内容正文:
专题七 化学计算
(二)化学方程式计算及综合计算
1. 解题方法
(1)要认真审题,阅读题干,分析题意,推敲关键词,找到核心反应
的化学方程式;要分析数据来源方式,判断数据获取的依据。
(2)表格题的特点是给出多组数据。解题时,要明确表头(每一行、
每一列表示的意义),横向、纵向对比每一个数据,找出相同与不同及
“差量”,寻找数据变化的规律性,排除干扰,再选取恰好完全反应时
各物质的质量。
(3)图像题的特点通常是将化学实验数据进行简单数学抽象,通过图
像的起点、折点、终点以及点与点之间的连线反映出物质之间的变化,
寻找计算所需的数字信息。
(4)反应后溶液的计算方法:常通过质量守恒定律来求解,还需要考
虑原混合物的成分,杂质是否能溶解。特别注意反应中溶液质量的改
变,如生成气体或沉淀时,注意溶液的质量差。
2. 解题步骤
(1)根据题意找出已知量和未知量,并设未知量,注意未知量不能
带单位;寻找已知量是难点,通常要分析所给表格或图像才能得出
已知量。
(2)根据题意写出化学方程式,注意化学方程式要配平,并标注好气
体符号、沉淀符号和反应条件。
(3)列出已知量和未知量的相对分子(或原子)质量和实际质量,这
一步中一定要认真细致,把相对分子(或原子)质量算清楚,实际质量
要带单位。
(4)列比例式,这一步中实际质量仍然要带单位。
(5)求解作答,求解的过程中要先约分再计算,保证计算的准确性。
类型一 文字叙述型
1. 工业废气中的SO2用氨水吸收,可实现资源化回收利用。
(1)SO2过度排放可能引起的环境问题是 。
(2)实验室模拟废气吸收过程,用氨水充分吸收SO2,发生的反应为
NH3·H2O+SO2 NH4HSO3。若吸收废气中的12.8g SO2并使其完全转化
为NH4HSO3,理论上需要质量分数为14%的氨水(溶质以NH3·H2O计,
其相对分子质量为35)的质量是多少(写出计算过程)?
酸雨
解:设理论上所需质量分数为14%的氨水的质量是x。
NH3·H2O+SO2 NH4HSO3
35 64
x×14% 12.8g
= x=50g
答:理论上需要质量分数为14%的氨水的质量是50g。
类型二 图表型
2. [2024·齐齐哈尔]现有氯化钙和氯化钠的固体混合物,进行如下图所示
实验,请计算下列问题。
(1)反应生成沉淀的质量是 g。
10
(2)恰好完全反应时,所得无色滤液中溶质的质量分数是多少(写出
计算过程)?
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 10g
= x=11.7g
= y=11.1g
则所得溶液的溶质质量分数为:
×100%=8%
答:所得无色滤液中溶质的质量分数是8%。
类型三 图像型
3. [2024·自贡]实验室现有一瓶失去标签的氢氧化钠溶液,某化学课外活
动小组为测定该溶液溶质的质量分数。取该氢氧化钠溶液20g,向其中
滴加质量分数为7.3%的稀盐酸,同时测得其pH变化与加入稀盐酸的质
量关系如图所示。
(1)图中a点时所得溶液中溶质为 (填化学式)。
NaCl
(2)试计算该氢氧化钠溶液溶质的质量分数(写出化学方程式及计算
过程)。
解:设该氢氧化钠溶液溶质的质量分数为x。
NaOH + HCl NaCl+H2O
40 36.5
20g×x 10g×7.3%
= x=4%
答:该氢氧化钠溶液溶质的质量分数为4%。
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。回答下列问题。
(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 (选填“多”或“少”)。
少
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10
(2)现需要制得3.2g氧气,至少需要溶质质量分数为5%的过氧化氢溶
液的质量为多少(写出计算过程)?
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。
2H2O2 2H2O+O2↑
68 32
x×5% 3.2g
= x=136g
答:至少需要溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液的质量为136g。
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2. [2024·绵阳]春耕时节,农民大量采购化肥等农资,假冒伪劣化肥案件
时有发生。为维护农民利益,确保粮食安全,相关部门加大了对化肥等
农资的“盲检”力度。
(1)氮肥、磷肥、钾肥是最主要的化学肥料,它们对植物的主要作用
可以简单记忆为“氮肥壮叶,磷肥壮根,钾肥壮茎”。下列几种化肥:
①NH4NO3;②CO(NH2)2;③KNO3;④KH2PO4;⑤NH4H2PO4。含
氮量最高的是 (填序号),要增强小麦的抗寒、抗旱、抗病虫害
和抗倒伏的能力,宜施用的复合肥料是 (填序号)。
(2)长期施用硫酸铵会使土壤酸化、板结,这时可以使用
来改良酸性土壤。
②
④
熟石灰[Ca
(OH)2]或草木灰(K2CO3)
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(3)某化肥包装袋标签上的部分内容如图。某化学兴趣小组为测定该化肥的含氮量,取15.0g样品配制成溶液,向其中滴加BaCl2溶液至不再产生沉淀为止,过滤、洗涤、干燥、称量,所得沉淀质量为23.3g。通过计算判断该化肥是否合格。(计算结果精确到0.1%)
解:设样品中含(NH4)2SO4的质量为x。
(NH4)2SO4+BaCl2 2NH4Cl+BaSO4↓
132 233
x 23.3g
= x=13.2g
含氮量为:( )×100%≈18.7%
含氮量<20.5%,所以该化肥不合格
答:该化肥不合格。
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3. 航母舰体需要定期除锈维护,为实现对除锈废液(溶质主要成分为
HCl、FeCl3,其他杂质忽略)的综合利用,需测定废液中HCl的质量分
数,取200g废液样品,将300g溶质质量分数相同的NaOH溶液分3次加
入,过滤,称重,相关数据如图所示。回答下列问题:
(1)第3次过滤后,滤液中溶质的成分为 (用化学式
表示)。
NaCl、NaOH
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(2)请计算所用NaOH溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
解:设第二次加入100g NaOH溶液参加反应的氢氧化钠的质量为x。
3NaOH+FeCl3 Fe(OH)3↓+3NaCl
120 107
x 21.4g
= x=24g
所用NaOH溶液溶质的质量分数为:
×100%=24%
答:所用NaOH溶液溶质的质量分数为24%。
(3)废液样品中HCl的质量分数为 (计算结果精确至0.1%)。
5.5%
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4. [2024·绥化]某毕业班同学对制纯碱化工厂中生产的纯碱产生兴
趣,于是取10.7g纯碱样品(含有少量的氯化钠)进行如下探究,回
答以下问题。
(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 (结果精确到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6.3g水,计算所得溶液中氯化钠的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
解:生成CO2的质量为:
10.7g+50g+50g-106.3g=4.4g,
设参加反应的Na2CO3的质量为x,生成NaCl的质量为y。
Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑
106 117 44
x y 4.4g
= x=10.6g
= y=11.7g
所得溶液中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%。
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5. 某化肥厂生产的一种化肥包装袋上的部分说明如图所示。化学兴趣小
组为测定其纯度,做了以下实验(杂质溶于水,且不与硝酸银溶液反
应),请根据如图所示的实验过程和提供的数据进行计算。
(1)过滤后最终所得固体的质量为 g。
28.7
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10
(2)所用硝酸银溶液的溶质质量分数是多少(写出计算过程)?
解:(2)设硝酸银溶液的溶质质量分数是x,氯化铵的质量是y。
AgNO3 + NH4Cl AgCl↓+NH4NO3
170 53.5 143.5
100g×x y 28.7g
= x=34%
= y=10. 7g
答:所用硝酸银溶液的溶质质量分数是34%。
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(3)该化肥是否合格(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)?
解:(3)该化肥的纯度为:
答:该化肥是合格品。
×100%≈95.5%>95%
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6. [2024·临沂]化学兴趣小组利用某钙片(有效成分为碳酸钙,其他成分
不参与反应)进行如下实验:取10片钙片,研碎后放入烧杯中,逐渐加
入稀盐酸,充分反应。实验数据如图所示,请回答下列问题。
(1)完全反应后产生的二氧化碳质量为 g。
(2)10片钙片中含碳酸钙的质量为 g。
4.4
10
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(3)计算所用稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
解:设稀盐酸中溶质的质量为x。
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
x 4.4g
= x=7.3g
稀盐酸的溶质质量分数为:
×100%=7.3%
答:所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
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7. 某品牌炉具清洁剂的有效成分是氢氧化钠,化学兴趣小组的同学为测
定该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量分数,做了如下探究。取10.0g炉具
清洁剂样品于烧杯中,加水稀释,再逐滴加入溶质质量分数为0.73%的
稀盐酸(密度为1.0g/mL),并用玻璃棒不断搅拌(如图①所示)。同
时利用pH传感器测定溶液的pH,反应过程中溶液的pH随加入稀盐酸的
体积变化关系如图②所示。已知:该炉具清洁剂中其他成分不与水、稀
盐酸发生反应。请完成下列问题。
(1)10.0g样品中的氢氧化钠恰好被完全
反应时,加入的稀盐酸的质量是 g。
50
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(2)计算该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量分数(写出计算过程)。
解:设该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量为x。
HCl + NaOH NaCl+H2O
36.5 40
50g×0.73% x
= x=0.4g
该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量分数为:
×100%=4%
答:该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量分数为4%。
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8. 现有碳酸钠和氯化钠的混合物15g,将其放入烧杯中加入100g水,使
其完全溶解。向所得溶液中加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,烧杯
中溶液的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示,请回答下列问题。
(1)B点时烧杯中溶液含有的阳离子是 (填离子符号)。
(2)恰好完全反应时加入稀硫酸的质量为 g。
Na+、H+
100
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(3)混合物中氯化钠的质量是多少(写出计算过程)?
解:生成CO2的质量为:15g+100g+150g-260.6g=4.4g
设混合物中碳酸钠的质量为x。
Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
x 4.4g
= x=10.6g
混合物中氯化钠的质量为:15g-10.6g=4.4g
答:混合物中氯化钠的质量为4.4g。
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10
9. 某化学兴趣小组测定假黄金(铜锌合金)的组成,称取25g假黄
金置于烧杯中,将80g稀硫酸分4次加入,实验数据记录如下表,回
答下列问题。
实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次
稀硫酸的质量/g 20 20 20 20
剩余金属的质量/g 21.75 18.5 15.25 15.25
(1)25g假黄金中锌的质量是 g。
(2)当加入 g稀硫酸时,25g假黄金中的锌恰好完全反应。
9.75
60
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9
10
(3)求第二次实验后所得溶液的溶质质量分数(写出计算过程,结果精确到0.01%)。
解:设第二次实验后所得溶液中溶质的质量为x,生成H2的质量为y。
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
65 161 2
25g-18.5g x y
= x=16.1g
= y=0.2g
第二次实验后所得溶液中溶质的质量分数为:
×100%≈34.77%
答:第二次实验后所得溶液中溶质质量分数为34.77%。
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10. [2024·南充]为测定某食用小苏打(标签如图所示)中NaHCO3的质量
分数,取16.9g样品于烧杯中,分两次加入稀硫酸(该条件下杂质不参
与反应),充分反应。测得实验数据如表所示。
加入稀硫酸的次数 第一次 第二次
加入稀硫酸的质量/g 50.0 50.0
生成气体的质量/g 5.0 3.8
(1)两次加稀硫酸后,生成二氧化碳的总质量是 g。
8.8
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10
(2)通过计算说明样品中NaHCO3含量与标签是否相符(写出计算过
程,结果精确到0.1%)。(反应的化学方程式为:2NaHCO3+
H2SO4 Na2SO4+2H2O+2CO2↑)
解:设样品中碳酸氢钠的质量为x。
2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4+2H2O+2CO2↑
168 88
x 8.8g
= x=16.8g
样品中碳酸氢钠的质量分数:
×100%≈99.4%>99%
答:样品中碳酸氢钠含量与标签相符。
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$$