的质量为x，生成氯化钠的质量为y，生成二氧化碳的质量为z，C样品中Na2CO3的质量与A样品中相等，也为5.3g Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ 106   73   117     44 5.3g  10%×x  y      z = = 解得：x=36.5g   y=5.85g  z=2.2g 反应后溶液中溶质氯化钠的质量为：5.85g+(14.8g-5.3g-9g)=6.35g 反应后氯化钠溶液的总质量为：14.8g+100g+36.5g-2.2g=149.1g 氯化钠溶液中溶质的质量分数=×100%=4.26% 故答为（1）5.3g；（2）n是10；（3）溶质的质量分数为4.26% 专题3参考答案 练1.【详解】假设12.7g全部是氯化亚铁，设生成沉淀的质量为x FeCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓+ Fe(NO3)2 127      287 12.7g     x = 解得：x=28.7g。实际生成的沉淀30g＞28.7g，说明杂质中氯元素的质量分数大于氯化亚铁中氯元素的质量分数。分析选项只有NaCl符合该要求。故选B。 练2.【详解】首先假设该样品为纯硝酸铵，计算纯净物硝酸铵中氮元素的质量分数，然后与样品中氮的实际质量分数（37%）相比。若样品中的高，则杂质中氮的质量分数必定高于37%；若样品中的低，则杂质中氮的质量分数必然低于37%。经计算，纯净物硝酸铵中氮元素的质量分数=×100%=35%，低于样品中氮的质量分数（37%），所以杂质中氮的质量分数必然高于37%。 A选项：氯化铵（NH4Cl）中氮元素的质量分数=×100%=26.2%； B选项：硫酸铵[(NH4)2SO4]中氮元素的质量分数=×100%=21.2%； C选项：尿素[CO(NH2)2]中氮元素的质量分数=×100%=46.7%； D选项：碳铵（NH4HCO3）中氮元素的质量分数=×100%=17.8%。故选C。 练3.【详解】假设5.6g全部是铁，设5.6g纯铁与盐酸反应生成氢气的质量为x，则： Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 56       2 5.6g      x = 解得：x=0.2g，与实际产生的氢气相等。由于镁（相对质量为24）、铝（将铝视作+2价，则其相对质量为18）的相对原子质量小于铁，因此等质量的镁、铝与盐酸反应时产生的氢气比铁产生的多；而铜不与盐酸反应。故不纯的铁片中一定含有铜，可能同时含有杂质镁、铝或其中一种。故选C。 练4.【详解】将混合物当作二价纯金属M，设其相对分子质量为X，则： M + 2HCl = MCl2 + H2↑ X     2 20.8g    1.0g 解得：X=41.6，则混合物的平均相对原子质量为41.6。故两种二价金属中一种的相对质量大于41.6，另一种的相对质量小于41.6。选项中：镁相对质量24，钙相对质量40，铁相对质量56，锌相对质量65，铝为三价金属可将其视作+2价则相对质量为18，故选项A正确，选项C、D错误。选项B中的铜不与盐酸反应需作特别分析，当混合金属为镁和铜时，生成的氢气全部来自镁与盐酸反应，根据方程式： Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ 24     2 Y    1.0g 解得：Y=12g。故原混合物的组成为：12g镁，20.8-12=8.8g铜；符合题意，B选项正确。 故选：AB。 练5.【详解】极限1：假设5.6g全部为氢氧化钠，设生成水的质量为x，盐酸中溶质HCl的质量为y，则： NaOH + HCl ═ NaCl + H2O 40 36.5 18 5.6g y x 解得：x=2.52g，y=5.11g。 极限2：假设样品全部为氢氧化钾，设生成水的质量为z，盐酸中溶质HCl的质量为a，则： KOH + HCl ═ KCl + H2O 56 36.5 18 5.6g a z = 解得：z=1.8g，a=3.65。 A选项，根据上述计算可知若样品不含任何杂质，则生成水的质量为2.52g，故A错误； B选项，样品全部为氢氧化钠时生成水的质量为2.52g，样品全部为氢氧化钾时生成水的质量为1.8g；所以若生成水的质量为1.8g，则说明在样品中一定含有杂质A，当然其中也可能含有氢氧化钾，故B正确； C选项，根据B的分析可以知道，若生成水的质量为1.8g，则说明在样品中一定含有杂质，但不可能只含有氢氧化钾。因为根据计算可知，单独的氢氧化钠反应生成水的质量大于1.8g，而单独的氢氧化钾反应生成水的质量等于1.8g，所以如果样品中的杂质只含有氢氧化钾的话，生成的水的质量必然大于1.8g，故C错误； D选项，若样品中不含有杂质A，则盐酸溶液中溶质HCl的质量应介于3.65-5.11g之间，溶质的质量分数小于7.3%，故D错误。 故选B。 专题4参考答案 练1．【详解】铁在与酸置换反应中会生成亚铁，其溶液呈浅绿色，铁钉表面会产生气泡H2。根据化学方程式Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑，反应前，进入溶液的Fe的相对质量为56，反应后生成的氢气的相对质量为2，“入”的质量大于“出”的质量，故溶液质量增加，金属铁的质量减轻。故选：B。 练2．【详解】氢氧化钙溶液和二氧化碳反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，在此反应中，析出沉淀CaCO3的相对质量为100，大于进入溶液的CO2的相对质量44，故形成溶液的质量比反应前溶液的总质量减少，故A选项正确。氢氧化铜和稀硫酸反应的化学方程式为：Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O，氢氧化铜固体进入溶液，无气体或沉淀生成，故溶液质量增加，故B选项错误。稀盐酸和大理石反应的化学方程式为：2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2+H2O，进入溶液的固体CaCO3的相对质量为100，大于逸出气体CO2的相对质量44，故溶液质量增加，故C选项错误。Zn和稀盐酸反应的化学方程式为：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，在此反应中，逸出氢气的相对质量为2，小于进入溶液的Zn的相对质量65，故溶液质量增加，故D选项错误。故选：A。 练3．【详解】氯化钠溶液和硝酸银溶液混合后发生化学反应生成氯化银沉淀，故溶液总质量减小，A选项错误。石灰水和盐酸混合后发生酸碱中和反应，既没有气体又没有沉淀产生，溶液总质量不发生改变，B选项正确。碳酸钠溶液和稀硫酸混合后产生CO2气体，故溶液总质量减小，C选项错误。铁与硫酸铜发生置换反应，根据化学方程式Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，每56份质量的铁进入溶液，析出64份质量的铜，故溶液质量减小，D选项错误。故选：B。 练4．【详解】将铁片放入硫酸中发生反应Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑，反应前进入溶液的Fe的相对质量为56，反应后生成的氢气的相对质量为2，“入”的质量大于“出”的质量，故溶液质量增加，A选项错误。将铁片放入盐酸中发生反应Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑，溶液质量变化情况与A选项相同，故B选项错误。将铁片放入CuSO4中发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，每56份质量的铁进入溶液，析出64份质量的铜，故溶液质量减小，C选项正确。将铁片放入NaCl溶液中不反应，溶液质量不变，故D选项错误。故选：C。 练5．【详解】硫酸溶液中加入NaOH溶液发生中和反应，无气体、沉淀生成，溶液总质量随着NaOH的加入而不断上升，图象不会出现水平的那个阶段，故A选项错误。盐酸中加入碳酸钙粉末，化学方程式为：2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2+H2O，进入溶液的固体CaCO3的相对质量为100，大于逸出气体CO2的相对质量44，故溶液质量增加，故B选项错误。盐酸中加入锌粒，化学方程式为：Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑，参加反应的Zn和生成H2的质量比为65:2，故溶液质量增加，故C选项错误。硝酸银溶液中加入铜粉，化学方程式为：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，每64份质量的铜进入溶液，析出216份质量的银，故溶液质量减小，当铜与硝酸银完全反应后，继续加入铜粉溶液质量不再变化，D选项正确。故选：D。 学科网（北京）股份有限公司 $$