内容正文:
题型七 综合计算
题型研析·塑思维
题组演练·提素能
类型1 化学式的有关计算
【典题】端午节插艾草是我国某些地区的习俗。艾草含有丰富的黄酮素
(C15H10O2),具有较高的药用价值。下列关于黄酮素的说法错误的是 ( )
A.黄酮素中含有氧分子
B.黄酮素由三种元素组成
C.黄酮素完全燃烧生成CO2和H2O
D.黄酮素中氢、氧元素质量比为5∶16
题型研析·塑思维
A
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[方法点拨]
在化合物AxBy中,已知A、B两元素的相对原子质量分别为a、b,则有
(1)AxBy中,A、B两种元素的原子个数比为x∶y。
(2)AxBy的相对分子质量为ax+by。
(3)AxBy中A、B两种元素的质量比为(ax)∶(by)。
(4)AxBy中A元素的质量分数为×100%,B元素的质量分数为×100%。
(5)m g AxBy中A元素的质量为m g××100%。
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类型2 溶液的有关计算
【典题】硫酸锌溶液可以作木材防腐剂,工业上常用红锌矿(主要含ZnO)和稀硫酸为
原料制取硫酸锌。请计算:
(1)硫酸锌中硫元素和氧元素的质量比为__________;
(2)硫酸锌的相对分子质量为_________;
(3)如果用100 g溶质质量分数为1%的硫酸锌溶液配制10%的硫酸锌溶液,需要加入多少克硫酸锌固体?(写出计算过程)
解:设需要加入硫酸锌固体质量为x,
100g×1%+x=(100 g+x)×10%
解得:x=10 g;
答:需要加入10 g硫酸锌固体。
1∶2
161
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[方法点拨]
(1)基本公式:
①溶液质量=溶质质量+溶剂质量
②溶质质量分数=×100%=×100%
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(2)以下公式必须先满足的前提条件:在一定温度下的饱和溶液中。
①=
②=
③溶质质量∶溶剂质量∶溶液质量=溶解度∶100 g∶(100 g+溶解度)
④溶解度(S)与溶质质量分数(p%)的关系:S= g p%=×100%
(3)加水稀释浓溶液过程中,溶质质量不变(增加水的质量为m)。
浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数=稀溶液质量×稀溶液溶质质量分数=(浓溶液质量+m)×稀溶液溶质质量分数
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类型3 化学方程式的有关计算
(一) 文字叙述型
【典题】(2024·长沙中考)某小苏打包装袋上标注的碳酸氢钠含量为99%,小丽
同学对此产生疑问。她取9 g该小苏打样品于烧杯中,向其中加入50 g稀硫酸,恰好
完全反应后,称得烧杯中剩余物质的质量为54.6 g。(已知:2NaHCO3+H2SO4===
Na2SO4+2CO2↑+2H2O,其他成分不与稀硫酸反应)
(1)计算反应中产生CO2的质量为________g;
4.4
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(2)请计算该小苏打样品中碳酸氢钠的质量分数,并判断包装袋上碳酸氢钠含量的标注是否准确。(写出计算过程及结果,结果精确到0.1%)
解:设该小苏打样品中碳酸氢钠的质量为x。
2NaHCO3+H2SO4===Na2SO4+2CO2↑+2H2O
168 88
x 4.4 g
= x=8.4 g
则该小苏打样品中碳酸氢钠的质量分数为×100%≈93.3%,93.3%<99%,包装袋上碳酸氢钠含量的标注不准确。
答:包装袋上碳酸氢钠含量的标注不准确。
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[方法点拨]
1.化学方程式的简单计算——纯净物的计算
有关纯净物的化学方程式的计算,一般是根据反应物的质量求生成物的质量或根据生成物的质量求反应物的质量。
2.明确题目中的已知量和未知量,然后代入反应的化学方程式进行计算即可。
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3.解题时要抓住三个关键,明确两项注意。
(1)三个关键
①准确书写化学方程式
②正确计算各相关的量
③格式要规范,步骤要完整
(2)两项注意
①计算时质量的单位要绝对的统一
②化学方程式中的质量均指纯净物的质量(对于有杂质的物质,需先换算出纯净物的质量,然后再代入化学方程式进行计算)
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(二) 坐标图像型
【典题】(2024·菏泽中考)超市卖的纯碱产品中,往往含有少量的NaCl。化学兴趣小组的同学要通过实验来测定某品牌纯碱样品中Na2CO3的质量分数。取12 g纯碱样品放入烧杯中,加水完全溶解,逐滴加入一定溶质质量分数的CaCl2溶液。产生沉淀的质量与加入CaCl2溶液的质量关系如图所示。
(1)完全反应后,生成沉淀的质量为________g。
10
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(2)计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数。(精确到0.1%)
解:设纯碱样品中Na2CO3的质量为x。
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10 g
= x=10.6 g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%≈88.3%。
答:纯碱样品中Na2CO3的质量分数为88.3%。
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[方法点拨]明确坐标图像中横、纵坐标表示的意义,分析图像的起点、拐点和终点的含义。
(1)拐点对应的横坐标在某些情况下需要进行换算才能代入,如溶液质量乘以溶质质量分数得到的质量才能代入。
(2)拐点对应的纵坐标的数值为生成的气体或沉淀的质量,可直接代入。
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(三)表格型
【典题】(2024·兰州中考)兴趣小组同学得知鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,就用它来测定某瓶标签破损的稀盐酸中溶质的质量分数。称取5.5 g干燥的鸡蛋壳(杂质不参加反应)于烧杯中,再将75 g该稀盐酸分3次加入,充分反应后得到实验数据如下:
请计算:
(1)鸡蛋壳中碳酸钙的质量为_______g。
项目 第一次 第二次 第三次
稀盐酸的质量/g 25 25 25
剩余固体的质量/g 3 0.5 0.5
5
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(2)该稀盐酸中溶质的质量分数是多少?(结果精确到0.1%)
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[方法点拨]表格型计算题主要是以表格的形式呈现实验过程中的一系列数据。解题时应注意以下问题:
(1)应明确表格中各栏表示的含义。
(2)比较分析数据的变化(每一次数据什么相同?什么不同?为什么?)。
(3)在变化规律中找出实际参加反应的纯净物的质量,通常用差量法计算相关物质的质量(生成的气体或沉淀的质量),应用差量法的依据是质量守恒定律。
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(四)实验流程型
【典题】(2024·绥化中考)某毕业班同学去制纯碱化工厂实习,对该厂生产的纯碱产生兴趣,于是取10.7 g纯碱样品(含有少量的氯化钠)进行如下探究,完成以下问题。
(1)加入无色酚酞溶液的作用是____________________________。
(2)该样品中碳酸钠的纯度是___________(精确到0.1%)。
检验碳酸钠是否完全反应
99.1%
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(3)将反应后的溶液恒温蒸发6.3 g水,计算所得溶液中氯化钠的质量分数(要写出计算过程,结果精确到0.1%)。
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[方法点拨]实验流程题多数以实物的形式展现实验过程,并提供一些数据或现象等来考查分析推理及运用化学方程式进行相关计算。解题时常采用以下步骤:
(1)审题意:认真审题,找出题中涉及的化学反应。
(2)析数据:比较分析数据的变化(每一次数据什么相同?什么不同?为什么?)。
(3)找纯量:通过分析文字、实物图、图像、表格及相关数据,依据质量守恒定律常采用差量法计算相关物质的质量(生成的气体或沉淀的质量)。
(4)细计算:结合题意和相关公式求算纯度或质量分数等。
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基础巩固练
1.(2024·潍坊中考)戊二醛是一种广谱高效消毒剂,其分子结构如图所示(“—”“ ”
表示原子之间相互连接),下列说法正确的是 ( )
A.戊二醛属于有机物,化学式为C5H8O2
B.戊二醛中氧元素的质量分数最大
C.戊二醛中碳、氢、氧三种元素的质量比为5∶8∶2
D.保持戊二醛化学性质的最小微观粒子是碳原子、氢原子、氧原子
题组演练·提素能
A
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2.已知某CH4和O2的混合气体中,碳元素的质量分数为12%,现取10 g该混合气体
在密闭容器中点燃,充分反应后,生成水的质量为( )
A.1.8 g B.2.4 g
C.3.6 g D.5.4 g
C
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3.(2024·齐齐哈尔中考)蔗糖(化学式为C12H22O11)是红糖、白糖和冰糖的主要成分,
是生活中常用的甜味剂。请根据蔗糖的化学式进行计算:
(1)蔗糖的相对分子质量是_________。
(2)蔗糖中氢元素和氧元素的质量比是__________(写出最简整数比)。
(3)34.2 g蔗糖中含有_________g碳元素。
342
1∶8
14.4
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4.(2024·威海中考)某品牌“发热鞋垫”中发热剂的主要成分为铁粉、活性炭和氯化钠等。为测定其中铁粉的含量,小明同学进行如下实验:取5 g发热剂样品于烧杯中,逐滴加入稀硫酸至不再产生气泡,测得加入稀硫酸的质量为23.4 g,反应后烧杯内剩余物的总质量为28.3 g,计算发热剂中铁粉的质量分数(假设其他成分不与酸反应)。
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5.(2024·河北中考)为测定某稀硫酸中溶质的质量分数,向盛有100 g该稀硫酸的烧杯中,分三次加入一定质量的锌粉,生成气体的质量与加入锌粉质量的关系如图所示。请计算:
(1)m的值为________。
0.4
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(2)该稀硫酸中溶质的质量分数。
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6.(2024·陕西中考)学习小组用一瓶长久放置、标签标示溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液制取氧气,并用如图所示方法测定实验产生氧气的质量。
请完成下列分析及计算:
(1)二氧化锰在反应前后的质量__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)实验产生氧气的质量是________g。
不变
1.6
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(3)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。
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能力提升练
7.CO、CH4O2、C3H8O5的混合物共9.5 g,其中C元素的质量为3 g,则H元素、
O元素的质量分别为 ( )
A.0.3 g、6.2 g B.0.5 g、6 g
C.0.8 g、5.7 g D.0.9 g、5.6 g
B
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8.(2024·牡丹江中考)“信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。——沈括《梦溪笔谈》。兴趣小组根据其中的原理进行了如下实验。向152.8 g硫酸铜溶液中加入铁粉,所得实验数据如图所示。
(1)b点固体的成分是____________(用化学式表示)。
Fe、Cu
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(2)计算恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数。
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9.(2024·甘肃中考改编)生铁一般用于铸造或炼钢。某炼铁厂实验室欲检验某批次的生铁是否合格(含碳量在2%~6.69%为合格)。某校兴趣小组的同学参与这次的检验,设计实验如下:称取生铁样品50 g,把500 g稀硫酸分5次加入样品中,测得实验数据如下表所示(假设生铁中只含铁和碳,碳不与稀硫酸反应):
实验序号 加入稀硫酸的质量/g 剩余固体的质量/g
第1次 100 38.8
第2次 100 27.6
第3次 100 m
第4次 100 5.2
第5次 100 1.5
(1)上表中m的数值是_________。
16.4
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(2)计算该稀硫酸中溶质的质量分数(写出计算的过程)。
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(3)判断这批生铁是否合格(写出计算的过程)。
解:由表格数据可知,剩余固体的质量为生铁中碳的质量,则50 g生铁样品中的含碳量为×100%=3%,由于2%<3%<6.69%,因此这批生铁是合格的。
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10.(2024·达州中考)化学兴趣小组的同学做实验时不慎把稀盐酸洒在实验室的磨石地板上,发现有气泡冒出。查阅资料得知,磨石中含有碳酸钙,同学们用同种磨石进行了如下实验(假设磨石中的其他成分不参与反应,也不溶于水,生成的气体全部逸出)。
请完成下列问题:
(1)生成二氧化碳的质量为________g。
4.4
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(2)计算反应后烧杯内溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
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11.(2024·大庆中考)(1)小铁同学做中和反应实验,若使100.0 g质量分数为3.65%
的盐酸恰好完全反应,则需用托盘天平称量________g NaOH固体。
(2)向200.0 g质量分数为12%的NaOH溶液中通入4.4 g CO2,充分反应后,溶液中
溶质的成分及质量为_____________________________。
4.0
氢氧化钠16 g,碳酸钠10.6 g
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素养拓展练
12.(2024·龙东中考)某化学实验小组为测定碳酸钾和氯化钾的固体混合物组成情况,同学们取20 g固体混合物,加入90 g水使固体混合物全部溶解,再向该溶液中加入111 g溶质质量分数为10%的氯化钙溶液,恰好完全反应形成不饱和溶液。请计算下列问题:
(1)固体混合物中碳酸钾的质量。
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(2)恰好完全反应后所得溶液的溶质质量分数。
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本课结束
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解:由表格数据分析可知,25 g稀盐酸能与2.5 g碳酸钙恰好完全反应。
设参加反应的稀盐酸中溶质的质量为x。
CaCO3 + 2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
2.5 g x = x=1.825 g
该稀盐酸中溶质的质量分数是×100%=7.3%。
答:该稀盐酸中溶质的质量分数是7.3%。
解:设生成NaCl的质量为y。
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
117 44
y 4.4 g
= y=11.7 g
氯化钠的质量分数为
×100%=11.8%,
答:所得溶液中氯化钠的质量分数是11.8%。
解:设发热剂中铁粉的质量为x,铁和稀硫酸反应有氢气生成,生成氢气的质量
=5 g+23.4 g-28.3 g=0.1 g。
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
56 2
x 0.1 g
= x=2.8 g
发热剂中铁粉的质量分数=×100%=56%
答:发热剂中铁粉的质量分数为56%。
解:设稀硫酸质量分数为x。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
98 2
100 g x 0.5 g
= x=24.5%,
答:该稀硫酸中溶质的质量分数为24.5%。
解:设参加反应的过氧化氢的质量为x,
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6 g
= x=3.4 g
则实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数为×100%=3.4%≠5%,
答:实验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。
解:设恰好完全反应时生成硫酸亚铁的质量为x,生成Cu的质量为y。
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
56 152 64
5.6 g x y
= x=15.2 g
= y=6.4 g
恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为×100%=10%。
答:所得溶液中溶质的质量分数为10%。
解:设该稀硫酸中溶质的质量分数为x
Fe + H2SO4===H2↑+FeSO4
56 98
11.2 g 100 g x
= x=19.6%
答:该稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%。
解:设生成4.4 g的二氧化碳需碳酸钙的质量为x,同时生成氯化钙质量为y。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 111 44
x y 4.4 g
= x=10 g;= y=11.1 g;
反应后烧杯内溶液的溶质质量分数=×100%=10%;或反应后
烧杯内溶液的溶质质量分数=×100%=10%。
答:反应后烧杯内溶液的溶质质量分数为10%。
(3)工业上制备NaOH通常采用电解饱和食盐水的方法,具体原理为,某化工厂用该方法制备NaOH,欲制备8吨NaOH,理论上需要多少吨NaCl固体做原料?(配平化学方程式并写出计算过程)
解:设理论上需要NaCl固体的质量为w。
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
117 80
w 8 t
= w=11.7 t
答:欲制备8吨NaOH,理论上需要11.7吨NaCl固体做原料。
解:设固体混合物中碳酸钾的质量为x,则
CaCl2 + K2CO3===CaCO3↓+2KCl
111 138
111 g×10% x
= x=13.8 g
答:固体混合物中碳酸钾的质量为13.8 g。
解:设产生的碳酸钙沉淀的质量为y,则
CaCl2+K2CO3===CaCO3↓+2KCl
111 100
111 g×10% y
= y=10 g
则所得溶液的溶质质量为20 g+111 g×10%-10 g=21.1 g
所得溶液的质量为20 g+90 g+111 g-10 g=211 g
所得溶液的溶质质量分数为×100%=10%
答:恰好完全反应后所得溶液的溶质质量分数为10%。
$$