4.3 第2课时 依据化学方程式的计算-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(沪教版2024)

62 第2课时 依据化学方程式的计算 ▶ “答案与解析”见P30 1. 在A+2B􀪅􀪅3C+2D的反应中,32g A和 适量的B恰好完全反应生成36g C和100g D,若A的相对分子质量为16,则B的相对分 子质量是 ( ) A. 26 B. 36 C. 52 D. 104 2. (2023·黄山歙县一模)工业上利用高温煅烧 石灰石(主要成分为CaCO3)的方法生产生石 灰(主要成分为CaO),同时生成CO2。 (1) 写出该过程中发生反应的化学方程式: 。 (2) 计算生成11.2t CaO需要煅烧含杂质 20%(杂质不分解)的石灰石的质量。 3. 实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰 制取氧气,实验中非气态物质的总质量随时 间变化如图所示。回答下列问题: (1) 反应中二氧化锰的作用是 。 (2) 反应中生成氧气的质量是 。 (3) 计算68g过氧化氢溶液中过氧化氢的质 量。(写出计算过程) (第3题) 4. 下列说法中,正确的是 ( ) A. 2g镁与3g氧气恰好完全反应生成5g 氧化镁 B. 1g镁与4g氧气恰好完全反应生成5g氧化镁 C. 2g氢气与8g氧气恰好完全反应生成 10g水 D. mg硫与mg氧气充分反应生成2mg二 氧化硫 5. ★(中华传统文化)(2023·泰州兴化一模)我 国湿法炼铜的工艺在宋、元时期已相当成熟。 某化学兴趣小组的同学在实验室模拟湿法炼 铜,他们将46g铁片放入一定质量的氯化铜 溶液中(已知:Fe+CuCl2􀪅􀪅Cu+FeCl2), 反应进行一段时间后,得到50g固体,则所得 固体中铁的质量分数为 ( ) A. 8% B. 18% C. 36% D. 92% 6. ★镁在空气中燃烧时不仅与氧气反应生成氧 化镁,还有部分镁与氮气化合生成氮化镁 (Mg3N2),由此可推知,12g镁在空气中完全 燃烧后所得产物的质量不可能为 ( ) A. 20g B. 19g C. 18g D. 17g 7. 在一个密闭容器中发生某反应,其中甲、乙、 丙、丁四种物质的质量变化如表所示。下列 判断中,错误的是 ( ) 物 质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 10 16 0 0 反应中质量/g m2 1.6 反应后质量/g m1 0 15.2 6.4 A. m1的值是4.4 B. m2的值是4 C. 甲和乙是反应物 D. 该反应中甲、丁的质量变化量之比为7∶8 答案讲解 8. (2024·南通期中)利用活性炭(C) 处理大气污染物NxOy,在一定条件 下的密闭容器中,发生反应的化学 方程 式 为 aC+bNxOy 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅cN2 + 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(沪教版)九年级上 知 识 讲 解 63 (第8题) dCO2,生成的N2 与参与反 应的C质量关系如图所示。 下列说法中,错误的是( ) A. 化学计量数a与c的比 为1∶1 B. NxOy 中x与y的比为1∶1 C. 12g C反应时,生成的CO2的质量为44g D. 12g C反应时,参加反应的NxOy 的质量 为120g 9. (2022·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 用铵盐与氢氧化钠溶液反应的方法。某同学 称取15g硫酸铵化肥样品(杂质不含氮元 素),与足量的NaOH溶液混合后,放入试管 中加 热,发 生 如 下 反 应:(NH4)2SO4+ 2NaOH △ 􀪅􀪅Na2SO4+2H2O+2NH3↑,充 分反应后共收集到3.4gNH3。 (1) (NH4)2SO4 中氮元素的质量分数为 (结果精确到0.1%)。 (2) 求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%,通过计算判断上述化肥 样品是否合格。 答案讲解 10. (2022· 德 阳)已 知:2Na2O2+ 2CO2􀪅􀪅2Na2CO3+O2。在真空 密闭容器中,将13.2g CO2 与一 定质量的Na2O2 固体充分反应后,收集到 气体 M的质量为xg。下列说法中,正确 的是 ( ) A. 若x=4.8,则气体M中含有CO2 B. 若x=4.8,则生成的Na2CO3的质量为 15.9g C. 若x=7.6,则Na2O2反应后可能有剩余 D. 若x=7.6,则气体 M中CO2 与O2 的 质量比为11∶8 11. (跨学科融合)用沉淀法可测定食用碱样品 中碳酸钠的质量分数。取11g食用碱样品 (主要成分为碳酸钠,含有少量的杂质氯化 钠),加水完全溶解后制成100g溶液,逐次 滴加浓度相同的氯化钙溶液(反应的化学方 程式为CaCl2+Na2CO3 􀪅􀪅CaCO3↓+ 2NaCl),实验数据如表所示。 实验次序 1 2 3 加入CaCl2 溶液的质量/g 20 20 20 反应后溶液的总质量/g 118 136 154 实验次序 4 5 6 加入CaCl2 溶液的质量/g 20 20 20 反应后溶液的总质量/g M 191 211 请根据实验数据分析并回答下列问题: (1) 表中数据M 的值为 。 (2) 请画出生成沉淀的质量随滴加氯化钙 溶液质量的变化关系图(标明恰好完全反应 时点的坐标)。 (第11题) (3) 计算该食用碱样品中碳酸钠的质量分 数。(写出计算过程,结果精确到0.1%) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第4章　认识化学反应 故X的化学式为O2。(4) 根据微观示意图,CO2 和H2 在 催化剂和加热的条件下反应生成乙烯(C2H4)和水,化学方程 式为2CO2+6H2 催化剂 △ 􀪅􀪅􀪅􀪅C2H4+4H2O,由化学方程式可 知,参加反应的二氧化碳与氢气的分子个数比为2∶6= 1∶3。 第2课时 依据化学方程式的计算 1. A [解析] 根据质量守恒定律可知,32g A和适量的B 恰好完全反应生成36g C和100g D,所以B的质量为 100g+36g-32g=104g。设B的相对分子质量为x。 A 16 32g + 2B 2x 104g 􀪅􀪅3C+2D 16 2x= 32g 104g x=26 2. (1) CaCO3 高温 􀪅􀪅CaO+CO2↑ (2) 解:设需要碳酸钙的质量为x。 CaCO3 100 x 高温 􀪅􀪅CaO 56 11.2t +CO2↑ 100 56= x 11.2t x=20t 需要煅烧含杂质20%(杂质不分解)的石灰石的质量为 20t 1-20%=25t 。 答:需要煅烧含杂质20%(杂质不分解)的石灰石的质量是 25t。 3. (1) 催化 (2) 3.2g (3) 解:设产生3.2g氧气需要H2O2的质量为x。 2H2O2 68 x MnO2 􀪅􀪅􀪅􀪅2H2O+ O2 32 3.2g ↑ 68 32= x 3.2g x=6.8g 答:68g过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为6.8g。 4. D [解析] 镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁 的化学方程式及其质量关系如下:2Mg 48 +O2 32 点燃 􀪅􀪅2MgO。 由以上质量关系可知,镁和氧气恰好完全反应的质量之比 是48∶32 =3∶2,因此2g镁与3g氧气不能恰好完全反 应,生成氧化镁的质量小于5g,A错误。由A选项分析可 知,1g镁与4g氧气不能恰好完全反应,生成氧化镁的质 量小于5g,B错误。氢气燃烧生成水的化学方程式及其质 量关系如下:2H2 4 +O2 32 点燃 􀪅􀪅2H2O。由以上质量关系可知, 氢气和氧气恰好完全反应的质量之比是4∶32=1∶8,因 此2g氢气与8g氧气不能恰好完全反应,生成水的质量小 于10g,C错误。硫和氧气在点燃的条件下反应的化学方 程式及其质量关系如下:S 32 +O2 32 点燃 􀪅􀪅SO2。由以上质量关 系可知,硫和氧气恰好完全反应的质量之比是32∶32= 1∶1,因此mg硫与mg氧气能恰好完全反应生成2mg二 氧化硫,D正确。 5. C [解析] 设参加反应的铁的质量为x。 Fe 56 x +CuCl2􀪅􀪅Cu 64 +FeCl2 固体质量变化量 64-56=8 50g-46g=4g 56 8= x 4g x=28g 则所得固体中铁的质量分数为46g-28g 50g ×100%=36% 。 差量法的应用 虽然所有化学反应都遵循质量守恒定律,从整体上 存在质量守恒的关系,但是某一状态的物质或某个体系 的质量在反应前后会发生变化(增加或减少的量即为差 量),根据数学原理,若a b= c d ,则可变化为a b = a-c b-d , 依据化学方程式计算时,可把差量作为关系量代入计 算,这种方法就称为差量法。 6. A [解析] 镁燃烧生成氧化镁、氮化镁的化学方程式及 其质量关系如下:2Mg 48 12g +O2 点燃 􀪅􀪅2MgO 80 20g ,3Mg 72 12g +N2 点燃 􀪅􀪅 Mg3N2 100 50 3g 。由以上质量关系可知,12g镁在空气中完全燃烧 后所得产物的质量大于50 3g ,小于20g,不可能为20g。 极端假设法的应用 极端假设法(又称“极值法”)就是运用数学上求极 值的思想,将问题从两个极端(最大和最小)去思考,求 出一个区间(范围),而所需的答案就在这个区间内,用 这个区间去进行分析和判断,这种方法适合判断混合物 的组成或质量的确定。对有时用常规思维方法难以解 决的问题,若巧妙使用极端假设法,则会化繁为简,起到 意想不到的效果。 7. B [解析] 由表中提供的数据可知,反应后生成丙、丁 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 03 的质量之和为15.2g+6.4g=21.6g,物质乙完全反应,则 参加反应的甲的质量为21.6g-16g=5.6g,剩余甲的质 量为10g-5.6g=4.4g,即m1 的值为4.4,A正确;根据 乙和丁的质量变化量之比为16g∶6.4g=5∶2,当生成的 丁的质量为1.6g时,参加反应的乙的质量为4g,剩余乙 的质量为16g-4g=12g,即m2的值为12,B错误;丙、丁 为生成物,甲、乙为反应物,C正确;参加反应的甲的质量为 5.6g,生成的丁的质量为6.4g,两者的质量变化量之比为 5.6g∶6.4g=7∶8,D正确。 8. D [解析] 由图像可知,12g活性炭完全反应可生成氮 气的质量为28g,根据化学方程式可以求出a与c的比值, 从而确定出a与c的值。则: aC 12a 12 +bNxOy 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅cN2 28c 28 +dCO2 12a 28c= 12 28 a c= 1 1 即a=1,c=1,根据质量守恒定律,化学反应前后原子个数 不变,由碳原子的个数可确定出d 的值为1,再确定出b、 x、y 的值,分别为2、1、1。该反应的化学方程式为C+ 2NO 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅N2+CO2 ,该反应中各物质的质量关系为 C 12 +2NO 60 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅N2 28 +CO2 44 。由以上分析可知,化学计 量数a与c的比为1∶1,A选项正确;氮氧化物分子中, 氮、氧原子的个数比为1∶1,B选项正确;每12g C完全反 应可生成44g二氧化碳,C选项正确;12g C完全反应时, 参加反应的NO的质量为60g,D选项错误。 9. (1) 21.2% 解:(2) 设样品中硫酸铵的质量为x。 (NH4)2SO4 132 x +2NaOH △ 􀪅􀪅Na2SO4+2H2O+2NH3 34 3.4g ↑ 132 34= x 3.4g x=13.2g (3) 该硫酸铵化肥样品中硫酸铵的质量分数为13.2g 15g × 100%=88%,因为88%<94.3%,所以该化肥样品不 合格。 答:(2) 样品中硫酸铵的质量为13.2g。(3) 上述化肥样品 不合格。 10. D [解析] 设恰好完全反应时参加反应的Na2O2 的 质量为a,生成碳酸钠的质量为b,生成氧气的质量为c。 2Na2O2 156 a +2CO2 88 13.2g 􀪅􀪅2Na2CO3 212 b +O2 32 c 156 88= a 13.2g a=23.4g 212 88= b 13.2g b=31.8g 32 88= c 13.2g c=4.8g 由上述计算可知,若x=4.8,则二氧化碳恰好完全反应,气 体M中不含有CO2,A错误;若x=4.8,则生成的Na2CO3 的质量为31.8g,B错误;设x=7.6时,反应生成氧气的质 量为m,参加反应的二氧化碳的质量为n。 2Na2O2+2CO2 88 n 􀪅􀪅2Na2CO3+O2 32 m 气体质量差 88-32 13.2g-7.6g 32 88-32= m 13.2g-7.6g 88 32= n m m=3.2g n=8.8g 由上述计算可知,反应过程中二氧化碳有剩余,则Na2O2 已经完全反应,C错误;剩余气体的质量为7.6g时,其中 含有氧气的质量为3.2g,二氧化碳的质量为7.6g- 3.2g=4.4g,气体 M中CO2 与O2 的质量比为4.4g∶ 3.2g=11∶8,D正确。 11. (1) 172 (2) 如图所示 (第11题) (3) 解:设该食用碱样品中碳酸钠的质量分数约为z。 CaCl2+Na2CO3 106 11g·z 􀪅􀪅CaCO3 100 9g ↓+2NaCl 106 100= 11g·z 9g z ≈86.7% 答:该食用碱样品中碳酸钠的质量分数为86.7%。 [解析] (1) 由表中数据可知,第1次加入20gCaCl2溶液, 产生120g-118g=2g沉淀;第2次加入20gCaCl2溶液, 共产生140g-136g=4g沉淀;第3次加入20gCaCl2 溶 液,共产生160g-154g=6g沉淀;故每加入20gCaCl2溶 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 13 液就产生2g沉淀,第5次加入20gCaCl2 溶液,共产生 200g-191g=9g沉淀,说明第5次实验中碳酸钠完全反 应,故第4次加入20gCaCl2 溶液,共产生8g沉淀,M= 180-8=172。(2) 设CaCl2 溶液中CaCl2 的质量分数 为x。 CaCl2 111 20g·x +Na2CO3􀪅􀪅CaCO3 100 2g ↓+2NaCl 111 100= 20g·x 2g x=11.1% 设碳酸钠完全反应时,消耗CaCl2溶液的质量为y。 CaCl2 111 11.1%·y +Na2CO3􀪅􀪅CaCO3 100 9g ↓+2NaCl 111 100= 11.1%·y 9g y=90g 故碳酸钠恰好完全反应时,消耗CaCl2溶液的质量为90g, 生成沉淀的质量为9g。以CaCl2溶液的质量为横坐标,以 生成沉淀的质量为纵坐标,作图即可,碳酸钠恰好完全反 应时点的坐标为(90,9)。 专题特训（四）　质量守恒定律的应用 1. B [解析] 铁钉生锈后质量增大,是因为空气中的氧气 和水参加了反应,该变化遵循质量守恒定律,A选项说法 错误。由 S 32 +O2 32 点燃 􀪅􀪅SO2 64 可知,硫和氧气恰好完全反应 的质量之比为32∶32=1∶1,所以5g硫和5g氧气恰好完 全反应,生成物二氧化硫的质量为10g,B选项说法正确。 化学变化的实质是分子分成原子,原子重新结合成新的分 子的过程,所以化学反应前后分子的种类一定发生变化, C选项说法错误。根据质量守恒定律,化学反应前后元素 的种类不变,某物质在氧气中燃烧后只生成二氧化碳和 水,氧气中含有氧元素,水和二氧化碳中含有碳、氢、氧三 种元素,所以该物质中一定含有碳、氢两种元素,可能含有 氧元素,D选项说法错误。 2. C [解析] 根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和 数目不变,反应前有1个铜原子、4个氢原子、4个氮原子和 12个氧原子,反应后已知的生成物中有1个铜原子、4个氢 原子、2个氮原子和8个氧原子,故2X中含有2个氮原子 和4个氧原子,即一个X分子中含有1个氮原子和2个氧 原子,则X的化学式为NO2, A错误;生成的二氧化氮气 体有毒,是造成环境污染的主要气体之一,对环境有害, B错误;反应前铜中铜元素的化合价是0,反应后硝酸铜中 铜元素的化合价是+2,铜元素化合价由0变为+2,C正 确;消耗的铜和生成的水的质量比为64∶(2×18)=16∶9, D错误。 3. D [解析] 用C3H4 合成C5H8O2,若让反应物中的原 子100%地转化为C5H8O2,且反应中反应物和生成物的化 学计量数都为1,则反应后C5H8O2中C、H、O原子的个数 分别为5、8、2,反应前C3H4中C、H原子的个数分别为3、 4,因为化学反应前后原子种类和个数不变,所以另外两种 反应物的化学式中含有C、H、O原子的总数应分别为2、4、 2,故D符合题意。 4. B [解析] 质量守恒定律是指参加化学反应的各物质 的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。A选 项中化学计量数(即分子数)之和在反应前后可能发生变 化,错误。B选项中xgA和xgB若恰好完全反应,则生 成C和D的质量总和是2xg;若不是恰好完全反应,则小 于2xg,正确。C选项中反应物的质量之比与生成物的质 量之比没有必然联系,错误。D选项中反应物或生成物都 有可能出现单质,错误。 5. C [解析] 根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量 不变,由图中数据可知,x=18+3+1+2+5-9-2-8- 2=8;反应后甲的质量减少了9g,则甲是反应物;反应后乙 的质量减少了1g,乙是反应物;反应后丙的质量增加了 7g,丙是生成物;反应前后丁的质量不变,丁可能是该反应 的催化剂,也可能是不参与反应的杂质;反应后戊的质量 增加了3g,戊是生成物;该反应是甲和乙反应生成丙和戊。 由上述分析可知,x=8,A说法正确。该反应是甲和乙反 应生成丙和戊,反应前后元素的化合价可能改变,B说法正 确。该反应是甲和乙反应生成丙和戊,不属于化合反应, C说法不正确。反应前后甲、戊的变化量之比为9g∶3g= 3∶1,D说法正确。 6. (1) ① 丙 化学反应前后原子的种类、个数和质量都不 变 ② 图甲装置没有发生化学反应(或图乙装置加热时铜 和空气中的氧气反应生成氧化铜,会导致杠杆失去平衡) (2) ① C、H、O ② C3H4O ③ CO2、H2O、O2 [解析] (1) 甲装置中未发生化学变化,乙装置中有空气中 的氧气参与反应,杠杆失去平衡,故题图中装置能用来验 证质量守恒定律的是丙装置;从原子的角度来看,化学反 应前后物质质量守恒的原因是化学反应前后,原子的种 类、个数和质量都不变。(2) ① 将蔗糖隔绝空气加热只得 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 23