内容正文:
专题15 化学解答题
类型一
根据化学式的计算
例1氢气的储存是科学研究热点之一。X是一种储存氢气的材料,取11.2 g X在O2中完全燃烧后只生成8.0 g CuO、8.0 g MgO。
(1)上述燃烧过程中消耗O2的质量为_______g。
(2)通过计算求X中各元素的原子个数比。(写出计算过程)
4.8
解:8.0 g CuO中含铜元素的质量:
mCu=8.0 g×=6.4 g。
8.0 g MgO中含镁元素的质量:
mMg=8.0 g×=4.8 g。
mCu+mMg=6.4 g+4.8 g=11.2 g,
故11.2 g X中只含铜、镁元素。设该物质的化学式为CuaMgb(或MgaCub),可得:
=,则a∶b=1∶2(或a∶b=2∶1)。
故X中铜、镁元素的原子个数比为1∶2(或X中镁、铜元素的原子个数比为2∶1)。
答:X中铜、镁元素的原子个数比为1∶2(或X中镁、铜元素的原子个数比为2∶1)。
变式1 (2023绍兴)目前,免拆型手术缝合线广泛应用于手术中,它是用新型生物降解材料——聚乳酸[(C3H4O2)n]制作而成。聚乳酸可以通过如图T15-1所示路径制取:
(1)从物质分类角度看,葡萄糖属于_______ (选填“有机物”或“无机物”)。
(2)中间产物乳酸(C3H6O3)所含碳元素和氧元素的质量比为________。
图T15-1
有机物
3∶4
(3)如果二氧化碳中的碳元素全部进入聚乳酸,则生产2.4 kg聚乳酸,消耗二氧化碳的质量为多少千克?
解:设消耗二氧化碳的质量为x。
3nCO2~(C3H4O2)n
132n 72n
x 2.4 kg
=
x=4.4 kg
答:消耗二氧化碳的质量为4.4 kg。
类型二
根据化学方程式的计算
例2 (2023宁波)古籍中有记载制烧碱的方法,其核心反应可表示为Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3↓。
小宁模仿古法,以实验室中的Na2CO3、Ca(OH)2固体为原料,制备400 g溶质质量分数为10%的NaOH溶液用于制作叶脉书签。
(1)制作叶脉书签时,用NaOH溶液去除叶肉,是利用了NaOH的_______性。
(2)400 g溶质质量分数为10%的NaOH溶液中,含NaOH的质量为________g、水的质量为________g。
(3)需称取Na2CO3、Ca(OH)2的质量各为多少?
腐蚀
40
360
解:设反应需要Na2CO3的质量为x,Ca(OH)2的质量为y。
Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3↓
106 74 80
x y 40 g
=
x=53 g
=
y=37 g
答:需称取Na2CO3的质量为53 g,Ca(OH)2的质量为37 g。
变式2 举重前运动员常常会抓一把“镁粉”在手里搓,以起到防滑效果。某种“镁粉”中只含有MgO、Mg(OH)2、MgCO3中的一种或几种固体。某兴趣小组对其成分展开了探究:分别取4.2 g MgO、Mg(OH)2、MgCO3和“镁粉”置于烧杯中,逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失。四种固体消耗稀盐酸的质量如表所示,且烧杯③和烧杯④中产生了大量气泡。请结合实验现象和数据回答问题。
图T15-2
物质 MgO Mg(OH)2 MgCO3 “镁粉”
消耗稀盐酸
的质量/g 121.8 m 58.0 61.9
(1)烧杯③中产生的气体是__________________。
(2)“镁粉”中不只含有MgCO3一种物质,理由是_________________________
__________________________。
(3)表格中m的值为多少?(请写出计算过程)
二氧化碳(或CO2)
等质量的MgCO3和“镁粉”
消耗稀盐酸的质量不相等
解:设与碳酸镁反应消耗的HCl的质量为x。
MgCO3+2HCl MgCl2+H2O+CO2↑
84 73
4.2 g x
= x=3.65 g
所用盐酸中溶质的质量分数为×100%≈6.29%。
设与氢氧化镁反应消耗的HCl的质量为y。
Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O
58 73
4.2 g y
=
y≈5.286 g
消耗盐酸的质量为≈84.0 g。
答:表格中m的值为84.0。
(4)为确定“镁粉”的具体成分,兴趣小组补充了如下实验:取“镁粉”和MgCO3各4.2 g,加入足量稀盐酸,生成相同条件下的气体体积分别为952 mL
和1120 mL。由此可知该“镁粉”的成分是_______________________。
MgCO3和Mg(OH)2
例3(2023丽水)小科在某次家庭劳动实践时发现,厕所污垢通常用洁厕灵进行清洗,他对家里某品牌洁厕灵的有效成分及其含量进行实验研究。
查阅资料可知洁厕灵(如图T15-3所示)的有效成分是HCl。HCl的含量可利用NaHCO3溶液来测定,反应的化学方程式为HCl+NaHCO3 NaCl+H2O+CO2↑,洁厕灵其他成分均不参加反应。向一锥形瓶中加入100 g该品牌洁厕灵,再逐次加入相同质量分数的NaHCO3溶液,测出每次锥形瓶中充分反应后溶液的总质量,数据记录如表。
图T15-3
项目 第一次 第二次 第三次
加入NaHCO3溶液的质量/g 100 100 100
反应后溶液的总质量/g 197.8 295.6 395.6
(1)该洁厕灵呈________(选填“酸性”或“碱性”)。
(2)第一次实验产生的气体质量为________g。
(3)求该品牌洁厕灵中HCl的质量分数。
酸性
2.2
解:由第一、二次实验可知,生成CO2的总质量为4.4 g。
设100 g洁厕灵中HCl的质量为x。
NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑
36.5 44
x 4.4 g
= x=3.65 g
洁厕灵中HCl的质量分数为×100%=3.65%。
答:该品牌洁厕灵中HCl的质量分数为3.65%。
(4)下列关于家庭小实验活动的说法中,你认为合理的有________。
A.开展家庭小实验活动时,需要规范操作
B.明白实验原理和安全事项后,有安全保障才开展实验
C.只要网上能买到的,可随意购买药品或器材进行各类实验
AB
变式3 (2023绍兴)在探究酸、碱性质时,小敏的操作过程如图T15-4甲所示,烧杯中固体质量与加入溶液的质量关系如图乙所示。
(1)加入稀盐酸后出现的现象是_______________________________。
(2)bc段发生反应的化学方程式有____________________________________。
(3)c点时,溶液中含有的溶质是____________________。
(4)通过计算得出d点坐标。
图T15-4
固体逐渐消失,溶液显蓝色
HCl+NaOH NaCl+H2O
NaCl、CuCl2
解:d点的纵坐标为生成Cu(OH)2沉淀的质量,横坐标为加入稀盐酸的质量与最大沉淀量产生时所加入氢氧化钠溶液质量之和。设d点坐标为(P,Q),ab段消耗稀盐酸质量为x,生成氯化铜质量为y;bc段消耗氢氧化钠溶液质量为m,cd段消耗氢氧化钠溶液质量为n,生成沉淀质量为Q。
CuO+2HCl CuCl2+H2O
80 73 135
12 g x×7.3% y
= x=150 g
= y=20.25 g
bc段消耗稀盐酸的质量为200 g-150 g=50 g,
HCl + NaOH NaCl+H2O
36.5 40
50 g×7.3% m×16%
= m=25 g
CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2↓+2NaCl
135 80 98
20.25 g n×16% Q
= n=75 g
= Q=14.7 g
P=m盐酸+m氢氧化钠=200 g+25 g+75 g=300 g。
故d点的坐标为(300,14.7)。
答:d点的坐标为(300,14.7)。
例4(2023金华)食用碱的主要成分是Na2CO3(含有少量NaCl),研究小组为测定市售食用碱中Na2CO3的含量,设计了如所示实验装置。
取12 g食用碱样品放入锥形瓶进行实验。按定量测定实验的正确步骤,进行规范操作,并用电子天平对某一装置进行连续称量,直至该装置质量不再改变时停止实验,此时该装置质量增加了4.4 g(假设每步吸收都完全,A、C、D、E装置中试剂均过量)。回答下列问题。
图T15-5
(1)装置A的作用是______________________________________________________
_____。
(2)根据某装置质量不再改变时,作为停止实验的依据,则该装置应该是________。
(3)计算食用碱中Na2CO3的质量分数。(要求根据化学方程式计算)
图T15-5
吸收空气中的CO2,排除空气中的CO2对实验测量结果的
干扰
D
解:设12 g 该食用碱中含Na2CO3的质量为x。
Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
x 4.4 g
= x=10.6 g
该食用碱中Na2CO3的质量分数为×100%≈88.3%。
答:该食用碱中Na2CO3的质量分数为88.3%。
变式4(2023湖州吴兴一模)从氯碱工业产生的盐泥中回收 BaSO4,其主要工艺流程如图T15-6。已知:①盐泥的主要成分为 BaSO4、NaCl、Mg(OH)2和 CaCO3。②BaSO4难溶于水,不与盐酸反应。
(1)除去NaCl,利用的性质是__________________。
(2)过滤器中分离出来的固体是________。
(3)酸溶槽中产生的气体恰好被澄清石灰水
完全吸收,生成了 30 g沉淀,计算有多少克
盐酸与盐泥中的碳酸钙反应。
图T15-6
氯化钠溶于水
硫酸钡
解:设酸溶槽中产生的CO2气体的质量为x,反应消耗的HCl的质量为y。
Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O
44 100
x 30 g
= x=13.2 g
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
y 13.2 g
= y=21.9 g
则与盐泥中的碳酸钙反应的盐酸的质量为=73 g。
答:有73 g盐酸与盐泥中的碳酸钙反应。
针对训练
1.(2023台州改编)布洛芬片是一种常见的解热镇痛类药物,其有效成分的化学式为C13H18O2,辅料为淀粉、蔗糖、糊精等。
(1)布洛芬片属于________(选填“混合物”或“纯净物”)。
(2)C13H18O2由________种元素组成。
(3)C13H18O2的相对分子质量为________。
(4)C13H18O2中碳元素和氢元素的质量比为________。
(5)C13H18O2中碳元素的质量分数为_________ (结果保留至0.1%)。
(6)________g C13H18O2与299 g C2H5OH中的碳元素的质量相同。
混合物
3
206
26∶3
75.7%
206
(7)高烧时,除服用药物外,用温水擦拭身体也有一定的降温作用,其原理是______________。
水蒸发吸热
2.(2022杭州)某火力发电厂用石灰石为原料吸收废气中的二氧化硫,以防止污染环境,发生反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+
2CO2。若每天需要吸收0.64 t 二氧化硫,则该发电厂每个月(按30天计)需要含碳酸钙为90%的石灰石多少吨?(杂质不参与反应)
解:设每天需要消耗CaCO3的质量为x。
2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2
200 128
x 0.64 t
= x=1 t
每个月需要石灰石的质量为×30≈33.3 t。
答:该发电厂每个月(按30天计)需要含碳酸钙为90%的石灰石33.3 t。
3.(2023宁波宁海一模)实验室用金属镁与100 g盐酸反应探究酸的性质。小宁取反应后的溶液,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T15-7所示。已知当NaOH溶液滴加至150 g时不再有沉淀产生。
(1)0.58 g沉淀的成分为__________。
(2)a点时,与NaOH反应的物质的化学式是________。
(3)若在b点溶液中滴加AgNO3溶液,出现白色沉淀,
________(选填“能”或“不能”)证明HCl有剩余。
(4)计算100 g稀盐酸的溶质质量分数。
图T15-7
Mg(OH)2
HCl
不能
解:设生成氢氧化镁质量为0.58 g时,消耗MgCl2的质量为x,消耗NaOH的质量为y。
MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl
95 80 58
x y 0.58 g
= x=0.95 g
= y=0.8 g
与盐酸反应的氢氧化钠质量为150 g×8%-0.8 g=11.2 g。
设与NaOH反应的HCl质量为m。
HCl+ NaOH NaCl+H2O
36.5 40
M 11.2 g
=
m=10.22 g
设与镁反应的HCl质量为n。
Mg+2HCl MgCl2+H2↑
73 95
n 0.95 g
=
n=0.73 g
稀盐酸的溶质质量分数为×100%=10.95%。
答:稀盐酸的溶质质量分数为10.95%。
$$