内容正文:
专题八 计算应用题
一、根据化学方程式计算的一般思路
二、规范解题步骤(以“求24 g镁完全燃烧生成氧化镁的质量”为例)
计算步骤 答题模板
设:根据题意设未知数 解:设24 g镁完全燃烧生成氧化镁的质量为x。
写:正确书写反应的化学方程式
找:找出已知量和未知量的关系 相对原子(或分子)质量×化学计量数 48 80
24 g x
已知量、未知量
列:列出比例式 =
求:求出未知数 x=40 g
答:简明地写出答案 答:24 g镁完全燃烧生成氧化镁的质量为40 g。
三、计算公式
1.有关不纯物质的计算
(1)纯净物的质量=混合物的质量×该纯净物的质量分数
(2)混合物中某物质的质量分数=×100%
2.有关溶液的计算
(1)反应后溶液的质量=反应前各物质的质量总和-生成沉淀的质量-生成气体的质量-不溶物的质量
(2)溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数
(3)溶质的质量分数=×100%=×100%
1.(2024·湖南)老师和同学们在开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动中,选取过氧化氢溶液和二氧化锰,利用供氧器制取氧气。解答下列问题:
(1)根据反应的化学方程式分析,过氧化氢的质量反应后比反应前_____。
(2)现需要制得3.2 g氧气,至少需要多少g溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液(请写出计算过程)。
类型1
文字叙述类
答案
少
解
答
解:设至少需要溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液的质量为x。
68 32
x×5% 3.2 g
= x=136 g
答:至少需要136 g溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液。
2.(2024湖南·长沙一模)实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。现取25 g含碳酸钙的石灰石于烧杯中,加入200 g稀盐酸(石灰石中的杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应),恰好完全反应后烧杯内物质的总质量为216.2 g。请计算:
(1)生成二氧化碳的质量是________g。
(2)稀盐酸中溶质的质量分数。
答案
8.8
解
答
解:设200 g稀盐酸中溶质的质量为x。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
x 8.8 g
= x=14.6 g
稀盐酸中溶质的质量分数为×100%=7.3%
答:稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%。
3.(2024湖南·长沙芙蓉区模拟)往50 g某浓度的Na2SO4溶液中加入BaCl2溶液52.33 g,两者恰好完全反应,过滤,所得滤液质量为100 g。(不考虑实验过程中水的损失)。请计算:
(1)生成沉淀的质量为__________g。
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程)
答案
2.33
解
答
解:设生成氯化钠的质量为x。
Na2SO4+BaCl2 === BaSO4↓+2NaCl
233 117
2.33 g x
= x=1.17 g
反应后所得溶液中溶质的质量分数为×100%=1.17%
答:反应后所得溶液中溶质的质量分数为1.17%。
4.(2024湖南·长沙长郡中学三模)某工厂化验室用15%的氢氧化钠溶液洗涤一定量石油产品中的残余硫酸,共消耗氢氧化钠溶液40 g,洗涤后溶液呈中性。请计算:
(1)该氢氧化钠溶液中溶质的质量为______g。
(2)该一定量石油产品中含H2SO4的质量是多少?
答案
6
解
答
解:设该一定量石油产品中含H2SO4的质量是x。
2NaOH+H2SO4 === Na2SO4+2H2O
80 98
6 g x
= x=7.35 g
答:该一定量石油产品中含H2SO4的质量是7.35 g。
5.(2024湖南·长沙)某小苏打包装袋上标注的碳酸氢钠含量为99%,小丽同学对此产生质疑。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。
(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%)
答案
4.4
解
答
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%<9 9%,所以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。
6.已知赤铁矿石的主要成分为氧化铁。某课外兴趣小组的同学将18 g赤铁矿石样品(杂质既不溶于水,也不参加反应)放入烧杯中,并不断加入稀盐酸,烧杯中固体的质量随加入稀盐酸的质量变化情况如图所示:
(1)该赤铁矿石样品中氧化铁的质量为________g。
(2)计算加入稀盐酸至恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数。(写出计算过程)
类型2
坐标曲线类
答案
16
解
答
解:设生成氯化铁的质量为x。
Fe2O3+6HCl ===2FeCl3+3H2O
160 325
16 g x
= x=32.5 g
加入稀盐酸至恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数为×100% =10%
答:加入稀盐酸至恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数为10%。
7.(2024山东·滨州)黄铜(铜和锌的合金)是一种重要的金属材料,常用于制造轴承、齿轮等机器零件。为回收黄铜中的铜,某化学兴趣小组的同学取黄铜样品粉末32.5 g,放入烧杯中,然后逐渐加入稀硫酸至过量。所加稀硫酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示。
试计算:(1)黄铜样品中铜的质量为________g。
(2)恰好完全反应时,所得溶液的溶质质量分数是多少?
答案
26
解
答
参加反应的锌的质量是32.5 g-26 g=6.5 g。
解:设反应生成硫酸锌的质量是x,反应生成氢气的质量是y。
Zn+H2SO4 ===ZnSO4+H2↑
65 161 2
6.5 g x y
= x=16.1 g
= y=0.2 g
恰好完全反应时,所得溶液的溶质质量分数是×100%=16.1%
答:恰好完全反应时,所得溶液的溶质质量分数是16.1%。
8.实验室有一瓶未知浓度的盐酸。为测定该盐酸中溶质的质量分数,化学兴趣小组向25.0 g盐酸样品中逐滴滴入质量分数为20.0%的氢氧化钠溶液,所得溶液温度与加入氢氧化钠溶液质量的变化关系如图所示。回答下列问题:
(1)氢氧化钠与盐酸反应________(填“放出”或“吸收”)热量。
(2)计算该盐酸中溶质的质量分数(精确到0.1%)。
答案
放出
解
答
解:设25.0 g该盐酸样品中溶质的质量为x。
HCl+NaOH === NaCl+H2O
36.5 40
x 20.0 g×20.0%
= x=3.65 g
盐酸中溶质的质量分数为×100%=14.6%
答:该盐酸中溶质的质量分数为14.6%。
9.(2024·云南)为测定某过氧化氢溶液的溶质质量分数,实验中记录的相关数据如下。
类型3
表格数据类
答案
0.8
请计算:
(1)上表中氧气的质量为__________g。
反应前物质的质量 完全反应后物质的质量
过氧化氢溶液质量 二氧化锰质量 固体与液体混合物质量 氧气质量
34.0 g 0.1 g 33.3 g ________g
解
答
解:设该过氧化氢溶液中溶质的质量为x。
68 32
x 0.8 g
= x=1.7 g
该过氧化氢溶液的溶质质量分数为×100%=5%
答:该过氧化氢溶液的溶质质量分数为5%。
10.(2024湖南·长沙市湘江新区)某同学为了测定黄铜(铜锌合金)中铜的质量分数进行了如下实验:取10 g黄铜粉碎,将100 g过量稀硫酸加入烧杯中发生反应,在反应过程中对烧杯及其中的剩余物进行了五次称量,记录数据如表(已知烧杯的质量为25 g)。
请计算:
(1)表中的“m”为____________g。
(2)黄铜中铜的质量分数是多少?
答案
134.90
反应时间/s 20 40 60 80 100
烧杯及烧杯内所盛物质质量/g 134.95 134.92 134.90 m 134.90
解
答
解:反应生成氢气的质量为10 g+100 g+25 g-134.90 g=0.1 g。
设10 g黄铜中锌的质量为x。
Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.1 g
= x=3.25 g
该样品中铜的质量分数为×100%=67.5%
答:黄铜中铜的质量分数是为67.5%。
11.(2024湖南·衡阳模拟)铜锌合金外观形似黄金,某化学兴趣小组为检测合金的成分,进行了如图所示的实验。(注:铜与稀硫酸不反应,锌与稀硫酸反应的化学方程式为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑)
根据图示数据进行如下计算:
(1)生成氢气的质量为______________。
(2)稀硫酸中溶质的质量分数为多少?(写出计算过程)
类型4
实验操作图
答案
0.2 g
解
答
解:设参加反应的硫酸的质量为x。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
98 2
x 0.2 g
= x=9.8 g
稀硫酸中溶质的质量分数为×100%=19.6%
答:稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%。
12.(2024四川·达州)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。
(2)计算反应后烧杯内溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
答案
4.4
解
答
解:设参加反应的碳酸钙质量为x,生成氯化钙的质量为y。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 111 44
x y 4.4 g
= x=10 g
= y=11.1 g
反应后溶液的质量为10 g+105.4 g-4.4 g=111 g
则反应后烧杯内溶液的溶质质量分数为×100%=10%。
答:反应后烧杯内溶液的溶质质量分数为10%。
13.(2024湖北·武汉)化学项目小组用图1所示装置验证质量守恒定律。点燃红磷前电子天平示数为106.23 g(见图1)。验证质量守恒定律后,待白烟完全沉降取下橡胶塞,片刻后再一起称量,电子天平示数稳定为106.28 g (见图2)。回答下列问题:
图1 图2
(1)仪器甲的名称为__________(填“锥形瓶”或“烧杯”)。
(2)计算参加反应红磷的质量(结果精确到0.01 g)。
答案
锥形瓶
答:参加反应的红磷的质量0.04 g。
解
答
该实验中红磷燃烧消耗氧气,待完全反应后,冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,打开橡胶塞,空气进入装置中,进入装置内空气的质量约等于消耗氧气的质量,则参加反应的氧气质量为106.28 g-106.23 g=0.05 g。
解:设参加反应的红磷的质量为x。
124 160
x 0.05 g
= x≈0.04 g
14.(2024黑龙江·齐齐哈尔)现有氯化钙和氯化钠的固体混合物,进行如下实验:
请计算:
(1)反应生成沉淀的质量是______g。
(2)恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数是多少?(要求写出计算过程)
答案
10
解
答
解:设生成氯化钠的质量为x,原固体混合物中氯化钙的质量为y。
Na2CO3+CaCl2===2NaCl+CaCO3↓
111 117 100
y x 10 g
= x=11.7 g
= y=11.1 g
所得溶液中溶质的质量分数是×100%≈8%
答:所得溶液中溶质的质量分数是8%。
2Mg+O22MgO
2H2O22H2O+O2↑
(2)该过氧化氢溶液的溶质质量分数。(温馨提示:2H2O22H2O+O2↑)
2H2O22H2O+O2↑
4P+5O22P2O5
$$