内容正文:
题型七 化学计算题
题型分析 —— 福建中考特色题型分析
在我省中考化学试题中,化学计算题属于中等难度的试题,主要有以下三种类型的计算:
1.根据化学式的计算
根据化学式的计算是利用相对原子质量、相对分子质量进行物质组成的简单计算。我省中考对此类型计算考查主要呈现在选择题,题干提供源于科技、生产或生活中的化学物质的化学式,考查形式有计算相对分子质量、计算原子个数比、计算原子个数之和、计算元素的质量比、计算元素的质量分数等,同时也考查物质的组成元素种类和数目、物质的分类、分子的构成等。
2.有关溶质质量分数的计算
有关溶质质量分数的计算考查形式通常有①计算溶质的质量分数;②要配制一定质量分数的溶液,计算所需溶质和溶剂的质量;③溶质的质量分数应用于化学方程式的计算。
3.根据化学方程式的计算
考查对质量守恒定律、化学方程式计算、溶质质量分数的计算以及酸碱盐部分的知识,考查知识综合。题目主要分为文字叙述型计算、坐标曲线型计算、表格数据型计算、探究实验型计算(主要考查文字叙述型计算)。
举例精讲 —— 福建中考特色题型突破
类型1 根据化学式的计算
一、选择题
中成药连花清瘟胶囊可用于治疗流感,内含金银花,金银花的有效成分绿原酸(化学式为C16H18O9)具有抗菌杀毒的作用。下列有关绿原酸的说法正确的是 ( )
A.绿原酸由碳、氢、氧三个元素组成
B.绿原酸中碳元素的质量分数最大
C.绿原酸的相对分子质量为354 g
D.绿原酸中碳、氢、氧元素的质量比为16∶18∶9
二、填空题
水是生命之源。
理论上,通过测量外星球矿样中氢元素的质量,可换算出矿样中水的质量。若1.0 g某矿样含氢的质量为8.0×10-5 g,则含水的质量为 g。
类型2 有关溶质质量分数的计算
一、选择题
从植物“地不容”中提取抑制某病毒的试剂——千金藤素,需要用到5%的Na2CO3溶液。若配制100 g该溶液,需要称取Na2CO3的质量为 ( )
A.95 g B.90 g
C.20 g D.5 g
二、填空题
乙酸钠,化学式为CH3COONa,白色晶体,易溶于水,其溶解度曲线如图。在较高的温度下将乙酸钠配制成饱和溶液,然后让溶液的温度慢慢下降,但未析出晶体,此时的溶液叫作过饱和溶液。过饱和溶液能稳定存在的原因是溶质不容易在溶液中形成结晶中心(即晶核)。向过饱和溶液中加入一块非常小的溶质晶体作为“晶种”,马上就能析出晶体,同时释放出热量。
将130 g乙酸钠加入100 g水中,加热至固体完全溶解,再冷却至20 ℃,且没有晶体析出,得到乙酸钠的过饱和溶液,其质量分数为 (列出计算式即可),该状态对应图中的点 (选填“A”“B”或“C”)。
三、计算题
硫在氧气中燃烧产生的二氧化硫会污染空气,实验室里常用氢氧化钠溶液来吸收。现有100 g氢氧化钠溶液可吸收3.2 g二氧化硫,求:该氢氧化钠溶液的溶质质量分数。(反应的化学方程式为SO2+2NaOHNa2SO3+H2O)
类型3 根据化学方程式的计算
一、文字叙述型
①纯净物的计算
(2024·福建)生产乙醇(C2H6O)的两个反应如下:
①C2H4+H2OC2H6O;
②C6H12O62C2H6O+2CO2↑。
(1)若用反应①制取23 g乙醇,理论上至少需要乙烯(C2H4)的质量是多少?
(2)原子经济性=×100%,它是绿色化学的重要指标。上述两个反应中,原子经济性更好的是反应 (选填“①”或“②”)。
②含杂质的不纯物质的计算
潜艇中换气剂含有浓度为78%的过氧化钠(Na2O2),取10 g该样品与足量水反应(杂质不参与反应),求生成氧气的质量。(提示:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑)
二、坐标曲线型
向一定质量的氯化钡溶液中逐滴加入溶质质量分数为10%的Na2SO4溶液,反应生成BaSO4沉淀的质量与所加入的Na2SO4溶液的质量关系如图所示(提示:BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl)。试回答:
(1)完全反应后,生成BaSO4沉淀 g。
(2)恰好完全反应时,消耗Na2SO4溶液的质量是多少?(写出计算过程)
三、表格数据型
为测定某品牌小苏打中NaHCO3的质量分数,进行了以下实验:称量样品置于烧杯中,向其中慢慢滴加稀盐酸,至不再产生气泡为止,测得的有关数据如下表所示。
物质
样品
消耗的稀盐酸
反应后的溶液
质量/g
9
75.4
80
发生反应的化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
(1)产生二氧化碳的质量是 g。
(2)求样品中NaHCO3的质量分数(结果精确到0.1%)。
四、探究实验型
某化学兴趣小组同学在实验室用碳酸钠溶液和熟石灰制取少量氢氧化钠溶液,他们的实验过程和相关数据如图所示。请计算:
(1)实验中生成沉淀的质量为 g。
(2)计算所得氢氧化钠溶液中的溶质质量分数。
题型专训
【基础作业】
1.运动时,身体可以产生多巴胺,让人心情舒畅,缓解焦虑,提高身体免疫力。多巴胺的化学式为C8H11NO2,下列说法不正确的是 ( )
A.多巴胺中氢元素的质量分数最小
B.多巴胺由四种元素组成
C.多巴胺由8个碳原子、11个氢原子、1个氮原子和2个氧原子构成
D.多巴胺中碳元素和氧元素的质量比为3∶1
2.水产养殖中用的过氧化钙(CaO2)常含有杂质CaO,在过氧化钙样品中,钙元素的质量分数随CaO含量的增加的变化情况是 ( )
A.增大 B.减小
C.不变 D.无法判断
3.下列对“100 g溶质质量分数为10%的食盐溶液”的认识,正确的是 ( )
A.100 g水中含有10 g食盐
B.该食盐溶液中食盐和水的质量比是1∶9
C.把溶液平均分为两份,每份溶液的溶质质量分数为5%
D.再向其中加入10 g食盐就可得到20%的食盐溶液
4.海水淡化时若要生产出1 t淡水,则需要抽取氯化钠质量分数为3.6%的海水2.5 t作为“原水”。则海水淡化后的浓缩水中氯化钠的质量分数为 ( )
A.3% B.6% C.5.4% D.9%
5.(2024·南平模拟)在农业生产中常用15%~20%的氯化钠溶液选种,其原理是利用密度差使干瘪的种子漂浮而除去。小明协助农技员爸爸选种时发现甲池中有大量种子漂浮,乙池中只有少量干瘪的种子漂浮。以下判断正确的是 ( )
A.20 ℃时,氯化钠的溶解度是36
B.20%的氯化钠溶液是20 ℃时的饱和溶液
C.甲池中氯化钠溶液的溶质质量分数小于乙池
D.乙池中氯化钠溶液的溶质质量分数在15%~20%
6.(2024·福建模拟)请回答下列问题:
(1)某企业具备实现纯碱与化肥联产的一种芒硝制碱工艺,反应的化学方程式为Na2SO4+2NH4HCO32NaHCO3↓+(NH4)2SO4,计算79 t NH4HCO3完全反应生成(NH4)2SO4的质量。
(2)相对于NH4HCO3,生成的(NH4)2SO4中氮元素的质量分数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.某兴趣小组为了测定一批石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取4.0 g石灰石样品,把40 g稀盐酸分4次加入样品中(样品中除碳酸钙外,其余的成分既不与盐酸反应,也不溶于水),充分反应后经过滤、干燥等操作,最后称量,得到的实验数据如下表所示:
稀盐酸的用量
剩余固体的质量
第一次加入10 g
3.0 g
第二次加入10 g
2.0 g
第三次加入10 g
1.0 g
第四次加入10 g
0.6 g
(1)由以上数据可知,这四次实验中,第 次石灰石样品中的碳酸钙完全反应。
(2)稀盐酸的溶质质量分数是多少?(写出计算过程)
【素养作业】
8.(安全教育)为求证“喝反复烧开的饮用水会造成亚硝酸盐中毒”的真伪,学习小组以煮沸52次的桶装水为水样,利用如下反应测定亚硝酸盐的含量(以NaNO2计):2NaNO2+2KI+2H2SO42NO↑+I2+2H2O+K2SO4+Na2SO4。结果表明,1 L水样反应时产生了5.08×10-3 mg I2。
(1)计算1 L水样中NaNO2的质量。
(2)查阅《食品安全国家标准(GB2762-2022)》,经换算,合格饮用水中NaNO2的含量应低于7.50×10-3 mg·L-1。结合计算结果,得出的结论是喝反复烧开的饮用水 (选填“会”或“不会”)造成亚硝酸盐中毒。
9.碳化铝(Al4C3)主要用作甲烷发生剂,在冷水中与水反应会产生甲烷,反应的化学方程式为Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑。计算:
(1)若用碳化铝与水完全反应产生4.8 kg甲烷,求理论上需要碳化铝的质量(写出计算过程)。
(2)天然气(主要成分为甲烷)是家庭生活的常用燃料,有时燃气灶的火焰呈现黄色或橙色,锅底出现黑色物质,需要进行的操作是 (填字母)。
A.调大进风(空气)口
B.调大进气(燃气)口
10.某化学兴趣小组的同学取50 g某硫酸铜溶液于洁净、干燥的烧杯中,然后逐滴加入10%的NaOH溶液,产生沉淀的质量与所加入NaOH溶液质量的关系曲线如图所示。试回答:
(1)当加入20 g NaOH溶液(至图中A点)时,烧杯中溶液里一定大量存在的溶质是 (写化学式)。
(2)计算所用硫酸铜溶液的溶质质量分数。(结果精确至0.1%)
11.某学习小组同学用一瓶长久放置、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。
(1)实验产生氧气的质量是 g。
(2)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。
12.根据下图所示的实验过程和提供的数据进行计算。
(1)求原混合物中NaCl的质量。(写出计算过程)
(2)求AgNO3溶液的溶质质量分数。(结果精确到0.1%)
答案
例1 B 【解析】A.由化学式可知,绿原酸由碳、氢、氧三种元素组成,元素只讲种类,不讲个数,不正确;B.由于某元素的质量分数=×100%,而绿原酸中碳、氢、氧元素的质量比为(12×16)∶(1×18)∶(16×9)=32∶3∶24,因此碳元素的质量分数最大,正确;C.相对分子质量的单位为“1”,而不是“g”,不正确;D.绿原酸中碳、氢、氧元素的质量比为32∶3∶24,不正确。
例2 7.2×10-4
【解析】根据化合物的质量=元素的质量÷化合物中该元素的质量分数来分析。若1.0 g某矿样含氢的质量为8.0×10-5 g,则含水的质量为8.0×10-5 g÷×100%=7.2×10-4 g。
例3 D 【解析】溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数,配制100 g 5%的Na2CO3溶液,需要碳酸钠的质量=100 g×5%=5 g。
例4 ×100% B
【解析】将130 g乙酸钠加入100 g水中,加热至固体完全溶解,再冷却至20 ℃,且没有晶体析出,得到乙酸钠的过饱和溶液,其质量分数为×100%;由溶解度曲线可知:20 ℃,乙酸钠的溶解度为46.5 g,100 g水达到饱和状态能溶解乙酸钠的质量为46.5 g,将130 g乙酸钠加入100 g水中,加热至固体完全溶解,再冷却至20 ℃,且没有晶体析出,得到乙酸钠的过饱和溶液,故该状态对应图中的点B。
例5 解:设100 g氢氧化钠溶液中溶质的质量为x。
SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
64 80
3.2 g x
=
x=4 g
该氢氧化钠溶液的溶质质量分数为×100%=4%
答:该氢氧化钠溶液的溶质质量分数为4%。
例6 (1)解:设制取23 g乙醇,理论上至少需要乙烯的质量为x。
C2H4+H2OC2H6O
28 46
x 23 g
=
x=14 g
答:制取23 g乙醇,理论上至少需要乙烯的质量为14 g。
(2)①
【解析】(2)上述两个反应中,反应①的原子经济性=×100%=100%,反应②的原子经济性=×100%≈51.1%,所以原子经济性更好的是反应①。
例7 解:设生成氧气的质量为x。
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
156 32
10 g×78% x
=
x=1.6 g
答:生成氧气的质量为1.6 g。
例8 (1)46.6
(2)解:设消耗Na2SO4的质量为x。
Na2SO4+BaCl22NaCl+BaSO4↓
142 233
x 46.6 g
=
x=28.4 g
消耗Na2SO4溶液的质量为=284 g
答:消耗Na2SO4溶液的质量是284 g。
例9 (1)4.4
(2)解:设样品中NaHCO3的质量为x。
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
84 44
x 4.4 g
=
x=8.4 g
样品中NaHCO3的质量分数为×100%≈93.3%。
答:样品中NaHCO3的质量分数为93.3%。
【解析】(1)根据质量守恒定律,产生二氧化碳的质量是9 g+75.4 g-80 g=4.4 g。
例10 (1)10
(2)解:设反应生成氢氧化钠的质量为x。
Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH
100 80
10 g x
=
x=8 g
所得溶液的质量为185.6 g-105.6 g=80 g
所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为×100%=10%
答:所得氢氧化钠溶液中的溶质质量分数为10%。
【解析】(1)实验中生成沉淀的质量为195.6 g-185.6 g=10 g。
题型专训
1.C 【解析】A.多巴胺中碳、氢、氮、氧元素质量比为(12×8)∶(1×11)∶(14×1)∶(16×2)=96∶11∶14∶32,则氢元素的质量分数最小,正确;B.根据多巴胺的化学式可知,多巴胺由碳元素、氢元素、氮元素和氧元素四种元素组成,正确;C.多巴胺由多巴胺分子构成,根据多巴胺的化学式可知,1个多巴胺分子由8个碳原子、11个氢原子、2个氧原子和1个氮原子构成,错误;D.多巴胺中碳元素和氧元素的质量比为(12×8)∶(16×2)=3∶1,正确。
2.A 【解析】过氧化钙中钙元素的质量分数为×100%≈55.6%,氧化钙中钙元素的质量分数为×100%≈71.4%,故在过氧化钙样品中,钙元素的质量分数会随CaO含量的增加而增大。
3.B 【解析】A.100 g溶质质量分数为10%的食盐溶液表示100 g溶液中含有10 g食盐,错误;B.该食盐溶液中食盐和水的质量比是10 g∶(100 g-10 g)=1∶9,正确;C.溶液是均一的,把溶液平均分为两份,每份溶液的溶质质量分数为10%,错误;D.再向其中加入10 g食盐,同时溶液质量变为100 g+10 g=110 g,不能得到20%的食盐溶液,错误。
4.B 【解析】海水淡化后的浓缩水中氯化钠的质量分数为×100%=6%。
5.D 【解析】A.由溶解度曲线图可知,20 ℃时氯化钠的溶解度是36 g,错误;B.由溶解度曲线图可知,20 ℃时氯化钠的溶解度是36 g,则20 ℃时氯化钠饱和溶液的溶质质量分数为×100%≈26.5%≠20%,所以20%的氯化钠溶液不是20 ℃时氯化钠的饱和溶液,错误;C.甲池中有大量种子漂浮,乙池中只有少量干瘪的种子漂浮,说明甲池中氯化钠溶液的溶质质量分数大于乙池,错误;D.在农业生产中常用15%~20%的氯化钠溶液选种,其原理是利用密度差使干瘪的种子漂浮而除去,乙池中只有少量干瘪的种子漂浮,说明乙池中氯化钠溶液的溶质质量分数在15%~20%,正确。
6.(1)解:设79 t NH4HCO3完全反应生成(NH4)2SO4的质量为x。
Na2SO4+2NH4HCO32NaHCO3↓+(NH4)2SO4
158 132
79 t x
= x=66 t
答:79 t NH4HCO3完全反应生成(NH4)2SO4的质量为66 t。
(2)变大
【解析】(2)NH4HCO3中氮元素的质量分数为×100%≈17.7%,(NH4)2SO4中氮元素的质量分数为×100%≈21.2%,21.2%>17.7%,则相对于NH4HCO3,生成的(NH4)2SO4中氮元素的质量分数变大。
7.(1)四
(2)解:第一次消耗碳酸钙的质量为4.0 g-3.0 g=1.0 g,设10 g稀盐酸的溶质质量为x。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
100 73
1.0 g x
=
x=0.73 g
稀盐酸的溶质质量分数为×100%=7.3%
答:稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
【解析】(1)由表中数据可知,前三次每加入10 g稀盐酸,固体质量都减小1.0 g,第四次固体质量减小1.0 g-0.6 g=0.4 g,则第四次石灰石样品中的碳酸钙完全反应。
8.(1)解:设1 L水样中NaNO2的质量为x。
2NaNO2+2KI+2H2SO42NO↑+I2+2H2O+K2SO4+Na2SO4
138 254
x 5.08×10-3 mg
=
x=2.76×10-3 mg
答:1 L水样中NaNO2的质量是2.76×10-3 mg 。
(2)不会
9.(1)解:设理论上需要碳化铝的质量是x。
Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑
144 48
x 4.8 kg
=
x=14.4 kg
答:理论上需要碳化铝的质量是14.4 kg。
(2)A
10.(1)Na2SO4、CuSO4
(2)解:恰好完全反应时,发生反应的氢氧化钠的质量为40 g×10%=4 g。
设所用硫酸铜溶液中溶质的质量为x。
CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4
160 80
x 4 g
=
x=8 g
则所用硫酸铜溶液的溶质质量分数为×100%=16%
答:所用硫酸铜溶液的溶质质量分数16%。
【解析】(1)硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,由图可知,B点时加入的氢氧化钠刚好与硫酸铜完全反应,A点时溶液中还有没有反应完的硫酸铜,故A点时,烧杯中溶液里一定大量存在的溶质为Na2SO4、CuSO4。
11.(1)1.6
(2)解:加入过氧化氢溶液的质量为400.0 g-300.0 g=100.0 g,设生成1.6 g氧气需要过氧化氢的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6 g
=
x=3.4 g
所用过氧化氢溶液中溶质质量分数为×100%=3.4%≠5%
答: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。
12.(1)解:设原混合物中NaCl的质量为x,消耗AgNO3的质量为y。
NaCl+AgNO3NaNO3+AgCl↓
58.5 170 143.5
x y 28.7 g
= =
x=11.7 g y=34 g
(2)加入AgNO3溶液的质量为170 g+28.7 g-28.7 g-50 g=120 g。
AgNO3溶液的溶质质量分数为×100%≈28.3%。
答:(1)原混合物中NaCl的质量为11.7 g。
(2)AgNO3溶液的溶质质量分数为28.3%。
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