内容正文:
题型04 综合计算题
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
中考新考法:梳理中考出现的新题型、新考法试题。
新题特训:选用最新的优秀试题,巩固考点复习效果。
课标要求
考点
频次
考向
综合计算题是广东中考化学省卷必考的热点题,主要考点:考查溶质质量分数的计算、物质的纯度、反应物沉淀的质量、生成气体的质量计算等。
综合计算题
5年5考
考向一 涉及金属冶炼的计算
考向二 实验室制取氧气的计算
考向三 计算制备金属化合物的质量
题型 综合计算题
►考向一 涉及金属冶炼的计算
1.(2024·广东·中考真题)科研人员提出一种回收利用铝冶炼产生的废渣赤泥(含Fe2O3)的新方法,助力产业逐“绿”前行。应用新方法从赤泥中提取铁的装置示意图如图1所示。
(1)Fe2O3中铁元素的化合价是 ,铁、氧元素的质量比为 。
(2)应用新方法从赤泥中提取铁发生反应的化学方程式:3H2+Fe2O33H2O+2Fe。
i.以该方法处理某赤泥样品的实验数据如图2所示。据图计算,反应从开始至10分钟,提取铁的质量为 g。
ii.我国每年产生赤泥约9000万吨,假设赤泥中Fe2O3的质量分数为30%,用新方法处理9000万吨赤泥,理论上可提取铁 万吨(写出计算过程)。
iii.传统方法通常使用CO还原Fe2O3,新方法能使产业更加绿色环保的原因是 (写一种)。
►考向二 实验室制取氧气的计算
2.(2024·广东深圳·中考真题)中国天宫空间站三名航天员每日需要,固体燃料氧气发生器制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠();点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,受热分解为NaCl和。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 ;
(2)三名航天员4天所需共9.6kg,则理论上至少需要加热分解的质量为多少?(的相对分子质量为106.5,列出化学方程式写出完整过程计算)
(3)①加热和混合物制取的化学方程式 ;
②在一定条件下,制取相同质量的,则加热分解 (选填/)所需质量更少。
►考向三 计算制备金属化合物的质量
3.(2023·广东·中考真题)羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如图所示。
(1)Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比为 。
(2)反应1的化学方程式为 。用100 kg含铁96%的海绵铁,理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少?(写出计算过程)
(3)反应2的化学方程式为 。196kgFe(CO)5分解生成基铁粉的质量随时间的变化如下图所示。在t1时,剩余 kg Fe(CO)5未分解;在 时Fe(CO)5恰好完全分解。
(4)制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是 。
1.(新情景·实验探究结合计算)(2023·广东深圳·中考真题)定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
(1)铝和氧气生成致密的 。
(2)打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应,出现的反应现象: 。
(3)如图是探究白磷燃烧条件的图像:
从图中得知白磷燃烧的条件是 。
(4)某同学向相同体积的5%H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,现象如下表:
催化剂
现象
MnO2
有大量气泡
Fe2O3
少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示: 。
(5)某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时,反应生成气体的质量与时间的关系如图所示,求反应90s时消耗H2O2的质量。(写出计算过程)
2.(新情景·工艺流程结合计算)(2022·广东·中考真题)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是 (写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素 g(产品中只含三种元素)。
1.(2024·广东惠州·一模)定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
(1)铝和氧气生成致密的 (填化学式)。
(2)打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应,出现的反应现象是: ,溶液颜色由蓝色变为无色。实验结果说明金属铝的活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。
(3)某同学向相同体积的5%H2O2溶液中分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,现象如下表:
催化剂
现象
MnO2
有大量气泡
Fe2O3
少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示: 。
(4)某同学在溶液中加入MnO2做催化剂时,反应生成气体的质量与时间的关系如图所示,求反应90s时消耗H2O2的质量。(写出计算过程)
2.(2024·广东肇庆·一模)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效水处理剂。下图是制备K2FeO4的流程(已知:K2FeO4在中性和酸性条件下易分解):
(1)K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构,推测其具有的性质是 。
(2)K2FeO4应保存在 (选填“酸”、“中”或“碱”)性环境,防止其分解。
(3)Na2FeO4中铁、氧元素的质量比为 。
(4)操作X是 。
(5)Na2FeO4与KOH发生的是复分解反应(Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH)。求制取19.8g K2FeO4需要KOH的质量。(写出计算过程)
3.(2024·广东·一模)二氯化锡(SnCl2)是一种重要的电镀原料,又称氯化亚锡.某种锡块中(主要成分为锡)含有杂质铜(Cu)、铅(Pb)等金属,由该种锡块制备二氯化锡的工艺流程如图所示。
(1)上述金属中,只有一种金属排在活动性顺序表中氢的后面,它是 (写化学式)。铅与盐酸反应(反应后铅显+2价)的化学方程式为 。
(2)现有该种锡块100吨,其中含有锡的质量分数为83.3%,若不考虑锡的损失,至少可以制备二氯化锡多少吨?(写出计算过程)
(3)在实际生产过程中得到锡的质量比上述计算值大,其原因可能是 。
4.(2024·广东茂名·一模)二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组用废旧电池炭包制备纯MnO2制备流程如图所示。
已知:①焙烧MnCO3制取MnO2的化学方程式为2MnCO3+O22CO2+2MnO2。
②Mn相对原子质量为55。
请回答下列问题:
(1)加入Na2CO3溶液后发生反应的基本反应类型为 ;过滤Ⅱ得到的滤液中属于盐的成分有 ;过滤Ⅱ后洗涤滤渣,证明滤渣已洗净的方法:向最后一次洗涤液中滴加几滴 (填化学式)溶液,若无沉淀或浑浊,则说明滤渣已洗净。
(2)试根据化学方程式计算:通过焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是多少?(请写出计算过程)
(3)焙烧MnCO3的过程中,固体产物的质量和成分随温度的变化如下图所示,则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应温度不高于 ℃,若把焙烧46.0g MnCO3温度控制在600℃,充分反应后的固体产物质量为 g。(保留一位小数)
5.(2024·广东中山·一模)为测定某黄铜(铜锌合金)中锌的含量,某化学小组取50g该黄铜样品加入烧杯中,再分五次向其中加入等量的稀硫酸,测得相关数据如下:
实验
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
累计加入稀硫酸的质量/g
50
100
150
200
250
产生氢气的累计质量/g
0.1
x
0.3
0.4
0.4
(1)表中x的值为 。
(2)硫酸(H2SO4)中硫、氧元素的质量比为 。
(3)计算稀硫酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
(4)请在图坐标中画出:实验过程中产生氢气的质量与加入250g稀硫酸的质量关系图。
6.(2024·广东清远·一模)同学们从山上采集到一种石灰石,他们取80克该样品进行煅烧实验(所含杂质在煅烧过程中不发生变化),测得反应后固体的质量(m)与反应时间(t)的关系如表:
反应时间
反应后固体的质量
80
75
70
66
62
58
58
请回答下列问题:
(1)当石灰石完全反应后,生成的质量为 g;
(2)求该石灰石中的质量分数,写出计算过程。
(3)请在如图坐标图中,画出煅烧时生成气体的质量(m)随时间(t)变化的曲线。
7.(2024·广东揭阳·一模)向盛有100g浓度为12%的氢氧化钠溶液中滴加160g稀盐酸,恰好完全反应。
(1)计算100g浓度为12%的氢氧化钠溶液中溶质质量为 g。
(2)求反应后所得氯化钠溶液中溶质质量分数。(写出计算过程)
(3)取100g质量分数为13.5%的NaCl溶液,温度保持60℃,蒸发水分至NaCl完全析出,在图中画出析出NaCl的质量与蒸发出水质量的关系(已知60℃时NaCl的溶解度约为37g)。
8.(2024·广东汕头·一模)纳米氧化亚铜(Cu2O)有优越的光催化性能被应用于废水处理,同时是制备传感器和高温超导材料。烧结法制备纳米氧化亚铜是以纯铜粉为原料,工艺流程如下:
(1)Cu2O中铜、氧元素的质量比为 。
(2)反应①是在氧气中进行灼烧,其反应的化学方程式为 。
(3)反应②是在密闭条件下进行烧结,反应的化学方程式为 CuO+CuCu2O。制备80kg含Cu2O 90%的纳米氧化亚铜,理论上需要CuO的质量是多少?(写出计算过程)
(4)经检测,80kg产品中含氧元素12%,则其中含CuO的质量 kg、Cu的质量 kg。
9.(2024·广东韶关·一模)纳米铁粉具有易燃、无污染的特性,是一种极具实际应用价值和发展前景的新型燃料。制备纳米铁粉的其中一种流程如1图所示。
反应1:FeSO4+H2C2O4(草酸) FeC2O4↓(草酸亚铁)+H2SO4
反应2:FeC2O4Fe+2X↑
(1)反应1过滤后的废液可以用 (填化学式)进行处理后排放。
(2)若制取2.88g的草酸亚铁,理论上需要10%的草酸溶液的质量是多少? (写出计算过程)
(3)将上述草酸亚铁置于玻璃管内,使其在700℃发生分解反应,化学方程式如反应2,则反应2中X为 (填化学式)。管内固体质量随加热时间变化情况如2图所示,在 时,草酸亚铁恰好完全分解。
10.(2024·广东深圳·二模)在学习“金属的化学性质”一课中,小深同学做了如下实验:
(1)产生的质量为 g。
(2)依据化学方程式,求稀硫酸中溶质的质量分数。(写出计算过程)
(3)小深同学探究其他金属与酸的反应。用2g金属与10g稀硫酸进行实验,并记录收集到时所需要的时间,如下表:
编号
稀硫酸浓度
金属
时间/s
备注
①
5%
镁粉
60
镁条和铁片表面积相同
②
5%
镁条
102
③
5%
铁片
120
④
10%
铁片
110
【分析】比较不同金属与酸反应的速率,选择的实验编号是 ;
【结论】影响金属与稀硫酸反应速率的因素有:金属种类、金属表面积、 (写一条)。
11.(2024·广东深圳·模拟预测)某化工厂排放的废水中含有H2SO4和CuSO4两种污染物。为测定废水中两种污染物的含量,给该化工厂提供污水处理的参考,某化学小组进行了以下实验:取该废水100g,向其中加入溶质质量分数为10%的NaOH溶液,测得生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图所示:
回答下列问题:
(1)刚开始不产生沉淀的原因是(用化学方程式表示) 。
(2)A点的横坐标为 ;A点溶液中溶解的物质有 (填化学式)。
(3)当加入氢氧化钠溶液质量大于100克时,沉淀质量不再增加的原因是
(4)100g废水中含CuSO4的质量为多少克?(写出计算过程)
12.(2024·广东·二模)化学小组参与“铅蓄废电池中硫酸回收”的研学项目,回收时需要测定电池废液中硫酸的质量分数。向装有50g废液的锥形瓶中加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液,并充分搅拌,利用温度传感器等电子设备采集信息并绘制成下图,请据图回答相关问题。(杂可溶但不参加反应)
(1)该反应是 (选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)恰好完全反应时,溶液的温度为 ℃。
(3)计算废液中硫酸的质量分数 。(写出计算过程)
(4)配制上述实验所用的氢氧化钠溶液。
①氢氧化钠固体应放在玻璃器皿中称量的原因是 ;
②用量筒量水时仰视读数,会导致测定废液中硫酸的质量分数结果 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
13.(2024·河源紫金县·一模)自然界中的铜元素存在于多种矿石中,如黄铜矿、辉铜矿等,均可作为工业炼铜的原料。
(1)由铜可以制得胆矾(),用胆矾配制质量分数为16%的溶液,用托盘天平称取胆矾的质量为 g。
(2)样品受热脱水及分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示,存在的最高温度为 ℃;1000℃时生成一种氧化物e,其化学式为 。
(3)工业上以辉铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。火法炼铜的反应原理可以简单表示为:,取10t含64%的辉铜矿,理论上可最多生产出多少吨铜?(写出计算过程)
14.(2024·广东河源·一模)以FeSO4·7H2O为原料制备铁红(Fe2O3),其中中间产物Fe(OH)3固体煅烧制得Fe2O3的反应如下:。
(1)如图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响。煅烧的最佳温度为 。
(2)用该方法制备Fe2O3,将127t的Fe(OH)3在一定温度下煅烧一段时间后,冷却至室温,得到固体质量为100t,求反应后固体中Fe2O3的质量分数(写出计算过程) 。
(3)工业上若将题(2)中的Fe2O3与适量的稀硫酸恰好完全反应,所得的溶质再与足量的NaOH溶液反应,理论上最终所得沉淀中的含铁元素的质量为 t。
15.(2024·广东江门·一模)如表是碳酸钙D3片标签的部分信息。化学社团为测定该药片中碳酸钙的量是否与标签相符,进行实验:取8片药片,盐碎后逐渐加入质量分数为7.3%的稀盐酸,充分反应。实验相关数据如图所示(假设其他成分不参加反应)。
碳酸钙D3片
【成分】碳酸钙、维生素D3、辅料
【规格】每片含碳酸钙1.25g
【用法】口服,嚼食
【用量】每日一次,一次一片
【贮藏】室温密封保存
(1)配制7.3%的稀盐酸,量取时需用到胶头滴管和 (填一种仪器)。
(2)恰好完全反应时消耗稀盐酸的质量为 g。
(3)计算每片药片中碳酸钙的质量,并判断是否与标签相符(写出计算过程)。
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题型04 综合计算题
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
中考新考法:梳理中考出现的新题型、新考法试题。
新题特训:选用最新的优秀试题,巩固考点复习效果。
课标要求
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综合计算题是广东中考化学省卷必考的热点题,主要考点:考查溶质质量分数的计算、物质的纯度、反应物沉淀的质量、生成气体的质量计算等。
综合计算题
5年5考
考向一 涉及金属冶炼的计算
考向二 实验室制取氧气的计算
考向三 计算制备金属化合物的质量
题型 综合计算题
►考向一 涉及金属冶炼的计算
1.(2024·广东·中考真题)科研人员提出一种回收利用铝冶炼产生的废渣赤泥(含Fe2O3)的新方法,助力产业逐“绿”前行。应用新方法从赤泥中提取铁的装置示意图如图1所示。
(1)Fe2O3中铁元素的化合价是 ,铁、氧元素的质量比为 。
(2)应用新方法从赤泥中提取铁发生反应的化学方程式:3H2+Fe2O33H2O+2Fe。
i.以该方法处理某赤泥样品的实验数据如图2所示。据图计算,反应从开始至10分钟,提取铁的质量为 g。
ii.我国每年产生赤泥约9000万吨,假设赤泥中Fe2O3的质量分数为30%,用新方法处理9000万吨赤泥,理论上可提取铁 万吨(写出计算过程)。
iii.传统方法通常使用CO还原Fe2O3,新方法能使产业更加绿色环保的原因是 (写一种)。
【答案】(1)+3 7:3
(2)2.58 解:设理论上可提取铁的质量为x,
x=1890万吨
答:理论上可提取铁1890万吨。 新方法产物是水,对环境无污染(合理即可)
【解析】(1)Fe2O3中氧元素显-2价,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,则铁元素的化合价是+3价;铁、氧元素的质量比为(56×2):(16×3)=7:3;
(2)i、0分钟时,铁的质量为15.0g×28.0%=4.2g;10分钟时,铁的质量为9.0g×18.0%=1.62g;故反应从开始至10分钟,提取铁的质量为4.2g-1.62g=2.58g;
ii、见答案;
iii、传统方法通常使用CO还原Fe2O3,新方法用氢气在一定条件下还原氧化铁,生成铁和水,能使产业更加绿色环保的原因是氢气还原氧化铁产物为水,对环境无污染。
►考向二 实验室制取氧气的计算
2.(2024·广东深圳·中考真题)中国天宫空间站三名航天员每日需要,固体燃料氧气发生器制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠();点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,受热分解为NaCl和。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 ;
(2)三名航天员4天所需共9.6kg,则理论上至少需要加热分解的质量为多少?(的相对分子质量为106.5,列出化学方程式写出完整过程计算)
(3)①加热和混合物制取的化学方程式 ;
②在一定条件下,制取相同质量的,则加热分解 (选填/)所需质量更少。
【答案】(1)铁粉的剧烈燃烧
(2)解:设理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为x
答:理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为21.3kg。
(3) NaClO3
【解析】(1)根据题目信息,点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,NaClO3受热分解为NaCl和O2,所以氯酸钠受热分解所需的能量来自于铁粉的剧烈燃烧。
(2)NaClO3受热分解为NaCl和O2,化学方程式为,O2的质量(9.6kg)为已知量,据此可通过化学方程式计算出所需NaClO3的质量,详见答案。
(3)①加热KClO3和MnO2混合物生成KCl、O2,化学方程式为:。
②根据化学方程式,每213份质量的NaClO3能分解产生96份质量的O2,根据化学方程式,每245份质量的KClO3能分解产生96份质量的O2,则制取相同质量的O2,则加热分解NaClO3所需质量更少。
►考向三 计算制备金属化合物的质量
3.(2023·广东·中考真题)羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如图所示。
(1)Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比为 。
(2)反应1的化学方程式为 。用100 kg含铁96%的海绵铁,理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少?(写出计算过程)
(3)反应2的化学方程式为 。196kgFe(CO)5分解生成基铁粉的质量随时间的变化如下图所示。在t1时,剩余 kg Fe(CO)5未分解;在 时Fe(CO)5恰好完全分解。
(4)制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是 。
【答案】(1)3:4
(2)设理论上可制备Fe(CO)5的质量为x
答:理论上可制备Fe(CO)5的质量是336kg。
(3)98 t3
(4)CO/一氧化碳
【解析】(1)Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比=(12×5):(16×5)=3:4。
(2)见答案。
(3)由图可知,t1时生成羰基铁粉的质量为28kg,设t1时,反应的Fe(CO)5质量为y
则还未分解的Fe(CO)5质量为196kg-98kg=98kg。由图可知,在t3时,羰基铁粉质量不再增加,Fe(CO)5恰好完全分解。
(4)由反应的化学方程式可知,CO既是反应物又是生成物,则制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是CO。
1.(新情景·实验探究结合计算)(2023·广东深圳·中考真题)定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
(1)铝和氧气生成致密的 。
(2)打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应,出现的反应现象: 。
(3)如图是探究白磷燃烧条件的图像:
从图中得知白磷燃烧的条件是 。
(4)某同学向相同体积的5%H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,现象如下表:
催化剂
现象
MnO2
有大量气泡
Fe2O3
少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示: 。
(5)某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时,反应生成气体的质量与时间的关系如图所示,求反应90s时消耗H2O2的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)氧化铝/Al2O3
(2)铝丝表面有红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色
(3)与氧气接触
(4)二氧化锰的催化效果比氧化铁好(合理即可)
(5)解:由图可知,反应90s时,生成氧气的质量为1.60g,设消耗过氧化氢的质量为x,
答:反应90s时消耗H2O2的质量为3.4g。
【解析】(1)铝和氧气生成致密的氧化铝保护膜;
(2)打磨后的铝丝放入硫铜溶液中,铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,出现的反应现象为铝丝表面有红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色;
(3)左边白磷与氧气接触、温度达到白磷的着火点,可以燃,右边白磷没有与氧气接触、温度达到白磷的着火点,不能燃烧,二者对比,说明白磷燃烧的条件是与氧气接触;
(4)向相同体积的5%H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,加入二氧化锰的产生大量气泡,加入氧化铁的产生少量气泡,根据气泡生成多少,说明二氧化锰的催化效果比氧化铁好(合理即可);
(5)见答案。
2.(新情景·工艺流程结合计算)(2022·广东·中考真题)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是 (写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素 g(产品中只含三种元素)。
【答案】(1)强
(2)FeSO4
(3)解:1000g铁铜双金属粉末中铜的质量为1000g×19.2%=192g,设需还原铁粉的质量为x;
答:需还原铁粉的质量为168g;
(4)804
【解析】(1)“搅拌”时铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,是利用了铁的金属活动性比铜的强,故填:强;
(2)由流程图可知,最终产品是铁铜双金属粉末,说明加入的铁粉过量,则“过滤”后滤液的主要成分是硫酸亚铁,故填:FeSO4;
(3)见答案;
(4)产品中只含有铁、铜、氧三种元素,若是含铜的氧化物,则铁元素的质量最少,要使铁元素的质量最大,混合物中只能是铁的氧化物,根据质量守恒定律,铁铜双金属粉末产品中铁元素的质量最多为1000g-192g-1000g×0.4%=804g,故填:804。
1.(2024·广东惠州·一模)定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
(1)铝和氧气生成致密的 (填化学式)。
(2)打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应,出现的反应现象是: ,溶液颜色由蓝色变为无色。实验结果说明金属铝的活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。
(3)某同学向相同体积的5%H2O2溶液中分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,现象如下表:
催化剂
现象
MnO2
有大量气泡
Fe2O3
少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示: 。
(4)某同学在溶液中加入MnO2做催化剂时,反应生成气体的质量与时间的关系如图所示,求反应90s时消耗H2O2的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)Al2O3
(2)铝丝表面有红色物质生成 强
(3)其它条件相同时,二氧化锰的催化效果比氧化铁好
(4)解:由图可知反应90s时,产生氧气的质量为1.60g,
设消耗H2O2的质量为x。
解得:x=3.40g
答:反应90s时消耗H2O2的质量为3.40g。
【解析】(1)铝可以与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,防止铝进一步被腐蚀,故填:Al2O3;
(2)将打磨后的铝丝插入硫酸铜溶液中,铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,可观察到铝丝表面有红色物质生成,溶液由蓝色逐渐变为无色,说明金属活动性:铝强于铜,故填:铝丝表面有红色物质生成;强;
(3)根据表中现象可知,向相同体积的5%H2O2溶液中分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,加入二氧化锰的溶液中产生的气泡更多,说明其催化效果比氧化铁好,故填:其他条件相同时,二氧化锰的催化效果比氧化铁好;
(4)详见答案。
2.(2024·广东肇庆·一模)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效水处理剂。下图是制备K2FeO4的流程(已知:K2FeO4在中性和酸性条件下易分解):
(1)K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构,推测其具有的性质是 。
(2)K2FeO4应保存在 (选填“酸”、“中”或“碱”)性环境,防止其分解。
(3)Na2FeO4中铁、氧元素的质量比为 。
(4)操作X是 。
(5)Na2FeO4与KOH发生的是复分解反应(Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH)。求制取19.8g K2FeO4需要KOH的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)吸附性
(2)碱
(3)7:8
(4)过滤
(5)解:设需要KOH的质量为x。
x=11.2g
答:需要KOH的质量为11.2g。
【解析】(1)由K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构,可知其具有吸附性,能吸附水中色素和异味;
(2)已知:K2FeO4在中性和酸性条件下易分解,故应保存在碱性环境中;
(3)Na2FeO4中铁、氧元素的质量比为56:(16×4)=7:8;
(4)操作X将固体和液体分离开,应为过滤;
(5)见答案。
3.(2024·广东·一模)二氯化锡(SnCl2)是一种重要的电镀原料,又称氯化亚锡.某种锡块中(主要成分为锡)含有杂质铜(Cu)、铅(Pb)等金属,由该种锡块制备二氯化锡的工艺流程如图所示。
(1)上述金属中,只有一种金属排在活动性顺序表中氢的后面,它是 (写化学式)。铅与盐酸反应(反应后铅显+2价)的化学方程式为 。
(2)现有该种锡块100吨,其中含有锡的质量分数为83.3%,若不考虑锡的损失,至少可以制备二氯化锡多少吨?(写出计算过程)
(3)在实际生产过程中得到锡的质量比上述计算值大,其原因可能是 。
【答案】(1)Cu
(2)解:设至少可以制备的SnCl2的质量为x。
x=133t
答:至少可以制备二氯化锡133吨。
(3)在反应II中引入了锡
【解析】(1)根据金属活动性顺序,上述金属中,只有铜(Cu)排在活动性顺序表中氢的后面;
铅与盐酸反应(反应后铅显+2价)生成氯化铅和氢气,化学方程式为:;
(2)见答案;
(3)在实际生产过程中得到锡的质量比上述计算值大,其原因可能是反应Ⅱ中加入了锡。
4.(2024·广东茂名·一模)二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组用废旧电池炭包制备纯MnO2制备流程如图所示。
已知:①焙烧MnCO3制取MnO2的化学方程式为2MnCO3+O22CO2+2MnO2。
②Mn相对原子质量为55。
请回答下列问题:
(1)加入Na2CO3溶液后发生反应的基本反应类型为 ;过滤Ⅱ得到的滤液中属于盐的成分有 ;过滤Ⅱ后洗涤滤渣,证明滤渣已洗净的方法:向最后一次洗涤液中滴加几滴 (填化学式)溶液,若无沉淀或浑浊,则说明滤渣已洗净。
(2)试根据化学方程式计算:通过焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是多少?(请写出计算过程)
(3)焙烧MnCO3的过程中,固体产物的质量和成分随温度的变化如下图所示,则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应温度不高于 ℃,若把焙烧46.0g MnCO3温度控制在600℃,充分反应后的固体产物质量为 g。(保留一位小数)
【答案】(1)复分解反应 硫酸钠/Na2SO4 BaCl2
(2)解:设设焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是x,
x=46g
答:通过焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是46g。
(3)300 31.6
【解析】(1)加入Na2CO3溶液后,碳酸钠和硫酸锰反应生成碳酸锰沉淀和硫酸钠,发生反应的化学方程式为:Na2CO3+MnSO4=Na2SO4+MnCO3↓,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,所属的基本反应类型为复分解反应;
过滤Ⅱ得到的滤液中属于盐的成分有Na2SO4;过滤II后洗涤滤渣,证明滤渣已洗净,即为验证最后一次洗涤液中不含有硫酸钠,方法为:取最后一次洗涤液于试管中,滴加氯化钡(BaCl2)溶液,不产生沉淀,说明溶液中不含有硫酸钠,则滤渣已洗净;
(2)见答案;
(3)根据图示可知,当温度为300℃时,固体全部为MnO2,但固体高于300℃时,固体变为其他,故焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应温度不高于300℃;
46.0gMnCO3中锰元素的质量为46.0g××100%=22g;若把焙烧46.0gMnCO3温度控制在600℃,得到Mn2O3固体,设Mn2O3固体的质量为x,根据锰元素质量守恒,则有:x××100%=22g,解得x=31.6g。
5.(2024·广东中山·一模)为测定某黄铜(铜锌合金)中锌的含量,某化学小组取50g该黄铜样品加入烧杯中,再分五次向其中加入等量的稀硫酸,测得相关数据如下:
实验
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
累计加入稀硫酸的质量/g
50
100
150
200
250
产生氢气的累计质量/g
0.1
x
0.3
0.4
0.4
(1)表中x的值为 。
(2)硫酸(H2SO4)中硫、氧元素的质量比为 。
(3)计算稀硫酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
(4)请在图坐标中画出:实验过程中产生氢气的质量与加入250g稀硫酸的质量关系图。
【答案】(1)0.2
(2)1:2
(3)解:设稀硫酸中H2SO4的质量为x。
答:稀硫酸溶质的质量分数为9.8%。
(4)
【解析】(1)根据第一次、第三次、第四次可以看出,每50g稀硫酸对应0.1g氢气,所以可以确定x=0.2;
(2)硫酸(H2SO4)中硫、氧元素的质量比为:(32×1):(16×4)=1:2;
(3)过程见答案;
(4)实验过程中产生氢气的质量与加入250g稀硫酸的质量关系图为:
6.(2024·广东清远·一模)同学们从山上采集到一种石灰石,他们取80克该样品进行煅烧实验(所含杂质在煅烧过程中不发生变化),测得反应后固体的质量(m)与反应时间(t)的关系如表:
反应时间
反应后固体的质量
80
75
70
66
62
58
58
请回答下列问题:
(1)当石灰石完全反应后,生成的质量为 g;
(2)求该石灰石中的质量分数,写出计算过程。
(3)请在如图坐标图中,画出煅烧时生成气体的质量(m)随时间(t)变化的曲线。
【答案】(1)22
(2)设该石灰石中CaCO3的质量为
则该石灰石中CaCO3的质量分数为:
答:该石灰石中CaCO3的质量分数为62.5%。
(3)
【解析】(1)由表中数据可知,反应到t5时反应后固体的质量不再减少,即t5时石灰石中碳酸钙完全反应,减小的质量就是生成的二氧化碳的质量为80g-58g=22g;
(2)解析见答案;
(3)由表中的数据可知,t1、t2、t3、t4、t5时生成的二氧化碳的质量分别是5g、5g、4g、4g、4g。煅烧时生成气体的质量(m)随时间(t)变化的曲线如下:。
7.(2024·广东揭阳·一模)向盛有100g浓度为12%的氢氧化钠溶液中滴加160g稀盐酸,恰好完全反应。
(1)计算100g浓度为12%的氢氧化钠溶液中溶质质量为 g。
(2)求反应后所得氯化钠溶液中溶质质量分数。(写出计算过程)
(3)取100g质量分数为13.5%的NaCl溶液,温度保持60℃,蒸发水分至NaCl完全析出,在图中画出析出NaCl的质量与蒸发出水质量的关系(已知60℃时NaCl的溶解度约为37g)。
【答案】(1)12
(2)解:设设反应后生成氯化钠的质量为x, x=17.55g则反应后所得氯化钠溶液中溶质质量分数为:×100%=6.75%,答:反应后所得氯化钠溶液中溶质质量分数为6.75%。
(3)
【解析】(1)100g浓度为12%的氢氧化钠溶液中溶质质量为:100g×12%=12g;
(2)见答案;
(3)100g质量分数为13.5%的NaCl溶液中NaCl的质量为:100g×13.5%=13.5g,水的质量为:100g-13.5g=86.5g;60℃时NaCl的溶解度约为37g,设60℃时,13.5gNaCl达到饱和需要水的质量为x,则有,解得x≈36.5g,即蒸发86.5g-36.5g=50g水后达到饱和,再继续蒸发水开始析出晶体,当蒸发水的质量为86.5g时得到13.5gNaCl固体,所以析出NaCl的质量与蒸发出水质量的关系如图所示: 。
8.(2024·广东汕头·一模)纳米氧化亚铜(Cu2O)有优越的光催化性能被应用于废水处理,同时是制备传感器和高温超导材料。烧结法制备纳米氧化亚铜是以纯铜粉为原料,工艺流程如下:
(1)Cu2O中铜、氧元素的质量比为 。
(2)反应①是在氧气中进行灼烧,其反应的化学方程式为 。
(3)反应②是在密闭条件下进行烧结,反应的化学方程式为 CuO+CuCu2O。制备80kg含Cu2O 90%的纳米氧化亚铜,理论上需要CuO的质量是多少?(写出计算过程)
(4)经检测,80kg产品中含氧元素12%,则其中含CuO的质量 kg、Cu的质量 kg。
【答案】(1)128:16(或8:1)
(2)2Cu+O22CuO
(3)解:设需要CuO的质量为x。
=
x=40kg
答:理论上需要CuO的质量40kg。
(4)8 0
【解析】(1)Cu₂O 中铜、氧元素的质量比为:(64×2):16=128:16=8:1;
(2)根据流程可知,反应①是在氧气中进行灼烧生成氧化铜,反应的化学方程式为:2Cu+O22CuO;
(3)见答案;
(4)80kg含Cu2O 90%的纳米氧化亚铜中氧元素质量=;氧化铜中氧元素质量=80kg×12%-8kg=1.6kg;则氧化铜质量=;样品中铜的质量=80kg-72kg-8kg=0。
9.(2024·广东韶关·一模)纳米铁粉具有易燃、无污染的特性,是一种极具实际应用价值和发展前景的新型燃料。制备纳米铁粉的其中一种流程如1图所示。
反应1:FeSO4+H2C2O4(草酸) FeC2O4↓(草酸亚铁)+H2SO4
反应2:FeC2O4Fe+2X↑
(1)反应1过滤后的废液可以用 (填化学式)进行处理后排放。
(2)若制取2.88g的草酸亚铁,理论上需要10%的草酸溶液的质量是多少? (写出计算过程)
(3)将上述草酸亚铁置于玻璃管内,使其在700℃发生分解反应,化学方程式如反应2,则反应2中X为 (填化学式)。管内固体质量随加热时间变化情况如2图所示,在 时,草酸亚铁恰好完全分解。
【答案】(1)Ca(OH)2(或CaO)
(2)解:设需要草酸(H2C2O4)的质量为x。
所需草酸溶液的质量为:=l8g
答:理论上需要10%的草酸溶液18g;
(3)CO2 t3
【解析】(1)根据反应1可知,过滤后的废液中含有硫酸,显酸性,常用酸碱中和来处理废液中的酸性物质,因此选择碱性物质,从经济的角度常用熟石灰处理废液中的酸,化学式为:Ca(OH)2;
(2)见答案;
(3)反应2中反应前铁、碳、氧原子个分别为1、2、4,反应后,除2X外,只含有1个铁原子,故2X中含有2个碳和4个氧原子,故X为二氧化碳,化学式为:CO2;
由2图可知,当加热时间到t3后固体质量不再减轻,所以此时草酸亚铁恰好完全分解,故填:t3。
10.(2024·广东深圳·二模)在学习“金属的化学性质”一课中,小深同学做了如下实验:
(1)产生的质量为 g。
(2)依据化学方程式,求稀硫酸中溶质的质量分数。(写出计算过程)
(3)小深同学探究其他金属与酸的反应。用2g金属与10g稀硫酸进行实验,并记录收集到时所需要的时间,如下表:
编号
稀硫酸浓度
金属
时间/s
备注
①
5%
镁粉
60
镁条和铁片表面积相同
②
5%
镁条
102
③
5%
铁片
120
④
10%
铁片
110
【分析】比较不同金属与酸反应的速率,选择的实验编号是 ;
【结论】影响金属与稀硫酸反应速率的因素有:金属种类、金属表面积、 (写一条)。
【答案】(1)0.04
(2)解:设稀硫酸溶质的质量为x,
稀硫酸溶质质量分数为:
答:稀硫酸溶质的质量分数为19.6%。
(3)②和③ 稀硫酸的浓度(或温度等合理即可)
【解析】(1)锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,根据质量守恒定律,产生H2的质量为2g+10g-11.96g=0.04g;
(2)见答案;
(3)[分析]根据控制变量法,比较不同金属与酸反应的速率,除金属种类不同外,其它条件均相同,选择的实验编号是②③;
[结论]影响金属与稀硫酸反应速率的因素有:金属种类、金属表面积、稀硫酸的浓度、温度等(合理即可)。
11.(2024·广东深圳·模拟预测)某化工厂排放的废水中含有H2SO4和CuSO4两种污染物。为测定废水中两种污染物的含量,给该化工厂提供污水处理的参考,某化学小组进行了以下实验:取该废水100g,向其中加入溶质质量分数为10%的NaOH溶液,测得生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图所示:
回答下列问题:
(1)刚开始不产生沉淀的原因是(用化学方程式表示) 。
(2)A点的横坐标为 ;A点溶液中溶解的物质有 (填化学式)。
(3)当加入氢氧化钠溶液质量大于100克时,沉淀质量不再增加的原因是
(4)100g废水中含CuSO4的质量为多少克?(写出计算过程)
【答案】(1)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
(2)84 Na2SO4、CuSO4
(3)硫酸铜已耗尽
(4)解:设100g废水中含硫酸铜的质量为x
x=3.2g
答:100g废水中含CuSO4的质量为3.2g。
【解析】(1)开始加入的氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,氢氧化钠不和硫酸铜反应,所以无沉淀产生。发生反应的化学方程式为。
(2)解:设生成1.96g氢氧化铜需要氢氧化钠溶液的质量为x
所以A点的横坐标为100-16=84。
A点硫酸和氢氧化钠恰好完全反应,硫酸铜还未开始反应,所以溶质为生成的硫酸钠和未反应的硫酸铜,化学式为Na2SO4、CuSO4。
(3)沉淀质量不再增加说明不发生生成沉淀的反应了,因不断加入氢氧化钠,所以不产生沉淀的原因是硫酸铜已耗尽。
(4)见答案。
12.(2024·广东·二模)化学小组参与“铅蓄废电池中硫酸回收”的研学项目,回收时需要测定电池废液中硫酸的质量分数。向装有50g废液的锥形瓶中加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液,并充分搅拌,利用温度传感器等电子设备采集信息并绘制成下图,请据图回答相关问题。(杂可溶但不参加反应)
(1)该反应是 (选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)恰好完全反应时,溶液的温度为 ℃。
(3)计算废液中硫酸的质量分数 。(写出计算过程)
(4)配制上述实验所用的氢氧化钠溶液。
①氢氧化钠固体应放在玻璃器皿中称量的原因是 ;
②用量筒量水时仰视读数,会导致测定废液中硫酸的质量分数结果 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)放热
(2)t3
(3)解:设废液中硫酸的质量分数为x
x=19.6%
答:废液中硫酸的质量分数为19.6%
(4)氢氧化钠固体易潮解,且腐蚀性较强 偏大
【解析】(1)由图可知,随着反应的进行,温度逐渐升高,说明该反应是放热反应;
(2)由图可知,恰好完全反应时,溶液的温度为t3℃;
(3)见答案;
(4)①氢氧化钠固体易潮解,且腐蚀性较强,故需要放在玻璃器皿中称量;
②配制氢氧化钠溶液时,量取水时仰视读数,所量取水的体积偏大,导致所配的氢氧化钠溶液浓度偏小(小于20%),因此测定时消耗氢氧化钠溶液的质量偏大,但浓度却按20%计算,因此所测定硫酸的质量分数偏大。
13.(2024·河源紫金县·一模)自然界中的铜元素存在于多种矿石中,如黄铜矿、辉铜矿等,均可作为工业炼铜的原料。
(1)由铜可以制得胆矾(),用胆矾配制质量分数为16%的溶液,用托盘天平称取胆矾的质量为 g。
(2)样品受热脱水及分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示,存在的最高温度为 ℃;1000℃时生成一种氧化物e,其化学式为 。
(3)工业上以辉铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。火法炼铜的反应原理可以简单表示为:,取10t含64%的辉铜矿,理论上可最多生产出多少吨铜?(写出计算过程)
【答案】(1)12.5
(2)102 Cu2O
(3)解:设理论上可最多生产出铜的质量为x
x=5.12t
答:理论上可最多生产出铜的质量为5.12t
【解析】(1)用胆矾配制 50.0g 质量分数为16%的 CuSO4 溶液,所需硫酸铜的质量为:,则所需胆矾的质量为:;
(2)由图可知,当加热到102℃时,硫酸铜开始受热脱水,故CuSO4⋅5H2O 存在的最高温度为102℃;
1000℃时生成一种氧化物e,生成该氧化物的质量为0.72g,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,则该氧化物中铜元素的质量与2.50g胆矾中铜元素的质量相等,则铜元素的质量为:,则该氧化物中氧元素的质量为:0.72g-0.64g=0.08g,设该氧化物的化学式为:CuaOb,则64a:16b=0.64g:0.08g,a:b=2:1,则该氧化物的化学式为:Cu2O;
(3)见答案。
14.(2024·广东河源·一模)以FeSO4·7H2O为原料制备铁红(Fe2O3),其中中间产物Fe(OH)3固体煅烧制得Fe2O3的反应如下:。
(1)如图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响。煅烧的最佳温度为 。
(2)用该方法制备Fe2O3,将127t的Fe(OH)3在一定温度下煅烧一段时间后,冷却至室温,得到固体质量为100t,求反应后固体中Fe2O3的质量分数(写出计算过程) 。
(3)工业上若将题(2)中的Fe2O3与适量的稀硫酸恰好完全反应,所得的溶质再与足量的NaOH溶液反应,理论上最终所得沉淀中的含铁元素的质量为 t。
【答案】(1)800°C
(2)解:生成的水的质量为127t-100t=27t,
设:生成的氧化铁的质量为x。
x=80t
则反应后固体中Fe2O3的质量分数=×100%=80%
答:反应后固体中Fe2O3的质量分数为80%。
(3)56
【解析】(1)由图可知,在800℃时煅烧产品得到的Fe2O3的质量分数最高,故填:800℃。
(2)详见答案。
(3)三氧化二铁与稀硫酸反应生成硫酸铁,硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,根据质量守恒定律,可知沉淀中的铁元素全来自三氧化二铁,则理论上最终所得沉淀中的含铁元素的质量=,故填:56。
15.(2024·广东江门·一模)如表是碳酸钙D3片标签的部分信息。化学社团为测定该药片中碳酸钙的量是否与标签相符,进行实验:取8片药片,盐碎后逐渐加入质量分数为7.3%的稀盐酸,充分反应。实验相关数据如图所示(假设其他成分不参加反应)。
碳酸钙D3片
【成分】碳酸钙、维生素D3、辅料
【规格】每片含碳酸钙1.25g
【用法】口服,嚼食
【用量】每日一次,一次一片
【贮藏】室温密封保存
(1)配制7.3%的稀盐酸,量取时需用到胶头滴管和 (填一种仪器)。
(2)恰好完全反应时消耗稀盐酸的质量为 g。
(3)计算每片药片中碳酸钙的质量,并判断是否与标签相符(写出计算过程)。
【答案】(1)量筒
(2)100
(3)解:100g质量分数为7.3%的稀盐酸中溶质的质量为100g×7.3%=7.3g,设8片钙片中碳酸钙的质量为x,
x=10g
则每片药片中碳酸钙的质量为10g÷8=1.25g,
答:每片药片中碳酸钙的质量为1.25g,与标签相符。
【解析】(1)配制7.3%的稀盐酸,量取时需用到胶头滴管和量筒;
(2)根据图示,恰好完全反应时消耗稀盐酸的质量为100g,生成气体的质量最大,且不再增加;
(3)见答案;
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