内容正文:
压轴题10 解答题-化学综合计算
1、本专题是中考必考题,有关化学方程式的综合计算:通常给出一个或多个化学反应方程式,结合反应物或生成物的质量、纯度、质量分数等信息,计算其他相关物质的量。化学方程式与溶液计算的综合题:将化学方程式的计算和溶液计算有机结合。有关化学实验数据的分析计算:给出化学实验中的一些数据,如反应前装置的总质量、反应后装置的总质量、样品的质量等,要求通过分析数据得出结论并进行计算。2024年浙江卷本题型的考查在29题。
2、做好此类型试题,一是要完全掌握化学式知识点,质量守恒定律知识点,化学方程式知识点,溶液质量分数,及会按照题意去分析。
知识点一、化学方程式进行纯净物质间的计算
1、知道反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量。
2、根据质量守恒定律的化学方程式的计算
此内容是本课时的拓展,一类习题可根据质量守恒定律的定义或实质,利用反应物前后物质或元素质量守恒进行计算。另一类习题还可根据反应前后物质质量之差,算出气体或沉淀物的质量,再进行化学方程式的计算。
解题步骤:
(1)设未知量,用x、y等字母表示(不带单位);
(2)正确写出有关的化学方程式(注意配平);
(3)找出相关物质间的质量关系,写在对应化学式的下面;
(4)列出比例式,求出未知量;
(5)简明写出答案。
知识点二、含一定杂质的化学方程式的计算
1、有关混合物的计算(混合物中杂质不参加反应或混合物中只有一种物质参加反应)。
2、原理:将不纯物质的质量转化为纯净物质的质量代入化学方程式进行计算,一般不纯物质有:样品、合金、矿石、溶液等。
3、公式
(1)纯净物的质量=混合物的质量×纯度(或质量分数)
(2)纯度=×100%
(3)纯净物的质量分数=1-杂质的质量分数
知识点三、注意事项
1、认真审题,弄清已知量、未知量,明确已知量未知量之间的关系.
2、明确方法,利用化学式计算还是根据化学方程式进行计算.
3、化学式书写正确,化学方程式要配平、注明反应条件、标注产物中的气体符号、沉淀符号,代入纯物质的质量计算,明确质量、密度、体积之间的关系.
4、溶液计算中溶质的质量是指溶于水形成溶液的那部分物质的质量,没有进人溶液的物质的质量不能计算在内:溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积(因为分子间有一定的间隔),溶液的体积=溶液的质量➗溶液的密度.
5、综合计算,从题目所给信息分析利用哪部分知识可以解决问题;图像和表格型的计算题中已知数据大部分以图像或表格数据的形式出现,具有一定的隐蔽性,解答这类题的关键是通过分析图像含义以及对表格中的数据作横向、纵向比较,挖掘出隐含在图像或表格中的已知条件
01 表格类型题
1. (2025•绍兴模拟)某石化厂有一种石油产品含有质量分数为4.9%的残余硫酸,过去他们都是用NaOH溶液来清洗这些硫酸。NaOH和Ca(OH)2的市场价格如表:
名称
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/千克)
6.00
24.00
(1)若要清洗50千克这种石油产品,需要多少千克NaOH?
(2)石化厂进行了技术改造,采用Ca(OH)2中和这些残余硫酸。每处理50千克这种产品,可以节约多少经费?
02 文字叙述题
2. (2024•舟山模拟)目前我国生活垃圾中厨余垃圾占比最大,对其进行“减量化、无害化、资源化”处理有重要意义。利用微生物处理厨余垃圾,可起到“变废为宝”的作用。
(1)将厨余垃圾放入沼气池中,经甲烷菌发酵产生沼气。如图甲所示为沼气中各成分含量,为了减少温室效应气体的排放,可用氢氧化钠溶液吸收CO2,写出这一反应的化学方程式: 。
(2)约30kg的厨余垃圾通过该技术处理可产生1m3的甲烷,完全燃烧这些甲烷理论上能将 kg(保留整数)的水从20℃加热至100℃。【q甲烷=3.6×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)】
(3)厨余垃圾中淀粉可被曲霉分解,过程中曲霉会向细胞外分泌淀粉酶,最终将淀粉催化分解为 。
03 实验类型计算
3. (2024•拱墅区模拟)某品牌“氧泡泡”洗涤剂能有效去除陈旧污渍,主要成分为过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)。过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重性质,Na2CO3呈碱性可以溶解衣服表面的许多污渍,H2O2分解时产生大量氧气,氧气会进入衣物缝隙使污渍脱离衣物表面,达到清洗的目的。
(1)“氧泡泡”颗粒溶于水时生成碳酸钠并释放氧气。兴趣小组取部分样品,进行了如图甲的探索实验,其中a、b、c三支试管中盛有等量的“氧泡泡”颗粒和一定温度的水。根据实验结果,写出一条“氧泡泡”的使用建议 。
(2)兴趣小组查阅资料后,发现“氧泡泡”中Na2CO3含量大于50%为良好等级,于是小组同学用如图乙装置测定“氧泡泡”中Na2CO3含量:准确称取20g“氧泡泡”颗粒样品于锥形瓶中,先加入一定量水溶解,再向其中加入适量二氧化锰粉末(催化剂),充分反应后,测得反应过程中装置总质量随时间的变化数据如表。(样品中的杂质遇水不反应,过碳酸钠分解的化学方程式为:2(2Na2CO3•3H2O2)4NaCO3+6H2O+3O2↑)
反应时间/s
0
5
10
15
19
20
25
30
装置总质量/g
120.0
119.0
118.3
117.8
a
117.6
117.6
117.6
求:①结合表中数据,比较两者大小关系:a 117.6。
②通过计算判定该样品是否为良好等级。
04 图像类型计算
4. (2025•义乌市一模)烧杯中盛有MgCl2和HCl的混合溶液100.0g,向其中滴加溶质质量分数为10.0%的NaOH溶液,烧杯中溶液的质量与滴加溶液的质量关系如图所示。
(1)图中ab段所对应的反应的化学方程式 。
(2)图中bc段溶液增加的质量为 克。
(3)图中d点对应的溶液中的离子有哪些? 。
(4)求图中c点对应溶液的溶质质量分数?
1. (2025•绍兴模拟)食盐是我们生活中的调味品。现有粗盐(杂质仅为CaCl2)10.0g,利用粗盐制得精盐工艺流程如图所示。
(1)操作X需要用到的玻璃仪器:烧杯、玻璃棒、 。
(2)调pH可用盐酸,盐酸是否可以过量,并说明理由: 。
(3)如图为加入碳酸钠溶液后产生沉淀的情况,请列式计算粗盐中氯化钠的质量分数。
2. (2025•浙江模拟)自嗨锅是当下很流行的一款美食,不用明火就可以得到热气腾腾的饭菜。项目化小组对自嗨锅加热食物原理产生了浓厚兴趣。同学们将发热包中固体倒入烧杯中,加入适量的水,发生剧烈反应,水很快沸腾。
(1)同学们查阅资料后,发现水沸腾的主要原因是Al与NaOH溶液反应放出大量的热量,方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3R↑,根据质量守恒定律,请写出R的化学式 。
(2)欲定量测定发热包中Na2CO3的含量。闭止水夹,打开分液漏斗活塞,缓慢滴加盐酸至不再有气泡产生,关闭分液漏斗活:打开止水夹,缓缓通入空气。
实验时,称取的样品的质量为mg,反应后得到BaCO3的质量为m2g,则该样品中Na2CO3的质量分数为 (用含m1和m2的代数式表示)。
(3)为什么自嗨锅使用时,不能堵住盖子上的孔? 。
(4)自嗨锅在外盒中禁用热水,若不小心加入热水,可能会使餐盒炸裂,请从微观角度分析餐盒炸裂的原因: 。
3. (2025•杭州模拟)图甲中A是一种常见的酸,它能与黑色固体B反应,B质量为8克,将NaOH溶液渐渐加入到C中,生成蓝色沉淀E的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图乙所示,在D中加入Ba(NO3)溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。
(1)A溶液中溶质的化学式为 ;
(2)A与B反应时的现象是 ;
(3)NaOH溶液中溶质的质量分数是多少?
(4)C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时,所得溶液溶质的质量是多少?
4. (2024•舟山模拟)实验室用金属镁与100g盐酸反应探究酸的性质。小滨取反应后的溶液,逐渐加入溶质质量分数为8%的NaOH溶液,产生沉淀质量与滴加溶液的质量关系如图所示。已知当NaOH溶液滴加至150g时不再有沉淀产生。求:
(1)5.8g沉淀的成分为 。
(2)a点时,与NaOH反应的物质化学式 。
(3)若在b点溶液中加AgNO3溶液,出现白色沉淀 (填“能”“不能”)证明HCl有剩余;
(4)计算100g稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
5. (2024•浙江模拟)某兴趣小组用10g镁条与一定溶质质量分数的稀硫酸反应。测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如下表(假设镁条中除表面有氧化镁外,没有其它杂质)。
加入稀硫酸质量/g
20
40
60
80
产生气体质量/g
0
0.2
0.4
0.5
(1)用化学方程式说明当稀硫酸的质量为20g时,不产生氢气的原因是 。
(2)计算镁条中金属镁的质量分数(写出计算过程)。
(3)在图中画出产生气体与加入稀硫酸的质量的关系图,标出有关物质的量。
6. (2024•滨江区二模)小滨同学在参加科学拓展课时,进行了以下实验:取硫酸和硫酸铜的混合溶液100克,将200克10%的NaOH溶液分5次加入混合溶液中(整个过程不考虑水蒸发带来的影响),得到如记录表:
实验次数
1
2
3
4
5
加入NaOH溶液的总质量/g
40
80
120
160
200
产生沉淀的总质量/g
0
2.45
7.35
9.8
9.8
(1)第4次加入NaOH溶液后,经充分反应,烧杯中混合溶液的溶质是 (填化学式)。
(2)求原混合溶液中硫酸铜的质量分数。
(3)请在坐标图中画出生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的总质量的关系图。
7. (2024•杭州模拟)实验室为测定铜铁合金的含铁量,取该合金若干,向其中加入相应质量的稀硫酸溶液,充分反应后,称量剩余固体质量。实验数据如表,请分析数据,回答下列问题:
实验组
1
2
3
稀硫酸质量/g
50
50
100
合金质量/g
5.
15
25
反应后固体质量/g
2.2
9.4
n
(1)该合金中铁的质量分数为多少?
(2)实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为多少?
(3)表中的n为 。(填数值)
8. (2024•温州模拟)某项目化小组开展主题为“自制简易家庭制氧机”的活动,设计如图甲所示的制氧机模型。制氧原理是水环境中,利用过碳酸钠分解制得氧气:2Na2CO42Na2CO3+O2↑。该制氧机适用情况如表所示。
适用情况
吸氧浓度
供氧时间(分)
日常保健
30%﹣40%
25分钟
一般缺氧性疾病
40%﹣60%
20分钟
急救
≥60%
以病情为准
(1)该小组制氧机的反应和洗气装置在原版本的基础上经历了如图乙所示的选代,请推测该小组改进的理由 (写出一点即可)。
(2)某病人吸氧浓度为41%,则该病人属于表格中的哪种适用情况? ;该制氧机为此病人提供一次治疗需要提供100升氧气,至少需要制氧原料过碳酸钠 克?(氧气的密度取1.429克/升)
(3)如图丙所示为过碳酸钠分解制氧气的反应速率与反应物浓度、温度的关系。为了使制氧机出氧流量保持平稳,反应装置中的夏季和冬季的水位线需设置不同,请分析原因 。
9. (2024•温州模拟)硝酸银溶液是实验室常用试剂,在温度稍高或光照条件下会分解,小龙想要了解一瓶10%的硝酸银溶液是否变质。进行如下实验,取洁净的小烧杯称其质量:向其中倒入5%的氯化钠溶液后称总质量:向烧杯中逐滴滴入该硝酸银溶液直至不再产生白色沉淀;将沉淀过滤后称量。相关数据如表所示:
烧杯质量/g
烧杯和氯化钠溶液总质量/g
硝酸银溶液/g
沉淀的质量/g
100
111.7
20
1.435
(1)由上述信息,实验室中硝酸银的保存应注意 。(请写出1点)
(2)计算AgNO3溶液的溶质质量分数,初步判定硝酸银溶液是否变质?(结果精确到0.1%)
10. (2024•宁波模拟)用沉淀法测定NaCl和Na2CO3混合物中Na2CO3的含量,进行如下实验:每次取一定质量的样品,溶于水配成溶液,向其中滴加相同溶质质量分数的Ba(OH)2溶液各100g,每次实验均充分反应。实验记录如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
样品质量/g
2
4
8
10
12
加入Ba(OH)2溶液质量/g
100
100
100
100
100
沉淀质量/g
1.97
m
7.88
9.85
9.85
表格中m的值为 。
11. (2024•宁波模拟)今年4月25日,神舟十八号载人飞船顺利发射。为保障宇航员长期在轨飞行安全,我国十分注重载人航天器舱内污染控制、碳氧循环等问题。请回答下列问题:
(1)活性炭的表面有大量的孔洞,能够吸附气体中大多数有机物、有毒性的和有味的污染物,净化高分子量污染物及灰尘。这个过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)我国舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术。即利用氢氧化锂吸收CO2生成碳酸锂。该反应的化学方程式为 。
(3)空间站中利用萨巴蒂尔反应,将(CO2转化为H2O:CO2+4H2=CH4+2H2O,条件省略),再配合电解水装置实现O2的再生,流程如图所示:
神舟十八号航天员乘组将在空间站驻留一定的时间。假设总共需要有270kg的水在上述“电解水装置”中完全反应才能提供足够的氧气,则理论上通过该系统的循环,能回收利用多少质量的水?
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压轴题10 解答题-化学综合计算
1、本专题是中考必考题,有关化学方程式的综合计算:通常给出一个或多个化学反应方程式,结合反应物或生成物的质量、纯度、质量分数等信息,计算其他相关物质的量。化学方程式与溶液计算的综合题:将化学方程式的计算和溶液计算有机结合。有关化学实验数据的分析计算:给出化学实验中的一些数据,如反应前装置的总质量、反应后装置的总质量、样品的质量等,要求通过分析数据得出结论并进行计算。2024年浙江卷本题型的考查在29题。
2、做好此类型试题,一是要完全掌握化学式知识点,质量守恒定律知识点,化学方程式知识点,溶液质量分数,及会按照题意去分析。
知识点一、化学方程式进行纯净物质间的计算
1、知道反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量。
2、根据质量守恒定律的化学方程式的计算
此内容是本课时的拓展,一类习题可根据质量守恒定律的定义或实质,利用反应物前后物质或元素质量守恒进行计算。另一类习题还可根据反应前后物质质量之差,算出气体或沉淀物的质量,再进行化学方程式的计算。
解题步骤:
(1)设未知量,用x、y等字母表示(不带单位);
(2)正确写出有关的化学方程式(注意配平);
(3)找出相关物质间的质量关系,写在对应化学式的下面;
(4)列出比例式,求出未知量;
(5)简明写出答案。
知识点二、含一定杂质的化学方程式的计算
1、有关混合物的计算(混合物中杂质不参加反应或混合物中只有一种物质参加反应)。
2、原理:将不纯物质的质量转化为纯净物质的质量代入化学方程式进行计算,一般不纯物质有:样品、合金、矿石、溶液等。
3、公式
(1)纯净物的质量=混合物的质量×纯度(或质量分数)
(2)纯度=×100%
(3)纯净物的质量分数=1-杂质的质量分数
知识点三、注意事项
1、认真审题,弄清已知量、未知量,明确已知量未知量之间的关系.
2、明确方法,利用化学式计算还是根据化学方程式进行计算.
3、化学式书写正确,化学方程式要配平、注明反应条件、标注产物中的气体符号、沉淀符号,代入纯物质的质量计算,明确质量、密度、体积之间的关系.
4、溶液计算中溶质的质量是指溶于水形成溶液的那部分物质的质量,没有进人溶液的物质的质量不能计算在内:溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积(因为分子间有一定的间隔),溶液的体积=溶液的质量➗溶液的密度.
5、综合计算,从题目所给信息分析利用哪部分知识可以解决问题;图像和表格型的计算题中已知数据大部分以图像或表格数据的形式出现,具有一定的隐蔽性,解答这类题的关键是通过分析图像含义以及对表格中的数据作横向、纵向比较,挖掘出隐含在图像或表格中的已知条件
01 表格类型题
1. (2025•绍兴模拟)某石化厂有一种石油产品含有质量分数为4.9%的残余硫酸,过去他们都是用NaOH溶液来清洗这些硫酸。NaOH和Ca(OH)2的市场价格如表:
名称
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/千克)
6.00
24.00
(1)若要清洗50千克这种石油产品,需要多少千克NaOH?
(2)石化厂进行了技术改造,采用Ca(OH)2中和这些残余硫酸。每处理50千克这种产品,可以节约多少经费?
【解答】解:50千克石油产品所含的硫酸的质量为50kg×4.9%=2.45kg
设需要的氢氧化钠的质量为x,需要的氢氧化钙的质量为y
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
80 98
x 2.45kg
x=2kg
Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O
74 98
y 2.45kg
y=1.85kg
用氢氧化钠的经费为24.00元/kg×2kg=48.00元、
用氢氧化钙的经费为6.00元/kg×1.85kg=11.1元
化厂进行了技术改造,采用Ca(OH)2中和这些残余硫酸。每处理50千克这种产品,可以节约48.00元﹣11.1元=36.9元。
02 文字叙述题
2. (2024•舟山模拟)目前我国生活垃圾中厨余垃圾占比最大,对其进行“减量化、无害化、资源化”处理有重要意义。利用微生物处理厨余垃圾,可起到“变废为宝”的作用。
(1)将厨余垃圾放入沼气池中,经甲烷菌发酵产生沼气。如图甲所示为沼气中各成分含量,为了减少温室效应气体的排放,可用氢氧化钠溶液吸收CO2,写出这一反应的化学方程式: 。
(2)约30kg的厨余垃圾通过该技术处理可产生1m3的甲烷,完全燃烧这些甲烷理论上能将 kg(保留整数)的水从20℃加热至100℃。【q甲烷=3.6×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)】
(3)厨余垃圾中淀粉可被曲霉分解,过程中曲霉会向细胞外分泌淀粉酶,最终将淀粉催化分解为 。
【解答】解:(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式:2NaOH+CO2=Na2 CO3+H2O;
(2)1m3的甲烷完全燃烧能产生的热量为Q放=Vq甲烷=1m3×3.6×107J/m3=3.6×107J;由题意可知,水吸收的热量Q吸=Q放=3.6×107J;由Q吸=c水m水×(t﹣t0)得水的质量m水107kg;
(3)厨余垃圾中淀粉可被曲霉分解,过程中曲霉会向细胞外分泌淀粉酶,最终将淀粉催化分解为葡萄糖或麦芽糖。
03 实验类型计算
3. (2024•拱墅区模拟)某品牌“氧泡泡”洗涤剂能有效去除陈旧污渍,主要成分为过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)。过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重性质,Na2CO3呈碱性可以溶解衣服表面的许多污渍,H2O2分解时产生大量氧气,氧气会进入衣物缝隙使污渍脱离衣物表面,达到清洗的目的。
(1)“氧泡泡”颗粒溶于水时生成碳酸钠并释放氧气。兴趣小组取部分样品,进行了如图甲的探索实验,其中a、b、c三支试管中盛有等量的“氧泡泡”颗粒和一定温度的水。根据实验结果,写出一条“氧泡泡”的使用建议 。
(2)兴趣小组查阅资料后,发现“氧泡泡”中Na2CO3含量大于50%为良好等级,于是小组同学用如图乙装置测定“氧泡泡”中Na2CO3含量:准确称取20g“氧泡泡”颗粒样品于锥形瓶中,先加入一定量水溶解,再向其中加入适量二氧化锰粉末(催化剂),充分反应后,测得反应过程中装置总质量随时间的变化数据如表。(样品中的杂质遇水不反应,过碳酸钠分解的化学方程式为:2(2Na2CO3•3H2O2)4NaCO3+6H2O+3O2↑)
反应时间/s
0
5
10
15
19
20
25
30
装置总质量/g
120.0
119.0
118.3
117.8
a
117.6
117.6
117.6
求:①结合表中数据,比较两者大小关系:a 117.6。
②通过计算判定该样品是否为良好等级。
【解答】解:(1)由实验甲可知,“氧泡泡”颗粒在热水中分解的速率较快,低温时不分解,所以“氧泡泡”的使用建议是用热水浸泡或低温保存等。
(2)①由于“氧泡泡”颗粒在二氧化锰的作用下分解放出氧气,在19秒时可能已完全分解也可能未完全分解,所以两者大小关系:a≥117.6。
②由表格中的数据可知,生成氧气的质量120g﹣117.6g=2.4g。
设20g氧泡泡样品中碳酸钠的质量为x。
2(2Na2CO3•3H2O2)4Na2CO3+6H2O+3O2↑
628 96
x 2.4g
解得:x=15.7g
样品中碳酸钠的质量分数为78.5%>50%
答:该样品属于良好等级。
04 图像类型计算
4. (2025•义乌市一模)烧杯中盛有MgCl2和HCl的混合溶液100.0g,向其中滴加溶质质量分数为10.0%的NaOH溶液,烧杯中溶液的质量与滴加溶液的质量关系如图所示。
(1)图中ab段所对应的反应的化学方程式 。
(2)图中bc段溶液增加的质量为 克。
(3)图中d点对应的溶液中的离子有哪些? 。
(4)求图中c点对应溶液的溶质质量分数?
【解答】解:(1)图中ab段所对应的反应是盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式是:HCl+NaOH=NaCl+H2O。
(2)由图像可知,与氯化镁反应的氢氧化钠溶液的质量为:160.0g﹣80.0g=80.0g。
设生成氢氧化镁沉淀的质量为x。
2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl
80 58
80g×10% x
x=5.8g
由质量守恒定律可知,图中bc段溶液增加的质量为:80g﹣5.8g=74.2g。
(3)图中d点对应溶液中的溶质有生成的NaCl和过量的NaOH,对应的离子为:Na+、Cl﹣、OH﹣。
(4)设c点对应溶液的溶质质量为y。
由HCl+NaOH=NaCl+H2O以及2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl可得:
NaOH﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣NaCl
40 58.5
160.0g×10% y
y=23.4g
则c点对应溶液的溶质质量分数是:9.2%。
答:c点对应溶液的溶质质量分数为9.3%。
1. (2025•绍兴模拟)食盐是我们生活中的调味品。现有粗盐(杂质仅为CaCl2)10.0g,利用粗盐制得精盐工艺流程如图所示。
(1)操作X需要用到的玻璃仪器:烧杯、玻璃棒、 。
(2)调pH可用盐酸,盐酸是否可以过量,并说明理由: 。
(3)如图为加入碳酸钠溶液后产生沉淀的情况,请列式计算粗盐中氯化钠的质量分数。
【解答】解:(1)操作X能将固体和滤液分离,是过滤材料,过滤中需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒。
(2)调pH可用盐酸,盐酸可以稍过量,因为盐酸具有挥发性,蒸发结晶时氯化氢会变成气体逸散到空气中,不影响氯化钠晶体的纯度。
(3)由图可知,沉淀的质量1g,为碳酸钠与氯化钙反应生成的碳酸钙的质量,设粗盐中氯化钙的质量为x,
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
111 100
x 1g
x=1.11g
粗盐中NaCl的质量分数为100%=88.9%。
答:粗盐中氯化钠的质量分数为88.9%。
2. (2025•浙江模拟)自嗨锅是当下很流行的一款美食,不用明火就可以得到热气腾腾的饭菜。项目化小组对自嗨锅加热食物原理产生了浓厚兴趣。同学们将发热包中固体倒入烧杯中,加入适量的水,发生剧烈反应,水很快沸腾。
(1)同学们查阅资料后,发现水沸腾的主要原因是Al与NaOH溶液反应放出大量的热量,方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3R↑,根据质量守恒定律,请写出R的化学式 。
(2)欲定量测定发热包中Na2CO3的含量。闭止水夹,打开分液漏斗活塞,缓慢滴加盐酸至不再有气泡产生,关闭分液漏斗活:打开止水夹,缓缓通入空气。
实验时,称取的样品的质量为mg,反应后得到BaCO3的质量为m2g,则该样品中Na2CO3的质量分数为 (用含m1和m2的代数式表示)。
(3)为什么自嗨锅使用时,不能堵住盖子上的孔? 。
(4)自嗨锅在外盒中禁用热水,若不小心加入热水,可能会使餐盒炸裂,请从微观角度分析餐盒炸裂的原因: 。
【解答】解:(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。在反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+R中,反应前有2个Al原子、2个Na原子、4个O原子、6个H原子,反应后有2个Al原子、2个Na原子、4个O原子,所以3R中含有6个H原子,R的化学式为H2;故答案为:H2;
(2)设样品中Na2CO3的质量为x。根据化学方程式Na2CO3+2HCl = 2NaCl+H2O+CO2↑,CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O,可得关系式:
Na2CO3~CO2~BaCO3
106 197
x m2
解得x
则该样品中碳酸钠的质量分数为:100%100%;故答案为:100%;
(3)自嗨锅使用时,反应会产生大量的气体,如果堵住盖子上的孔,装置内压强会不断增大,可能会导致爆炸;故答案为:反应产生大量气体,堵住孔会使装置内压强增大,可能导致爆炸;
(4)自嗨锅在外盒中禁用热水,若不小心加入热水,温度升高,分子间的间隔增大,气体体积膨胀,从而使餐盒内压强增大,可能会使餐盒炸裂。故答案为:温度升高,分子间间隔增大,气体体积膨胀,餐盒内压强增大。
3. (2025•杭州模拟)图甲中A是一种常见的酸,它能与黑色固体B反应,B质量为8克,将NaOH溶液渐渐加入到C中,生成蓝色沉淀E的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图乙所示,在D中加入Ba(NO3)溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。
(1)A溶液中溶质的化学式为 ;
(2)A与B反应时的现象是 ;
(3)NaOH溶液中溶质的质量分数是多少?
(4)C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时,所得溶液溶质的质量是多少?
【解答】解:(1)在D中加入Ba(NO3)2溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀,所以D溶液中一定存在硫酸根离子,E是蓝色沉淀,则是氢氧化铜,那么C是硫酸铜,D是硫酸钠;黑色固体为氧化铜,酸为稀硫酸;
(2)根据第1小题分析可知,A与B反应是氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,反应时的现象是黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝色;
(3)设由CuO生成的CuSO4的质量为x,
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80 160
8g x
x=16g
设与CuSO4反应的NaOH的质量为y,同时生成Na2SO4的质量为a,
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
160 80 142
16g y a
y=8g
a=14.2g
所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为:20%
答:NaOH溶液中溶质的质量分数是20%。
(4)设硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠质量为b,
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
80 142
60g×20% b
b=21.3g
所得溶液中溶质的质量为:21.3g+14.2g=35.5g
答:C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时,所得溶液溶质的质量是35.5g。
4. (2024•舟山模拟)实验室用金属镁与100g盐酸反应探究酸的性质。小滨取反应后的溶液,逐渐加入溶质质量分数为8%的NaOH溶液,产生沉淀质量与滴加溶液的质量关系如图所示。已知当NaOH溶液滴加至150g时不再有沉淀产生。求:
(1)5.8g沉淀的成分为 。
(2)a点时,与NaOH反应的物质化学式 。
(3)若在b点溶液中加AgNO3溶液,出现白色沉淀 (填“能”“不能”)证明HCl有剩余;
(4)计算100g稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
【解答】解:(1)镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠,可见5.8g沉淀的成分为氢氧化镁;
(2)a点时没有沉淀生成,说明a点时,与NaOH反应的物质是盐酸;
(3)b点时氢氧化钠与部分氯化镁反应,溶液中溶质为氯化钠和氯化镁,加AgNO3溶液,氯化钠和氯化镁都能和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,出现白色沉淀不能证明HCl有剩余;
(4)根据反应可得关系式NaOH~Cl~HCl,设氯化氢的质量为x。
NaOH~Cl~HCl
40 36.5
150g×8% x
x=10.95g
100g稀盐酸的溶质质量分数为100%=10.95%。
答:100g稀盐酸的溶质质量分数10.95%。
5. (2024•浙江模拟)某兴趣小组用10g镁条与一定溶质质量分数的稀硫酸反应。测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如下表(假设镁条中除表面有氧化镁外,没有其它杂质)。
加入稀硫酸质量/g
20
40
60
80
产生气体质量/g
0
0.2
0.4
0.5
(1)用化学方程式说明当稀硫酸的质量为20g时,不产生氢气的原因是 。
(2)计算镁条中金属镁的质量分数(写出计算过程)。
(3)在图中画出产生气体与加入稀硫酸的质量的关系图,标出有关物质的量。
【解答】解:(1)不产生氢气的原因是:氧化镁先和稀硫酸反应生成硫酸镁和水。
(2)根据表格数据加入硫酸40g生成氢气0.2g,加入硫酸60g生成氢气0.4g,加入硫酸80g,如果全部反应生成氢气为0.6g,实际生成氢气0.5g说明硫酸剩余,且剩余10g,故镁完全反应,生成氢气0.5g,
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
24 2
x 0.5g
x=6g
镁条中金属镁的质量分数为60%
答:镁条中金属镁的质量分数为60%。
(3)产生气体与加入稀硫酸的质量的关系图为:。
6. (2024•滨江区二模)小滨同学在参加科学拓展课时,进行了以下实验:取硫酸和硫酸铜的混合溶液100克,将200克10%的NaOH溶液分5次加入混合溶液中(整个过程不考虑水蒸发带来的影响),得到如记录表:
实验次数
1
2
3
4
5
加入NaOH溶液的总质量/g
40
80
120
160
200
产生沉淀的总质量/g
0
2.45
7.35
9.8
9.8
(1)第4次加入NaOH溶液后,经充分反应,烧杯中混合溶液的溶质是 (填化学式)。
(2)求原混合溶液中硫酸铜的质量分数。
(3)请在坐标图中画出生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的总质量的关系图。
【解答】解:(1)第1次加入NaOH溶液没有产生沉淀的原因是氢氧化钠先和硫酸反应,由2、3次可知每消耗120g﹣80g=40gNaOH溶液,生成沉淀为7.35g﹣2.45g=4.9g,第4次加入NaOH溶液后,生成沉淀9.8g﹣7.35g=2.45g,说明氢氧化钠溶液过量,消耗的氢氧化钠溶液为20g,所以烧杯中混合溶液的溶质是NaOH、Na2SO4。
(2)设硫酸铜质量是x。
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
160 98
x 9.8g
x=16g
原混合溶液中硫酸铜的质量分数是100%=16%
答:原混合溶液中硫酸铜的质量分数是16%。
(3)由(1)分析可知,每消耗40gNaOH溶液,生成沉淀为4.9g,所以第1次与硫酸铜反应的氢氧化钠溶液质量为20g,所以与硫酸反应的氢氧化钠的质量为40g+20g=60g;生成9.8g沉淀,消耗氢氧化钠溶液的质量为20g+40g+20g=80g,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液质量的关系图为:。
7. (2024•杭州模拟)实验室为测定铜铁合金的含铁量,取该合金若干,向其中加入相应质量的稀硫酸溶液,充分反应后,称量剩余固体质量。实验数据如表,请分析数据,回答下列问题:
实验组
1
2
3
稀硫酸质量/g
50
50
100
合金质量/g
5.
15
25
反应后固体质量/g
2.2
9.4
n
(1)该合金中铁的质量分数为多少?
(2)实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为多少?
(3)表中的n为 。(填数值)
【解答】解:(1)由表中数据可知,实验1中,50g稀硫酸和5g铁合金反应,剩余固体质量为2.2g,参加反应的铁的质量为:5g﹣2.2g=2.8g,实验2中,50g稀硫酸和15g铁合金反应,剩余固体质量为9.4g,参加反应的铁的质量为15g﹣9.4g=5.6g,则实验1中稀硫酸有剩余,铁完全反应,即5g合金中含有铁的质量为2.8g,所以该合金中铁的质量分数为:100%=56%。
答:该合金中铁的质量分数为56%。
(2)若实验2中铁反应完全时,固体剩余质量应该为:15g﹣2.8g×3=6.6g<9.4g,则第二次实验中,稀硫酸完全反应,即50g稀硫酸消耗铁的质量为15g﹣9.4g=5.6g,
设实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为x。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98
5.6g 50gx
x=19.6%
答:实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为19.6%。
(3)由前面的分析可知,100g稀硫酸能与5.6g×2=11.2g铁反应,25g合金中含有铁2.8g×5=14g,则第3次稀硫酸完全反应,反应的铁的质量为11.2g,则反应后固体质量为:25g﹣11.2g=13.8g,所以表中的n为13.8。
8. (2024•温州模拟)某项目化小组开展主题为“自制简易家庭制氧机”的活动,设计如图甲所示的制氧机模型。制氧原理是水环境中,利用过碳酸钠分解制得氧气:2Na2CO42Na2CO3+O2↑。该制氧机适用情况如表所示。
适用情况
吸氧浓度
供氧时间(分)
日常保健
30%﹣40%
25分钟
一般缺氧性疾病
40%﹣60%
20分钟
急救
≥60%
以病情为准
(1)该小组制氧机的反应和洗气装置在原版本的基础上经历了如图乙所示的选代,请推测该小组改进的理由 (写出一点即可)。
(2)某病人吸氧浓度为41%,则该病人属于表格中的哪种适用情况? ;该制氧机为此病人提供一次治疗需要提供100升氧气,至少需要制氧原料过碳酸钠 克?(氧气的密度取1.429克/升)
(3)如图丙所示为过碳酸钠分解制氧气的反应速率与反应物浓度、温度的关系。为了使制氧机出氧流量保持平稳,反应装置中的夏季和冬季的水位线需设置不同,请分析原因 。
【解答】解:(1)制氧机的反应和洗气装置在原版本的基础上经历了如图乙所示的迭代,这样的更新不仅能节省材料,还能使氧气更顺畅的进入吸气装置;
(2)某吸氧浓度为41%,根据表格可知,则该病人属于表格中的一般缺氧性疾病,该制氧机为此病人提供一次治疗需要提供100升氧气,则100升氧气的质量为100升×1.429克/升=142.9克,
设需要制氧原料过碳酸钠的质量为x,
2Na2CO42Na2CO3+O2↑
244 32
x 142.9克
x≈1089.6克
(3)如图丙所示为过碳酸钠分解制氧气的反应速率与反应物浓度、温度的关系,为了使制氧机出氧流量保持平稳,反应装置中的夏季和冬季的水位线需设置不同,原因是反应物浓度相同时,温度越高,过碳酸钠分解制氧气的反应速率越大,夏季水位高,反应物的浓度低,通过控制反应物的浓度来控制反应速率。
9. (2024•温州模拟)硝酸银溶液是实验室常用试剂,在温度稍高或光照条件下会分解,小龙想要了解一瓶10%的硝酸银溶液是否变质。进行如下实验,取洁净的小烧杯称其质量:向其中倒入5%的氯化钠溶液后称总质量:向烧杯中逐滴滴入该硝酸银溶液直至不再产生白色沉淀;将沉淀过滤后称量。相关数据如表所示:
烧杯质量/g
烧杯和氯化钠溶液总质量/g
硝酸银溶液/g
沉淀的质量/g
100
111.7
20
1.435
(1)由上述信息,实验室中硝酸银的保存应注意 。(请写出1点)
(2)计算AgNO3溶液的溶质质量分数,初步判定硝酸银溶液是否变质?(结果精确到0.1%)
【解答】解:(1)由上述信息,硝酸银见光易分解,实验室中硝酸银的保存应注意避光保存。
故答案为:避光保存。
(2)设硝酸银质量分数是x。
NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3,
170 143.5
20gx 1.435g
x=8.5%
溶质质量分数小于10%,说明硝酸银已经变质。
答:硝酸银已经变质。
10. (2024•宁波模拟)用沉淀法测定NaCl和Na2CO3混合物中Na2CO3的含量,进行如下实验:每次取一定质量的样品,溶于水配成溶液,向其中滴加相同溶质质量分数的Ba(OH)2溶液各100g,每次实验均充分反应。实验记录如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
样品质量/g
2
4
8
10
12
加入Ba(OH)2溶液质量/g
100
100
100
100
100
沉淀质量/g
1.97
m
7.88
9.85
9.85
表格中m的值为 。
【解答】解:根据第一次可知,所以每消耗2g样品,生成沉淀质量为1.97g,第三次每消耗8g的样品,生成沉淀质量为7.88g,说明第二次100gBa(OH)2溶液有剩余,说明第二次样品质量为4g时,沉淀质量为1.97g+1.97g=3.94g。
故答案为:3.94。
11. (2024•宁波模拟)今年4月25日,神舟十八号载人飞船顺利发射。为保障宇航员长期在轨飞行安全,我国十分注重载人航天器舱内污染控制、碳氧循环等问题。请回答下列问题:
(1)活性炭的表面有大量的孔洞,能够吸附气体中大多数有机物、有毒性的和有味的污染物,净化高分子量污染物及灰尘。这个过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)我国舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术。即利用氢氧化锂吸收CO2生成碳酸锂。该反应的化学方程式为 。
(3)空间站中利用萨巴蒂尔反应,将(CO2转化为H2O:CO2+4H2=CH4+2H2O,条件省略),再配合电解水装置实现O2的再生,流程如图所示:
神舟十八号航天员乘组将在空间站驻留一定的时间。假设总共需要有270kg的水在上述“电解水装置”中完全反应才能提供足够的氧气,则理论上通过该系统的循环,能回收利用多少质量的水?
【解答】解:(1)活性炭的表面有大量的孔洞,能够吸附气体中大多数有机物、有毒性的和有味的污染物,净化高分子量污染物及灰尘。这个过程没有新物质生成,属于物理变化。
(2)我国舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术。氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂和水,反应的化学方程式为:2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O。
(3)设270kg水电解生成氢气的质量为x。
2H2O2H2↑+O2↑
36 4
270kg x
x=30kg
则270kg水电解生成氢气的质量为30kg;
设30kg氢气反应生成水的质量为y。
CO2+4H2CH4+2H2O
8 36
30kg y
y=135kg
则理论上通过该系统的循环,能回收利用135kg质量的水。
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