内容正文:
专题五 定量分析
1. 西汉古籍《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”这样的记载,从而实现“铁上包铜”。要完成“铁上包铜”首先需配制一定溶质质量分数的硫酸铜溶液。
(1)配制如图所示的100 g 4%的硫酸铜溶液,应该怎样操作?
【温馨提示】①计算要写出过程。
②实验要写出具体操作步骤。
③语言描述要简练规范。
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硫酸铜的质量为100 g×4%=4 g,水的质量为100 g-4 g=96 g。
称取4 g硫酸铜,用量筒量取96 mL水,分别加入烧杯中,用玻璃棒搅拌溶解(合理即可)。
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(2)向盛有铁钉的烧杯中加入配制好的硫酸铜溶液40 g,理论上可生成铜的质量是多少?
解:40 g硫酸铜溶液中硫酸铜的质量为40 g×4%=1.6 g。
设理论上可生成铜的质量为 x。
CuSO4+Fe=== FeSO4+Cu
160 64
1.6 g x
x=0.64 g
答:理论上可生成铜的质量为0.64 g。
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2. 波尔多液是一种应用范围广的杀菌剂,农业上可用一定量的石灰乳和硫酸铜溶液配制波尔多液。取1.6 kg硫酸铜,加入20 L水,搅拌均匀后,固体完全溶解,将硫酸铜溶液慢慢倒入石灰乳中,并不断搅拌,静置后保存待用。
(1)硫酸铜溶液中溶质的质量分数为_______(水的密度近似为1 kg/L,结果精确到0.1%)。
7.4%
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(2)若硫酸铜反应完全,生成的氢氧化铜的质量是多少(写出计算过程)?
解:设生成的氢氧化铜的质量为 x。
CuSO4+Ca(OH)2=== Cu(OH)2↓+CaSO4
160 98
1.6 kg x
x=0.98 kg
答:生成的氢氧化铜的质量为0.98 kg。
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3.(2024·宜宾)某火力发电厂为防止燃煤烟气中的SO2排出后污染环境,选择使用石灰石进行烟气脱硫,这个过程中会发生化学反应:2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2X。回答下列问题:
(1)大量排放SO2引起的环境问题是______。
(2)X是_______(填化学式)。
酸雨
CO2
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(3)若火力发电厂每天燃煤产生48 t的SO2,通过以上反应进行烟气脱硫,每天至少需要消耗CaCO3的质量是多少(写出计算过程)?
解:设每天至少需要消耗CaCO3的质量是 x。
2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2
200 128
x 48 t
x=75 t
答:每天至少需要消耗CaCO3的质量是75 t。
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4.(2024·遂宁)我国力争在2060年前实现“碳中和”,实现二氧化碳的相对“零排放”。使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。氢化钙(CaH2)是一种重要的制氢剂,氢化钙可与物质M反应生成氢气,反应的化学方程式为CaH2+2M=== Ca(OH)2+2H2↑,请完成下列各题:
(1)CaH2中钙元素和氢元素的质量比为_______ (写出最简整数比)。
(2)M的化学式为_______。
20∶1
H2O
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(3)若制取8 kg氢气,计算理论上需要CaH2的质量(写出计算过程)。
解:设制取8 kg 氢气,理论上需要CaH2的质量为 x。
CaH2+2H2O=== Ca(OH)2+2H2↑
42 4
x 8 kg
x=84 kg
答:若制取8 kg氢气,理论上需要CaH2的质量为84 kg。
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5.(2024·省适应性测试三)在一次课外实验中,小明完成了对9°米醋中醋酸含量的测定,其操作是取10 mL 9°米醋于烧杯中,向其中加入12 g 4%的氢氧化钠溶液。实验结果是二者恰好完全反应。
(1)9°米醋中醋酸与氢氧化钠反应的化学方程式为CH3COOH+NaOH=== CH3COONa+X,X的化学式是_______。
H2O
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(2)通过化学方程式计算,10 mL 9°米醋中醋酸的质量为多少?
解:12 g 4%的氢氧化钠溶液中溶质的质量为12 g×4%=0.48 g。
设10 mL 9°米醋中醋酸的质量为 x。
CH3COOH+NaOH=== CH3COONa+H2O
60 40
x 0.48 g
x=0.72 g
答:10 mL 9°米醋中醋酸的质量为0.72 g。
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6.(2024·安徽)《天工开物》记载了锡的冶炼方法:入砂(指锡砂)数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞲(指鼓入空气)熔化,用铅少许,(锡)沛然流注。其反应原理为SnO2+C Sn+CO2↑。
(1)炼锡时加入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是___________
_____________________。
合金的熔点
比其组成金属的熔点低
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(2)现有151 kg含SnO2 20%的锡砂,理论上可以炼出锡的质量是多少(写出计算过程)?
解:151 kg含SnO2 20%的锡砂中SnO2的质量为151 kg×20%=30.2 kg。
设理论上可以炼出锡的质量为 x。
SnO2+C Sn+CO2↑
151 119
30.2 kg x
x=23.8 kg
答:理论上可以炼出锡的质量为23.8 kg。
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7.(2024·精准卷)某化学研究小组利用黄铜(铜、锌合金)进行了如图所示实验,请计算:
(1)生成氢气的质量为_____g。
0.2
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(2)该黄铜样品中铜的质量分数。
解:设10 g黄铜样品中锌的质量为 x。
Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.2 g
x=6.5 g
答:该黄铜样品中铜的质量分数为35%。
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8.假期里,同学们走进炼钢厂开展社会实践活动。他们来到工厂化验室,在化验员的指导下对钢样的含碳量进行了测定:取2.81 g钢样,向其中滴加稀硫酸,测得生成氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如下图所示(不考虑钢样中其他成分与稀硫酸的反应)。
钢的种类 低碳钢 中碳钢 高碳钢
含碳量 <0.3% 0.3%~0.6% >0.6%
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(1)数据分析:请计算该钢样中碳的质量分数(结果精确到0.1%)。
解:设参加反应的铁的质量为 x。
Fe+H2SO4=== H2↑+FeSO4
56 2
x 0.1 g
x=2.8 g
答:该钢样中碳的质量分数为0.4%。
(2)种类判断:由计算结果可以判断,该钢样属于______钢。
中碳
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9.(2024·精准卷)某化学兴趣小组的同学们用一瓶标签不清的稀盐酸测定了某石灰石样品中CaCO3的质量分数。他们做了如下实验:取24 g样品(假设杂质不溶于水,也不与酸反应)放入烧杯中,向其中逐渐加入100 g该稀盐酸。实验中加入稀盐酸的质量与剩余固体的质量关系如右图所示。
(1)观点分享:该石灰石样品中CaCO3的质量
分数是________(结果精确到0.1%)。
83.3%
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(2)问题解决:实验结束后,同学们对该稀盐酸中溶质的质量分数进行了分析计算,并重新替换了标签。请写出计算过程。
解:设与CaCO3反应的HCl的质量为x。
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
20 g x
x=14.6 g
答:该稀盐酸中溶质的质量分数为18.25%。
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=
=
该黄铜样品中铜的质量分数为×100%=35%。
=
该钢样中碳的质量分数为×100%≈0.4%。
$$