内容正文:
专题07 化学反应的定量关系
考点01 质量守恒定律的微观解释
考点02 根据反应的微观示意图分析
考点03 质量守恒定律的应用
考点04 根据化学方程式求化学式
考点05 根据化学方程式计算
考点01 质量守恒定律微观解释
1.(2023·江苏南京)化学反应前后肯定没有变化的是
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A.①③④⑥ B.①③⑤⑥ C.①②⑤⑥ D.②③⑤⑥
【答案】B
【详解】化学反应前后,原子的种类、质量和个数不变,元素的种类、质量不变,物质的总质量不变,物质的种类、分子的种类肯定改变,分子的数目可能改变,故①③⑤⑥,故选B。
2.(2023·江苏扬州)O2通过臭氧发生器转化为O3,反应前后发生变化的是
A.原子总数 B.分子种类
C.元素种类 D.物质的总质量
【答案】B
【解析】A、根据质量守恒定律,反应前后原子的个数不变,故A错误;
B、反应前是氧气分子,反应后是臭氧分子,分子种类改变,故B正确;
C、根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,故C错误;
D、根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变,故D错误;
故选B;
3.(2023·江苏南通)大气臭氧层是地球的太阳镜,能吸收紫外线,保护生物。大气平流层中同时发生氧气与臭氧的相互转化,经过漫长时间形成臭氧层。氧气与臭氧的相互转化如图所示。
关于反应箱中氧气与臭氧的相互转化,下列说法不正确的是
A.气体总质量保持不变 B.元素种类保持不变
C.分子总数保持不变 D.原子总数保持不变
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律及反应箱中的化学方程式可知,反应箱中氧气与臭氧的相互转化过程中,气体总质量保持不变;元素种类保持不变;原子总数保持不变。反应前后分子总数发生变化。A、气体总质量保持不变。A正确;B、元素种类保持不变。B正确;C、反应前后分子总数发生变化。分子总数不是保持不变。C不正确;D、原子总数保持不变。D正确。
综上所述:选择C。
4.(2024·江苏徐州)为了实现碳的资源化利用,我国科学家用纳米镍粒子作催化剂将二氧化碳合成甲烷,反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A.X的化学式为H2O2 B.甲烷中碳、氢元素的质量比为3∶1
C.反应前后分子的数目不变 D.参加反应的CO2和H2的质量比为22∶1
【答案】B
【详解】A、反应前碳、氢、氧原子个数分别为1、8、2,反应后的生成物中碳、氢、氧原子个数分别为1、4、0,根据化学反应前后原子种类、数目不变,则2X分子中含有4个氢原子和2个氧原子,则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为H2O,,故A错误;
B、甲烷中碳、氢元素的质量比为:12∶4=3∶1,故B正确;
C、微观上,该反应是1个二氧化碳分子和4个氢分子反应生成1个甲烷分子和2个水分子,反应前后分子的数目减少,故C错误;
D、参加反应的CO2和H2的质量比为:44∶(4×2)=11∶2,故D错误。
故选B。
考点02 根据反应的微观示意图分析
5.(2023·江苏无锡)如图是“光催化固氮合成氨”反应前后分子种类变化的示意图。下列叙述正确的是
A.乙和丙都是氧化物
B.参加反应的甲和乙的分子个数比为
C.反应后原子数目增加
D.反应生成的丙和丁的质量比为
【答案】B
【分析】
由图可知甲由2个氮原子构成,即N2,乙 由1个氧原子和2个氢原子构成,即H2O,丙 由2个氧原子构成,即O2,丁 由1个氮原子和3个氢原子构成,即NH3,所以该示意图表示的化学反应为。
【详解】A.由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物是氧化物,所以乙是氧化物,丙不是,A错误,不符合题意;
B.由分析可知参加反应的甲和乙的分子个数比为 1:3,B正确,符合题意;
C.化学反应前后原子的种类、个数不变,C错误,不符合题意;
D.反应生成的丙和丁的质量比=,D错误,不符合题意;
故选B。
6.(2023·江苏泰州)氯气和氨气发生反应的微观示意图如下,下列说法正确的是
A.该反应属于基本反应类型中的置换反应
B.反应前后分子、原子的数目均没有改变
C.丙物质的水溶液能使无色酚酞试液变红
D.参加反应的甲、乙分子个数之比为1∶1
【答案】A
【分析】由微观示意图可以知道,该反应为,可以进行分析
【详解】A.从化学方程式可以看出,该反应为单质和化合物反应,生成了另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,故A正确;
B.根据质量守恒定律可以知道,反应前后原子的数目不变,但是根据化学方程式可以知道,反应前分子总数为5,反应后分子总数为7,所以分子的数目改变,故B错误;
C.丙是HCl,为盐酸,呈酸性,不能使无色酚酞溶液变色,故C错误;
D.根据化学方程式可以知道,参加反应的甲、乙分子个数之比为3:2,故D错误;
故选A。
7.(2024·江苏无锡)一定条件下,甲和乙反应的微观过程如图所示。下列叙述正确的是
A.甲、乙、丙、丁中有3种氧化物
B.反应前后原子种类改变
C.参加反应的甲和乙的分子个数比为1:1
D.反应生成的丙和丁的质量比为5:3
【答案】C
【分析】
发生反应为:
【详解】A、甲、乙、丙、丁都是纯净物,其中乙、丁含有两种元素,且其中一种元素是氧元素,属于氧化物;甲含两种元素,但不含氧元素、丁含有三种元素,甲、丁不属于氧化物,说法不正确;
B、反应前后原子种类不改变,说法不正确;
C、参加反应的甲和乙的分子个数比为1:1,说法正确;
D、反应生成的丙和丁的质量比为,说法不正确。
故选:C。
8.(2024·江苏宿迁)二氧化碳的捕集与综合利用是实现“碳中和”的重要途径。捕集工业废气中的并与反应制甲醇(化学式为)的微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A.参加反应的与的分子个数比为 B.该反应实现了无机物向有机物的转变
C.反应前后原子的种类和数目都不变 D.反应生成的甲醇和氧气的质量比为
【答案】A
【分析】由图可知,该反应为二氧化碳和水在催化剂和加热的条件下反应生成甲醇和氧气,该反应的化学方程式为:。
【详解】A、由化学方程式可知,参加反应的二氧化碳和水的分子个数比为:2:4=1:2,符合题意;
B、该反应中,二氧化碳和水均属于无机物,甲醇含碳元素,属于有机物,故该反应实现了无机物向有机物的转变,不符合题意;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,不符合题意;
D、反应生成的甲醇和氧气的质量比为:,不符合题意。
故选A。
9.(2022·江苏无锡)在点燃条件下,甲和乙反应前后分子种类变化的微观过程如图所示。下列叙述错误的是
A.甲的化学式为NH3 B.反应前后原子种类不变
C.该反应类型为置换反应 D.反应生成的丙与丁的质量比为14∶9
【答案】D
【详解】A、据图可知甲是由一个氮原子和三个氢原子构成的物质,化学式为NH3,正确;
B、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类不变,正确;
C、该反应是化合物氨气与单质氧气在点燃条件下反应生成化合物水和单质氮气,属于置换反应,正确;
D、该化学反应的化学方程式为:,反应生成的丙和丁质量比为,错误。
故选D。
10.(2022·江苏常州)在催化剂作用下,N2和H2比反应生成NH3的微观过程示意如下:
下列说法正确的是
A.过程中原子种类不断发生变化 B.过程中H原子数不断减少
C.反应前后分子数未改变 D.NH3不具有N2和H2的化学性质
【答案】D
【详解】A、由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类不变,故A不正确;
B、化学反应是分子破裂成原子,原子重新组合成新的分子,则过程中H原子数不变,故B不正确;
C、由微观过程示意可知,反应前有1个氮气分子,3个氢气分子,反应后是2个氨气分子,则反应前后分子数发生改变,故C不正确;
D、由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质最小的粒子,氨气是由氨气分子构成的,则NH3不具有N2和H2的化学性质,故D正确。
故选D。
考点03 质量守恒定律的应用
11.(2022·江苏扬州)将一定量的N2、H2和物质M置于密闭容器中,在特定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是
A.反应前后原子的数目不变 B.参加反应的N2和H2分子个数比为1:3
C.M可能是该反应的催化剂 D.反应后H2和NH3质量分数之比为1:1
【答案】D
【分析】考查质量守恒定律的应用
【详解】A、根据化学反应前后质量守恒的微观原因,原子的种类、数目和质量不变,可以知道化学化学前后原子数目不变,不符合题意;
B、根据反应表达式为N2+H2→NH3,结合质量守恒定律进行方程式配平分析,可以知道参加反应的N2:H2:NH3的个数比为1:3:2,不符合题意;
C、根据催化剂的性质,化学反应前后化学性质和质量不变的特点,图中M的质量反应前后质量不变,故M可能是该反应的催化剂,不符合题意;
D、根据化学反应前后质量守恒,求出NH3的质量分数100%-14%-63%-6%=17%,那么a的数值为17,反应后H2和NH3的质量分数应为14%:17%=14:17,而不是1:1,故符合题意。
【点睛】本题难度不大,解答此题需根据质量守恒定律,熟悉质量守恒定律的微观原因,以及催化剂特点,认真分析各物质的变化情况,仔细推敲,即可求解。
12.(2024·江苏无锡)可燃物R由碳、氢、氧中的一种或几种元素组成。一定质量的R和氧气在密闭容器中燃烧,反应前后各物质的质量如表。
物质
R
氧气
二氧化碳
水
一氧化碳
反应前质量
m1
m2
0
0
0
反应后质量
0
0
m3
m4
m5
下列叙述错误的是
A.m3=0,m5=0时,R中一定含有氢元素
B.时,R中一定含有碳元素,可能含有氧元素
C.时,R中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素
D.时,R中一定含有碳、氢、氧三种元素
【答案】D
【详解】A、m3=0,m5=0时,说明R和氧气反应生成水,根据反应前后元素种类不变,则说明其中一定含有氢元素,该选项叙述正确;
B、若m1+m2=m3,则说明R和氧气反应生成二氧化碳,则R中一定含有碳元素,可能含有氧元素,该选项叙述正确;
C、若m3:m4=11:9 时,说明R和氧气反应生成二氧化碳和水,则R中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素,该选项叙述正确;
D、m3g二氧化碳中,氧元素的质量为,m4g水中氧元素质量为,m5g一氧化碳中氧元素的质量为,若,则氧气中氧元素的质量等于生成物中氧元素的质量,则R中不含氧元素,该选项叙述错误。
故选D。
13.(2022·江苏盐城)5.00g胆矾(化学式CuSO4∙5H2O)晶体样品受热失去水,样品质量随温度变化曲线如图所示(图中各点对应固体均为纯净物)。下列说法正确的是
A.受热过程中晶体样品颜色由白色逐渐变成蓝色
B.受热过程中固体物质里Cu元素的质量分数逐渐减小
C.固体物质在102℃和113℃时失去水的质量比为2:1
D.200℃时固体物质的化学式为CuSO4∙H2O
【答案】D
【详解】A、胆矾晶体显蓝色,胆矾晶体失去水后生成硫酸铜,硫酸铜固体显白色,故A错误;
B、根据质量守恒定律,受热过程中固体物质里Cu元素的质量不变,固体物质失去结晶水,质量逐渐减小,因此Cu元素的质量分数逐渐增大,故B错误;
C、根据图像,固体物质在102℃时失去水的质量为:5.00g-4.28g=0.72g,固体物质在113℃时失去水的质量为:5.00g-3.56g=1.44g,质量比为1:2,故C错误;
D、设200℃时固体物质的化学式为CuSO4∙xH2O,200℃时固体物质的质量为3.56g,则,解得x=1,故D正确。
故选D。
14.(2024·江苏盐城)同学们课后走进实验室,回收处理金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物。取和粉末的混合物5g,加入一定量的稀硫酸恰好完全反应,得到100g含硫元素质量分数为的不饱和溶液;经多步处理后,得13g晶体(不含结晶水)。则原混合物中Mg、Cu两种元素质量分数之和为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物中含有氧化镁和氧化铜,稀硫酸与氧化镁反应生成硫酸镁和水,与氧化铜反应生成硫酸铜和水;完全反应后的溶液中硫元素的质量为:100×3.2%=3.2g;13g 晶体为硫酸镁和硫酸铜的混合物,根据质量守恒定律,其中硫酸根的质量为 ;则镁元素和铜元素的质量之和为 13g-9.6g=3.4g;原混合物的质量为 5g,所以原混合物中 Mg、Cu 两种元素质量分数之和为 。
故选C。
15.(2024·江苏镇江)已知:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,将16.8gNaHCO3固体加热一段时间后,剩余固体质量为13.7g。下列说法正确的是
A.原固体加热生成3.1gCO2
B.加热后,固体中钠元素的质量分数减小
C.剩余固体中NaHCO3和Na2CO3的质量比为42:53
D.将13.7g剩余固体溶于足量盐酸后,蒸发结晶,得11.7gNaCl
【答案】D
【详解】A、解:设原固体加热生成二氧化碳的质量为x
x=2.2g,不符合题意;
B、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,故固体中钠元素的质量不变,由于生成了气体,加热后,固体的质量减小,故加热后,固体中钠元素的质量分数增大,不符合题意;
C、解:设参加反应的碳酸氢钠的质量为y,反应生成碳酸钠的质量为z
y=8.4g
z=5.3g,则剩余固体中碳酸氢钠和碳酸钠的质量比为:(16.8g-8.4g):5.3g=84:53,不符合题意;
D、碳酸氢钠受热分解:,碳酸氢钠和稀盐酸反应:,碳酸钠和稀盐酸反应:,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,由化学方程式可知,最后得到氯化钠中钠元素的质量与16.8g碳酸氢钠中钠元素的质量相同,则生成氯化钠的质量为:,符合题意。
故选D。
16.(2023·江苏泰州)硫酸铝固体分解得到的活性Al2O3可作为工业催化剂载体。取33.3g于坩埚内,隔绝空气灼烧。在热分解过程中,热重分析仪记录的数据如下图(已去除坩埚的质量),已知425℃前减少的均为结晶水的质量。下列说法正确的是
A.和Al2O3受热都易分解
B.加热至M点时固体质量减少19.8g
C.图中N点物质化学式为
D.图中a=5.1
【答案】CD
【详解】A、在温度为1025℃后,最终分解产物是氧化铝,随后温度升高、氧化铝不再分解,故氧化铝受热不易分解,不符合题意;
B、初始的质量为33.3g,M点时残留固体的质量为19.8g,故加热至M点时固体质量减少33.3g-19.8g=13.5g,不符合题意;
C、加热至N点时固体质量减少33.3g-17.1g=16.2g, 33.3g中结晶水的质量为,题干中叙述“已知425℃前减少的均为结晶水的质量”,故N点物质是完全失去结晶水后生成的,符合题意;
D、33.3g中铝元素的质量为,氧化铝中含有2.7g铝元素,故a=5.1,符合题意;
故选CD。
17.(2024·江苏镇江·节选)碱式碳酸铜加热到220℃会分解为三种常见的氧化物。取碱式碳酸铜固体充分加热,将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收。实验测得浓硫酸增重0.36g,碱石灰增重0.88g。则碱式碳酸铜的化学式为 。
【答案】
【详解】碱式碳酸铜加热到220℃会分解为三种常见的氧化物,取碱式碳酸铜固体充分加热,将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收,浓硫酸具有吸水性,碱石灰能吸收二氧化碳,则生成物为氧化铜、二氧化碳和水,实验测得浓硫酸增重0.36g,碱石灰增重0.88g,则生成水的质量为0.36g,生成二氧化碳的质量为0.88g,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类及质量不变,则碱式碳酸铜中氢元素的质量等于水中氢元素的质量,即,碱式碳酸铜中碳元素的质量等于二氧化碳中碳元素的质量,即,根据化合物中原子的个数比等于元素质量与相对原子质量的商之比,则碱式碳酸铜中碳、氢原子的个数比为,则氢氧根与碳酸根的个数比,已知在化合物中铜元素常显+2价、氢氧根为-1价、碳酸根为-2价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,由于,则,则碱式碳酸铜的化学式为。
18.(2022·江苏无锡)CO、H2还原Fe2O3的过程相似,大致分为三个阶段。向4.8gFe2O3中不断通入H2,不断加热,实验测得固体残留率(固体残留率=×100%)随温度的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是
A.d点对应固体为Fe,其质量为3.36g
B.从a到d点,固体中的含氧量逐渐变小
C.从a到d点,固体减少的质量等于生成的水的质量
D.bc段发生反应的方程式为Fe3O4+H23FeO+H2O
【答案】C
【详解】A.4.8gFe2O3中铁元素质量为:4.8g××100%=3.36g,d点对应固体质量=反应前氧化铁的质量×固体残留率=4.8g×70%=3.36g,所以d点对应固体为Fe,其质量为3.36g,故A正确;
B.CO、H2还原Fe2O3的过程相似,铁的氧化物中的氧元素逐渐被氢气夺去,固体中的含氧量逐渐变小,故B正确;
C.从a到d点,固体减少的质量等于参加反应固体中所减少氧元素的质量,不等于生成的水的质量,故C错误;
D.铁的氧化物有Fe2O3、Fe3O4、FeO,氧元素质量分数分别为:30%、27.6%、22.2%,根据从a到d点,固体中的含氧量逐渐变小,第一阶段氢气与Fe2O3反应生成Fe3O4和水,第二阶段氢气与Fe3O4反应生成FeO和水,第三阶段氢气与FeO反应生成Fe和水,所以bc段发生反应的方程式为,故D正确。
故选C。
19.(2022·江苏常州)某阻燃剂主要成分为碱式碳酸镁【Mga(OH)2(CO3)b】,遇热分解生成三种氧化物。称取一定质量阻燃剂样品,充分灼烧(其他成分未发生反应),将产生的气体依次通过浓硫酸和过量澄清石灰水,浓硫酸增重0.18g,澄清石灰水中生成4g白色沉淀。则Mga(OH)2(CO3)b中a值为
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】B
【详解】某阻燃剂主要成分为碱式碳酸镁【Mga(OH)2(CO3)b】,遇热分解生成三种氧化物(氧化镁和水和二氧化碳气体),将产生的气体依次通过浓硫酸(吸收水分)和过量澄清石灰水(吸收二氧化碳气体),浓硫酸增重0.18g即为生成水的质量,澄清石灰水中生成4g白色沉淀(为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙的质量)。
根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,
由于生成水中氢元素质量全部来自样品中氢氧根,根据氢元素守恒,设氢氧根的质量为x,则有,,解得;
由于生成碳酸钙沉淀中碳元素质量全部来自样品中碳酸根,根据碳元素守恒,设碳酸根的质量为y,则有,,解得,则在碱式碳酸镁中,解得b=4;
根据化合物中正负化合价代数和为0的原则,即为,所以a=5。
故选B。
20.(2023·江苏盐城)为确定一包放置在空气中的生石灰干燥剂的成分,兴趣小组的同学进行了如下实验。下列说法正确的是
A.该样品中含钙元素的质量为
B.该样品中只含有和
C.该样品中只含有和
D.该样品中一定含有、和
【答案】D
【详解】A.放置在空气中的生石灰发生反应、,则样品中可能含有CaO、Ca(OH)2、CaCO3。将1.3g样品加足量的水充分溶解,过滤所得1g滤渣为不溶于水的CaCO3,滤液为Ca(OH)2溶液;再向滤液中加足量的K2CO3溶液,发生反应为,所得的0.5g滤渣为CaCO3。根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量均不变,样品中的钙元素全部转移到CaCO3中,CaCO3的总质量为1g+0.5g=1.5g,则钙元素的质量为,A错误;
B.假设该样品中只含有CaO和CaCO3,设CaO的质量为x,根据钙元素守恒可以得到以下关系:,,解得,样品中CaCO3的质量为1g,则该样品的质量为1g+0.28g=1.28g≠1.3g,B错误;
C.设样品中Ca(OH)2的质量为y,根据钙元素守恒可以得到以下关系:,,,该样品中样品中CaCO3的质量为1g,则该样品的质量为1g+0.37g=1.37g≠1.3g,C错误;
D.由上综合分析,该样品中一定含有CaO、Ca(OH)2和CaCO3,D正确;
故选D。
考点04 根据化学方程式求化学式
21.(2024·江苏镇江)配制波尔多液的反应为CuSO4+Ca(OH)2=X↓+CaSO4。下列说法不正确的是
A.CuSO4可用于游泳池消毒 B.Ca(OH)2可用于改良酸性土壤
C.X为Cu(OH)2 D.反应前后溶液的质量保持不变
【答案】D
【详解】A、CuSO4能够杀菌,可用于游泳池消毒,故选项说法正确;
B、Ca(OH)2属于碱与酸发生中和反应,可用于改良酸性土壤,故选项说法正确;
C、硫酸铜和氢氧化钙反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钙,X为Cu(OH)2,故选项说法正确;
D、由于有沉淀生成,反应后溶液的质量减少,故选项说法错误;
故选D。
22.(2024·江苏常州)在电化学储能领域拥有巨大潜力的可由以下化学反应制得:,则可推测X是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据化学方程式可知,反应后有 1 个铜原子、1 个铁原子、2 个硫原子、4 个氮原子、16 个氢原子、4 个氯原子, 反应前有 1 个铜原子、1 个铁原子、4 个氯原子和2X,化学反应前后原子种类和数目不变。所以 2X 中含有 2 个硫原子、4 个氮原子、16 个氢原子,即 X 为(NH4)2S。
故选B。
23.(2024·江苏盐城)将小块钠放入水中,会发生剧烈反应,原理为。下列说法中不正确的是
A.钠离子的符号为
B.X的化学式为
C.小块钠放入水中,熔化成闪亮的小球浮游在水面上,说明钠的熔点很高
D.向反应后的溶液中滴加几滴酚酞溶液,观察到溶液由无色变为红色
【答案】C
【详解】A、离子的表示方法:在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负号在后,带一个电荷时,1通常省略,多个离子,就是在元素符号前面加上相应的数字;故钠离子表示为:Na+,不符合题意;
B、根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Na、H、O的个数分别是2、4、2,生成物中含Na、H、O的个数分别是2、2、2,故生成物中还应含2个H,故X的化学式为:H2,不符合题意;
C、小块钠放入水中,熔化成闪亮的小球,说明该反应放热,且钠的熔点较低,符合题意;
D、钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,故溶液由无色变为红色,不符合题意。
故选C。
24.(2023·江苏常州)银器在使用过程中逐渐失去光泽是因为发生了化学反应:4Ag+O2+2H2S=2X+2H2O。根据质量守恒定律可推测X是
A.Ag2S B.Ag2SO4 C.SO2 D.SO3
【答案】A
【详解】根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Ag、O、H、S的个数分别是4、2、4、2,生成物中含Ag、O、H、S的个数分别是0、2、4、0,故生成物中还应含4个Ag、2个S,故X的化学式为:Ag2S。
故选A。
25.(2023·江苏扬州)Y是生活中常见的物质,完全燃烧的化学方程式为。Y的化学式为
A.CH4O B.C2H4 C.C3H8 D.C2H6O
【答案】D
【详解】化学方程式左边:氧原子个数6个;右边:碳原子个数2个,氧原子个数7个,氢原子个数6个。所以Y中应含有碳原子个数2个,氧原子个数1个,氢原子个数6个。所以Y的化学式为C2H6O。
综上所述:选择D。
26.(2022·江苏常州)敦煌壁画闻名世界,修复发黑的壁画时发生反应 ,则X是
A.H2 B.H2O C.H2S D.SO2
【答案】B
【详解】根据质量守恒定律,反应前后的原子种类、个数不变,可以求出X。反应前1个Pb,1个S,8个H,8个O;反应后1个Pb,1个S,4个O,4X是8个H,4个O,故X是H2O。
故选B。
27.(2022·江苏扬州)北京冬奥会火种灯使用化合物X作燃料,其燃烧反应方程式为。推断X的化学式是
A.C3H8 B.C3H6 C.C2H6O2 D.C3H8O3
【答案】A
【分析】化学反应前后原子种类和数目不变,根据化学方程式推断物质的化学式。
【详解】由化学方程式知,反应前有10个氧原子,反应后有3个碳原子、8个氢原子、10个氧原子,根据化学反应前后原子种类和数目不变,则每个X分子由3个碳原子和8个氢原子构成,所以X的化学式为:C3H8。
故选A。
考点05根据化学方程式计算
28.(2022·江苏镇江)已知:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。现将一定质量的NaHCO3、NaOH固体混合物,在密闭容器中加热至固体质量不再改变,剩余15.9g固体。将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中,产生10.0g沉淀。下列说法正确的是
A.剩余固体为混合物
B.原固体加热共生成3.6gH2O
C.原混合物中NaHCO3和NaOH的质量比为21:2
D.取两份等质量的原混合物,一份直接与盐酸反应,另一份加热后再与盐酸反应,消耗HCl的质量不相等
【答案】C
【详解】A、由题文可知,碳酸氢钠与氢氧化钠在加热的条件下反应生成碳酸钠和水,碳在加热的条件下反应生成碳酸钠、二氧化碳和水,将一定质量的NaHCO3、NaOH固体混合物,在密闭容器中加热至固体质量不再改变,则反应后的固体中只有碳酸钠,选项错误;
B、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,其中碳酸钙与二氧化碳的质量比为100:44,则生成10.0g沉淀消耗二氧化碳的质量为4.4g,由化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O可知,该反应中参加反应的碳酸氢钠的质量为16.8g,生成碳酸钠的质量为10.6g,生成水的质量为1.8g,
NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O中生成碳酸钠的质量=15.9g−10.6g=5.3g,参加反应的碳酸氢钠的质量为4.2g,氢氧化钠的质量为2g,生成水的质量为0.9g,所以原固体加热共生成H2O的质量=1.8g+0.9g=2.7g,选项错误;
C、由B可知,原混合物中碳酸氢钠的质量=16.8g+4.2g=21g,氢氧化钠的质量为2g,则原混合物中NaHCO3和NaOH的质量比=21g:2g=21:2,选项正确;
D、两份等质量的原混合物中含有等质量的钠元素,与盐酸反应后最终钠元素都转化为氯化钠中的钠元素,与钠元素结合的氯元素的质量相同,而氯元素为盐酸中的氯元素,所以取两份等质量的原混合物,一份直接与盐酸反应,另一份加热后再与盐酸反应,消耗HCl的质量相等,选项错误,故选C。
29.(2023·江苏无锡)柠檬酸()能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳。向4份等质量、等浓度的柠檬酸溶液中分别加入一定质量的碳酸氢钠,充分反应,4次实验数据记录见下表。
实验序号
①
②
③
④
柠檬酸质量/g
0.96
0.96
0.96
0.96
加入的碳酸氢钠质量/g
0.42
二氧化碳体积/mL(标准状况下)
112
224
336
336
则实验④中参加反应的碳酸氢钠的质量为
A.0.84g B.1.26g C.1.68g D.2.10g
【答案】B
【详解】柠檬酸过量时,柠檬酸和碳酸氢钠反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水,生成的二氧化碳的体积与加入碳酸氢钠的质量成正比。从表格数据中可知,前三次实验中,生成气体的体积比为112mL:224mL:336mL=1:2:3,所以前三次实验中加入的碳酸氢钠的质量比为1:2:3。而第四次实验中产生的气体体积与第三次实验产生的气体体积相同,所以第四次实验中消耗的碳酸氢钠与第三次实验中消耗的碳酸氢钠的质量相同,所以第四次实验中消耗的碳酸氢钠质量为;
故选B。
30.(2022·江苏南通)Na2S2O3溶液常用于测定I2的含量,反应原理为aNa2S2O3+bI2=cNaI+dNa2SxOy。向某I2溶液中滴加Na2S2O3溶液,反应过程中生成NaI的质量随所加溶液中Na2S2O3质量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.化学计量数a=c
B.Na2SxOy中x与y之比为2:3
C.0.316gNa2S2O3反应时,参与反应的I2的质量为0.254g
D.0.316gNa2S2O3反应时,生成Na2SxOy的质量为0.362g
【答案】D
【分析】依据质量守恒定律可知:化学反应前后原子个数不变,2a=c+2d,2a=xd,3a=yd,2b=c,a=2,b=1,c=2,d=1,x=4,y=6。
【详解】A、化学计量数a=c,说法正确;
B、Na2SxOy中x与y之比为2:3,说法正确;
C、反应的化学方程式及其质量关系:
C、0.316gNa2S2O3反应时,参与反应的I2的质量为0.254g,说法正确;
D、由C中数据可知,0.316gNa2S2O3反应时,生成Na2SxOy的质量为0.270g,说法错误;
故选:D。
31.(2022·江苏镇江)一种新型合成氨的方法如图所示(Li是一种金属)。下列说法不正确的是
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应③为
C.理论上,整个转化过程无需补充水
D.理论上,合成17gNH3,同时得到24gO2
【答案】C
【详解】A.反应①中条件是通电,说明过程中将电能转化为化学能,该选项说法正确;
B.反应③中,反应物是Li3N和H2O,生成物是LiOH和NH3,反应的化学方程式为,该选项说法正确;
C.有转换图看出,整个转化过程中水为反应物,需不断补充,该选项说法不正确;
D.设合成17gNH3,同时得到氧气的质量为x,根据反应和可得:,,解得x=24g,该选项说法正确,
故选C。
32.(2024·江苏苏州)捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1
B.反应②中,生产1.6kgCH3OH理论上要消耗2.2kgCO2
C.转化过程中,H2O和H2循环转化,无需额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,实现“零碳”排放
【答案】C
【详解】A、反应①水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为:,由化学方程式可知,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1,故A说法正确;
B、反应②中,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,根据碳元素质量守恒,则生产1.6kgCH3OH理论上要消耗CO2的质量为,故B说法正确;
C、反应①水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为: ,反应②为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为:,综合方程式为:,故转化过程中,H2O和H2虽然可循环转化,但是也需额外补充,故C说法错误;
D、甲醇和氧气点燃生成二氧化碳和水,化学方程式为:,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为: ,由化学方程式可知,甲醇和二氧化碳的分子个数比均为1:1,故等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,可实现“零碳”排放,故D说法正确;
故选:C。
33.(2024·江苏南通)学习小组为探究氢气还原氧化铜所得固体产物X的组成,设计如下实验:
步骤1 观察产物X的颜色为红色。
步骤2 向产物X中加入过量的盐酸充分反应,过滤得到9.6g红色固体和蓝色溶液。
步骤3 向步骤2所得蓝色溶液中加入过量的Na2H2Y溶液,测得与CuCl2反应的Na2H2Y的质量为33.6g。
已知:①Na2H2Y的相对分子质量为336 ②Cu2O为红色固体
③Cu2O+2HCl=Cu+CuCl2+H2O CuCl2+Na2H2Y=CuH2Y+2NaCl
下列说法正确的是
A.产物X为Cu单质 B.步骤2所得蓝色溶液中仅含有Cu2+、Cl﹣两种离子
C.步骤3中参加反应的CuCl2的质量为27g D.产物X中Cu元素的质量分数为90.9%
【答案】D
【详解】A、由D中的分析可知,产物X为Cu单质和Cu2O,而不是产物X为Cu单质,故A错误;
B、由于步骤2中向产物X中加入过量的盐酸,所以溶液中的溶质含有HCl,则骤2所得蓝色溶液中含有H+、Cu2+、Cl﹣三种离子,故B错误;
C、设步骤3中参加反应的CuCl2的质量为x;
即步骤3中参加反应的CuCl2的质量为13.5g,而不是27g,故C错误;
D、设生成13.5gCuCl2时,参加反应的Cu2O质量为,同时生成铜的质量为z;
即产物X中Cu的质量为9.6g﹣6.4g=3.2g,Cu2O质量为14.4g,14.4gCu2O中铜元素的质量为,故产物X中Cu元素的质量分数为,故D正确。
故选D。
34.(2023·江苏镇江)已知,4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2,4KO2+2H2SO4=2K2SO4+2H2O+3O2↑,现有28.4gKO2与一定量的CO2反应后,固体质量变为27.8g,向反应后的固体中加入过量的200.0g稀硫酸,将产生的气体通入过量的石灰水中,得到15.0gCaCO3。下列说法不正确的是
A.KO2应密封保存
B.与CO2反应生成O2的质量为7.2g
C.与CO2反后的固体中KO2和K2CO3的质量比为71:207
D.与稀硫酸反应后所得溶液中K2SO4的质量分数约为15.3%
【答案】D
【详解】A、由题意可知,KO2能与CO2反应,故应密封保存,故A正确;
B、解:设反应生成O2的质量为x
x=7.2g,故B正确;
C、解:设与二氧化碳反应的KO2的质量为y,反应生成碳酸钾的质量为z
y=21.3g
z=20.7g
则与CO2反应后的固体中KO2和K2CO3的质量比为(28.4g﹣21.3g):20.7g=71:207,故C正确;
D、发生反应为:、、,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,则KO2中的钾元素完全转化到了硫酸钾中,则生成硫酸钾的质量为:
由化学方程式:、可知,碳酸钾与硫酸反应生成的二氧化碳被石灰水完全吸收;
解:设反应生成二氧化碳的质量为m
m=6.6g
与硫酸反应的KO2的质量为28.4g-21.3g=7.1g,设KO2与硫酸反应生成O2的质量为n,则:
n=2.4g
故与硫酸反应后所得溶液中K2SO4的质量分数约为:,故D错误。
故选:D。
35.(2023·江苏镇江)常温下,向100.0gMgCl2、MgSO4的混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液,产生沉淀的质量与滴加Ba(OH)2溶液的体积关系如图所示,下列说法不正确的是
A.a点对应溶液中有两种溶质
B.b点对应溶液的pH>7
C.m1:m2=291:407
D.原混合溶液中MgSO4的质量分数大于MgCl2的质量分数
【答案】D
【详解】A、向 MgCl2、MgSO4的混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液,发生的反应为 MgCl2+Ba(OH)2=Mg(OH)2↓+BaCl2、MgSO4+Ba(OH)2=Mg(OH)2↓+BaSO4↓。由图中曲线结合两个化学方程式可知,沉淀质量的增加按幅度可以分为两个阶段,当滴加Ba(OH)2 溶液的体积为 100 mL时,MgSO4完全反应,当滴加Ba(OH)2溶液的体积在 100~300mL时,只有 MgCl2和Ba(OH)2 发生反应,则a点对应溶液中含有反应生成的 BaCl2和没有完全反应的MgCl2共两种溶质,说法正确;
B、b 点时,滴加的Ba(OH)2溶液已过量,溶液呈碱性,溶液的pH>7,说法正确;
C、设100mLBa(OH)2溶液中溶质Ba(OH)2 的质量为m,则200mLBa(OH)2溶液中溶质Ba(OH)2 的质量为2m,可以得到以下关系:
则;
;
则,说法正确;
D、原混合溶液中MgSO4的质量为,MgCl2的质量为,混合溶液中MgSO4的质量分数小于 MgCl2的质量分数,说法错误。
故选D。
36.(2023·江苏南通)已知常温下溶解度为0.17g。向一定量饱和溶液中滴加盐酸,溶液pH随V(盐酸)变化的曲线如图所示。为检测某生石灰样品中钙元素含量,实验如下:
步骤1:取0.60g样品于锥形瓶中,向其中加入200mL蒸馏水,盖上表面皿充分振荡。
步骤2:向冷却后的锥形瓶中滴入几滴酚酞,再逐滴加入稀盐酸至反应完全。反应完全时锥形瓶内溶液红色恰好褪去。经换算,消耗g。
下列说法正确的是
A.步骤1中充分振荡后得到澄清透明的溶液
B.步骤2中红色恰好褪去时,消耗 mL盐酸
C.步骤2中化学反应方程式为
D.该样品中钙元素的质量分数为66.67%
【答案】D
【详解】A、由题意可知,常温下溶解度为0.17g。取0.60g样品于锥形瓶中,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,生成的氢氧化钙的质量>0.6g,向其中加入200mL蒸馏水,200g的水最多溶解0.34g的氢氧化钙,所以生成氢氧化钙不能完全溶解,步骤1中充分振荡后不能得到澄清透明的溶液,故A错误;
B、反应完全时锥形瓶内溶液红色恰好褪去,此时溶液呈中性,pH=7,则如图所示消耗大于 mL但小于V3mL盐酸,故B错误;
C、步骤2中是氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,化学反应方程式为,故C错误;
D、在该反应过程中,氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,根据质量守恒定律可知,钙元素质量不变,则有,该样品中钙元素的质量分数为,故D正确。
故选D。
37.(2023·江苏徐州)物质的合理使用有利于社会的可持续发展,氨气在生产和生活中应用广泛。
(1)氨气可作燃料,燃烧时发生的反应为,的化学式为 。
(2)氨气可用于合成氮肥。在氯化铵、硫酸铵这两种铵态氮肥中,氮元素的质量分数较高的是 。
(3)氨气可用于处理酸性废水。工业上用氨气处理含有HCl质量分数为的酸性废水2000kg,反应原理为。理论上需要氨气多少千克?(写出计算过程)
【答案】(1)
(2)氯化铵/
(3)解:设理论上需要氨气的质量为
答:理论上需要3.4kg的氨气。
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含N、H、O的个数分别是4、12、6,生成物中含N、H、O的个数分别是0、12、6,故生成物中还应含4个N,故X的化学式为:N2;
(2)氯化铵中氮元素的质量分数为:,硫酸铵中氮元素的质量分数为:,故氮元素的质量分数较高的是氯化铵;
(3)见答案。
38.(2023·江苏宿迁)我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺,他们将孔雀石[主要成分是和木炭一起加热就可得到红色的铜。兴趣小组为测定某孔雀石中的质量分数,进行如下实验:称取孔雀石样品,粉碎后放入烧杯,向其中加入稀硫酸(稀硫酸过量),充分反应后称量,烧杯内物质的总质量为220.6g(假设杂质都不与稀硫酸发生反应)。
(1) 。
(2)生成气体的质量是 g。
(3)求该孔雀石中的质量分数(写出计算过程)。
【答案】(1)H2O
(2)4.4
(3)解:设该孔雀石中的质量的质量为x。
解得:x=22.2g
该孔雀石中的质量分数为:
答:该孔雀石中的质量分数为88.8%。
【详解】(1)由方程式可知反应物中Cu、O、H、C、S的原子个数分别为2、13、6、1、2,生成物中Cu、O、C、S的原子个数分别为2、10、1、2,根据化学反应前后各原子种类和数目不变,未知物的化学计量数为3,所以1个未知物分子由2个氢原子和1个氧原子构成,未知物的化学式为H2O,故填:H2O。
(2)根据质量守恒定律,生成气体的质量是:25g+200g-220.6g=4.4g,故填:4.4。
(3)见答案。
39.(2024·江苏南通)利用CO2合成甲醇(CH3OH)是捕集CO2的一种方法。
(1)CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2+3H2CH3OH+H2O。
①该反应 (填“属于”或“不属于”)置换反应。
②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH,计算CO2的转化率。
(CO2的转化率=×100%CO2,请将计算过程写到答题卡上)
(2)CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 不属于 解:设消耗CO2的质量为x。
则CO2的转化率为
答:CO2的转化率为25%。
(2)
【详解】(1)①根据化学方程式,该反应不符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,不属于置换反应;
②计算过程见答案;
(2)CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH,该反应的化学方程式为。
40.(2022·江苏泰州)小文设计了图1装置测定该疏通剂样品中铝粉的质量分数。将300mg固体样品和足量水分别放在Y形管两侧,倾斜Y形管,将水倒入左侧:充分反应后,冷却到室温,利用量气管和水准管测定反应生成的氢气体积为100mL。已知该条件下氢气密度为0.09mg/mL。请计算样品中铝粉的质量分数。(写出计算过程) 。
【答案】设样品中铝粉的质量分数为x。
答:样品中铝粉的质量分数是27%。
【详解】见答案。
41.(2023·江苏南通)化学储氢材料研发是当下科技研究的热点之一。
(1)下列化学储氢材料中含氢量最高的是______(填字母)。
A. B. C.
(2)我国科学家发明了一种将甲烷中的氢转化为氢气的工艺(原理如图所示)。
总反应的化学反应方程式为。
①反应器Ⅰ中的化学反应方程式为 。
②当甲烷的转化率()为80%时,理论上1.0吨甲烷与足量水蒸气反应生成氢气的总质量是 吨。(请将计算过程写到答题卡上)
【答案】(1)C
(2) 0.3
解:设理论上1.0吨甲烷和足量水蒸气反应生成氢气的质量为x
答:理论上1.0吨甲烷和足量水蒸气反应生成氢气的质量为0.3吨。
【详解】(1)A、NH3中氮元素和氢元素质量比是
B、N2H4中氮元素和氢元素质量比是
C、CH4中碳元素和氢元素质量比是12:4=36:12;
故甲烷中氢元素质量分数最大,故选:C;
(2)①根据题意,该反应是H2O和Ce2O3在400℃时反应生成CeO2和H2,化学方程式为:;
②根据化学方程式计算,见答案
42.(2022·江苏南通)二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组采用下图装置通过焙烧MnCO3制取MnO2,发生反应的化学方程式为:
(1)实验过程中,石英管内剩余固体的质量和成分随温度的变化如上图所示,则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应的温度不高于 ℃。
(2)若加热到300~900℃时,锰的氧化物会分解产生一种常见气体,该气体为 (填化学式)。
(3)若把反应温度控制在900℃,充分反应后管内剩余固体的质量为 g。
(4)试根据化学方程式求46.0gMnCO3通过熔烧最多制得的MnO2的质量是多少?(请写出计算过程)
【答案】(1)300
(2)O2
(3)28.4
(4)解:设最多制得的MnO2的质量是x。
x=34.8g
答:最多制得的MnO2的质量是34.8g。
【详解】(1)由图像可知,300℃后二氧化锰开始分解,所以焙烧温度应控制在300℃以下。
(2)若加热到300~900℃时,锰的氧化物会分解产生一种常见气体,由质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变可知,该气体为氧气,其化学式为O2。
(3)由图像可知,当温度控制在900℃,充分反应后管内剩余固体为MnO,46.0gMnCO3中锰元素的质量为46.0g××100%=22g,根据化学反应前后元素的质量不变可知,生成的MnO的质量为22g÷(×100%)=28.4g。
(4)见答案。
43.(2022·江苏南京)对金属材料的研究,在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。
(1)铁元素在地壳中的含量居于第 位。在高炉内,把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是 。
(2)用砂纸打磨干净的铁钉浸入硫酸铜溶液中,发生反应的化学方程式为 。
(3)将10.8g铝粉平均分成两份,进行如下实验。
①一份在足量的氧气中加热至完全反应,理论上生成氧化铝固体的质量是 。
②另一份与溶质质量分数为9.8%的稀硫酸反应,生成硫酸铝和氢气。若铝粉完全反应,理论上需要9.8%的稀硫酸的质量至少为多少? (写出计算过程)
【答案】(1) 四/4 在高温下,一氧化碳将铁从铁矿石中还原出来
(2)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
(3) 10.2g/10.2克 解:设理论上需要9.8%的稀硫酸的质量至少为y
答:理论上需要9.8%的稀硫酸的质量至少为300g。
【详解】(1)地壳中含量位于前四位的依次是:O、Si、Al、Fe,铁元素在地壳中的含量居于第四位。铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是在高温下,一氧化碳将铁从铁矿石中还原出来。
(2)发生的反应为铁和硫酸铜生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
(3)①解:将10.8g铝粉平均分成两份,一份质量为10.8g÷2=5.4g
设理论上生成氧化铝固体的质量是x
则理论上生成氧化铝固体的质量是10.2g。
②见答案。
44.(2022·江苏宿迁)国家对化肥的销售有明确的质量标准。为检测铵态氮肥质量的优劣,可采用铵盐与氢氧化钠反应的方法。某同学称取15g硫酸铵样品(杂质不含氮元素),与足量的NaOH混合后,放入试管中加热,发生如下反应:。充分反应后共收集到3.4gNH3。
(1)(NH4)2SO4中氮元素的质量分数 (精确到0.1%)。
(2)样品中硫酸铵的质量(写出计算过程)。
(3)合格硫酸铵化肥中硫酸铵的质量分数需达到94.3%~99%,通过计算判断上述样品是否合格?
【答案】(1)21.2%
(2)解:设样品中硫酸铵的质量为x
x=13.2g
答:样品中硫酸铵的质量为13.2g;
(3)硫酸铵的质量分数为:
因为88%<94.3%,所以该产品不合格。
答:上述该样品不合格。
【详解】(1)(NH4)2SO4中氮元素的质量分数为:;
(2)见答案;
(3)见答案。
45.(2022·江苏徐州)碳酸氢钠俗称小苏打,在生产生活中应用广泛。
(1)如果少量的酸沾到皮肤或衣物上,常用3%~5%的NaHCO3溶液处理。现用5g的NaHCO3配制成溶质质量分数为4.0%的溶液,需加入水的质量是 g。
(2)某小苏打样品中混有少量Na2CO3,为了测定样品中NaHCO3的质量分数,取10.0g样品加热到质量不再减小,共收集到二氧化碳2.2g。NaHCO3受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。求该样品中NaHCO3的质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)120
(2)解:设样品中NaHCO3的质量分数为x
答:样品中NaHCO3的质量分数为84%。
【详解】(1)用5g的NaHCO3配制成溶质质量分数为4.0%的溶液,需加入水的质量是5g÷4.0%-5g=120g;
(2)见答案。
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专题07 化学反应的定量关系
考点01 质量守恒定律的微观解释
考点02 根据反应的微观示意图分析
考点03 质量守恒定律的应用
考点04 根据化学方程式求化学式
考点05 根据化学方程式计算
考点01 质量守恒定律微观解释
1.(2023·江苏南京)化学反应前后肯定没有变化的是
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A.①③④⑥ B.①③⑤⑥ C.①②⑤⑥ D.②③⑤⑥
2.(2023·江苏扬州)O2通过臭氧发生器转化为O3,反应前后发生变化的是
A.原子总数 B.分子种类
C.元素种类 D.物质的总质量
3.(2023·江苏南通)大气臭氧层是地球的太阳镜,能吸收紫外线,保护生物。大气平流层中同时发生氧气与臭氧的相互转化,经过漫长时间形成臭氧层。氧气与臭氧的相互转化如图所示。
关于反应箱中氧气与臭氧的相互转化,下列说法不正确的是
A.气体总质量保持不变 B.元素种类保持不变
C.分子总数保持不变 D.原子总数保持不变
4.(2024·江苏徐州)为了实现碳的资源化利用,我国科学家用纳米镍粒子作催化剂将二氧化碳合成甲烷,反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A.X的化学式为H2O2 B.甲烷中碳、氢元素的质量比为3∶1
C.反应前后分子的数目不变 D.参加反应的CO2和H2的质量比为22∶1
考点02 根据反应的微观示意图分析
5.(2023·江苏无锡)如图是“光催化固氮合成氨”反应前后分子种类变化的示意图。下列叙述正确的是
A.乙和丙都是氧化物
B.参加反应的甲和乙的分子个数比为
C.反应后原子数目增加
D.反应生成的丙和丁的质量比为
6.(2023·江苏泰州)氯气和氨气发生反应的微观示意图如下,下列说法正确的是
A.该反应属于基本反应类型中的置换反应
B.反应前后分子、原子的数目均没有改变
C.丙物质的水溶液能使无色酚酞试液变红
D.参加反应的甲、乙分子个数之比为1∶1
7.(2024·江苏无锡)一定条件下,甲和乙反应的微观过程如图所示。下列叙述正确的是
A.甲、乙、丙、丁中有3种氧化物
B.反应前后原子种类改变
C.参加反应的甲和乙的分子个数比为1:1
D.反应生成的丙和丁的质量比为5:3
8.(2024·江苏宿迁)二氧化碳的捕集与综合利用是实现“碳中和”的重要途径。捕集工业废气中的并与反应制甲醇(化学式为)的微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A.参加反应的与的分子个数比为 B.该反应实现了无机物向有机物的转变
C.反应前后原子的种类和数目都不变 D.反应生成的甲醇和氧气的质量比为
9.(2022·江苏无锡)在点燃条件下,甲和乙反应前后分子种类变化的微观过程如图所示。下列叙述错误的是
A.甲的化学式为NH3 B.反应前后原子种类不变
C.该反应类型为置换反应 D.反应生成的丙与丁的质量比为14∶9
10.(2022·江苏常州)在催化剂作用下,N2和H2比反应生成NH3的微观过程示意如下:
下列说法正确的是
A.过程中原子种类不断发生变化 B.过程中H原子数不断减少
C.反应前后分子数未改变 D.NH3不具有N2和H2的化学性质
考点03 质量守恒定律的应用
11.(2022·江苏扬州)将一定量的N2、H2和物质M置于密闭容器中,在特定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是
A.反应前后原子的数目不变 B.参加反应的N2和H2分子个数比为1:3
C.M可能是该反应的催化剂 D.反应后H2和NH3质量分数之比为1:1
12.(2024·江苏无锡)可燃物R由碳、氢、氧中的一种或几种元素组成。一定质量的R和氧气在密闭容器中燃烧,反应前后各物质的质量如表。
物质
R
氧气
二氧化碳
水
一氧化碳
反应前质量
m1
m2
0
0
0
反应后质量
0
0
m3
m4
m5
下列叙述错误的是
A.m3=0,m5=0时,R中一定含有氢元素
B.时,R中一定含有碳元素,可能含有氧元素
C.时,R中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素
D.时,R中一定含有碳、氢、氧三种元素
13.(2022·江苏盐城)5.00g胆矾(化学式CuSO4∙5H2O)晶体样品受热失去水,样品质量随温度变化曲线如图所示(图中各点对应固体均为纯净物)。下列说法正确的是
A.受热过程中晶体样品颜色由白色逐渐变成蓝色
B.受热过程中固体物质里Cu元素的质量分数逐渐减小
C.固体物质在102℃和113℃时失去水的质量比为2:1
D.200℃时固体物质的化学式为CuSO4∙H2O
14.(2024·江苏盐城)同学们课后走进实验室,回收处理金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物。取和粉末的混合物5g,加入一定量的稀硫酸恰好完全反应,得到100g含硫元素质量分数为的不饱和溶液;经多步处理后,得13g晶体(不含结晶水)。则原混合物中Mg、Cu两种元素质量分数之和为
A. B. C. D.
15.(2024·江苏镇江)已知:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,将16.8gNaHCO3固体加热一段时间后,剩余固体质量为13.7g。下列说法正确的是
A.原固体加热生成3.1gCO2
B.加热后,固体中钠元素的质量分数减小
C.剩余固体中NaHCO3和Na2CO3的质量比为42:53
D.将13.7g剩余固体溶于足量盐酸后,蒸发结晶,得11.7gNaCl
16.(2023·江苏泰州)硫酸铝固体分解得到的活性Al2O3可作为工业催化剂载体。取33.3g于坩埚内,隔绝空气灼烧。在热分解过程中,热重分析仪记录的数据如下图(已去除坩埚的质量),已知425℃前减少的均为结晶水的质量。下列说法正确的是
A.和Al2O3受热都易分解
B.加热至M点时固体质量减少19.8g
C.图中N点物质化学式为
D.图中a=5.1
17.(2024·江苏镇江·节选)碱式碳酸铜加热到220℃会分解为三种常见的氧化物。取碱式碳酸铜固体充分加热,将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收。实验测得浓硫酸增重0.36g,碱石灰增重0.88g。则碱式碳酸铜的化学式为 。
18.(2022·江苏无锡)CO、H2还原Fe2O3的过程相似,大致分为三个阶段。向4.8gFe2O3中不断通入H2,不断加热,实验测得固体残留率(固体残留率=×100%)随温度的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是
A.d点对应固体为Fe,其质量为3.36g
B.从a到d点,固体中的含氧量逐渐变小
C.从a到d点,固体减少的质量等于生成的水的质量
D.bc段发生反应的方程式为Fe3O4+H23FeO+H2O
19.(2022·江苏常州)某阻燃剂主要成分为碱式碳酸镁【Mga(OH)2(CO3)b】,遇热分解生成三种氧化物。称取一定质量阻燃剂样品,充分灼烧(其他成分未发生反应),将产生的气体依次通过浓硫酸和过量澄清石灰水,浓硫酸增重0.18g,澄清石灰水中生成4g白色沉淀。则Mga(OH)2(CO3)b中a值为
A.6 B.5 C.4 D.3
20.(2023·江苏盐城)为确定一包放置在空气中的生石灰干燥剂的成分,兴趣小组的同学进行了如下实验。下列说法正确的是
A.该样品中含钙元素的质量为
B.该样品中只含有和
C.该样品中只含有和
D.该样品中一定含有、和
考点04 根据化学方程式求化学式
21.(2024·江苏镇江)配制波尔多液的反应为CuSO4+Ca(OH)2=X↓+CaSO4。下列说法不正确的是
A.CuSO4可用于游泳池消毒 B.Ca(OH)2可用于改良酸性土壤
C.X为Cu(OH)2 D.反应前后溶液的质量保持不变
22.(2024·江苏常州)在电化学储能领域拥有巨大潜力的可由以下化学反应制得:,则可推测X是
A. B. C. D.
23.(2024·江苏盐城)将小块钠放入水中,会发生剧烈反应,原理为。下列说法中不正确的是
A.钠离子的符号为
B.X的化学式为
C.小块钠放入水中,熔化成闪亮的小球浮游在水面上,说明钠的熔点很高
D.向反应后的溶液中滴加几滴酚酞溶液,观察到溶液由无色变为红色
24.(2023·江苏常州)银器在使用过程中逐渐失去光泽是因为发生了化学反应:4Ag+O2+2H2S=2X+2H2O。根据质量守恒定律可推测X是
A.Ag2S B.Ag2SO4 C.SO2 D.SO3
25.(2023·江苏扬州)Y是生活中常见的物质,完全燃烧的化学方程式为。Y的化学式为
A.CH4O B.C2H4 C.C3H8 D.C2H6O
26.(2022·江苏常州)敦煌壁画闻名世界,修复发黑的壁画时发生反应 ,则X是
A.H2 B.H2O C.H2S D.SO2
27.(2022·江苏扬州)北京冬奥会火种灯使用化合物X作燃料,其燃烧反应方程式为。推断X的化学式是
A.C3H8 B.C3H6 C.C2H6O2 D.C3H8O3
考点05根据化学方程式计算
28.(2022·江苏镇江)已知:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。现将一定质量的NaHCO3、NaOH固体混合物,在密闭容器中加热至固体质量不再改变,剩余15.9g固体。将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中,产生10.0g沉淀。下列说法正确的是
A.剩余固体为混合物
B.原固体加热共生成3.6gH2O
C.原混合物中NaHCO3和NaOH的质量比为21:2
D.取两份等质量的原混合物,一份直接与盐酸反应,另一份加热后再与盐酸反应,消耗HCl的质量不相等
29.(2023·江苏无锡)柠檬酸()能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳。向4份等质量、等浓度的柠檬酸溶液中分别加入一定质量的碳酸氢钠,充分反应,4次实验数据记录见下表。
实验序号
①
②
③
④
柠檬酸质量/g
0.96
0.96
0.96
0.96
加入的碳酸氢钠质量/g
0.42
二氧化碳体积/mL(标准状况下)
112
224
336
336
则实验④中参加反应的碳酸氢钠的质量为
A.0.84g B.1.26g C.1.68g D.2.10g
30.(2022·江苏南通)Na2S2O3溶液常用于测定I2的含量,反应原理为aNa2S2O3+bI2=cNaI+dNa2SxOy。向某I2溶液中滴加Na2S2O3溶液,反应过程中生成NaI的质量随所加溶液中Na2S2O3质量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.化学计量数a=c
B.Na2SxOy中x与y之比为2:3
C.0.316gNa2S2O3反应时,参与反应的I2的质量为0.254g
D.0.316gNa2S2O3反应时,生成Na2SxOy的质量为0.362g
31.(2022·江苏镇江)一种新型合成氨的方法如图所示(Li是一种金属)。下列说法不正确的是
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应③为
C.理论上,整个转化过程无需补充水
D.理论上,合成17gNH3,同时得到24gO2
32.(2024·江苏苏州)捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1
B.反应②中,生产1.6kgCH3OH理论上要消耗2.2kgCO2
C.转化过程中,H2O和H2循环转化,无需额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,实现“零碳”排放
33.(2024·江苏南通)学习小组为探究氢气还原氧化铜所得固体产物X的组成,设计如下实验:
步骤1 观察产物X的颜色为红色。
步骤2 向产物X中加入过量的盐酸充分反应,过滤得到9.6g红色固体和蓝色溶液。
步骤3 向步骤2所得蓝色溶液中加入过量的Na2H2Y溶液,测得与CuCl2反应的Na2H2Y的质量为33.6g。
已知:①Na2H2Y的相对分子质量为336 ②Cu2O为红色固体
③Cu2O+2HCl=Cu+CuCl2+H2O CuCl2+Na2H2Y=CuH2Y+2NaCl
下列说法正确的是
A.产物X为Cu单质 B.步骤2所得蓝色溶液中仅含有Cu2+、Cl﹣两种离子
C.步骤3中参加反应的CuCl2的质量为27g D.产物X中Cu元素的质量分数为90.9%
34.(2023·江苏镇江)已知,4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2,4KO2+2H2SO4=2K2SO4+2H2O+3O2↑,现有28.4gKO2与一定量的CO2反应后,固体质量变为27.8g,向反应后的固体中加入过量的200.0g稀硫酸,将产生的气体通入过量的石灰水中,得到15.0gCaCO3。下列说法不正确的是
A.KO2应密封保存
B.与CO2反应生成O2的质量为7.2g
C.与CO2反后的固体中KO2和K2CO3的质量比为71:207
D.与稀硫酸反应后所得溶液中K2SO4的质量分数约为15.3%
35.(2023·江苏镇江)常温下,向100.0gMgCl2、MgSO4的混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液,产生沉淀的质量与滴加Ba(OH)2溶液的体积关系如图所示,下列说法不正确的是
A.a点对应溶液中有两种溶质
B.b点对应溶液的pH>7
C.m1:m2=291:407
D.原混合溶液中MgSO4的质量分数大于MgCl2的质量分数
36.(2023·江苏南通)已知常温下溶解度为0.17g。向一定量饱和溶液中滴加盐酸,溶液pH随V(盐酸)变化的曲线如图所示。为检测某生石灰样品中钙元素含量,实验如下:
步骤1:取0.60g样品于锥形瓶中,向其中加入200mL蒸馏水,盖上表面皿充分振荡。
步骤2:向冷却后的锥形瓶中滴入几滴酚酞,再逐滴加入稀盐酸至反应完全。反应完全时锥形瓶内溶液红色恰好褪去。经换算,消耗g。
下列说法正确的是
A.步骤1中充分振荡后得到澄清透明的溶液
B.步骤2中红色恰好褪去时,消耗 mL盐酸
C.步骤2中化学反应方程式为
D.该样品中钙元素的质量分数为66.67%
37.(2023·江苏徐州)物质的合理使用有利于社会的可持续发展,氨气在生产和生活中应用广泛。
(1)氨气可作燃料,燃烧时发生的反应为,的化学式为 。
(2)氨气可用于合成氮肥。在氯化铵、硫酸铵这两种铵态氮肥中,氮元素的质量分数较高的是 。
(3)氨气可用于处理酸性废水。工业上用氨气处理含有HCl质量分数为的酸性废水2000kg,反应原理为。理论上需要氨气多少千克?(写出计算过程)
38.(2023·江苏宿迁)我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺,他们将孔雀石[主要成分是和木炭一起加热就可得到红色的铜。兴趣小组为测定某孔雀石中的质量分数,进行如下实验:称取孔雀石样品,粉碎后放入烧杯,向其中加入稀硫酸(稀硫酸过量),充分反应后称量,烧杯内物质的总质量为220.6g(假设杂质都不与稀硫酸发生反应)。
(1) 。
(2)生成气体的质量是 g。
(3)求该孔雀石中的质量分数(写出计算过程)。
39.(2024·江苏南通)利用CO2合成甲醇(CH3OH)是捕集CO2的一种方法。
(1)CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2+3H2CH3OH+H2O。
①该反应 (填“属于”或“不属于”)置换反应。
②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH,计算CO2的转化率。
(CO2的转化率=×100%CO2,请将计算过程写到答题卡上)
(2)CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH,该反应的化学方程式为 。
40.(2022·江苏泰州)小文设计了图1装置测定该疏通剂样品中铝粉的质量分数。将300mg固体样品和足量水分别放在Y形管两侧,倾斜Y形管,将水倒入左侧:充分反应后,冷却到室温,利用量气管和水准管测定反应生成的氢气体积为100mL。已知该条件下氢气密度为0.09mg/mL。请计算样品中铝粉的质量分数。(写出计算过程) 。
41.(2023·江苏南通)化学储氢材料研发是当下科技研究的热点之一。
(1)下列化学储氢材料中含氢量最高的是______(填字母)。
A. B. C.
(2)我国科学家发明了一种将甲烷中的氢转化为氢气的工艺(原理如图所示)。
总反应的化学反应方程式为。
①反应器Ⅰ中的化学反应方程式为 。
②当甲烷的转化率()为80%时,理论上1.0吨甲烷与足量水蒸气反应生成氢气的总质量是 吨。(请将计算过程写到答题卡上)
42.(2022·江苏南通)二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组采用下图装置通过焙烧MnCO3制取MnO2,发生反应的化学方程式为:
(1)实验过程中,石英管内剩余固体的质量和成分随温度的变化如上图所示,则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应的温度不高于 ℃。
(2)若加热到300~900℃时,锰的氧化物会分解产生一种常见气体,该气体为 (填化学式)。
(3)若把反应温度控制在900℃,充分反应后管内剩余固体的质量为 g。
(4)试根据化学方程式求46.0gMnCO3通过熔烧最多制得的MnO2的质量是多少?(请写出计算过程)
43.(2022·江苏南京)对金属材料的研究,在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。
(1)铁元素在地壳中的含量居于第 位。在高炉内,把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是 。
(2)用砂纸打磨干净的铁钉浸入硫酸铜溶液中,发生反应的化学方程式为 。
(3)将10.8g铝粉平均分成两份,进行如下实验。
①一份在足量的氧气中加热至完全反应,理论上生成氧化铝固体的质量是 。
②另一份与溶质质量分数为9.8%的稀硫酸反应,生成硫酸铝和氢气。若铝粉完全反应,理论上需要9.8%的稀硫酸的质量至少为多少? (写出计算过程)
44.(2022·江苏宿迁)国家对化肥的销售有明确的质量标准。为检测铵态氮肥质量的优劣,可采用铵盐与氢氧化钠反应的方法。某同学称取15g硫酸铵样品(杂质不含氮元素),与足量的NaOH混合后,放入试管中加热,发生如下反应:。充分反应后共收集到3.4gNH3。
(1)(NH4)2SO4中氮元素的质量分数 (精确到0.1%)。
(2)样品中硫酸铵的质量(写出计算过程)。
(3)合格硫酸铵化肥中硫酸铵的质量分数需达到94.3%~99%,通过计算判断上述样品是否合格?
45.(2022·江苏徐州)碳酸氢钠俗称小苏打,在生产生活中应用广泛。
(1)如果少量的酸沾到皮肤或衣物上,常用3%~5%的NaHCO3溶液处理。现用5g的NaHCO3配制成溶质质量分数为4.0%的溶液,需加入水的质量是 g。
(2)某小苏打样品中混有少量Na2CO3,为了测定样品中NaHCO3的质量分数,取10.0g样品加热到质量不再减小,共收集到二氧化碳2.2g。NaHCO3受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。求该样品中NaHCO3的质量分数。(写出计算过程)
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