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第2课时 习题课:化学方程式的计算中几个关系量的基础应用
例1:实验室用15.8 g高锰酸钾充分加热可以制取多少克O2?体积是多少升?(O2的密度为1.43 g/L,O—16,K—39,Mn—55)
解:设15.8 g高锰酸钾充分加热可以制取O2的质量为x。
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
316 3215.8 g x
=
x=1.6 g
O2的体积:
≈1.12 L
答:15.8 g高锰酸钾充分加热可以制取1.6g O2,体积是1.12 L。
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1.实验室要制取20 L11氧气,需要多少克过氧化氢?(O2的密度为1.43 g/L,H—1,O—16)解:20 L氧气的质量为20 L×1.43 g/L=28.6 g设需要过氧化氢的质量为x。
2H2O2
2H2O+O2↑
68 32x 28.6 g
=
x=60.775 g
答:需要60.775 g过氧化氢。
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例2:过氧化钙(CaO2)是一种环境友好的化工原料,工农业生产中常用作漂白剂、种子消毒剂以及鱼类运输时的制氧剂等。过氧化钙与水反应的方程式为2CaO2+2H2O
2Ca(OH)2+O2↑。
用150 g某过氧化钙工业样品可制得氧气32 g,请计算该过氧化钙样品的纯度(样品中CaO2的质量分数)是多少?
解:设过氧化钙的质量为x。
2CaO2+2H2O
2Ca(OH)2+O2↑
144 32x 32 g
=
x=144 g
过氧化钙的质量分数为
×100%=96%
答:过氧化钙样品的纯度为96%。
2.(2024·广安)碱石灰(CaO、NaOH)常用作气体的干燥剂。化学兴趣小组为测定某种碱石灰中CaO的质量分数,将10 g碱石灰加入到80 g Na2CO3溶液中,发生反应:CaO+H2O+Na2CO3
CaCO3+2NaOH。
待碱石灰中CaO完全反应后,测得生成CaCO3固体的质量为10 g。
回答下列问题:(1)除去CaCO3固体后,所得溶液的质量为 80 g。
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(2)求该碱石灰中CaO的质量分数。(写出计算过程)
解:(2)设消耗氧化钙的质量为x。
CaO+H2O+Na2CO3
CaCO3+2NaOH
56 100x 10 g
=
x=5.6 g
碱石灰中CaO的质量分数=
×100%=56%
答:碱石灰中CaO的质量分数为56%。
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例3:实验室常用溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液制取氧气。
(1)某兴趣小组打算用如图所示的整瓶溶液配制溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液,需加水 1 000 g。
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(2)在配制过程中,他们发现试剂瓶内壁附着不少气泡,由此推断该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数小于30%,依据是 过氧化氢溶液常温下即可分解产生氧气 。(3)为测定该瓶溶液的溶质质量分数,他们取35 g该溶液放入锥形瓶中并加入一定量的二氧化锰。不同时间电子秤的读数如下表所示:
反应时间/min 0 1 2 3 4 5 6
锥形瓶+瓶内物质的总质量/g 340.00 338.78 335.64 335.28 335.20 335.20 335.20
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请回答:①反应生成氧气的总质量为 4.8 g。②该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数是多少?(结果精确到0.1%)
解:设35 g过氧化氢溶液中溶质的质量为x。
2H2O2
2H2O+O2↑
68 32x 4.8 g
=
x=10.2 g
过氧化氢溶液的溶质质量分数为
×100%≈29.1%
答:该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数约为29.1%。
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3.(2024·云南)为测定某过氧化氢溶液的溶质质量分数,实验中记录的相关数据如表。
反应前物质的质量完全反应后物质的质量
过氧化氢溶液质量 二氧化锰质量 固体与液体混合物质量 氧气质量
34.0g 0.1g 33.3g g
请计算:(1)表中氧气的质量为 0.8 g。
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(2)该过氧化氢溶液的溶质质量分数。(温馨提示:2H2O2
2H2O+O2↑)
解:(2)设该过氧化氢溶液中溶质的质量为x。
2H2O2
2H2O+O2↑
68 32x 0.8 g
=
x=1.7 g
过氧化氢溶液的溶质质量分数=
×100%=5%
答:该过氧化氢溶液的溶质质量分数为5%。
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1.“7150灭火剂”(C3H9B3O6,相对分子质量为174)以雾状形式喷射到燃着的金属时,立即发生燃烧反应:2C3H9B3O6+9O2
3B2O3+9H2O+6CO2,
反应能很快耗尽金属物品附近的氧气,生成的玻璃状B2O3覆盖在金属物品表面而隔绝空气,从而有效灭火。若充分燃烧348 g“7150灭火剂”,会消耗常温下的氧气多少升?(常温下氧气的密度约为1.4 g/L,结果保留一位小数)
解:设消耗氧气的质量为x。
2C3H9B3O6+9O2
3B2O3+9H2O+6CO2
348 288348 g x
=
x=288 g
氧气的体积为288 g÷1.4 g/L≈205.7 L答:略。
2.工业上利用电解氧化铝的方法制取铝,主要反应原理为2Al2O3+3C
4Al+3CO2↑。若生成54 t的铝,
解:设理论上需要氧化铝的质量为x。
2Al2O3+3C
4Al+3CO2↑
204 108x 54 t
=
x=102 t
理论上需要含氧化铝(Al2O3)50%的铝土矿的质量为
=204 t 答:略。
理论上需要含氧化铝(Al2O3)50%的铝土矿多少吨?
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3.实验室有一瓶失去标签的过氧化氢溶液,为测定其溶质质量分数,兴趣小组的同学取100 g该溶液与1 g二氧化锰混合,使其充分反应,产生气体的质量和反应时间的关系如图所示。
(1)完全反应后,经过滤、烘干,得到固体的质量为 1 g(不计操作过程中的损耗)。(2)产生气体的速度越来越慢的原因是 过氧化氢溶液的溶质质量分数越来越小 。
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(3)计算所用过氧化氢溶液的溶质质量分数。解:设100 g过氧化氢溶液中含有H2O2的质量为x。
2H2O2
2H2O+O2↑
68 32x 3.2 g
=
x=6.8 g
过氧化氢溶液的溶质质量分数为
×100%=6.8%
答:略。
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4.某化学兴趣小组欲测定一瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数,实验操作及相关数据如图所示。
(1)生成氧气的质量为 1.6 g。
(2)这瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数是多少?解:设68 g过氧化氢溶液中含有H2O2的质量为x。
2H2O2
2H2O+O2↑
68 32x 1.6 g
=
x=3.4 g
过氧化氢溶液的溶质质量分数为
×100%=5%
答:略。
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5.过氧化氢(H2O2)广泛用于环境消毒,在放置过程中会缓慢分解。某单位有一桶未曾使用过的久置的H2O2溶液,测得其溶液密度为1.069 g/mL,该温度下溶液的密度和溶质质量分数的对应关系如图所示。桶上标签提供的信息:①H2O2的质量分数为30%;②内装溶液的质量为50 kg。回答下列问题:
(1)该久置的H2O2溶液的溶质质量分数为 20% 。
(2)若用此久置的H2O2溶液来配制质量分数为3%的环境消毒液200 kg,需用这种H2O2溶液 30 kg。
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(3)若这桶H2O2溶液放置至完全分解,桶中剩下的液体质量是多少?(假设液体不挥发,结果精确到0.1 kg)解:设50 kg H2O2溶液完全分解放出的O2的质量为x。
2H2O2
2H2O+O2↑
68 3250 kg×30% x
=
x≈7.1 kg
桶中剩下的液体质量为50 kg-7.1 kg=42.9 kg
答:略。
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