内容正文:
重难点03 化学计算题
目录
1.命题趋势解读:明考情、知方向
2.热点考点诠释:知热点、掌技巧、攻薄弱
考点01 化学式的计算
考点02 根据化学方程式计算
考点03 溶质质量分数结合化学方程式的计算
3.限时检测训练
三年考情分析
2025考向预测
1.题型与分值:在近三年考试中,化学计算考查频繁,分值占比约 10%-15%。选择题常考查基础化学计算概念,如元素质量分数、物质质量比计算,分值 2-3 分。填空题涉及化学式简单计算、溶解度相关计算,分值 3-5 分。计算题作为重点,分值达 5-7 分,多围绕化学方程式展开,结合实验数据或实际生产情境考查综合计算能力。
2.知识点考查重点:依据化学式计算是基础考点,要求学生计算相对分子质量、元素质量比和质量分数。化学方程式计算是核心,涵盖根据已知反应物或生成物质量求未知量,如氢气还原氧化铜实验,根据生成铜的质量求参加反应氢气质量。溶液计算中,溶解度曲线应用及溶质质量分数计算常考,如根据溶解度曲线判断某温度下溶液是否饱和、计算饱和溶液溶质质量分数。
3.能力考查倾向:注重考查学生对化学概念理解与运用能力。在复杂情境中,学生需准确提取关键信息,建立化学计算模型。如在工业炼铁流程题中,结合铁矿石成分、反应方程式及产品纯度等信息进行多步计算,考查学生分析、推理和计算能力。
1.情境创新:紧密联系生活、科技前沿和社会热点,以新能源开发中化学反应计算、新材料合成中元素配比计算为情境,考查学生在真实情境下运用化学计算解决问题的能力,凸显化学实用性。
2.综合度提升:不同类型化学计算融合考查趋势增强,如将化学式计算、化学方程式计算与溶液计算结合,在一个题目中涉及多步反应、物质纯度及溶液浓度变化计算,提升学生综合分析与计算能力。
3.考查方式多样:可能出现以实验探究为载体的化学计算,通过实验数据处理考查计算能力,如探究金属与酸反应中,根据产生氢气质量测定金属纯度;也可能借助图表数据考查学生信息读取与计算分析能力,如给出物质反应过程中质量变化曲线,进行相关计算。
考点01 化学式的计算
1.相对分子质量
化学式中各原子的相对原子质量的总和。(符号为Mr)
2.有关相对分子质量的计算
(1)计算相对分子质量
相对分子质量=化学式中各原子的相对原子质量×相应原子个数的总和。
(3)计算物质中某元素的质量分数
化合物中某元素的质量分数=×100%
(4)求化合物质量
化合物的质量 = 某元素的质量 ÷ 。
考点02 根据化学方程式计算
1.理论依据:质量守恒定律,即各物质间有确定的质量比。
2.计算步骤:设、写、找、列、求、答。
3.利用化学方程式进行简单计算的基本类型
(1)已知某反应物或生成物的质量,求另一生成物或反应物的质量;
(2)有关含有杂质的反应物或生成物的计算。
纯净物的质量=不纯物质的质量-杂质的质量=不纯物质的质量×纯净物的质量分数(纯度)=不纯物质的质量×(1-杂质的质量分数)。
物质的纯度=×100%
物质的纯度=×100%
考点03 溶质质量分数结合化学方程式的计算
1. 溶质质量分数
(1)溶质质量与溶液质量的比值,计算公式为:
溶质质量分数=溶质质量/溶液质量×100%溶质质量分数=溶液质量/溶质质量×100%,
溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量。
(2)溶液稀释公式:稀释前后 不变。
2. 与化学方程式结合的计算要领
(1)反应物与溶质的关系:参加反应的物质是溶液中的溶质,需代入溶质的质量进行计算,而非溶液质量或体积。
(2)生成物与溶质的判断
反应后所得溶液的溶质为生成物中的可溶性物质(如生成的盐、酸或碱)。
若生成物中有沉淀或气体,需从溶液总质量中扣除。
(3)反应后溶液质量的计算方法
溶液组成法:溶液质量=溶质质量+溶剂质量,溶剂质量包括原溶液的溶剂和反应生成的水(若有)。
质量守恒法:溶液质量=m(反应物总质量)−m(沉淀)−m(气体)溶液质量,适用于所有反应类型。
考向01 化学式的计算
(24-25八年级下·上海普陀·期中)海水资源是指海水及海水中存在的可以被人类利用的物质。海水利用包括海水淡化、海水直接利用和海水中化学资源的提取。
1.以下水循环的环节中,能够补充海水中的水的是______。(不定项)
A.蒸发 B.水汽输送 C.降水 D.径流
2.海水中含有,其负离子的符号为 ,中硫、氧元素的质量比为 。
3.(24-25八年级下·上海浦东新·期中)钙是人体必需的常量元素,每日必须摄入足够量的钙。目前市场上的补钙药剂很多,下图是某种品牌的补钙药品的部分说明书。请回答下列问题:
XX钙片
【药品规格】每片含
【用法用量】每次1片,每天2次
(1)该钙片的主要成分的名称为 ,它由 种元素组成,分别是 。
(2)中各元素的质量比为 。
(3)中钙元素的质量分数为 。
(4)如果按用量服用,每天摄入钙元素的质量为 g。
4.(24-25八年级下·上海·期中)请按要求填空。
(1)人体中含量最多的物质是(填化学式) 。
(2)地壳中含量最多的金属元素 。
(3)KNO3是一种常见的化肥,写出其所含原子团的名称 。
(4)甲烷的化学式是CH4,该物质由 种元素组成,该物质中碳原子和氢原子的个数比为 。质量分数最高的元素为 。
5.(24-25九年级上·上海静安·期末)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,工业上以煤、空气、水等为原料制备甲醇的主要工艺流程如图。
(1)CH3OH由 种元素组成,其中质量分数最大的元素是 。1molCH3OH中所含氧原子的个数约为 。
(2)变换炉中发生反应:CO+H2OH2+CO2,化合价发生变化的元素是 。
(3)吸收塔中被吸收的物质是 。合成塔中发生化合反应,其反应的微观示意图如图,在方框内画出微粒图示 。
对反应前后的分析正确的是 。
A.元素种类没有发生改变 B.原子种类没有改变
C.原子个数发生了改变 D.分子种类没有发生改变
(4)甲醇中的碳元素来自于原料中的 。
合成塔中,在300℃—400℃和催化剂条件下一氧化碳和氢气反应化合反应生成甲醇,反应的化学方程式是,因此方框内的微粒是2个氢分子,可以表示为;A、根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类没有发生改变,正确
B、根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类没有改变,正确;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后原子个数不改变,错误;
D、根据化学方程式可知,分子种类发生改变,错误;
故选:AB;
考向02 根据化学方程式计算
6.(2025·上海·一模)《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,“酢”即醋酸(CH3COOH)。
(1)古法酿醋是用粮食经过发酵而成,粮食酿醋属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)醋酸中碳元素与氧元素的质量比为 。
(3)我国科研人员研究出制取醋酸的新方法。新方法的反应微观示意图如下:
①写出上述反应中氧化物的化学式 。
②该反应的化学方程式: ;若生成0.1mol醋酸,消耗CO2的质量是 g。
(4)提倡新方法酿醋酸的原因是 。
(5)实验室制取CO2,不能选用大理石粉末的理由是 ,不能选用稀硫酸的理由是 ,能用于制备CO2且符合启普发生器工作原理的发生装置是 (从a、b、c、d中选择)。
7.(2025·上海普陀·二模)《梦溪笔谈》《天工开物》中分别记载了青铜的冶炼和青铜器铸造工艺。古法炼铜流程,以孔雀石(主要成分是碱式碳酸铜)和木炭为原料,高温煅烧使孔雀石分解生成氧化铜,再与木炭反应得到铜。生产流程如下图:
(1)铜中加入一定比例的锡和铅,就可得到青铜。根据金属活动性顺序表,“铜、锡、铅”中金属活动性最强的是 。
(2)碱式碳酸铜[Cu₂(OH)2CO3],高温下受热分解为氧化铜、二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式 ;上述过程中得到铜的化学反应方程式是 。
(3)理论上,1mol碱式碳酸铜完全反应后,可以得到的铜为 g。
(4)“古法炼铜”的过程中,没有涉及到的基本反应类型是 。
(5)原料中需过量木炭,过量的目的是 。
(6)封盖保留通气孔的原因是 ;通气孔不宜开口过大的原因是 。
8.(24-25九年级上·上海徐汇·阶段练习)水是生命之源,人类的生产生活都离不开水。
(1)科学家用通电的方法使水分解,从而证明了水的组成。
I.检验右端玻璃管中产生的气体方法是 ,左右两玻璃管内产生气体的质量比是 。
Ⅱ.保持水化学性质的最小微粒是 (填名称)。
(2)自来水厂生产过程中常用到液氯,其作用是 ;经处理的自来水含量达标后,国家标准规定自来水出厂时仍需留有一定浓度的液氯,原因是 。
(3)水是最常见的溶剂。60℃时,NaCl的溶解度为37g/100g水,其含义是 。取100g溶质质量分数为13.5%的NaCl溶液,温度保持60℃,恒温蒸发水分直至NaCl完全析出。在图中画出析出NaCl的质量与蒸发水的质量的关系 。
(4)20℃时,某物质在不同质量的水中溶解达到饱和状态,溶质的质量与水的质量关系如图。
I.20℃时,该物质的溶解度是 。
Ⅱ.将A点状态的溶液转化到C点状态的操作是 。
Ⅲ.图中A、B、C、D四个点表示溶液中溶质质量分数从大到小的关系是 。
9.(24-25九年级上·上海黄浦·期中)实验室对氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气后(反应完全)的剩余固体进行了如下实验:
(1)判断氯酸钾已完全分解的实验方法为 。
(2)操作Ⅰ的名称为 ;滤渣的成分为 。
(3)操作Ⅰ的基本原理是 ;操作Ⅰ需要用到的仪器有铁架台、铁圈、 。
(4)请将操作Ⅱ中主要步骤补充完整:将滤液全部转移至蒸发皿后加热, 。
(5)称量所得的氯化钾固体为29.8 g,该实验中氯酸钾和二氧化锰混合加热,至少产生了多少mol O2?(根据化学方程式列式计算)
10.(24-25九年级上·上海普陀·期中)下图是天宫空间站的“水气循环”过程。
(1)空间站需要提供氧气,氧气的用途是 ,保持氧气化学性质的最小微粒是 。
(2)水电解系统可以电解循环水制取氧气,该反应的化学方程式是属于 反应(填基本反应类型)。如果提供36g水,可以制得 g氧气。
(3)收集到的二氧化碳与氢气进入萨巴蒂尔反应器中,在约400℃的高温和催化剂的作用下,生成液态水和甲烷气体 (CH4),写出该反应的化学方程式: 。
(4)目前此“水汽循环”系统中是否需要添加含氢物质来保障宇航员的饮水需求,理由是: 。
考向04 溶质质量分数结合化学方程式的计算
11.(2024·上海长宁·二模)镀锌铁片是指在铁上进行双面镀锌而制成的一种锌铁合金。
(1)对铁片镀锌的目的是为了防止铁被空气中的 (填写化学式)氧化生锈,针对日常生活中的铁锈,可用 (填写化学式)来除锈。
(2)测量镀锌铁片表面镀锌层的厚度。
步骤1:剪下一块表面积为的镀锌铁片,称量,记录质量为17.6g。
步骤2:将镀锌铁片放入过量稀硫酸中,一开始能观察到大量气泡,此时反应的化学方程式为 。
步骤3:待镀锌铁片表面气泡明显减少后,用蒸馏水清洗,并擦干,称量,记录质量为16.3g。
假设上述反应只有一种金属参与,产生氢气 。通过锌的密度计算得到该镀锌铁片的单面镀锌层厚度为0.01cm。该实验结果 (选填“大于”、“小于”或“等于”)实际镀锌铁片厚度,理由是 。
12.(2025·上海·二模)人类的生活、生产离不开溶液。
(1)水是最常用的溶剂,电解水实验帮助人们认识水的元素组成。
水由 种元素组成,1 mol水中约含有 个氧原子。
(2)生理盐水(0.9%的氯化钠溶液,密度约为1 g/mL)常用于溶解一些固体药品供注射使用。
Ⅰ、左氧氟沙星(C18H20FN3O4)是一种抗菌药,它是一种 (选填“单质”或“化合物”)。
Ⅱ、医疗上要求左氧氟沙星注射液的溶质质量分数不超过10%。欲将0.4 g左氧氟沙星固体配制成符合要求的注射液,至少需加入生理盐水 mL。
(3)某种方法腌制咸鸭蛋时需要配制氯化钠饱和溶液。现将360g氯化钠放入1000 g水中,刚好形成20℃氯化钠饱和溶液,此时氯化钠的溶解度是 g/100g水。
(4)某小组同学以氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气,加热至不再产生气体时结束实验,并分离、回收剩余固体。
Ⅰ、制取氧气的化学方程式是 。
Ⅱ、氯酸钾、氯化钾的溶解度曲线如图所示,分离、回收剩余固体的实验过程如下,选择用蒸发结晶而不是降温结晶的理由是 。
13.(2025·上海·二模)人类的生活、生产离不开溶液。
(1)水是最常用的溶剂,电解水实验帮助人们认识水的元素组成。
Ⅰ.电解水实验中,水发生的反应属于 (选填“化合反应”或“分解反应”)。
Ⅱ.水由 种元素组成,1 mol水中约含有 个氧原子。
(2)生理盐水(0.9%的氯化钠溶液,密度约为1 g/mL)常用于溶解一些固体药品供注射使用。
Ⅰ.左氧氟沙星(C18H20FN3O4)是一种抗菌药,它是一种 (选填“单质”或“化合物”)。
Ⅱ.医疗上要求左氧氟沙星注射液的溶质质量分数不超过10%。欲将0.4 g左氧氟沙星固体配制成符合要求的注射液,至少需加入生理盐水 mL。
(3)某种方法腌制咸鸭蛋时需要配制氯化钠饱和溶液。现将360g氯化钠放入1000 g水中,刚好形成20℃氯化钠饱和溶液,此时氯化钠的溶解度是 g/100g水。
(4)某小组同学以氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气,加热至不再产生气体时结束实验,并分离、回收剩余固体。
Ⅰ.氯酸钾、氯化钾的溶解度曲线如图所示,分离、回收剩余固体的实验过程如下,选择用蒸发结晶而不是降温结晶的理由是 。
14.(24-25九年级下·上海闵行·阶段练习)为探究氢氧化钠与盐酸反应的热量变化及溶液酸碱性的变化,某小组同学进行如下实验。
【实验一】配制氢氧化钠溶液氢氧化钠的部分溶解度如表所示。
温度/℃
10
20
30
40
50
溶解度(g/100g水)
98
109
119
129
174
(1)10℃时,氢氧化钠的溶解度是 g/100g水。
(2)20℃时,40g氢氧化钠与60g水混合,所得溶液是氢氧化钠的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液;配制100克4%的氢氧化钠溶液,需要水 g。
【实验二】探究氢氧化钠与盐酸的反应中,溶液酸碱性的变化。
向盛有20g、4%的氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,用pH传感器测定溶液pH随滴入稀盐酸体积的变化,如图所示。
(3)氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式是 ;
(4)结合数据说明,实验过程中A(18.25,7)点的含义 。
(5)含4g溶质的氢氧化钠溶液,与一定量稀盐酸恰好完全反应,参加反应的稀盐酸中溶质的物质的量是 mol。
15.(24-25九年级下·上海·阶段练习)84消瘦液是一种常见的含氮消毒剂,其部分标签如图所示。
(1)84消毒液的物理性质: (写一条)
(2)次氯酸钠(NaClO)由 种元素组成,氯元素的化合价为 ,1 molNaClO中约含有 个氧原子。
(3)制备NaClO的原理是Cl2+2NaOH=NaClO+X+H2O,其中X的化学式是 。
(4)84消毒液的保存方法是 。
(5)通常用质量分数为0.04%的84消毒液浸泡餐具,应将4.0%的84消毒液进行稀释,则4.0%的消毒液与水按质量比1: 进行混合。
(6)84消毒液只适合消毒白色织物,不适合消毒彩色织物的原因是 。
(7)84消毒液不能与洁厕灵(主要成分HCl)混用,是由于NaClO和 HCl反应生成NaC1、H2O和有毒的Cl2,该反应的化学方程式为 。
16.(2025·上海浦东新·一模)“84消毒液”是一种常见的含氯消毒剂。其部分标签如图所示:
(1)“84消毒液”的物理性质: (写一条)。
(2)次氯酸钠(NaClO)由 种元素组成,其中氯元素的存在状态为 (选填“游离态”或“化合态”)。
(3)制备NaClO 的原理是Cl2+2NaOH=NaClO+X+H2O,其中X的化学式是 。
(4)“84消毒液”的保存方法是 。
(5)餐具消毒时,通常用质量分数为0.04%的消毒液浸泡,应将4.0%的“84消毒液”与水按质量比为1: 进行稀释。
1.(2025·上海嘉定·二模)碳中和是指CO2的排放与吸收达到平衡,基本实现CO2的零排放。
(1)CO2的排放
工农业生产使空气中的CO2含量过高,加剧 。实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2,可以选用图中的 (填“A”或“B”)发生装置,选择依据是 ,反应的化学方程式为 。
(2)CO2的吸收
自然界中绿色植物可以通过 吸收CO2;工业上采用氢氧化钠溶液来吸收CO2,400克10%的氢氧化钠溶液最多能吸收CO2 克。
在航天空间站中,处理宇航员呼出的CO2是维持舱内空气安全的关键环节,目前一般用LiOH固体来吸收,而不用NaOH固体,考虑的因素可能是 。(写出一条)
2.(24-25九年级上·上海杨浦·期末)过氧化氢溶液常用于实验室制取氧气的实验。
(1)如图为某过氧化氢溶液的部分标签。
30%过氧化氢溶液化学:H2O2 相对分子质量:34
净含量:500mL 密度:1.1g/mL
说明:无色透明液体,能与水任意比混溶,其水溶液呈弱酸性,有氧化性,接触皮肤后立即用大量水冲洗。
①“30%过氧化氢溶液"的含义是 。
②这瓶溶液中含过氧化氢的质量是 g。
③根据标签信息,稀释此过氧化氢溶液时,有效的防护措施是 。
④实验室用5%的过氧化氢溶液68g制取氧气,可制得氧气的物质的量为 mol。(根据化学方程式列式计算)
(2)为探究氧化铜能否成为过氧化氢制氧气的催化剂,进行如图实验。
①甲中有少量气泡产生,带火星小木条不复燃,可能的原因是 。
②丙中的现象是 ,氧化铜的作用是 。
③为验证氧化铜是该反应的催化剂,还应补充的实验是 。
(3)为探究氧气的性质进行如图的实验。(装置气密性良好)
①实验时,打开K1、K2,将带火星的细碳棒伸入到硬质玻璃管的中下部,细碳棒才复燃,说明氧气具有 性质;关闭K2,向硬质玻璃管中倒入一定量的澄清石灰水,观察到 ;再次打开K2,将引燃的细铁丝放入硬质玻璃管中,发生反应的化学方程式是 。其中硬质玻璃管的作用是 。
②能否将细铁丝、细碳棒在氧气中燃烧的实验顺序交换,说明原因: 。
3.(24-25八年级下·上海金山·阶段练习)我国科学家合成了一种新型催化剂,在此催化剂催化下可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇(化学式为CH3OH)和水。
(1)该反应的符号表达式为
(2)甲醇有 种元素组成,甲醇是由许许多多 构成,每个甲醇分子中有 个原子,其中氢、氧原子的原子个数比为 ,甲醇的相对分子质量 ,其中碳、氧元素的质量比为 ,氢元素的质量分数是 ,甲醇中含量最高的元素是 。
4.(24-25九年级上·上海金山·期末)化学促进社会的发展。
(1)黑火药(含有硫、木炭和硝酸钾)是我国古代四大发明之一,黑火药属于 (选填“混合物”或“纯净物”),硝酸钾中含有的原子团符号是 。
(2)制造人造卫星常用到钛合金,工业制取钛(Ti)的一种方法:,X的化学式是 。
(3)运载火箭的推进剂之一偏二甲肼(C2H8N2)由 种元素组成,C2H8N2中碳、氮元素的质量比是 ,30g偏二甲肼(C2H8N2)中约含碳原子 个(用科学计数法表示)。
5.(24-25九年级上·上海徐汇·期末)科学家曾利用相对分子质量设计不同沸点的含氟(元素符号:F)制冷剂。
(1)制冷剂R11的化学式为CCl3F,该物质由 种元素组成。
(2)制冷剂R12的化学式为CCl2F2,该物质中碳原子和氯原子的物质的量之比为 。
(3)制冷剂R13的化学式为CClF3,该物质中 元素的质量分数最高。
(4)这类含氟制冷剂的相对分子量越大,沸点越高,制冷剂R11、R12和R13中沸点最高的是 。
6.(2025·上海青浦·一模)氢能源是最理想的绿色能源之一,有规划地开发和使用氢能源,是实现碳中和的重要措施。
(1)按照生产方式及生产过程中的碳排放情况,可将氢能源分为以下三类(见图1)。
用化石燃料制氢的过程中主要发生的是 (填“物理变化”或“化学变化”)。 利用可再生能源电解水可以制得“绿氢”,该反应的化学方程式为 。
请列举除氢能源之外的一种可再生能源: 。
(2)图2是利用天然气中的CH4制得H2的流程。
①CH4由 种元素组成,其中碳、氢元素的物质的量之比为 ,0.1molCH4中约含 个碳原子。
②以天然气为原料并采用图2流程制氢,最终制得的H2属于“蓝氢”。请结合图1、图2,分析作出此判断的依据 。
7.(24-25九年级上·上海黄浦·期末)甲醇 (CH4O) 在常温下是一种液体,沸点为64.7℃,能作为燃料。可利用工业尾气中的二氧化碳与氢气反应制得甲醇,主要的生产过程如图所示。
Ⅱ中反应的化学方程式为:
(1)甲醇分子中,氢原子和氧原子的个数比为 。
(2)甲醇中所含碳元素的质量百分数为 %。
(3)I 的过程中气体分子之间的 发生了改变。
(4)Ⅱ中加入的催化剂含氧化铝等物质,氧化铝的化学式是 。
(5)Ⅲ中为了初步分离甲醇气体和水蒸气,可采用的一种物理方法是 。
(6)请写出用二氧化碳与氢气为原料,制取甲醇的一条优点 。
(7)甲醇也是一种储氢材料,在一定条件下,能与水反应产生氢气和二氧化碳。
一定量的甲醇和水恰好完全反应,判断所得氢气中氢元素的质量和反应物甲醇中氢元素质量的关系并说明理由。 。
8.(2024·上海·模拟预测)在党的领导下,我国正在向第二个百年奋斗目标进军
近年来,我国贯彻人与自然和谐共生理念,越来越重视氢能源,以下是生产氢气的两种方法:
方法一:用太阳能发电,电解水制取氧气
方法二:以天然气和水为原料,在高温和催化剂的作用下生成氢气和二氧化碳
(1)请写出方法二的化学方程式 。
资料:
灰氢
蓝氢
绿氢
以化石燃料为原料,生产中排放二氧化碳较多。
以化石燃料为原料,经过改进,实现低碳制氢。
利用可再生能源,生产中实现零排放。
(2)小龚同学认为用方法二生产的氢气属于“灰氢”。若不改变该方法的反应原理,要使其成为“蓝氢”,请你替她向生产者提出一条改进生产的建议 。
(3)近年来,我国贯彻以人民为中心,建设环境友好型社会,越来越多地方用天然气代替煤炭做饭。家用燃料天然气的主要成分属于 (“有机物”或“无机物”)。若火焰呈黄色时,锅底则会出现黑色物质,该黑色物质是 。
(4)小姜同学做饭时发现厨房的锡纸产品“铝箔卷锡纸”,查阅资料得到锡与盐酸反应的化学方程式为Sn+2HCl=SnCl2+H2↑,则SnCl2中锡元素的化合价为 ,为了探究其成分,他称量10.8g该锡纸产品于锥形瓶中,称得如图整套装置为612.4g,向锥形瓶中加入稀盐酸至金属完全溶解,再次称量整套装置的质量为611.2g,请你用化学方程式计算得出该铝箔卷锡纸各成分及其质量 。
9.(2024·上海奉贤·二模)氢能是最理想的“绿色能源”之一。根据生产来源和制备过程中的碳排放情况,可将氢能分为灰氢、蓝氢和绿氢这三种类型,具体如表所示。
灰氢
蓝氢
绿氢
化石燃料制氢
碳排放高
天然气制氢
辅之以二氧化碳捕捉与封存
可再生能源电解水制氢
实现全过程100%绿色
(1)煤炭生成“灰氢”属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)通过反应CH4+H2OCO+3H2制备的氢气属于 (选填“灰氢”、“蓝氢”或“绿氢”),消耗3mol甲烷,理论上可制取 克氢气。
(3)我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,实现了高效制取“绿氢”,其主要过程如图所示。
①整个过程中数目保持不变的微粒是 。
②“过程II”中生成了氢气和 (填化学式)。
③与电解水法相比,该方法最显著的优点是 。
10.(2024·上海浦东新·二模)“天气瓶”会根据外界温度的改变,瓶内展现出不同形态的晶体。瓶内的物质有:樟脑、酒精、硝酸钾、氯化铵、水等。
(1)樟脑的酒精溶液是 (选填“纯净物”或“混合物”);天气越冷瓶中析出的樟脑晶体越多,说明樟脑在酒精中的溶解度随温度降低而 (选填“增大”或“减小”)。
(2)下表是硝酸钾、氯化铵的部分溶解度数据。
温度
10
20
30
40
60
80
100
溶解度/水
20.9
31.6
45.8
63.9
110
169
246
33.3
37.2
41.4
45.8
55.2
65.6
77.3
①不饱和的溶液变为饱和溶液的方法是 (写一种)。
②50℃时,的溶解度 (选填“>”“<”或“=”)的溶解度。
③某固体混合物含。为了提纯硝酸钾设计如下实验:
上述步骤中降温至20℃的目的是 。
(3)氯化铵溶液中逐渐加入氢氧化钙固体并微热,反应的化学方程式为。 下图表示生成氨气的质量与加入氢氧化钙物质的 量的变化关系,其中x=
11.(2024·上海杨浦·二模)制盐在我国有着悠久的历史。某粗盐中主要含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4,为获取NaCl和Na2SO4,取样品溶于水得到溶液A,进行如图实验:
(1)I中生成的Mg(OH)2沉淀质量与加入的NaOH物质的量的变化关系如图所示,其中x= g。
(2)Ⅱ中加入过量Na2CO3反应的化学方程式是 。
(3)Ⅲ中加入过量稀盐酸的目的是 。
(4)将“溶液D”在80℃时蒸发浓缩,有少量固体析出。
NaCl和Na2SO4在不同温度下的溶解度:
温度/℃
10
40
80
溶解度(g/100g水)
NaCl
35.8
36.6
38.4
Na2SO4
9.1
48.8
43.7
①经检验,少量固体是纯净的Na2SO4。分析NaCl不析出的原因是 。
②停止蒸发浓缩,降温至10℃并过滤,得到大量固体及母液。设计实验检验所得固体中是否含有NaCl: 。从母液中获得NaCl固体的方法是 。
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重难点03 化学计算题
目录
1.命题趋势解读:明考情、知方向
2.热点考点诠释:知热点、掌技巧、攻薄弱
考点01 化学式的计算
考点02 根据化学方程式计算
考点03 溶质质量分数结合化学方程式的计算
3.限时检测训练
三年考情分析
2025考向预测
1.题型与分值:在近三年考试中,化学计算考查频繁,分值占比约 10%-15%。选择题常考查基础化学计算概念,如元素质量分数、物质质量比计算,分值 2-3 分。填空题涉及化学式简单计算、溶解度相关计算,分值 3-5 分。计算题作为重点,分值达 5-7 分,多围绕化学方程式展开,结合实验数据或实际生产情境考查综合计算能力。
2.知识点考查重点:依据化学式计算是基础考点,要求学生计算相对分子质量、元素质量比和质量分数。化学方程式计算是核心,涵盖根据已知反应物或生成物质量求未知量,如氢气还原氧化铜实验,根据生成铜的质量求参加反应氢气质量。溶液计算中,溶解度曲线应用及溶质质量分数计算常考,如根据溶解度曲线判断某温度下溶液是否饱和、计算饱和溶液溶质质量分数。
3.能力考查倾向:注重考查学生对化学概念理解与运用能力。在复杂情境中,学生需准确提取关键信息,建立化学计算模型。如在工业炼铁流程题中,结合铁矿石成分、反应方程式及产品纯度等信息进行多步计算,考查学生分析、推理和计算能力。
1.情境创新:紧密联系生活、科技前沿和社会热点,以新能源开发中化学反应计算、新材料合成中元素配比计算为情境,考查学生在真实情境下运用化学计算解决问题的能力,凸显化学实用性。
2.综合度提升:不同类型化学计算融合考查趋势增强,如将化学式计算、化学方程式计算与溶液计算结合,在一个题目中涉及多步反应、物质纯度及溶液浓度变化计算,提升学生综合分析与计算能力。
3.考查方式多样:可能出现以实验探究为载体的化学计算,通过实验数据处理考查计算能力,如探究金属与酸反应中,根据产生氢气质量测定金属纯度;也可能借助图表数据考查学生信息读取与计算分析能力,如给出物质反应过程中质量变化曲线,进行相关计算。
考点01 化学式的计算
1.相对分子质量
化学式中各原子的相对原子质量的总和。(符号为Mr)
2.有关相对分子质量的计算
(1)计算相对分子质量
相对分子质量=化学式中各原子的相对原子质量×相应原子个数的总和。
(3)计算物质中某元素的质量分数
化合物中某元素的质量分数=×100%
(4)求化合物质量
化合物的质量 = 某元素的质量 ÷ 该元素的质量分数。
考点02 根据化学方程式计算
1.理论依据:质量守恒定律,即各物质间有确定的质量比。
2.计算步骤:设、写、找、列、求、答。
3.利用化学方程式进行简单计算的基本类型
(1)已知某反应物或生成物的质量,求另一生成物或反应物的质量;
(2)有关含有杂质的反应物或生成物的计算。
纯净物的质量=不纯物质的质量-杂质的质量=不纯物质的质量×纯净物的质量分数(纯度)=不纯物质的质量×(1-杂质的质量分数)。
物质的纯度=×100%
物质的纯度=×100%
考点03 溶质质量分数结合化学方程式的计算
1. 溶质质量分数
(1)溶质质量与溶液质量的比值,计算公式为:
溶质质量分数=溶质质量溶液质量×100%溶质质量分数=溶液质量溶质质量×100%,
溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量。
(2)溶液稀释公式:稀释前后溶质质量不变。
2. 与化学方程式结合的计算要领
(1)反应物与溶质的关系:参加反应的物质是溶液中的溶质,需代入溶质的质量进行计算,而非溶液质量或体积。
(2)生成物与溶质的判断
反应后所得溶液的溶质为生成物中的可溶性物质(如生成的盐、酸或碱)。
若生成物中有沉淀或气体,需从溶液总质量中扣除。
(3)反应后溶液质量的计算方法
溶液组成法:溶液质量=溶质质量+溶剂质量,溶剂质量包括原溶液的溶剂和反应生成的水(若有)。
质量守恒法:溶液质量=m(反应物总质量)−m(沉淀)−m(气体)溶液质量,适用于所有反应类型。
考向01 化学式的计算
(24-25八年级下·上海普陀·期中)海水资源是指海水及海水中存在的可以被人类利用的物质。海水利用包括海水淡化、海水直接利用和海水中化学资源的提取。
1.以下水循环的环节中,能够补充海水中的水的是______。(不定项)
A.蒸发 B.水汽输送 C.降水 D.径流
2.海水中含有,其负离子的符号为 ,中硫、氧元素的质量比为 。
【答案】1.CD 2. 1:2
【解析】1.A、蒸发是水从液态变为气态,是海水失水的过程,不能补充海水中的水,A错误;
B、水汽输送是将海洋上空的水汽输送到陆地上空等,未直接补充海水中的水,B错误;
C、降水可以将大气中的水降落到海洋中,能够补充海水中的水,C正确;
D、径流包括地表径流和地下径流,地表径流等会将陆地的水带到海洋中,能够补充海水中的水,D正确;
故选:CD;
2.硫酸钠是由钠离子和硫酸根离子构成的,其阴离子为硫酸根离子,符号为;
中硫、氧元素的质量比为32:(16×4)=32:64 = 1:2。
3.(24-25八年级下·上海浦东新·期中)钙是人体必需的常量元素,每日必须摄入足够量的钙。目前市场上的补钙药剂很多,下图是某种品牌的补钙药品的部分说明书。请回答下列问题:
XX钙片
【药品规格】每片含
【用法用量】每次1片,每天2次
(1)该钙片的主要成分的名称为 ,它由 种元素组成,分别是 。
(2)中各元素的质量比为 。
(3)中钙元素的质量分数为 。
(4)如果按用量服用,每天摄入钙元素的质量为 g。
【答案】(1) 碳酸钙 三/3 钙、碳、氧
(2)10:3:12
(3)40%
(4)0.2
【详解】(1)化学式的读法为:从右往左读,则CaCO3读作碳酸钙;
碳酸钙是由钙、碳、氧三种元素组成。
(2)碳酸钙中钙、碳、氧三种元素的质量比为40:12:(16×3)=10:3:12。
(3)碳酸钙中钙元素的质量分数为。
(4)根据图可知,一天吃2片钙片,其中含钙元素的质量为2×0.25g×40%=0.2g。
4.(24-25八年级下·上海·期中)请按要求填空。
(1)人体中含量最多的物质是(填化学式) 。
(2)地壳中含量最多的金属元素 。
(3)KNO3是一种常见的化肥,写出其所含原子团的名称 。
(4)甲烷的化学式是CH4,该物质由 种元素组成,该物质中碳原子和氢原子的个数比为 。质量分数最高的元素为 。
【答案】(1)H2O
(2)铝/铝元素/Al
(3)硝酸根离子
(4) 2 1:4 碳/碳元素/C
【详解】(1)人体中含量最多的物质是水,化学式为:H2O。
(2)地壳中元素含量由高到低依次是(前四位):O、Si、Al、Fe,故含量最多的金属元素是铝元素。
(3)硝酸钾由钾离子和硝酸根离子构成,其所含原子团的名称是硝酸根离子。
(4)根据CH4,可知该物质由C、H这2种元素组成;
由化学式可知,甲烷中碳原子和氢原子的个数比为1:4;
甲烷中C、H元素的质量比为:12:4=3:1,故质量分数最高的元素为:碳元素。
5.(24-25九年级上·上海静安·期末)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,工业上以煤、空气、水等为原料制备甲醇的主要工艺流程如图。
(1)CH3OH由 种元素组成,其中质量分数最大的元素是 。1molCH3OH中所含氧原子的个数约为 。
(2)变换炉中发生反应:CO+H2OH2+CO2,化合价发生变化的元素是 。
(3)吸收塔中被吸收的物质是 。合成塔中发生化合反应,其反应的微观示意图如图,在方框内画出微粒图示 。
对反应前后的分析正确的是 。
A.元素种类没有发生改变 B.原子种类没有改变
C.原子个数发生了改变 D.分子种类没有发生改变
(4)甲醇中的碳元素来自于原料中的 。
【答案】(1) 3/三 氧元素/O 6.02×1023
(2)C、H
(3) 二氧化碳/CO2 AB
(4)煤
【详解】(1)CH3OH由碳、氢、氧三种元素组成,C、H、O三种元素的质量比为12:4:16=3:1:4,其中质量分数最大的元素是氧元素,1mol CH3OH中所含氧原子的个数约为6.02×1023;
(2)反应物中碳元素为+2价,氧元素为-2价,氢元素为+1价,生成物中碳元素为+4价,氧元素为-2价,氢元素为0价,则化合价发生变化的元素为碳元素和氧元素;
(3)根据流程,吸收塔中被吸收的物质是二氧化碳;
合成塔中,在300℃—400℃和催化剂条件下一氧化碳和氢气反应化合反应生成甲醇,反应的化学方程式是,因此方框内的微粒是2个氢分子,可以表示为;A、根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类没有发生改变,正确
B、根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类没有改变,正确;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后原子个数不改变,错误;
D、根据化学方程式可知,分子种类发生改变,错误;
故选:AB;
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,煤种含有碳元素,根据流程,甲醇中的碳元素来自于原料中的煤。
考向02 根据化学方程式计算
6.(2025·上海·一模)《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,“酢”即醋酸(CH3COOH)。
(1)古法酿醋是用粮食经过发酵而成,粮食酿醋属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)醋酸中碳元素与氧元素的质量比为 。
(3)我国科研人员研究出制取醋酸的新方法。新方法的反应微观示意图如下:
①写出上述反应中氧化物的化学式 。
②该反应的化学方程式: ;若生成0.1mol醋酸,消耗CO2的质量是 g。
(4)提倡新方法酿醋酸的原因是 。
(5)实验室制取CO2,不能选用大理石粉末的理由是 ,不能选用稀硫酸的理由是 ,能用于制备CO2且符合启普发生器工作原理的发生装置是 (从a、b、c、d中选择)。
【答案】(1)化学
(2)3∶4
(3) CO2 4.4
(4)新方法能节约粮食,同时缓解温室效应
(5) 反应速率过快,不方便收集气体(合理即可) 反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速率逐渐减慢甚至停止(合理即可) a
【详解】(1)物理变化是没有新物质生成的变化,化学变化是有新物质生成的变化。粮食经过发酵变为醋酸,有新物质生成,属于化学变化。
(2)醋酸(CH3COOH)由C、H、O这3种元素组成,其中碳元素与氧元素的质量比为(12×2):(16×2)=3:4:
(3)①氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,根据图示,该反应涉及CO2、CH4、CH3COOH这三种物质,其中属于氧化物的是CO2;
②根据微观示意图,该反应是CO2、CH4在催化剂作用下反应生成CH3COOH,化学方程式为:;
根据化学方程式,若生成0.1mol醋酸,则消耗0.1mol CO2,其质量为0.1mol×44g/mol=4.4g。
(4)古法酿醋是用粮食经过发酵而成,需要消耗粮食,而新方法以CO2、CH为原料,不需要消耗粮食,同时可以消耗二氧化碳,缓解温室效应。
(5)大理石粉末与稀盐酸反应速率过快,不方便收集气体;通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速率逐渐减慢甚至停止;
a、装置a可以通过弹簧夹的打开和关闭来控制固体和液体的接触和分离,从而控制反应的发生和停止,符合启普发生器工作原理,故a符合题意;
b、装置b通过弹簧夹的打开和关闭不能控制固体和液体的接触和分离,不符合启普发生器工作原理,故b不符合题意;
c、固体放在烧杯最底部,不能使固液分离,不符合启普发生器工作原理,故c不符合题意;
d、有孔铁片能和制取二氧化碳的稀盐酸反应生成氢气,使制取的二氧化碳不纯,则d装置不能用于制取二氧化碳,故d不符合题意;
故选a。
7.(2025·上海普陀·二模)《梦溪笔谈》《天工开物》中分别记载了青铜的冶炼和青铜器铸造工艺。古法炼铜流程,以孔雀石(主要成分是碱式碳酸铜)和木炭为原料,高温煅烧使孔雀石分解生成氧化铜,再与木炭反应得到铜。生产流程如下图:
(1)铜中加入一定比例的锡和铅,就可得到青铜。根据金属活动性顺序表,“铜、锡、铅”中金属活动性最强的是 。
(2)碱式碳酸铜[Cu₂(OH)2CO3],高温下受热分解为氧化铜、二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式 ;上述过程中得到铜的化学反应方程式是 。
(3)理论上,1mol碱式碳酸铜完全反应后,可以得到的铜为 g。
(4)“古法炼铜”的过程中,没有涉及到的基本反应类型是 。
(5)原料中需过量木炭,过量的目的是 。
(6)封盖保留通气孔的原因是 ;通气孔不宜开口过大的原因是 。
【答案】(1)锡/Sn
(2) Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑ 2CuO+C2Cu+CO2↑
(3)128
(4)化合反应和复分解反应
(5)在高温的条件下,部分木炭会与空气中的氧气反应或与生成的二氧化碳反应而被消耗,同时使氧化铜完全反应
(6) 排出产生的二氧化碳气体 防止热量散失,影响反应进行,同时进入的空气中的氧气将火炉中的物质氧化
【详解】(1)根据金属活动性顺序表,“铜、锡、铅”中金属活动性最强的是锡;
(2)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]高温下受热分解为氧化铜、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑;碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:2CuO+C2Cu+CO2↑;
(3)根据Cu₂(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑,2CuO+C2Cu+CO2↑,可得关系式Cu₂(OH)2CO3~2Cu,1mol碱式碳酸铜完全反应后,可以得到的2mol铜,质量为2mol×64g/mol=128g;
(4)“古法炼铜”的过程中,涉及到的基本反应类型有分解反应(碱式碳酸铜分解)、置换反应(氧化铜和木炭的反应),没有涉及到的基本反应类型是化合反应和复分解反应;
(5)在高温的条件下,部分木炭会与空气中的氧气反应或与生成的二氧化碳反应而被消耗,同时使氧化铜完全反应,所以原料中需过量木炭;
(6)封盖保留通气孔的原因是排出产生的二氧化碳气体;通气孔不宜开口过大的原因是防止热量散失,影响反应进行,同时进入的空气中的氧气将火炉中的物质氧化
8.(24-25九年级上·上海徐汇·阶段练习)水是生命之源,人类的生产生活都离不开水。
(1)科学家用通电的方法使水分解,从而证明了水的组成。
I.检验右端玻璃管中产生的气体方法是 ,左右两玻璃管内产生气体的质量比是 。
Ⅱ.保持水化学性质的最小微粒是 (填名称)。
(2)自来水厂生产过程中常用到液氯,其作用是 ;经处理的自来水含量达标后,国家标准规定自来水出厂时仍需留有一定浓度的液氯,原因是 。
(3)水是最常见的溶剂。60℃时,NaCl的溶解度为37g/100g水,其含义是 。取100g溶质质量分数为13.5%的NaCl溶液,温度保持60℃,恒温蒸发水分直至NaCl完全析出。在图中画出析出NaCl的质量与蒸发水的质量的关系 。
(4)20℃时,某物质在不同质量的水中溶解达到饱和状态,溶质的质量与水的质量关系如图。
I.20℃时,该物质的溶解度是 。
Ⅱ.将A点状态的溶液转化到C点状态的操作是 。
Ⅲ.图中A、B、C、D四个点表示溶液中溶质质量分数从大到小的关系是 。
【答案】(1) 打开右端玻璃管活塞,将带火星的木条接近玻璃管尖嘴部分,木条复燃,则说明该气体为氧气 1:8 水分子
(2) 杀菌消毒 防止水经过管道运输形成二次污染
(3) 60℃,100g水中最多能溶解37g氯化钠,达到饱和状态
(4) 40g 向A点溶液中加入20g水、20g溶质 D=C>A>B
【详解】(1)I、电解水实验中,根据正氧负氢、氧一氢二,右端玻璃管产生的气体较少,为氧气,氧气具有助燃性,检验右端玻璃管中产生的气体方法是打开右端玻璃管活塞,将带火星的木条接近玻璃管尖嘴部分,木条复燃,则说明该气体为氧气;
左侧玻璃管产生的气体较多,为氢气,水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为,则左(氢气)右(氧气)两玻璃管内产生气体的质量比是4:32=1:8;
Ⅱ、水是由水分子构成的,则保持水化学性质的最小微粒是水分子。
(2)自来水厂生产过程中常用到液氯,其作用是杀菌消毒;
经处理的自来水含量达标后,国家标准规定自来水出厂时仍需留有一定浓度的液氯,可以防止水经过管道运输形成二次污染;
(3)60℃时,NaCl的溶解度为37g/100g水,其含义是60℃,100g水中最多能溶解37g氯化钠,达到饱和状态;
100g质量分数为13.5%的NaCl溶液中NaCl质量=100g×13.5%=13.5g,水的质量=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,再蒸发水开始析出晶体,析出NaCl的质量与蒸发出水质量的关系如图所示;
(4)I、20℃时,100g水溶解40g溶质达到饱和状态,该温度下,该物质的溶解度是40g;
Ⅱ、A到B是向溶液中加入了20g的水,由B到C是向溶液中加入了20g溶质并使之完全溶解,故将A点状态的溶液转化到C点状态的操作是<>向A点溶液中加入20g水、20g溶质;
Ⅲ、A和B,均没有达到饱和状态,是不饱和溶液,A和B中溶质的质量相等,B中的溶剂多,所以浓度B<A;C、D点表示的溶液为该温度的下的饱和溶液,溶质的质量分数相等,相同温度下,饱和溶液的溶质质量分数大于不饱和溶质的溶质质量分数,所以A、B、C三个点表示溶液中溶质质量分数从大到小的关系是D=C>A>B。
9.(24-25九年级上·上海黄浦·期中)实验室对氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气后(反应完全)的剩余固体进行了如下实验:
(1)判断氯酸钾已完全分解的实验方法为 。
(2)操作Ⅰ的名称为 ;滤渣的成分为 。
(3)操作Ⅰ的基本原理是 ;操作Ⅰ需要用到的仪器有铁架台、铁圈、 。
(4)请将操作Ⅱ中主要步骤补充完整:将滤液全部转移至蒸发皿后加热, 。
(5)称量所得的氯化钾固体为29.8 g,该实验中氯酸钾和二氧化锰混合加热,至少产生了多少mol O2?(根据化学方程式列式计算)
【答案】(1)冷却至室温,将试管与固体粉末一起称重;再将固体加热一段时间后,冷却、称重,如果两次称重结果一致,说明氯酸钾已完全分解(合理即可)
(2) 过滤 二氧化锰
(3) 让液体通过具有细微空隙的滤纸,使不溶性固体截留而除去 漏斗、烧杯、玻璃棒
(4)搅拌至有大量晶体析出后,停止加热,继续搅拌至完全蒸干(合理即可)
(5)设可以生成氧气的物质的量为x,
x=0.6 mol,
答:生成氧气0.6 mol。
【详解】(1)氯酸钾和二氧化锰在加热的条件下生成氯化钾和氧气,只要测得剩余固体的质量不在减少,说明氯酸钾已完全分解,具体方案为:冷却至室温,将试管与固体粉末一起称重;再将固体加热一段时间后,冷却、称重,如果两次称重结果一致,说明氯酸钾已完全分解;
(2)过滤可以将滤液和滤渣进行分离,所以操作Ⅰ的名称为过滤;氯酸钾和二氧化锰在加热的条件下完全分解得到氯化钾和氧气,而氯化钾能溶于水,二氧化锰不溶于水,所以滤渣是二氧化锰;
(3)过滤的基本原理是让液体通过具有细微孔隙的材料(如滤纸),使不溶性固体截留而除去;过滤所用到的仪器有铁架台、烧杯、漏斗和玻璃棒;
(4)操作Ⅱ是将氯化钾溶液中的溶质结晶,具体方法为:将滤液全部转移至蒸发皿后加热,搅拌至有大量晶体析出后,停止加热,继续搅拌至完全蒸干;
(5)见答案。
10.(24-25九年级上·上海普陀·期中)下图是天宫空间站的“水气循环”过程。
(1)空间站需要提供氧气,氧气的用途是 ,保持氧气化学性质的最小微粒是 。
(2)水电解系统可以电解循环水制取氧气,该反应的化学方程式是属于 反应(填基本反应类型)。如果提供36g水,可以制得 g氧气。
(3)收集到的二氧化碳与氢气进入萨巴蒂尔反应器中,在约400℃的高温和催化剂的作用下,生成液态水和甲烷气体 (CH4),写出该反应的化学方程式: 。
(4)目前此“水汽循环”系统中是否需要添加含氢物质来保障宇航员的饮水需求,理由是: 。
【答案】(1) 供给宇航员呼吸 氧分子
(2) 分解 32
(3)
(4)需要,系统中二氧化碳与氢气产生水,同时生成甲烷,甲烷被排入到太空中,甲烷含有氢元素,所以需要补充氢元素
【详解】(1)氧气能供给呼吸,空间站需要提供氧气,供给宇航员呼吸;
氧气是由氧分子构成的,故保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子;
(2)电解水生成氢气和氧气,反应符合一变多,属于分解反应;
设:可制得氧气的质量为x
(3)二氧化碳与氢气在约400℃的高温和催化剂的作用下,生成液态水和甲烷气体,方程式为:;
(4)需要,系统中通过于二氧化碳与氢气的反应生成水,反应同时生成甲烷,甲烷被排入到太空中,甲烷含有氢元素,“水汽循环”系统中氢元素质量减少,所以需要补充氢元素,否则,水的生成无法满足整个系统的需求,导致饮用水不足。
考向04 溶质质量分数结合化学方程式的计算
11.(2024·上海长宁·二模)镀锌铁片是指在铁上进行双面镀锌而制成的一种锌铁合金。
(1)对铁片镀锌的目的是为了防止铁被空气中的 (填写化学式)氧化生锈,针对日常生活中的铁锈,可用 (填写化学式)来除锈。
(2)测量镀锌铁片表面镀锌层的厚度。
步骤1:剪下一块表面积为的镀锌铁片,称量,记录质量为17.6g。
步骤2:将镀锌铁片放入过量稀硫酸中,一开始能观察到大量气泡,此时反应的化学方程式为 。
步骤3:待镀锌铁片表面气泡明显减少后,用蒸馏水清洗,并擦干,称量,记录质量为16.3g。
假设上述反应只有一种金属参与,产生氢气 。通过锌的密度计算得到该镀锌铁片的单面镀锌层厚度为0.01cm。该实验结果 (选填“大于”、“小于”或“等于”)实际镀锌铁片厚度,理由是 。
【答案】(1) 或
(2) 0.02 大于 铁会与过量的硫酸反应,导致失去的质量中包含铁,失去的质量偏大,测得厚度数值偏大
【详解】(1)铁生锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,则对铁片镀锌的目的是为了防止铁被空气中的O2氧化生锈,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁能与盐酸或硫酸反应,则针对日常生活中的铁锈,可用HCl或H2SO4来除锈;
(2)步骤2:将镀锌铁片放入过量稀硫酸中,一开始能观察到大量气泡,是因为锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
步骤3:待镀锌铁片表面气泡明显减少后,用蒸馏水清洗,并擦干,称量,记录质量为16.3g,则锌的质量为17.6g-16.3g=1.3g,
设产生氢气的质量为x;
x=0.04g
则产生氢气的物质的量为,通过锌的密度计算得到该镀锌铁片的单面镀锌层厚度为0.01cm,该实验结果大于实际镀锌铁片厚度,理由是铁会与过量的硫酸反应,导致失去的质量中包含铁,失去的质量偏大,测得厚度数值偏大。
12.(2025·上海·二模)人类的生活、生产离不开溶液。
(1)水是最常用的溶剂,电解水实验帮助人们认识水的元素组成。
水由 种元素组成,1 mol水中约含有 个氧原子。
(2)生理盐水(0.9%的氯化钠溶液,密度约为1 g/mL)常用于溶解一些固体药品供注射使用。
Ⅰ、左氧氟沙星(C18H20FN3O4)是一种抗菌药,它是一种 (选填“单质”或“化合物”)。
Ⅱ、医疗上要求左氧氟沙星注射液的溶质质量分数不超过10%。欲将0.4 g左氧氟沙星固体配制成符合要求的注射液,至少需加入生理盐水 mL。
(3)某种方法腌制咸鸭蛋时需要配制氯化钠饱和溶液。现将360g氯化钠放入1000 g水中,刚好形成20℃氯化钠饱和溶液,此时氯化钠的溶解度是 g/100g水。
(4)某小组同学以氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气,加热至不再产生气体时结束实验,并分离、回收剩余固体。
Ⅰ、制取氧气的化学方程式是 。
Ⅱ、氯酸钾、氯化钾的溶解度曲线如图所示,分离、回收剩余固体的实验过程如下,选择用蒸发结晶而不是降温结晶的理由是 。
【答案】(1) 两 6.02×1023
(2) 化合物 3.6
(3)36
(4) 氯化钾的溶解度受温度影响变化相对较小
【详解】(1)氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,根据反应前后元素种类不变,可知水是由氢氧两种元素组成的;
1 mol水中含有6.02×1023个水分子,一个水分子中含有一个氧原子,故1 mol水中含有6.02×1023个氧原子;
(2)Ⅰ、根据左氧氟沙星(C18H20FN3O4)化学式可知其是由多种元素组成的,故为化合物;
Ⅱ、溶质的质量为0.4g,设溶液的质量为x,根据题意得,故最少应加入4g-0.4g=3.6g,生理盐水的密度约为1g/mL,3.6g即为3.6mL;
(3)设氯化钠的溶解度为x,则;
(4)Ⅰ、氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生氯化钾和氧气,故反应的化学方程式为:;
Ⅱ、从溶液中结晶得到固体时,溶解度受温度影响较小的采用蒸发结晶,氯化钾溶解度受温度影响较小,故采用蒸发结晶。
13.(2025·上海·二模)人类的生活、生产离不开溶液。
(1)水是最常用的溶剂,电解水实验帮助人们认识水的元素组成。
Ⅰ.电解水实验中,水发生的反应属于 (选填“化合反应”或“分解反应”)。
Ⅱ.水由 种元素组成,1 mol水中约含有 个氧原子。
(2)生理盐水(0.9%的氯化钠溶液,密度约为1 g/mL)常用于溶解一些固体药品供注射使用。
Ⅰ.左氧氟沙星(C18H20FN3O4)是一种抗菌药,它是一种 (选填“单质”或“化合物”)。
Ⅱ.医疗上要求左氧氟沙星注射液的溶质质量分数不超过10%。欲将0.4 g左氧氟沙星固体配制成符合要求的注射液,至少需加入生理盐水 mL。
(3)某种方法腌制咸鸭蛋时需要配制氯化钠饱和溶液。现将360g氯化钠放入1000 g水中,刚好形成20℃氯化钠饱和溶液,此时氯化钠的溶解度是 g/100g水。
(4)某小组同学以氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气,加热至不再产生气体时结束实验,并分离、回收剩余固体。
Ⅰ.氯酸钾、氯化钾的溶解度曲线如图所示,分离、回收剩余固体的实验过程如下,选择用蒸发结晶而不是降温结晶的理由是 。
【答案】(1) 分解反应 两 6.02×1023
(2) 化合物 3.6
(3)36
(4)氯化钾的溶解度受温度影响变化相对较小
【详解】(1)Ⅰ、电解水生成氢气和氧气,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,故填:分解反应;
Ⅱ、氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,根据反应前后元素种类不变,可知水是由氢氧两种元素组成的;
1mol水中含有6.02×1023个水分子,一个水分子中含有一个氧原子,故1 mol水中含有6.02×1023个氧原子;
故填:两;6.02×1023;
(2)Ⅰ、根据左氧氟沙星(C18H20FN3O4)化学式可知,其是由多种元素组成的化合物,故填:化合物;
Ⅱ、溶质的质量为0.4g,设溶液的质量为x,根据题意得,
则最少应加入,生理盐水的密度约为1g/mL,3.6g即为3.6mL,故填:3.6;
(3)设氯化钠的溶解度为,,则20℃时氯化钠的溶解度为36g,故填:36;
(4)Ⅰ、从溶液中结晶得到固体时,溶解度受温度影响较小的采用蒸发结晶,氯化钾溶解度受温度影响较小,故采用蒸发结晶,故填:氯化钾的溶解度受温度影响变化相对较小。
14.(24-25九年级下·上海闵行·阶段练习)为探究氢氧化钠与盐酸反应的热量变化及溶液酸碱性的变化,某小组同学进行如下实验。
【实验一】配制氢氧化钠溶液氢氧化钠的部分溶解度如表所示。
温度/℃
10
20
30
40
50
溶解度(g/100g水)
98
109
119
129
174
(1)10℃时,氢氧化钠的溶解度是 g/100g水。
(2)20℃时,40g氢氧化钠与60g水混合,所得溶液是氢氧化钠的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液;配制100克4%的氢氧化钠溶液,需要水 g。
【实验二】探究氢氧化钠与盐酸的反应中,溶液酸碱性的变化。
向盛有20g、4%的氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,用pH传感器测定溶液pH随滴入稀盐酸体积的变化,如图所示。
(3)氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式是 ;
(4)结合数据说明,实验过程中A(18.25,7)点的含义 。
(5)含4g溶质的氢氧化钠溶液,与一定量稀盐酸恰好完全反应,参加反应的稀盐酸中溶质的物质的量是 mol。
【答案】(1)98
(2) 不饱和 96
(3)NaOH+HCl=NaCl+H2O
(4)当向4%的NaOH溶液中滴加稀盐酸至18.25mL时,溶液恰好达到中性 (pH=7),即恰好完全中和
(5)0.1
【详解】(1)由表中可知,10℃时氢氧化钠的溶解度为98g(溶解于100g水中),故填写:98。
(2)由表中可知,20℃时100g水最多可溶解109gNaOH,则60g水最多可溶解NaOH,实际只加入40g,所以,所得溶液为“不饱和”溶液,故填写:不饱和;
配制100g、质量分数为4%的NaOH溶液,溶质NaOH质量为,所需水质量=100g-4 g=96g,故填写:96。
(3)氢氧化钠与盐酸的溶质氯化氢反应,生成氯化钠和水,化学方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O,故填写:NaOH+HCl=NaCl+H2O。
(4)图中A(18.25, 7)点表示:当向4%的NaOH溶液中滴加稀盐酸至18.25mL时,溶液恰好达到中性 (pH=7),即恰好完全中和,故填写:当向4%的NaOH溶液中滴加稀盐酸至18.25mL时,溶液恰好达到中性 (pH=7),即恰好完全中和。
(5)含4gNaOH的溶液被一定量稀盐酸恰好完全反应,NaOH的相对分子质量为40,则4gNaOH的物质的量为0.1mol,因NaOH与HCl反应为1:1整数比,则盐酸所含HCl 的物质的量也为0.1 mol,故填写:0.1 。
15.(24-25九年级下·上海·阶段练习)84消瘦液是一种常见的含氮消毒剂,其部分标签如图所示。
(1)84消毒液的物理性质: (写一条)
(2)次氯酸钠(NaClO)由 种元素组成,氯元素的化合价为 ,1 molNaClO中约含有 个氧原子。
(3)制备NaClO的原理是Cl2+2NaOH=NaClO+X+H2O,其中X的化学式是 。
(4)84消毒液的保存方法是 。
(5)通常用质量分数为0.04%的84消毒液浸泡餐具,应将4.0%的84消毒液进行稀释,则4.0%的消毒液与水按质量比1: 进行混合。
(6)84消毒液只适合消毒白色织物,不适合消毒彩色织物的原因是 。
(7)84消毒液不能与洁厕灵(主要成分HCl)混用,是由于NaClO和 HCl反应生成NaC1、H2O和有毒的Cl2,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)无色或淡黄色液体(合理即可)
(2) 三/3 +1 18.06×10-23/1.806×10-22
(3)NaCl
(4)放在阴凉处
(5)139
(6)84消毒液对彩色织物有褪色作用
(7)
【详解】(1)物理性质是指不需要通过化学变化才能表现出来的性质,由图可知,84消毒液的物理性质有:无色或淡黄色液体,具有刺激性气味等。
(2)次氯酸钠是由钠、氯、氧三种元素组成;
次氯酸钠中,钠元素化合价为+1价、氧元素化合价为-2价,设氯元素化合价代数和为x,根据“化合物中各元素化合价代数和为零”,则+1+x+(-2)=0,解得x=+1;
根据化学式可知,1molNaHCO3中含有3mol氧原子,则含有个氧原子。
(3)反应前后原子的种类和个数不变,等号左边Na、Cl、H、O的个数分别为2、2、2、2,等号右边除X外,Na、Cl、H、O的个数分别为1、1、2、2,则X中含有一个钠原子和一个氯原子,化学式为NaCl。
(4)84消毒液见光或受热易分解,则保存时要存放在阴凉处。
(5)稀释前后溶质质量不变,设4.0%的消毒液与水的质量比为1:x,则:
1×5.6%=(1+x)×0.04%
解得x=139。
(6)由图可知,84消毒液对彩色织物有褪色作用,则不适合消毒彩色织物。
(7)NaClO和 HCl反应生成NaC1、H2O和Cl2,反应的化学方程式为:。
16.(2025·上海浦东新·一模)“84消毒液”是一种常见的含氯消毒剂。其部分标签如图所示:
(1)“84消毒液”的物理性质: (写一条)。
(2)次氯酸钠(NaClO)由 种元素组成,其中氯元素的存在状态为 (选填“游离态”或“化合态”)。
(3)制备NaClO 的原理是Cl2+2NaOH=NaClO+X+H2O,其中X的化学式是 。
(4)“84消毒液”的保存方法是 。
(5)餐具消毒时,通常用质量分数为0.04%的消毒液浸泡,应将4.0%的“84消毒液”与水按质量比为1: 进行稀释。
【答案】(1)无色或淡黄色液体,具有刺激性气味
(2) 三/3 化合态
(3)NaCl
(4)低温、避光、密封保存
(5)99
【详解】(1)“84消毒液”为无色或淡黄色液体,具有刺激性气味,这里的颜色、状态、气味不需要通过化学变化就能表现出来,均属于物理性质,故填:无色或淡黄色液体,具有刺激性气味;
(2)次氯酸钠(NaClO)是由钠、氯、氧三种元素组成,属于化合物,则氯元素的存在状态为化合态,故填:三或3;化合态;
(3)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变,反应前Cl、Na、O、H的原子个数分别为2、2、2、2,反应后Cl、Na、O、H的原子个数分别为1、1、2、2,则X的化学式是NaCl,故填:NaCl;
(4)“84消毒液”见光或受热就迅速分解,因此“84消毒液”的保存方法是低温、避光、密封保存,故填:低温、避光、密封保存;
(5)稀释前后溶质的质量不变,设质量分数为4.0%的“84消毒液”的质量为1g,设需要水的质量为x,则有1g×4.0%=(1g+x)×0.04%,得x=99g,即将有效氯的质量分数为4.0%的“84消毒液”与水按质量比为1:99进行稀释,即可用于餐具消毒,故填:99。
1.(2025·上海嘉定·二模)碳中和是指CO2的排放与吸收达到平衡,基本实现CO2的零排放。
(1)CO2的排放
工农业生产使空气中的CO2含量过高,加剧 。实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2,可以选用图中的 (填“A”或“B”)发生装置,选择依据是 ,反应的化学方程式为 。
(2)CO2的吸收
自然界中绿色植物可以通过 吸收CO2;工业上采用氢氧化钠溶液来吸收CO2,400克10%的氢氧化钠溶液最多能吸收CO2 克。
在航天空间站中,处理宇航员呼出的CO2是维持舱内空气安全的关键环节,目前一般用LiOH固体来吸收,而不用NaOH固体,考虑的因素可能是 。(写出一条)
【答案】(1) 温室效应 B 反应物是固体和液体,反应不需要加热
(2) 光合作用 22 相同质量下,LiOH吸收的能力更强(或LiOH的密度小,质量轻等合理答案)
【详解】(1)空气中含量过高,会加剧温室效应。
实验室用石灰石(固体)和稀盐酸(液体)在常温下反应制取,发生装置应选择固液不加热型,所以选B,选择依据是反应物是固体和液体,反应不需要加热。
碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为。
(2)自然界中绿色植物通过光合作用吸收 ,将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。
400克10%的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量为。氢氧化钠与二氧化碳发生的反应是,设40g氢氧化钠最多能吸收二氧化碳的质量为x
x=22g
在航天空空间站中用LiOH固体吸收而不用NaOH固体,可能是因为相同质量下,LiOH吸收的能力更强;或者LiOH的密度小,质量轻,更适合在航天环境中使用等。
2.(24-25九年级上·上海杨浦·期末)过氧化氢溶液常用于实验室制取氧气的实验。
(1)如图为某过氧化氢溶液的部分标签。
30%过氧化氢溶液化学:H2O2 相对分子质量:34
净含量:500mL 密度:1.1g/mL
说明:无色透明液体,能与水任意比混溶,其水溶液呈弱酸性,有氧化性,接触皮肤后立即用大量水冲洗。
①“30%过氧化氢溶液"的含义是 。
②这瓶溶液中含过氧化氢的质量是 g。
③根据标签信息,稀释此过氧化氢溶液时,有效的防护措施是 。
④实验室用5%的过氧化氢溶液68g制取氧气,可制得氧气的物质的量为 mol。(根据化学方程式列式计算)
(2)为探究氧化铜能否成为过氧化氢制氧气的催化剂,进行如图实验。
①甲中有少量气泡产生,带火星小木条不复燃,可能的原因是 。
②丙中的现象是 ,氧化铜的作用是 。
③为验证氧化铜是该反应的催化剂,还应补充的实验是 。
(3)为探究氧气的性质进行如图的实验。(装置气密性良好)
①实验时,打开K1、K2,将带火星的细碳棒伸入到硬质玻璃管的中下部,细碳棒才复燃,说明氧气具有 性质;关闭K2,向硬质玻璃管中倒入一定量的澄清石灰水,观察到 ;再次打开K2,将引燃的细铁丝放入硬质玻璃管中,发生反应的化学方程式是 。其中硬质玻璃管的作用是 。
②能否将细铁丝、细碳棒在氧气中燃烧的实验顺序交换,说明原因: 。
【答案】(1) 每100g过氧化氢溶液中含过氧化氢的质量为30g 165 戴手套(合理即可) 68×5%=3.4g
解:设理论上可制得氧气的质量为x。
x=1.6g
n=
答:制得氧气的物质的量为0.05mol。
(2) 氧气的浓度小/氧气的量少 有大量气泡产生,带火星小木条复燃 加快反应速度 验证氧化铜反应前后质量和化学性质都不变
(3) 氧气的密度大于空气且具有助燃性 澄清石灰水变浑浊 3Fe+2O2Fe3O4 收集氧气并做反应容器 不能,若两实验次序交换,细铁丝燃烧时,底部没有液体,热的生成物溅落会导致硬质玻璃管(或橡皮塞)损坏
【详解】(1)①根据溶质质量的概念可知,“30%过氧化氢溶液”的含义是100g过氧化氢溶液中含有30g过氧化氢;
②溶质质量=溶液质量×溶质质量分数;溶液中含过氧化氢的质量是为500mL×1.1g/mL×30%=165g;
③根据标签信息可知,稀释此过氧化氢溶液时,有效的防护措施是穿戴防护眼镜、手套;
④见答案;
(2)①甲中有少量气泡产生,带火星小木条不复燃,可能的原因是常温下,过氧化氢分解缓慢,氧气的浓度小(或氧气的量少);
②过氧化氢在氧化铜催化作用下快速生成大量氧气,氧气具有助燃性,则丙中的现象是带火星小木条复燃,氧化铜的作用是催化作用;
③催化剂能改变化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后不变,已证明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率,则为验证氧化铜是该反应的催化剂,还应补充的实验是验证氧化铜的质量和化学性质在反应前后是否改变;
(3)①细碳棒复燃,说明氧气支持燃烧,将带火星的细碳棒伸入到硬质玻璃管的中下部,细碳棒才复燃,说氧气的密度大于空气且具有助燃性;细碳棒燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则向硬质玻璃管中倒入一定量的澄清石灰水,观察到澄清石灰水变浑浊,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4,其中硬质玻璃管的作用是收集氧气并做反应容器;
②由于铁丝在氧气中燃烧放出大量的热,需要在试管底部放一些水,需先做细碳棒在氧气中燃烧的实验,所以不能将细铁丝、细碳棒在氧气中燃烧的实验顺序交换,若两实验次序交换,细铁丝燃烧时,底部没有液体,热的生成物溅落会导致硬质玻璃管(或橡皮塞)损坏。
3.(24-25八年级下·上海金山·阶段练习)我国科学家合成了一种新型催化剂,在此催化剂催化下可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇(化学式为CH3OH)和水。
(1)该反应的符号表达式为
(2)甲醇有 种元素组成,甲醇是由许许多多 构成,每个甲醇分子中有 个原子,其中氢、氧原子的原子个数比为 ,甲醇的相对分子质量 ,其中碳、氧元素的质量比为 ,氢元素的质量分数是 ,甲醇中含量最高的元素是 。
【答案】(1)
(2) 3/三 甲醇分子 6/六 4:1 32 3:4 12.5% 氧/O
【详解】(1)在催化剂催化下将二氧化碳和氢气反应生成甲醇(化学式为CH3OH)和水,该反应的符号表达式为。
(2)由甲醇的化学式CH3OH可知,甲醇由3种元素组成,甲醇是由甲醇分子构成的;
每个甲醇分子中有1+4+1=6个原子,其中氢、氧原子的原子个数比为4:1;甲醇的相对分子质量为12+1×4+16=32;其中碳、氧元素的质量比为12:16=3:4;氢元素的质量分数是;甲醇中碳、氢、氧元素的质量比为12:(1×4):16=3:1:4,故甲醇中含量最高的元素是氧。
4.(24-25九年级上·上海金山·期末)化学促进社会的发展。
(1)黑火药(含有硫、木炭和硝酸钾)是我国古代四大发明之一,黑火药属于 (选填“混合物”或“纯净物”),硝酸钾中含有的原子团符号是 。
(2)制造人造卫星常用到钛合金,工业制取钛(Ti)的一种方法:,X的化学式是 。
(3)运载火箭的推进剂之一偏二甲肼(C2H8N2)由 种元素组成,C2H8N2中碳、氮元素的质量比是 ,30g偏二甲肼(C2H8N2)中约含碳原子 个(用科学计数法表示)。
【答案】(1) 混合物
(2)NaCl
(3) 三/3 6∶7 6.02×1023
【详解】(1)黑火药含有硫、木炭和硝酸钾多种物质,由多种物质组成,是混合物;
硝酸钾(KNO3)中的原子团是硝酸根,符号是。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。反应前Na、Ti、Cl的个数分别是4、1、4,反应后除4X外Na、Ti、Cl的个数分别是0、1、0,则4X含有4个Na、4个Cl,X含有1个Na、1个Cl,X的化学式为NaCl。
(3)偏二甲肼(C2H8N2)由C、H、N这3种元素组成;
C2H8N2中碳、氮元素的质量比是;
30g偏二甲肼(C2H8N2)的物质的量为,1 个C2H8N2分子中含有 2 个碳原子,所以0.5mol偏二甲肼中含碳原子的物质的量为1mol,含有的碳原子个数为 。
5.(24-25九年级上·上海徐汇·期末)科学家曾利用相对分子质量设计不同沸点的含氟(元素符号:F)制冷剂。
(1)制冷剂R11的化学式为CCl3F,该物质由 种元素组成。
(2)制冷剂R12的化学式为CCl2F2,该物质中碳原子和氯原子的物质的量之比为 。
(3)制冷剂R13的化学式为CClF3,该物质中 元素的质量分数最高。
(4)这类含氟制冷剂的相对分子量越大,沸点越高,制冷剂R11、R12和R13中沸点最高的是 。
【答案】(1)3/三
(2)1∶2
(3)氟/F
(4)R11
【详解】(1)根据CCl3F,可知该物质由C、Cl、F这3种元素组成。
(2)制冷剂R12的化学式为CCl2F2,其中碳原子和氯原子的个数比为1∶2,物质的量之比等于微粒个数比,所以碳原子和氯原子的物质的量之比为1∶2。
(3)制冷剂R13的化学式为CClF3,该物质中C、Cl、F元素的质量比为,可知氟元素(F)的质量分数最高。
(4)这类含氟制冷剂的相对分子量越大,沸点越高,制冷剂R11、R12和R13的相对分子质量分别是、、,所以沸点最高的是R11。
6.(2025·上海青浦·一模)氢能源是最理想的绿色能源之一,有规划地开发和使用氢能源,是实现碳中和的重要措施。
(1)按照生产方式及生产过程中的碳排放情况,可将氢能源分为以下三类(见图1)。
用化石燃料制氢的过程中主要发生的是 (填“物理变化”或“化学变化”)。 利用可再生能源电解水可以制得“绿氢”,该反应的化学方程式为 。
请列举除氢能源之外的一种可再生能源: 。
(2)图2是利用天然气中的CH4制得H2的流程。
①CH4由 种元素组成,其中碳、氢元素的物质的量之比为 ,0.1molCH4中约含 个碳原子。
②以天然气为原料并采用图2流程制氢,最终制得的H2属于“蓝氢”。请结合图1、图2,分析作出此判断的依据 。
【答案】(1) 化学变化 +O2 太阳能
(2) 2 3:1 根据图1的分类,“蓝氢”是指在生产过程中通过技术手段大幅减少碳排放的氢能源,以天然气为原料并采用图2流程制氢,在制氢过程中结合了碳捕捉、封存技术,大幅减少了碳排放
【详解】(1)用化石燃料制氢的过程中产生了新物质,发生的是化学变化 ;
水在通电条件下生成氢气与氧气,该反应的化学方程式为+O2;
可再生能源有:太阳能、风能、潮汐能等;
(2)①甲烷是由碳、氢两种元素组成;
其中碳、氢元素的物质的量之比为;
0.1molCH4中含0.1mol碳原子,故含碳原子的个数为;
②根据图1的分类,“蓝氢”是指在生产过程中通过技术手段大幅减少碳排放的氢能源,以天然气为原料并采用图2流程制氢,在制氢过程中结合了碳捕捉、封存技术,大幅减少了碳排放,故以天然气为原料并采用图2流程制氢,最终制得的H2属于“蓝氢”。
7.(24-25九年级上·上海黄浦·期末)甲醇 (CH4O) 在常温下是一种液体,沸点为64.7℃,能作为燃料。可利用工业尾气中的二氧化碳与氢气反应制得甲醇,主要的生产过程如图所示。
Ⅱ中反应的化学方程式为:
(1)甲醇分子中,氢原子和氧原子的个数比为 。
(2)甲醇中所含碳元素的质量百分数为 %。
(3)I 的过程中气体分子之间的 发生了改变。
(4)Ⅱ中加入的催化剂含氧化铝等物质,氧化铝的化学式是 。
(5)Ⅲ中为了初步分离甲醇气体和水蒸气,可采用的一种物理方法是 。
(6)请写出用二氧化碳与氢气为原料,制取甲醇的一条优点 。
(7)甲醇也是一种储氢材料,在一定条件下,能与水反应产生氢气和二氧化碳。
一定量的甲醇和水恰好完全反应,判断所得氢气中氢元素的质量和反应物甲醇中氢元素质量的关系并说明理由。 。
【答案】(1)4:1
(2)37.5
(3)间隔
(4)Al2O3
(5)冷凝
(6)减少温室气体排放,变废为宝(合理即可)
(7)所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量,理由是根据质量守恒定律,在化学反应前后,元素质量不变。因此,反应物(甲醇和水)中的氢元素总质量等于生成物(氢气)中的氢元素总质量,所以所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量
【详解】(1)1个甲醇分子是由1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子构成,则甲醇分子中氢原子和氧原子的个数比为4:1,故填:4:1;
(2)甲醇中所含碳元素的质量百分数为=37.5%,故填:37.5;
(3)分子间有间隔,过程Ⅰ中是将原料压缩,受压后,气体分子之间的间隔变小,故填:间隔;
(4)Ⅱ中加入的催化剂含氧化铝等物质,氧化铝中铝元素化合价为+3价,氧元素化合价为-2价,其化学式为Al2O3,故填:Al2O3;
(5)由于甲醇和水的沸点不同(甲醇的沸点约为64.7℃,而水的沸点为100℃),可以将混合气体通过冷凝管,使得较高沸点的成分(水)优先液化分离出来,故填:冷凝;
(6)通过将二氧化碳作为原料用于合成甲醇,可以有效地减少温室气体排放,变废为宝,故填:减少温室气体排放,变废为宝(合理即可);
(7)氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量,理由是根据质量守恒定律,在化学反应前后,元素质量不变。因此,反应物(甲醇和水)中的氢元素总质量等于生成物(氢气)中的氢元素总质量,所以所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量;
故填:所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量,理由是根据质量守恒定律,在化学反应前后,元素质量不变。因此,反应物(甲醇和水)中的氢元素总质量等于生成物(氢气)中的氢元素总质量,所以所得氢气中氢元素的质量大于反应物甲醇中氢元素质量。
8.(2024·上海·模拟预测)在党的领导下,我国正在向第二个百年奋斗目标进军
近年来,我国贯彻人与自然和谐共生理念,越来越重视氢能源,以下是生产氢气的两种方法:
方法一:用太阳能发电,电解水制取氧气
方法二:以天然气和水为原料,在高温和催化剂的作用下生成氢气和二氧化碳
(1)请写出方法二的化学方程式 。
资料:
灰氢
蓝氢
绿氢
以化石燃料为原料,生产中排放二氧化碳较多。
以化石燃料为原料,经过改进,实现低碳制氢。
利用可再生能源,生产中实现零排放。
(2)小龚同学认为用方法二生产的氢气属于“灰氢”。若不改变该方法的反应原理,要使其成为“蓝氢”,请你替她向生产者提出一条改进生产的建议 。
(3)近年来,我国贯彻以人民为中心,建设环境友好型社会,越来越多地方用天然气代替煤炭做饭。家用燃料天然气的主要成分属于 (“有机物”或“无机物”)。若火焰呈黄色时,锅底则会出现黑色物质,该黑色物质是 。
(4)小姜同学做饭时发现厨房的锡纸产品“铝箔卷锡纸”,查阅资料得到锡与盐酸反应的化学方程式为Sn+2HCl=SnCl2+H2↑,则SnCl2中锡元素的化合价为 ,为了探究其成分,他称量10.8g该锡纸产品于锥形瓶中,称得如图整套装置为612.4g,向锥形瓶中加入稀盐酸至金属完全溶解,再次称量整套装置的质量为611.2g,请你用化学方程式计算得出该铝箔卷锡纸各成分及其质量 。
【答案】(1)
(2)将生成的气体通入石灰乳中,吸收二氧化碳
(3) 有机物 炭黑
(4) +2 铝,10.8g
【详解】(1)天然气和水高温和催化剂的作用下生成氢气和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(2)由表可知,“灰氢”以化石燃料为原料,生产中排放二氧化碳较多,“蓝氢”以化石燃料为原料,经过改进,实现低碳制氢。故若不改变该方法的反应原理,要使其成为“蓝氢”,可减少二氧化碳的排放,可将生成的气体通入石灰乳中,吸收二氧化碳;
(3)家用燃料天然气的主要成分是甲烷,甲烷是一种含碳元素的化合物,属于有机物;若火焰呈黄色时,锅底则会出现黑色物质,该黑色物质是炭黑;
(4)SnCl2中氯元素的化合价为-1价,设锡元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价的代数和为零可得x+(-1)×2=0,则x=+2;根据质量守恒定律,化学反应前后的总质量不变,则生成氢气的质量为612.4g-611.2g=1.2g,
设生成1.2g氢气需要铝的质量为y,
y=10.8g,
设生成1.2g氢气需要锡的质量为z,
z=71.4g,
则根据上述实验数据,结合上述的计算可知,“铝箔卷锡纸”的成分是铝。
9.(2024·上海奉贤·二模)氢能是最理想的“绿色能源”之一。根据生产来源和制备过程中的碳排放情况,可将氢能分为灰氢、蓝氢和绿氢这三种类型,具体如表所示。
灰氢
蓝氢
绿氢
化石燃料制氢
碳排放高
天然气制氢
辅之以二氧化碳捕捉与封存
可再生能源电解水制氢
实现全过程100%绿色
(1)煤炭生成“灰氢”属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)通过反应CH4+H2OCO+3H2制备的氢气属于 (选填“灰氢”、“蓝氢”或“绿氢”),消耗3mol甲烷,理论上可制取 克氢气。
(3)我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,实现了高效制取“绿氢”,其主要过程如图所示。
①整个过程中数目保持不变的微粒是 。
②“过程II”中生成了氢气和 (填化学式)。
③与电解水法相比,该方法最显著的优点是 。
【答案】(1)化学变化
(2) 蓝氢 18
(3) 氢原子、氧原子 H2O2 利用太阳能,节能
【详解】(1)煤炭生成“灰氢”过程中,有氢气等新物质生成,属于化学变化;
(2)根据表格可知,甲烷制氢,辅之以二氧化碳捕捉与封存,故通过该反应制备的氢气属于蓝氢;
根据关系式可知,消耗3mol甲烷,理论上可制取9mol氢气,质量为9mol×2g/mol=18g;
(3)①由微观图示可知,整个过程的总反应为水在新型复合光催化剂催化作用下反应生成氢气和氧气,整个过程中数目保持不变的微粒是氢原子、氧原子;
②由微观图示可知,过程Ⅱ中生成了氢气和过氧化氢(1个过氧化氢分子中含有2个氢原子和2个氧原子构成),其化学式为H2O2;
③光解水法与电解水法相比最显著的优点是不需要通电,利用太阳能,节约能源。
10.(2024·上海浦东新·二模)“天气瓶”会根据外界温度的改变,瓶内展现出不同形态的晶体。瓶内的物质有:樟脑、酒精、硝酸钾、氯化铵、水等。
(1)樟脑的酒精溶液是 (选填“纯净物”或“混合物”);天气越冷瓶中析出的樟脑晶体越多,说明樟脑在酒精中的溶解度随温度降低而 (选填“增大”或“减小”)。
(2)下表是硝酸钾、氯化铵的部分溶解度数据。
温度
10
20
30
40
60
80
100
溶解度/水
20.9
31.6
45.8
63.9
110
169
246
33.3
37.2
41.4
45.8
55.2
65.6
77.3
①不饱和的溶液变为饱和溶液的方法是 (写一种)。
②50℃时,的溶解度 (选填“>”“<”或“=”)的溶解度。
③某固体混合物含。为了提纯硝酸钾设计如下实验:
上述步骤中降温至20℃的目的是 。
(3)氯化铵溶液中逐渐加入氢氧化钙固体并微热,反应的化学方程式为。 下图表示生成氨气的质量与加入氢氧化钙物质的 量的变化关系,其中x=
【答案】(1) 混合物 减小
(2) 增加硝酸钾/恒温蒸发水(合理即可) > 提高硝酸钾的纯度(合理即可)
(3)1.7
【详解】(1)樟脑的酒精溶液中含有多种物质,属于混合物;天气越冷瓶中析出的樟脑晶体越多,说明樟脑在酒精中的溶解度随温度降低而减小;
(2)①不饱和硝酸钾溶液变成了饱和溶液,所以可以采取的措施是增加硝酸钾或恒温蒸发水;
②由表中数据可知,两种物质的溶解度都随温度的升高而增大,40℃时,硝酸钾的溶解度是63.9g,而60℃时,氯化铵的溶解度是55.2g,所以50℃时,硝酸钾的溶解度>氯化铵的溶解度;
③由表中数据可知,20℃时,氯化铵的溶解度是37.2g,为了提纯硝酸钾,降温至20℃的目的是:让氯化铵不析出,得到纯净的硝酸钾;
(3)设恰好完全反应时,生成氨气的质量为a,
a=1.7g
所以x=1.7。
11.(2024·上海杨浦·二模)制盐在我国有着悠久的历史。某粗盐中主要含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4,为获取NaCl和Na2SO4,取样品溶于水得到溶液A,进行如图实验:
(1)I中生成的Mg(OH)2沉淀质量与加入的NaOH物质的量的变化关系如图所示,其中x= g。
(2)Ⅱ中加入过量Na2CO3反应的化学方程式是 。
(3)Ⅲ中加入过量稀盐酸的目的是 。
(4)将“溶液D”在80℃时蒸发浓缩,有少量固体析出。
NaCl和Na2SO4在不同温度下的溶解度:
温度/℃
10
40
80
溶解度(g/100g水)
NaCl
35.8
36.6
38.4
Na2SO4
9.1
48.8
43.7
①经检验,少量固体是纯净的Na2SO4。分析NaCl不析出的原因是 。
②停止蒸发浓缩,降温至10℃并过滤,得到大量固体及母液。设计实验检验所得固体中是否含有NaCl: 。从母液中获得NaCl固体的方法是 。
【答案】(1)0.58
(2)CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4
(3)除去过量的NaOH和Na2CO3
(4) 说明NaCl在80℃时依然还是不饱和溶液 取样,加水溶解,先加过量的硝酸钡溶液,过滤,再往滤液中加入硝酸银溶液,若有白色沉淀,则含有氯化钠 蒸发结晶
【详解】(1)氢氧化钠和硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠,0.02mol氢氧化钠的质量为0.02mol×40g/mol=0.8g,则:设生成氢氧化镁质量为x
解得x=0.58g。
(2)碳酸钠和硫酸钙反应生成碳酸钙沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为:。
(3)由于滤液C中仍含有过量的碳酸钠和氢氧化钠,盐酸能和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,盐酸能和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,则加入过量稀盐酸的目的为除去过量的NaOH和Na2CO3。
(4)①蒸发浓缩时,没有氯化钠析出,说明NaCl在80℃时依然还是不饱和溶液。
②由表中数据可知,硫酸钠的溶解度受温度影响很大,则得到的固体中一定含有硫酸钠,若想检验氯化钠,则需先除硫酸钠,又由于硫酸钠和硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠,氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,则实验步骤为:取样,加水溶解,先加过量的硝酸钡溶液,过滤,再往滤液中加入硝酸银溶液,若有白色沉淀,则含有氯化钠;
由于氯化钠的溶解度受温度影响比较小,则应采用蒸发结晶的方法获取氯化钠固体。
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