内容正文:
第3节 化学方程式的书写及应用
题型01 化学方程式的含义
题型02 教材中常见化学方程式的书写
题型03 材料型陌生化学方程式的书写与分析
题型04 根据化学方程式计算质量比
题型05 根据化学方程式推测化学式
题型06 根据微观示意图分析化学方程式
题型07 不含杂质的化学方程式计算
题型08 含杂质的化学方程式计算
题型09 坐标图型化学方程式的计算
题型10 表格型化学方程式的计算
题型11 实物图型化学方程式的计算
题型12 循环流程图型化学方程式的分析与计算
题型01 化学方程式的含义
1.化学方程式的概念
用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2.化学方程式的意义
(1)表示反应物、生成物和反应条件。
(2)表示反应物、生成物之间的质量比,各物质间的质量比 = 相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比。
(3)表示反应物、生成物之间的粒子个数比。
3.化学方程式的读法(以2H2 + O22H2O为例)
质的方面:氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水。
量的方面:在点燃的条件下,每4份质量的氢气与32份质量的氧气恰好完全反应,生成36份质量的水。
【典例1】对于化学反应:4P + 5O22P2O5下列说法正确的是
①参加反应的物质是磷和氧气 ②反应前后分子总数不变 ③反应前后元素的种类不变 ④反应前后原子的种类和数目不变 ⑤反应前后物质的总质量不变⑥反应前后元素的化合价不变。
A.①②⑥ B.②③④⑤ C.①②③④⑤ D.①③④⑤
【变式1-1】依据化学方程式,下列信息不正确的是
A.该反应是化合反应
B.该反应是在点燃的条件下进行的
C.该反应中三种物质的质量比为2:1:1
D.该反应中参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:2
【变式1-2】化学方程式中等号表示( )
A.水由氢气和氧气组成
B.参加反应的氢、氧分子数之和等于生成的水的分子数
C.参加反应的氢气、氧气质量之和等于生成的水的质量
D.参加反应的氢质量等于水中氢气的质量
【变式1-3】对反应原理:认识正确的是
A.该反应是化合反应
B.该反应中碳元素化合价发生改变
C.在高温下,每1份质量的碳酸钙恰好完全反应生成1份质量的氧化钙和1份质量的二氧化碳
D.在高温下,每100份质量的碳酸钙恰好完全反应生成56份质量的氧化钙和44份质量的二氧化碳
题型02 教材中常见化学方程式的书写
1.化学方程式的书写原则
(1)要以客观事实为基础,绝不能随意臆造事实上不存在的物质和化学反应,不能任意编造物质的化学式。
(2)要遵守质量守恒定律,等号两边各原子的种类和数目必须相等。
2.化学方程式的书写步骤
(1)书写步骤:一写、二配、三注、四查。
(2)符号的使用:
生成物中的气体标“↑”(气体符号),溶液中的反应生成物中的沉淀标“↓”(沉淀符号)。若反应物和生成物中都有气体,气体生成物不标注“↑”,溶液中的反应,若反应物和生成物中都有不溶性固体,固体生成物不标注“↓”。
【典例2】(23-24九年级上·江苏镇江·期末)下列指定反应的化学方程式正确的是
A.铁丝在氧气中燃烧:4Fe + 3O22Fe2O3
B.乙炔(C2H2)燃烧形成氧炔焰:2C2H2+5O24CO2+2H2O
C.铜器上铜绿的形成:2Cu+O2+2H2O=Cu(OH)2
D.用石灰石浆吸收烟气中二氧化硫:CaCO3+SO2+O2=CaSO4+CO2
【变式2-1】下列化学方程式中,书写正确的是
A.2H2OO2 + 2H2↑ B.4P + 5O22P2O5
C.Zn + HClZnCl + H2↑ D.C2H5OH + O2H2O + CO2↑
【变式2-2】下列化学方程式书写正确的是
A.2Fe + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2↑ B.H2O2 H2↑+ O2↑
C.2Mg + O22MgO D.4Fe + 3O22Fe2O3
【变式2-3】下列指定反应的化学方程式正确的是
A.铁丝在氧气中燃烧:4Fe+3O2=2Fe2O3
B.铜和硝酸银反应:Cu+AgNO3= CuNO3+Ag
C.铜绿和稀盐酸反应:Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑
D.过氧化钠与二氧化碳反应生成纯碱和氧气:2Na2O2+CO2=2Na2CO3+O2↑
题型03 材料型陌生化学方程式的书写与分析
考查材料型陌生化学方程式的书写与分析时通常给出反应物、生成物或实验现象,要求学生根据已有知识推断并书写正确的化学方程式。书写时需遵循质量守恒定律,确保反应前后原子种类和数目不变。首先,明确反应物和生成物的化学式,这是书写的基础。对于不熟悉的物质,可根据题目提供的材料或名称提示推断其组成。其次,根据反应类型配平方程式。初中常见的反应类型包括化合、分解、置换和复分解反应。配平过程中,可先平衡原子数目较多的元素,再调整其他元素的系数。分析陌生方程式时,应关注反应条件、现象及实际应用。许多反应在特定条件下进行,如加热、催化剂等,这些信息常隐含在题目中。通过分析反应现象,如颜色变化、气体产生等,可辅助判断反应是否发生。
【典例3】(24-25九年级上·江苏南通·期末)是工业制取硝酸的关键反应。与一定质量反应时,、的质量随消耗质量的变化如图。下列说法错误的是
A.反应时,生成X的质量为60g
B.化学方程式中a和d的比为2:3
C.化学计量数
D.X为
【变式3-1】(24-25九年级上·江苏连云港·阶段练习)黑火药是中国古代四大发明之一,由、和等混合而成,其燃烧时化学方程式为:下列说法正确的是
A.黑火药可存放于高温处 B.黑火药爆炸时吸热
C. D.的化学式为
【变式3-2】工业上以CO2和NH3为原料在低温加压的条件下合成尿素[CO(NH2)2],其反应的原理为:aCO2+bNH3cCO(NH2)2+dH2O。下列说法不正确的是
A.化学计量数a=d
B.尿素中氮元素的质量分数约为46.7%
C.4.4g CO2反应时,生成尿素的质量为6.0g
D.4.4g CO2反应时,参与反应的NH3的质量为1.7g
【变式3-3】化学方程式是重要的化学用语,请按要求回答下列有关化学方程式的问题。
(1)配平下列化学方程式(将化学计量数填入空格内)。
① C2H4+ O2 H2O+ CO2
② NaOH+ Fe2(SO4)3= Fe(OH)3↓+ Na2SO4
(2)用化学方程式表示下列变化。
①肼—空气燃料电池有望应用于汽车工业,其原理是肼(N2H4)与氧气在特定条件下反应生成一种单质和水,该变化的化学方程式 。
②长期放置的油画色彩变暗是因为生成了黑色的PbS,油画修复的方法是用H2O2将PbS变成白色的PbSO4(另一种产物为H2O),修复的化学方程式为 。
③2024年4月“神舟十八号”载人飞船发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼()燃烧生成水、氮气、二氧化碳,请写出化学反应方程式 。
题型04 根据化学方程式计算质量比
化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比,始终是一个定值。各物质间的质量比实际上是各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与其化学式前化学计量数的乘积之比,切勿漏乘化学计量数。
【典例4】铝在氧气中燃烧生成氧化铝,该反应的化学方程式为:。在这个反应中,铝、氧气、氧化铝的质量比是
A.27:32:102 B.108:96:204 C.4:3:2 D.27:16:4
【变式4-1】相同质量的碳燃烧分别生成CO和CO2,消耗氧气的质量比是
A. B. C. D.
【变式4-2】(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)木炭和氧气在点燃的条件下按下列哪种质量比进行反应,生成物中既有一氧化碳又有二氧化碳
A. B. C. D.
【变式4-3】(2025·江苏连云港·二模)氢能被认为是最有前途的替代能源和清洁燃料之一。工业上目前常采用甲烷水蒸气重整制氢,下图是该反应的微观示意图:
下列说法中正确的是
A.反应前后分子总数不变 B.该制氢方案的优点是节约能源
C.参加反应的CH4与H2O的分子个数比为1:3 D.生成H2与CO2的质量比为2:11
题型05 根据化学方程式推测化学式
依据质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类及数目不变,即等号两边各原子种类和数目不变,从而推导出未知物质的化学式。
【典例5】(25-26九年级上·江苏常州·期中)海洋蕴藏着丰富的资源。电解饱和食盐水可获得氯气、氢氧化钠等物质:,X的化学式为
A.O2 B.H2 C.HCl D.HClO
【变式5-1】(25-26九年级上·江苏连云港·期中)搭载飞船的火箭使用偏二甲肼和四氧化二氮作为燃料,二者发生的反应为:C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4X,则X的化学式为 。
【变式5-2】(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)在地球上二氧化碳的含量比煤、石油和天然气的总和还多数倍。在一定条件下以二氧化碳和氦气合成尿素是固定和利用二氧化碳的成功范例,反应原理为:CO2+2NH3CO(NH2)2+X。
(1)尿素中碳、氢元素的质量比为 。
(2)X的化学式为 。
题型06 根据微观示意图分析化学方程式
微观示意图分析三步法:一看粒子认元素(区分不同颜色/大小的原子),二比变化找反应(对照前后图示,标记原子的分开和重新组合),三验守恒写方程(确保原子种类、数目守恒,配平系数)。
【典例6】(25-26九年级上·江苏连云港·期中)汽车尾气中含有NO2、CO,“三效催化转换器”可将它们转化为无毒气体,其微观反应示意图如图所示。下列说法正确的是
A.该反应中共有两种单质
B.参加反应的NO2和CO的质量比为23:28
C.反应前后,氧元素的化合价发生了改变
D.反应前后原子和分子的种类、数目均改变
【变式6-1】(2025·江苏南京·模拟预测)天然气主要成分为甲烷(CH4),还含有少量硫化氢(H2S)等气体,硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去。该反应微观粒子变化示意图如图所示,下列说法中正确的是
A.反应后原子数减少
B.反应前后分子种类不变
C.参加反应的甲和乙的分子个数比为2∶1
D.反应生成的丙和丁的质量比为38∶1
【变式6-2】(22-23九年级上·江苏徐州·期末)如图是物质甲和乙反应生成丙的微观示意图。下列说法正确的是
A.该反应在反应前后原子的种类发生了改变
B.该反应属于化合反应
C.该反应中参加反应的甲和乙质量比为1:1
D.丙的化学式是C2H5O
【变式6-3】(2025·江苏无锡·二模)乙醇在催化剂的作用下氧化为乙醛,其微观过程示意图如下图。下列说法错误的是
A.乙醛的化学式为C2H4O
B.反应前后原子的种类、数目不变
C.参加反应的甲、乙物质的分子个数比为1:1
D.反应生成的丙、丁物质的物质的质量比为22:9
题型07 不含杂质的化学方程式计算
有关纯净物的化学方程式的计算。化学方程式所表示的反应物和生成物都是纯净物的质量关系,可直接将已知纯净物的质量代入计算。
【典例7】(25-26九年级上·江苏南通·期中)乙醇(C2H6O)广泛应用于生产环保燃料乙醇汽油,在一定程度上能够缓解能源危机。工业上可用乙烯(C₂H₄)生产乙醇,其反应为:C2H4+H2OC2H6O。
(1)C2H6O中碳元素与氧元素的质量比为 (填最简比)。
(2)若要制取92kg乙醇,理论上至少需要乙烯(C2H4)的质量是多少?(写出计算过程)
(3)以秸秆为原料可生产葡萄糖(C6H12O6)。葡萄糖在催化剂的作用下也可反应生成乙醇和二氧化碳。写出该反应的化学方程式 。
【变式7-1】(24-25九年级上·江苏南通·期中)中国天宫空间站三名航天员每日需要氧气2.4kg,固体燃料氧气发生器制氧是航天员安全可靠供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠(NaClO3)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。
(1)写出铁粉燃烧的化学方程式 ,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О2共9.6kg,则理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为多少? 。
【变式7-2】赴九天,问苍穹,中国航天事业正蓬勃发展。我国自主研发的长征二号F型运载火箭, 使用的火箭推进剂偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)发生反应的化学方程式为:C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+4H2O↑+3N2↑。请从理论上计算6g 偏二甲肼完全反应,需要四氧化二氮的质量是多少(请写出计算过程)。
【变式7-3】1839年,林则徐在虎门海滩主持销烟,显示了中华民族反抗外来侵略的坚强意志。这次销烟过程利用了生石灰(CaO)与水反应的原理。化学活动小组依据这一原理设计了系列实验,请参与计算:
(1)CaO中钙元素和氧元素质量的最简整数比为 。
(2)利用化学方程式计算:56g的CaO与恰好完全反应生成时,参加反应的的质量。
题型08 含杂质的化学方程式计算
对于含杂质的不纯物质,需将不纯物质的质量换算成纯净物的质量,才能代入化学方程式按质量比进行计算。常用的计算公式如下:
不纯物质的化学方程式的计算(杂质不参加反应)
a.纯净物的质量=混合物的质量×纯度
【典例8】(24-25九年级下·江苏南通·期中)为测定某地空气中和可吸入颗粒的含量,某同学设计了如图所示的装置:
注:①上述实验测定的原理为。淀粉遇显蓝色。
②气体流速管是用来测量单位时间内通过气体体积的装置;颗粒吸附剂用于吸附可吸入颗粒。
已知空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过,在指定的地点取样,以气体流速通过气体流速管通入到如图实验装置中,观察记录碘溶液褪色所需时间为500s。
(1)应用上述装置测定空气中和可吸入颗粒的含量,除需测定气体流速(单位:)外,还需要测定碘溶液蓝色褪去所需的时间和 。
(2)计算该地空气中的含量并判断是否符合排放标准。(写出详细计算过程)
(3)如果甲同学用该方法测量空气中的含量时,所测得的数值比实际含量低,其原因可能是 (写出一种即可)。
【变式8-1】(2025·江苏宿迁·二模)如图1是碳酸钙标签的部分信息。化学社团为测定该药片中碳酸钙的量是否与标签相符,进行实验如图2所示(钙片其他成分不参加反应)。
(1)充分反应后生成气体的质量为 g。
(2)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) 。
【变式8-2】准确称取19.00g硫酸亚铁铵晶体(相对分子质量为392)样品溶于水,与硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应,消耗KMnO4的质量为1.58g。
已知:10(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O+2KMnO4+8H2SO4=10(NH4)2SO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+14H2O
(1)该样品的纯度为 %(精确到0.1%)。
(2)判断该计算结果是否合理并分析其原因 。
【变式8-3】(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)维C泡腾片是一种常见的补充维生素C的保健品。某品牌维C泡腾片主要成分如下所示。
主要成分
维生素C(C6H8O6)、碳酸氢钠(NaHCO3)、柠檬酸(C6H8O7)、甜菊糖苷、胭脂红…
(1)每个维生素C分子中共有 个原子。
(2)通过实验测定维C泡腾片中的碳酸氢钠质量分数。装置如图所示,将维C泡腾片投入蒸馏水中,发生反应:,直到不再产生气体。
称量实验前后相关物品的质量,数据如下:
反应前/g
反应后/g
锥形瓶
蒸馏水
维C泡腾片
锥形瓶及瓶内所有物质
70.00
50.00
4.00
123.78
分析实验数据,该维C泡腾片中碳酸氢钠的质量分数是多少?(请写出计算过程)
(3)维C泡腾片标签中碳酸氢钠的质量分数为21%和实验测定结果比较,发现实验测定结果明显发生偏差,可能的原因是______(选填字母)。
A.反应后残留的液体中溶有部分CO2
B.逸出的CO2气体带出部分水蒸气
C.锥形瓶液体上方空间内还残留了部分CO2未全部逸出
题型09 坐标曲线型化学方程式的计算
1.含图像的化学方程式计算时,先分析坐标图中横、纵轴表示的意义,再结合题中所涉及的化学反应分析图像的起点、拐点和终点的含义。
2.找已知量的方法一般有三种:
(1)拐点对应的横坐标。
(2)拐点对应的纵坐标(多为生成的气体或沉淀的质量,可直接代入)。
(3)起点和拐点对应的横、纵坐标差。
3. 解题步骤
步骤一:认真审题,分析发生的反应及涉及的物理量。
步骤二:分析坐标曲线,运用质量守恒定律来正确的分析处理图中的数据,找出关键物质的量,一般为生成气体或沉淀的质量。
步骤三:代入化学方程式进行计算。
【典例9】(2022·江苏南通·中考真题)Na2S2O3溶液常用于测定I2的含量,反应原理为aNa2S2O3+bI2=cNaI+dNa2SxOy。向某I2溶液中滴加Na2S2O3溶液,反应过程中生成NaI的质量随所加溶液中Na2S2O3质量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.化学计量数a=c
B.Na2SxOy中x与y之比为2:3
C.0.316gNa2S2O3反应时,参与反应的I2的质量为0.254g
D.0.316gNa2S2O3反应时,生成Na2SxOy的质量为0.362g
【变式9-1】(2023·江苏南通·三模)“7150灭火剂”(C3H9B3O6,相对分子质量为174)燃烧时消耗大量氧气,从而有效灭火。反应为aC3H9B3O6+bO2cBxOy+dH2O+eCO2。反应过程中生成CO2的质量O2质量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.化学计量数b:e=3:2
B.BxOy中x与y的比为2:3
C.28.8gO2反应时,生成的H2O的质量为16.2g
D.M点时,参加反应的C3H9B3O6质量为8.7g
【变式9-2】某兴趣小组为测定某石灰石(主要成分是CaCO3)的质量分数,做了如下实验:取24g样品放入烧杯中,向其中逐渐加入稀盐酸(杂质不溶于水也不与酸反应),剩余固体质量随加入稀盐酸质量的变化关系如图所示。
(1)24g该石灰石样品中CaCO3的质量为 克;
(2)计算充分反应后产生二氧化碳的质量为 克。
【变式9-3】我国明代科技著作《天工开物》中有利用炉甘石(主要成分是ZnCO3)火法炼锌的工艺记载,主要反应原理为ZnCO3+2CZn+3CO↑,现用200 kg炉甘石与足量碳充分反应,反应中剩余固体质量与反应时间的关系如图所示:
(1)炉甘石中各元素原子的个数比是 。
(2)此过程中产生CO的质量是 kg。
(3)计算此炉甘石中ZnCO3的质量分数(写出计算过程)。
题型10 表格型化学方程式的计算
表格数据分析型的化学方程式计算题的特点是以表格的形式给出有关量之间的关系,根据表格中的数据进行分析、处理,最终解答有关问题。
步骤一:认真审题,分析发生的反应及涉及的物理量。
步骤二:分析表格数据,运用质量守恒定律来正确的分析处理表中的数据,来找准各物理量之间的关系,如典例1中,反应前物质总质量减去反应后剩余物质总质量之差,就是生成气体的质量。
步骤三:代入化学方程式进行计算。
【典例10】(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)小莹同学为了测定某地区石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取该样品,现将的稀盐酸分五次加入石灰石样品中,每次充分反应后测得生成气体的质量,实验数据如下表:试求:
实验
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀盐酸的量
25
25
25
25
25
生成气体的质量
0
(1)的值是 。
(2)求该样品中碳酸钙的质量分数(保留一位小数)。
【变式10-1】同学们从山上采集到一种石灰石(主要成分为碳酸钙),他们取50g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与反应时间的关系如表,请计算:
反应时间/s
反应后固体的质量/g
50
46
41
36.2
34.6
34.6
(1)生成二氧化碳的总质量为 g;
(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
【变式10-2】小林对某品牌牙膏样品中的碳酸钙含量进行测定。小林称取牙膏样品,加入足量5%的稀盐酸,按如图装置实验,记录数据如下(牙膏中其它成分不与盐酸反应):
时间(min)
0
2
4
6
8
10
12
装置和药品总质量(g)
261.0
260.0
259.3
259.0
258.8
n
258.8
请计算:
(1)反应结束时,产生二氧化碳的质量是 。
(2)牙膏样品中碳酸钙的质量分数是多少?(写出完整计算步骤)
(3)经查实,上述方法所测得牙膏中碳酸钙含量偏小(实验操作规范),导致偏小的原因可能是______。
A.有水蒸气逸出 B.盐酸挥发 C.锥形瓶内残留二氧化碳
【变式10-3】Cu2O是一种重要的化工原料,也常用作大型船舶防污漆。
已知:工业Cu2O产品质量指标(HG/T2961—2010)如下表:
质量指标名称
优等品
一等品
合格品
Cu2O质量分数(≥)
97.0%
96.0%
95.0%
某学习小组用工业Cu2O产品进行如下实验:(注:产品中杂质全部视为Cu;不考虑实验过程中的损失)
步骤一:称取37.0g产品放入500.0g10%的(足量)稀硫酸中;
步骤二:充分反应后过滤,用280.0g蒸馏水洗涤固体(洗涤液全部并入滤液);
步骤三:干燥,称得固体质量为17.0g。
通过计算,回答下列问题:
(1)步骤二最终所得溶液中硫酸铜的质量分数是多少?
(2)判断该产品达到的质量指标。
题型11 循环流程图型化学方程式的分析与计算
初中循环流程图型化学方程式的分析与计算需要掌握反应过程的循环特征和物质转化关系。首先识别流程图中各步骤的反应物与生成物,特别注意可循环利用的物质(通常用箭头标注返回路径)。以工业制硫酸为例,二氧化硫催化氧化为三氧化硫后,未反应的原料会重新进入反应器。计算时需建立元素守恒思想,追踪关键元素(如硫元素)在整个循环中的去向。对于多步循环反应,建议采用“总反应式法”:将各步反应方程式按比例相加,消去中间产物,得到净反应式。配平要特别注意循环物质的系数处理,确保进出量平衡。
实际解题可分三步:
1.标注流程图各环节的化学式;
2.写出每个方框对应的反应方程式;
3.根据箭头指向建立物料守恒关系。
例如氨气催化氧化制硝酸的循环流程中,要计算氨气与氧气的最佳投料比,需先写出氨氧化、一氧化氮氧化、水吸收等分步反应,再通过氮元素守恒建立关系式。掌握循环流程图的分析方法,能有效解决化工生产中的物料利用率计算问题。
【典例11】(23-24九年级上·江苏镇江·期末)工业用NO生产HNO3过程中的物质转化关系如图。下列说法不正确的是
A.转化过程中N、O的化合价均发生变化
B.反应①中参加反应的NO与O2的分子数之比为2∶1
C.转化②中发生反应为3NO2+H2O= 2HNO3+NO
D.理论上,每15kgNO可生产得到63kg的HNO3
【变式11-1】(22-23九年级上·江苏徐州·期末)一定质量的可与常见物质M反应,同时放出少量热量;将所得产物与反应又生成M,同时放出较多热量。其反应原理如下图所示。下列说法不正确的是
A.过程①可将中的部分能量储存于中
B.理论上反应每生成44g,同时生成36g
C.理论上每16g参与反应,最终消耗64g
D.M中铜元素的质量分数比中的高
【变式11-2】(2025·江苏无锡·二模)科学工作者研发了一种SUNCAT系统,借助该系统利用如图所示的原理可持续合成氨,下列说法不正确的是
A.步骤①将电能转化为化学能
B.步骤①的化学方程式是
C.该过程中化合价发生变化的元素有3种
D.该系统工作过程中理论上步骤①生成的水和步骤③消耗的水的质量比为2:3
【变式11-3】(2025·江苏淮安·中考真题)以氧化镁为载体,通过化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图所示。下列有关说法不正确的是
A.a是NH3,b是HCl
B.反应过程中无须不断补充MgO
C.理论上制得36.5 g HCl,需要消耗NH4Cl的质量为107 g
D.与直接加热NH4Cl相比,该方法得到的产物更易分离
【变式11-4】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)以太阳能为热源分解Fe3O4,经由铁氧化合物循环分解海水制H2的过程如图:
(1)过程I的化学方程式为 。
(2)过程Ⅱ中铁元素质量分数 (填“变大”或“变小”)
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第3节 化学方程式的书写及应用
题型01 化学方程式的含义
题型02 教材中常见化学方程式的书写
题型03 材料型陌生化学方程式的书写与分析
题型04 根据化学方程式计算质量比
题型05 根据化学方程式推测化学式
题型06 根据微观示意图分析化学方程式
题型07 不含杂质的化学方程式计算
题型08 含杂质的化学方程式计算
题型09 坐标图型化学方程式的计算
题型10 表格型化学方程式的计算
题型11 实物图型化学方程式的计算
题型12 循环流程图型化学方程式的分析与计算
题型01 化学方程式的含义
1.化学方程式的概念
用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2.化学方程式的意义
(1)表示反应物、生成物和反应条件。
(2)表示反应物、生成物之间的质量比,各物质间的质量比 = 相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比。
(3)表示反应物、生成物之间的粒子个数比。
3.化学方程式的读法(以2H2 + O22H2O为例)
质的方面:氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水。
量的方面:在点燃的条件下,每4份质量的氢气与32份质量的氧气恰好完全反应,生成36份质量的水。
【典例1】对于化学反应:4P + 5O22P2O5下列说法正确的是
①参加反应的物质是磷和氧气 ②反应前后分子总数不变 ③反应前后元素的种类不变 ④反应前后原子的种类和数目不变 ⑤反应前后物质的总质量不变⑥反应前后元素的化合价不变。
A.①②⑥ B.②③④⑤ C.①②③④⑤ D.①③④⑤
【答案】D
【详解】根据化学方程式可知,①参加反应的物质是磷和氧气, 正确; ②反应前后分子数目变化了,错误; ③反应前后元素的种类不变,正确; ④反应前后原子的种类和数目不变,正确; ⑤反应前后物质的总质量不变,正确;⑥反应前后单质变成了化合物,元素的化合价发生了改变,错误;
故选D。
【变式1-1】依据化学方程式,下列信息不正确的是
A.该反应是化合反应
B.该反应是在点燃的条件下进行的
C.该反应中三种物质的质量比为2:1:1
D.该反应中参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:2
【答案】C
【详解】A、该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,故选项说法正确;
B、由反应的化学方程式可知,该反应是在点燃的条件下进行的,故选项说法正确;
C、该反应中一氧化碳、氧气、二氧化碳的质量比为(2×28):(16×2):(2×44)=7:4:11,故选项说法不正确;
D、由反应的化学方程式可知,该反应中参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:2,故选项说法正确。
故选C。
【变式1-2】化学方程式中等号表示( )
A.水由氢气和氧气组成
B.参加反应的氢、氧分子数之和等于生成的水的分子数
C.参加反应的氢气、氧气质量之和等于生成的水的质量
D.参加反应的氢质量等于水中氢气的质量
【答案】C
【详解】A、水是纯净物,由氢氧两种元素组成,水中不含有氢气和氧气,此选项错误;
B、由化学方程式中各物质前面的计量数可知每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子,故参加反应的氢气和氧气的分子总数与生成的水分子的数目不同,此选项错误;
C、根据质量守恒定律可知参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和,故参加反应的氢气、氧气质量之和等于生成的水的质量,此选项正确;
D、由质量守恒定律可知反应前后元素的质量不变,所以参加反应的氢气质量等于水中氢元素的质量,水中不含氢气,此选项错误。
故选C。
【变式1-3】对反应原理:认识正确的是
A.该反应是化合反应
B.该反应中碳元素化合价发生改变
C.在高温下,每1份质量的碳酸钙恰好完全反应生成1份质量的氧化钙和1份质量的二氧化碳
D.在高温下,每100份质量的碳酸钙恰好完全反应生成56份质量的氧化钙和44份质量的二氧化碳
【答案】D
【解析】
A、化合反应由两种或两种以上物质反应生成一种物质,该反应是一种物质生成两种物质,属于分解反应,不是化合反应,A 错误。
B、反应前后碳元素化合价均为+4,未发生改变,B错误。
C、根据化学方程式,每100份质量的碳酸钙反应生成56份质量的氧化钙和44份质量的二氧化碳,C错误。
题型02 教材中常见化学方程式的书写
1.化学方程式的书写原则
(1)要以客观事实为基础,绝不能随意臆造事实上不存在的物质和化学反应,不能任意编造物质的化学式。
(2)要遵守质量守恒定律,等号两边各原子的种类和数目必须相等。
2.化学方程式的书写步骤
(1)书写步骤:一写、二配、三注、四查。
(2)符号的使用:
生成物中的气体标“↑”(气体符号),溶液中的反应生成物中的沉淀标“↓”(沉淀符号)。若反应物和生成物中都有气体,气体生成物不标注“↑”,溶液中的反应,若反应物和生成物中都有不溶性固体,固体生成物不标注“↓”。
【典例2】(23-24九年级上·江苏镇江·期末)下列指定反应的化学方程式正确的是
A.铁丝在氧气中燃烧:4Fe + 3O22Fe2O3
B.乙炔(C2H2)燃烧形成氧炔焰:2C2H2+5O24CO2+2H2O
C.铜器上铜绿的形成:2Cu+O2+2H2O=Cu(OH)2
D.用石灰石浆吸收烟气中二氧化硫:CaCO3+SO2+O2=CaSO4+CO2
【答案】B
【详解】A、铁丝在氧气中燃烧,化学方程式为:3Fe + 2O2Fe3O4,错误;
B、乙炔(C2H2)燃烧形成氧炔焰,化学方程式为:2C2H2+5O24CO2+2H2O,正确;
C、铜器上铜绿的形成,化学方程式为:2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,错误;
D、用石灰石浆吸收烟气中二氧化硫,化学方程式为:2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2,错误。故选B。
【变式2-1】下列化学方程式中,书写正确的是
A.2H2OO2 + 2H2↑ B.4P + 5O22P2O5
C.Zn + HClZnCl + H2↑ D.C2H5OH + O2H2O + CO2↑
【答案】B
【详解】A、少了反应条件,应为通电;故错误;
B、磷和氧气在点燃条件下生成五氧化二磷,正确;
C、化学方程式未配平,正确的化学方程式为:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
D、方程式未配平; C2H5OH + 3O23H2O +2CO2↑
【变式2-2】下列化学方程式书写正确的是
A.2Fe + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2↑ B.H2O2 H2↑+ O2↑
C.2Mg + O22MgO D.4Fe + 3O22Fe2O3
【答案】C
【详解】A、铁在置换反应中生成FeCl2,而不是FeCl3,选项错误;B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑,原化学方程式没有配平,选项错误;C、该化学方程式书写完全正确;D、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,正确的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4,选项错误。故选C。
【变式2-3】下列指定反应的化学方程式正确的是
A.铁丝在氧气中燃烧:4Fe+3O2=2Fe2O3
B.铜和硝酸银反应:Cu+AgNO3= CuNO3+Ag
C.铜绿和稀盐酸反应:Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑
D.过氧化钠与二氧化碳反应生成纯碱和氧气:2Na2O2+CO2=2Na2CO3+O2↑
【答案】C
【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确。
【详解】A、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,选项中生成物写错也没有写反应条件,选项错误,不符合题意。
B、该化学方程式硝酸铜的化学式书写错误,应为Cu(NO3)2,选项错误,不符合题意。
C、该化学方程式书写完全正确,符合题意。
D、该化学方程式配平错误,反应物中二氧化碳是气体,氧气后面不需要标注↑,选项错误,不符合题意。
故选:C。
题型03 材料型陌生化学方程式的书写与分析
考查材料型陌生化学方程式的书写与分析时通常给出反应物、生成物或实验现象,要求学生根据已有知识推断并书写正确的化学方程式。书写时需遵循质量守恒定律,确保反应前后原子种类和数目不变。首先,明确反应物和生成物的化学式,这是书写的基础。对于不熟悉的物质,可根据题目提供的材料或名称提示推断其组成。其次,根据反应类型配平方程式。初中常见的反应类型包括化合、分解、置换和复分解反应。配平过程中,可先平衡原子数目较多的元素,再调整其他元素的系数。分析陌生方程式时,应关注反应条件、现象及实际应用。许多反应在特定条件下进行,如加热、催化剂等,这些信息常隐含在题目中。通过分析反应现象,如颜色变化、气体产生等,可辅助判断反应是否发生。
【典例3】(24-25九年级上·江苏南通·期末)是工业制取硝酸的关键反应。与一定质量反应时,、的质量随消耗质量的变化如图。下列说法错误的是
A.反应时,生成X的质量为60g
B.化学方程式中a和d的比为2:3
C.化学计量数
D.X为
【答案】D
【分析】由图可知,34g NH3完全反应消耗氧气的质量为80g、生成水的质量为54g,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则生成X的质量为,根据化学反应前后元素种类及质量不变,则X中一定含有氮元素,34g氨气中氮元素、氢元素的质量分别是、,则X中氮元素的质量为28g,54g水中氢元素、氧元素的质量分别是、,而氧气中氧元素的质量为80g,说明X中不含氢元素、含有氧元素,则X中氧元素的质量为,根据化合物中原子的个数比等于元素质量与相对原子质量的商之比,则X中氮原子、氧原子的个数比为,故X的化学式为NO,则该反应的化学方程式为。
【详解】A、由分析可知,反应时,生成X的质量为60g,说法正确,不符合题意;
B、由分析可知,化学方程式中a和d的比为,说法正确,不符合题意;
C、由分析可知,化学计量数,说法正确,不符合题意;
D、由分析可知,X为NO,说法错误,符合题意。
故选:D。
【变式3-1】(24-25九年级上·江苏连云港·阶段练习)黑火药是中国古代四大发明之一,由、和等混合而成,其燃烧时化学方程式为:下列说法正确的是
A.黑火药可存放于高温处 B.黑火药爆炸时吸热
C. D.的化学式为
【答案】C
【详解】A、黑火药属于易燃易爆物质,不能存放于高温处,防止发生危险,说法错误,不符合题意;
B、黑火药爆炸时放出大量的热,说法错误,不符合题意;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据,反应前有3个碳原子和6个氧原子,则反应后也应有3个碳原子和6个氧原子,故a=3,说法正确,符合题意;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据,化学方程式左边有3个碳原子、1个硫原子、2个钾原子、2个氮原子和6个氧原子,化学方程式右边有1个X分子、2个钾原子、1个硫原子、3个碳原子和6个氧原子,则1个X分子中含有2个氮原子,故X的化学式为,说法错误,不符合题意。
故选:C。
【变式3-2】工业上以CO2和NH3为原料在低温加压的条件下合成尿素[CO(NH2)2],其反应的原理为:aCO2+bNH3cCO(NH2)2+dH2O。下列说法不正确的是
A.化学计量数a=d
B.尿素中氮元素的质量分数约为46.7%
C.4.4g CO2反应时,生成尿素的质量为6.0g
D.4.4g CO2反应时,参与反应的NH3的质量为1.7g
【答案】D
【分析】即。所以化学计量数a=1,b=2,c=1,d=1。
【详解】A、由分析可知,学计量数a=1,d=1。则化学计量数a=d。A正确;
B、尿素中氮元素的质量分数=。B正确;
C、由化学方程式计算可知,4.4g CO2反应时,生成尿素的质量为6.0g。C正确;
D、由化学方程式计算可知,4.4g CO2反应时,参与反应的NH3的质量为3.4g。D不正确。
综上所述:选择D。
【变式3-3】化学方程式是重要的化学用语,请按要求回答下列有关化学方程式的问题。
(1)配平下列化学方程式(将化学计量数填入空格内)。
① C2H4+ O2 H2O+ CO2
② NaOH+ Fe2(SO4)3= Fe(OH)3↓+ Na2SO4
(2)用化学方程式表示下列变化。
①肼—空气燃料电池有望应用于汽车工业,其原理是肼(N2H4)与氧气在特定条件下反应生成一种单质和水,该变化的化学方程式 。
②长期放置的油画色彩变暗是因为生成了黑色的PbS,油画修复的方法是用H2O2将PbS变成白色的PbSO4(另一种产物为H2O),修复的化学方程式为 。
③2024年4月“神舟十八号”载人飞船发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼()燃烧生成水、氮气、二氧化碳,请写出化学反应方程式 。
【答案】
(1) 1 3 2 2 6 1 2 3
(2)
【详解】
(1)①反应前、后氧原子个数一奇一偶,先把奇数乘以2化为偶数,即H2O前配2,C2H4前配1,CO2前配2,最后氧气前配3,故①填:1;②填:3;③填:2;④填:2;
②利用最小公倍数法配平,反应前后硫酸根最小公倍数是3,硫酸钠前配3,硫酸铁前配1,氢氧化钠前配6,氢氧化铁前配2,故⑤填:6;⑥填:1;⑦填:2;⑧填:3;
(2)①化学反应前后元素种类不变,则肼(N2H4)与氧气在特定条件下反应生成氮气和水,反应的化学方程式为:;
②H2O2与PbS反应生成PbSO4和H2O,反应的化学方程式为:;
③偏二甲肼燃烧(即和氧气反应)生成水、氮气、二氧化碳,化学方程式为:。
题型04 根据化学方程式计算质量比
化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比,始终是一个定值。各物质间的质量比实际上是各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与其化学式前化学计量数的乘积之比,切勿漏乘化学计量数。
【典例4】铝在氧气中燃烧生成氧化铝,该反应的化学方程式为:。在这个反应中,铝、氧气、氧化铝的质量比是
A.27:32:102 B.108:96:204 C.4:3:2 D.27:16:4
【答案】B
【详解】根据化学方程式可知,在这个反应中,铝、氧气、氧化铝的质量比=(27×4):(16×2×3):[(27×2+16×3)×2]=108:96:204,故选B。
【变式4-1】相同质量的碳燃烧分别生成CO和CO2,消耗氧气的质量比是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】木炭和氧气在点燃的条件下生成一氧化碳,化学方程式为,参加反应的木炭和氧气的质量比为24:32=3:4;木炭和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳,化学方程式为,参加反应的木炭和氧气的质量比为12:32=3:8;木炭质量相同时,消耗氧气的质量比为4:8=1:2,故选B。
【变式4-2】(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)木炭和氧气在点燃的条件下按下列哪种质量比进行反应,生成物中既有一氧化碳又有二氧化碳
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】木炭和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳,化学方程式为,参加反应的木炭和氧气的质量比为12:32=3:8;
木炭和氧气在点燃的条件下生成一氧化碳,化学方程式为,参加反应的木炭和氧气的质量比为24:32=3:4;
生成物中既有一氧化碳又有二氧化碳,木炭和氧气的质量比应该介于(3:8)~(3:4)之间;
观察选项只有B1:2符合题意;
故选B。
【变式4-3】(2025·江苏连云港·二模)氢能被认为是最有前途的替代能源和清洁燃料之一。工业上目前常采用甲烷水蒸气重整制氢,下图是该反应的微观示意图:
下列说法中正确的是
A.反应前后分子总数不变 B.该制氢方案的优点是节约能源
C.参加反应的CH4与H2O的分子个数比为1:3 D.生成H2与CO2的质量比为2:11
【答案】D
【分析】甲烷和水反应产生氢气和二氧化碳,化学方程式为:。
【详解】A、由化学方程式可知,反应前后分子个数变了,故错误;
B、该制氢方案条件需要高温,需要用到甲烷,并没有节约能源,故错误;
C、由化学方程式可知,参加反应甲烷和水分子个数比为1:2,故错误;
D、产生氢气和二氧化碳质量比为(4×1×2):(12+16×2)=8:44=2:11,故正确。
故选D。
题型05 根据化学方程式推测化学式
依据质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类及数目不变,即等号两边各原子种类和数目不变,从而推导出未知物质的化学式。
【典例5】(25-26九年级上·江苏常州·期中)海洋蕴藏着丰富的资源。电解饱和食盐水可获得氯气、氢氧化钠等物质:,X的化学式为
A.O2 B.H2 C.HCl D.HClO
【答案】B
【解析】
根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据化学方程式,反应前有2个钠原子、2个氯原子、4个氢原子和2个氧原子,反应后现有2个钠原子、2个氯原子、2个氢原子、2个氧原子,则1个X分子中含有2个氢原子,故X的化学式为H2,故选:B;
【变式5-1】(25-26九年级上·江苏连云港·期中)搭载飞船的火箭使用偏二甲肼和四氧化二氮作为燃料,二者发生的反应为:C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4X,则X的化学式为 。
【答案】H2O
【详解】根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变。
反应前:中含;
反应后:中含;
则4X中含,即X的化学式为(每个含和,4个含和)。
故填:H2O。
【变式5-2】(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)在地球上二氧化碳的含量比煤、石油和天然气的总和还多数倍。在一定条件下以二氧化碳和氦气合成尿素是固定和利用二氧化碳的成功范例,反应原理为:CO2+2NH3CO(NH2)2+X。
(1)尿素中碳、氢元素的质量比为 。
(2)X的化学式为 。
【答案】
(1)3:1 (2)H2O
【详解】
(1)尿素中碳、氢元素的质量比为12:(1×4)=3:1;
(2)反应前碳、氢、氮、氧的原子个数为1、6、2、2,反应后1个CO(NH2)2中碳、氢、氮、氧的原子个数为1、4、2、1,故1个X中含有2个氢原子和1个氧原子,则X的化学式为:H2O。
题型06 根据微观示意图分析化学方程式
微观示意图分析三步法:一看粒子认元素(区分不同颜色/大小的原子),二比变化找反应(对照前后图示,标记原子的分开和重新组合),三验守恒写方程(确保原子种类、数目守恒,配平系数)。
【典例6】(25-26九年级上·江苏连云港·期中)汽车尾气中含有NO2、CO,“三效催化转换器”可将它们转化为无毒气体,其微观反应示意图如图所示。下列说法正确的是
A.该反应中共有两种单质
B.参加反应的NO2和CO的质量比为23:28
C.反应前后,氧元素的化合价发生了改变
D.反应前后原子和分子的种类、数目均改变
【答案】B
【分析】由图可知,该反应为二氧化氮和一氧化碳在催化剂的作用下反应生成氮气和二氧化碳,该反应的化学方程式为:。
【详解】A、该反应涉及的物质为一氧化碳、二氧化氮、氮气和二氧化碳,一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的纯净物,均属于化合物,二氧化氮是由N、O元素组成的纯净物,属于化合物,氮气是由氮元素组成的纯净物,属于单质,涉及一种单质,不符合题意;
B、参加反应的二氧化氮和一氧化碳的质量比为:,符合题意;
C、一氧化碳中碳元素显+2价,氧元素显-2价,二氧化氮中氮元素显+4价,氧元素显-2价,氮气中氮元素化合价为0,二氧化碳中碳元素显+4价,氧元素显-2价,反应前后氧元素的化合价不变,不符合题意;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,由图可知,化学反应前后分子的种类和数目均发生了改变,不符合题意。
故选B。
【变式6-1】(2025·江苏南京·模拟预测)天然气主要成分为甲烷(CH4),还含有少量硫化氢(H2S)等气体,硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去。该反应微观粒子变化示意图如图所示,下列说法中正确的是
A.反应后原子数减少
B.反应前后分子种类不变
C.参加反应的甲和乙的分子个数比为2∶1
D.反应生成的丙和丁的质量比为38∶1
【答案】C
【分析】由图可知,该反应为硫化氢和甲烷在催化剂的作用下反应生成CS2和氢气,该反应的化学方程式为:。
【详解】A、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,不符合题意;
B、该反应有新物质生成,属于化学变化,反应前后分子的种类发生了改变,不符合题意;
C、由化学方程式可知,参加反应的甲和乙的分子个数比为:2:1,符合题意;
D、由化学方程式可知,反应生成丙和丁的质量比为:,不符合题意。
故选C。
【变式6-2】(22-23九年级上·江苏徐州·期末)如图是物质甲和乙反应生成丙的微观示意图。下列说法正确的是
A.该反应在反应前后原子的种类发生了改变
B.该反应属于化合反应
C.该反应中参加反应的甲和乙质量比为1:1
D.丙的化学式是C2H5O
【答案】B
【分析】由反应的微观示意图可知,C2H4与H2O在一定条件下反应生成C2H5OH,反应的化学方程式为;
【详解】A、根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,故选项说法错误;
B、由化学方程式可知,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,故选项说法正确;
C、该反应中参加反应的甲和乙质量比为(12×2+1×4):(1×2+16) =14:9,故选项说法错误;
D、由反应的微观示意图可知,丙的化学式是,故选项说法错误;
故选:B。
【变式6-3】(2025·江苏无锡·二模)乙醇在催化剂的作用下氧化为乙醛,其微观过程示意图如下图。下列说法错误的是
A.乙醛的化学式为C2H4O
B.反应前后原子的种类、数目不变
C.参加反应的甲、乙物质的分子个数比为1:1
D.反应生成的丙、丁物质的物质的质量比为22:9
【答案】C
【详解】由微观示意图可知,乙醇(C2H5OH)与氧气(O2)在PaCl2的催化作用下,加热生成乙醛(C2H4O)和水(H2O),反应的化学方程式为。
A、乙醛的化学式为C2H4O,说法正确;
B、反应前后均含有碳、氢、氧原子,且个数均为4、12、4,故反应前后原子的种类、数目不变,说法正确;
C、由化学方程式可知,参加反应的甲、乙物质的分子个数比为2:1,说法错误;
D、由化学方程式可知,反应生成的丙、丁物质的质量比为,说法正确。
故选:C。
题型07 不含杂质的化学方程式计算
有关纯净物的化学方程式的计算。化学方程式所表示的反应物和生成物都是纯净物的质量关系,可直接将已知纯净物的质量代入计算。
【典例7】(25-26九年级上·江苏南通·期中)乙醇(C2H6O)广泛应用于生产环保燃料乙醇汽油,在一定程度上能够缓解能源危机。工业上可用乙烯(C₂H₄)生产乙醇,其反应为:C2H4+H2OC2H6O。
(1)C2H6O中碳元素与氧元素的质量比为 (填最简比)。
(2)若要制取92kg乙醇,理论上至少需要乙烯(C2H4)的质量是多少?(写出计算过程)
(3)以秸秆为原料可生产葡萄糖(C6H12O6)。葡萄糖在催化剂的作用下也可反应生成乙醇和二氧化碳。写出该反应的化学方程式 。
【答案】
(1)
(2)设理论上需要乙烯的质量为x,则有解得
答:理论上至少需要乙烯的质量是。
(3)
【详解】
(1)根据化学式,碳元素的相对原子质量总和为,氧元素的相对原子质量为16,则质量比为。故填:。
(2)见答案。
(3)葡萄糖在催化剂作用下生成乙醇和二氧化碳,化学方程式为:。
故填:。
【变式7-1】(24-25九年级上·江苏南通·期中)中国天宫空间站三名航天员每日需要氧气2.4kg,固体燃料氧气发生器制氧是航天员安全可靠供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠(NaClO3)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。
(1)写出铁粉燃烧的化学方程式 ,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О2共9.6kg,则理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为多少? 。
【答案】
(1) 铁粉燃烧放出的热量
(2)解:设理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为x
x=21.3kg
答:理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为21.3kg。
【详解】
(1)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁 ,化学方程式为;由题中信息 “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” 可知,氯酸钠受热分解所需能量来自铁粉燃烧放出的热量。
(2)NaClO3受热分解为NaCl和O2,化学方程式为,根据氧气的质量进行计算,详见答案。
【变式7-2】赴九天,问苍穹,中国航天事业正蓬勃发展。我国自主研发的长征二号F型运载火箭, 使用的火箭推进剂偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)发生反应的化学方程式为:C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+4H2O↑+3N2↑。请从理论上计算6g 偏二甲肼完全反应,需要四氧化二氮的质量是多少(请写出计算过程)。
【答案】
解:设需要四氧化二氮的质量为x。
答:需要四氧化二氮的质量为18.4g。
【变式7-3】1839年,林则徐在虎门海滩主持销烟,显示了中华民族反抗外来侵略的坚强意志。这次销烟过程利用了生石灰(CaO)与水反应的原理。化学活动小组依据这一原理设计了系列实验,请参与计算:
(1)CaO中钙元素和氧元素质量的最简整数比为 。
(2)利用化学方程式计算:56g的CaO与恰好完全反应生成时,参加反应的的质量。
【答案】
(1)5∶2
(2)解:设H2O的质量为x
g
答:H2O的质量为18g。
题型08 含杂质的化学方程式计算
对于含杂质的不纯物质,需将不纯物质的质量换算成纯净物的质量,才能代入化学方程式按质量比进行计算。常用的计算公式如下:
不纯物质的化学方程式的计算(杂质不参加反应)
a.纯净物的质量=混合物的质量×纯度
【典例8】(24-25九年级下·江苏南通·期中)为测定某地空气中和可吸入颗粒的含量,某同学设计了如图所示的装置:
注:①上述实验测定的原理为。淀粉遇显蓝色。
②气体流速管是用来测量单位时间内通过气体体积的装置;颗粒吸附剂用于吸附可吸入颗粒。
已知空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过,在指定的地点取样,以气体流速通过气体流速管通入到如图实验装置中,观察记录碘溶液褪色所需时间为500s。
(1)应用上述装置测定空气中和可吸入颗粒的含量,除需测定气体流速(单位:)外,还需要测定碘溶液蓝色褪去所需的时间和 。
(2)计算该地空气中的含量并判断是否符合排放标准。(写出详细计算过程)
(3)如果甲同学用该方法测量空气中的含量时,所测得的数值比实际含量低,其原因可能是 (写出一种即可)。
【答案】
(1)反应前后装置A的质量
(2)1.6×10-2mg/L;符合排放标准
解:设二氧化硫的质量为x,
空气的体积为:200mL•s-1×500s=100000mL=100L,则空气中SO2的含量为= 1.6×10-2mg/L<2×10-2mg/L,符合排放标准;
答:该地空气中的含量1.6×10-2mg/L;符合排放标准。
(3)气体流速过快,吸收不完全(合理即可)
【详解】
(1)应用上述装置测定空气中SO2和可吸入颗粒的含量,除需测定气体流速(单位:mL•s-1)外,还需要测定碘溶液蓝色褪去所需的时间和反应前后装置A的质量,故填:反应前后装置A的质量;
(2)见答案;
(3)如果甲同学用该方法测量空气中SO2的含量时,所测得的数值比实际含量低,其原因可能是气体流速过快,吸收不完全,或未充分反应,或装置气密性较差,故填:气体流速过快,吸收不完全(合理即可)。
【变式8-1】(2025·江苏宿迁·二模)如图1是碳酸钙标签的部分信息。化学社团为测定该药片中碳酸钙的量是否与标签相符,进行实验如图2所示(钙片其他成分不参加反应)。
(1)充分反应后生成气体的质量为 g。
(2)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)4.4
(2)解:设10片药片中碳酸钙的质量为
每片药片中碳酸钙的质量为,每片药片中碳酸钙的质量分数为,与标签相符。
答:每片药片中碳酸钙的质量为1g,与标签相符。
【变式8-2】准确称取19.00g硫酸亚铁铵晶体(相对分子质量为392)样品溶于水,与硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应,消耗KMnO4的质量为1.58g。
已知:10(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O+2KMnO4+8H2SO4=10(NH4)2SO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+14H2O
(1)该样品的纯度为 %(精确到0.1%)。
(2)判断该计算结果是否合理并分析其原因 。
【答案】
(1)解:设该样品的纯度为x
答:该样品的纯度为:103.2%
(2)不合理,可能是样品中混有其他硫酸亚铁晶体
【详解】
(1)见答案;
(2)根据化学方程式可知,该反应实质是FeSO4与KMnO4、H2SO4发生反应,样品纯度超过100%,说明样品中FeSO4含量偏高,则可能是样品中混有其他硫酸亚铁晶体,故填:不合理,可能是样品中混有其他硫酸亚铁晶体。
【变式8-3】(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)维C泡腾片是一种常见的补充维生素C的保健品。某品牌维C泡腾片主要成分如下所示。
主要成分
维生素C(C6H8O6)、碳酸氢钠(NaHCO3)、柠檬酸(C6H8O7)、甜菊糖苷、胭脂红…
(1)每个维生素C分子中共有 个原子。
(2)通过实验测定维C泡腾片中的碳酸氢钠质量分数。装置如图所示,将维C泡腾片投入蒸馏水中,发生反应:,直到不再产生气体。
称量实验前后相关物品的质量,数据如下:
反应前/g
反应后/g
锥形瓶
蒸馏水
维C泡腾片
锥形瓶及瓶内所有物质
70.00
50.00
4.00
123.78
分析实验数据,该维C泡腾片中碳酸氢钠的质量分数是多少?(请写出计算过程)
(3)维C泡腾片标签中碳酸氢钠的质量分数为21%和实验测定结果比较,发现实验测定结果明显发生偏差,可能的原因是______(选填字母)。
A.反应后残留的液体中溶有部分CO2
B.逸出的CO2气体带出部分水蒸气
C.锥形瓶液体上方空间内还残留了部分CO2未全部逸出
【答案】
(1)20
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则生成二氧化碳的质量为:70.00g+50.00g+4.00g-123.78g=0.22g
解:设该维C泡腾片中碳酸氢钠的质量分数是x
x=10.5%
答:该维C泡腾片中碳酸氢钠的质量分数是10.5%
(3)AC
【详解】
(1)由化学式可知,每个维生素C分子中含6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子共20个原子;
(2)见答案;
(3)A、二氧化碳能溶于水,故反应后残留的液体中溶有部分二氧化碳,会导致测得生成二氧化碳的质量偏小,导致实验结果偏小,符合题意;
B、逸出的二氧化碳气体带出部分水蒸气,会导致测得生成二氧化碳的质量偏大,导致实验结果偏大,不符合题意;
C、锥形瓶液体上方空间内还残留了部分二氧化碳未全部逸出,会导致测得生成二氧化碳的质量偏小,导致实验结果偏小,符合题意。
故选AC。
题型09 坐标曲线型化学方程式的计算
1.含图像的化学方程式计算时,先分析坐标图中横、纵轴表示的意义,再结合题中所涉及的化学反应分析图像的起点、拐点和终点的含义。
2.找已知量的方法一般有三种:
(1)拐点对应的横坐标。
(2)拐点对应的纵坐标(多为生成的气体或沉淀的质量,可直接代入)。
(3)起点和拐点对应的横、纵坐标差。
3. 解题步骤
步骤一:认真审题,分析发生的反应及涉及的物理量。
步骤二:分析坐标曲线,运用质量守恒定律来正确的分析处理图中的数据,找出关键物质的量,一般为生成气体或沉淀的质量。
步骤三:代入化学方程式进行计算。
【典例9】(2022·江苏南通·中考真题)Na2S2O3溶液常用于测定I2的含量,反应原理为aNa2S2O3+bI2=cNaI+dNa2SxOy。向某I2溶液中滴加Na2S2O3溶液,反应过程中生成NaI的质量随所加溶液中Na2S2O3质量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.化学计量数a=c
B.Na2SxOy中x与y之比为2:3
C.0.316gNa2S2O3反应时,参与反应的I2的质量为0.254g
D.0.316gNa2S2O3反应时,生成Na2SxOy的质量为0.362g
【答案】D
【分析】依据质量守恒定律可知:化学反应前后原子个数不变,2a=c+2d,2a=xd,3a=yd,2b=c,a=2,b=1,c=2,d=1,x=4,y=6。
【详解】A、化学计量数a=c,说法正确;
B、Na2SxOy中x与y之比为2:3,说法正确;
C、反应的化学方程式及其质量关系:
C、0.316gNa2S2O3反应时,参与反应的I2的质量为0.254g,说法正确;
D、由C中数据可知,0.316gNa2S2O3反应时,生成Na2SxOy的质量为0.270g,说法错误;
故选:D。
【变式9-1】(2023·江苏南通·三模)“7150灭火剂”(C3H9B3O6,相对分子质量为174)燃烧时消耗大量氧气,从而有效灭火。反应为aC3H9B3O6+bO2cBxOy+dH2O+eCO2。反应过程中生成CO2的质量O2质量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.化学计量数b:e=3:2
B.BxOy中x与y的比为2:3
C.28.8gO2反应时,生成的H2O的质量为16.2g
D.M点时,参加反应的C3H9B3O6质量为8.7g
【答案】D
【分析】由图可知,反应后参加反应的氧气与生成的二氧化碳的质量比为28.8g:26.4g,即32b:44e=28.8g:26.4g,即b:e=3:2,假设b=3,e=2带入上述化学方程式,根据质量守恒定律则有:3a=2,9a=2d,3a=cx,6a+6=cy+d+4 ,解得:a= ,d=3,,将计算结果作入化学方程式,最终反应的化学方程式为:2C3H9B3O6+9O23B2O3+9H2O+6CO2。
【详解】A、选项正确;
B、由分析可知,BxOy中x与y的比为2:3,选项正确;
C、由分析中的化学方程式可知,反应中氧气与水的质量比=(32×9):(18×9)=288:162,则28.8gO2反应时,生成的H2O的质量=,选项正确;
D、由化学方程式可知,反应中,参加反应的C3H9B3O6和氧气的质量比为348:288,由图可知,M点时参加反应的氧气的质量为14.4g,则参加反应的C3H9B3O6质量=,选项错误.
故选D。
【变式9-2】某兴趣小组为测定某石灰石(主要成分是CaCO3)的质量分数,做了如下实验:取24g样品放入烧杯中,向其中逐渐加入稀盐酸(杂质不溶于水也不与酸反应),剩余固体质量随加入稀盐酸质量的变化关系如图所示。
(1)24g该石灰石样品中CaCO3的质量为 克;
(2)计算充分反应后产生二氧化碳的质量为 克。
【答案】
(1)20
(2)解:设充分反应后产生二氧化碳的质量为x,
x=8.8 g
答:充分反应后生成CO2的质量为8.8 g。
【详解】
(1)由图像可知,最终反应后固体的固体为4g,该质量即是剩余的不反应的杂质的质量,所以石灰石中碳酸钙的质量是24g-4g=20g;
(2)见答案。
【变式9-3】我国明代科技著作《天工开物》中有利用炉甘石(主要成分是ZnCO3)火法炼锌的工艺记载,主要反应原理为ZnCO3+2CZn+3CO↑,现用200 kg炉甘石与足量碳充分反应,反应中剩余固体质量与反应时间的关系如图所示:
(1)炉甘石中各元素原子的个数比是 。
(2)此过程中产生CO的质量是 kg。
(3)计算此炉甘石中ZnCO3的质量分数(写出计算过程)。
【答案】
(1)1 : 1 : 3
(2)84
(3)解:设炉甘石中ZnCO3的质量为x
=
x=125kg
炉甘石中ZnCO3的质量分数=×100%=62.5%
答:炉甘石中ZnCO3的质量分数62.5%。
【详解】
(1)炉甘石的主要成分是ZnCO3,则其中锌、碳、氧的质量比为1:1:3。
(2)根据“反应前后物质的总质量不变”,则生成二氧化碳的质量为200g-116g=84g。
(3)见答案。
题型10 表格型化学方程式的计算
表格数据分析型的化学方程式计算题的特点是以表格的形式给出有关量之间的关系,根据表格中的数据进行分析、处理,最终解答有关问题。
步骤一:认真审题,分析发生的反应及涉及的物理量。
步骤二:分析表格数据,运用质量守恒定律来正确的分析处理表中的数据,来找准各物理量之间的关系,如典例1中,反应前物质总质量减去反应后剩余物质总质量之差,就是生成气体的质量。
步骤三:代入化学方程式进行计算。
【典例10】(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)小莹同学为了测定某地区石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取该样品,现将的稀盐酸分五次加入石灰石样品中,每次充分反应后测得生成气体的质量,实验数据如下表:试求:
实验
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀盐酸的量
25
25
25
25
25
生成气体的质量
0
(1)的值是 。
(2)求该样品中碳酸钙的质量分数(保留一位小数)。
【答案】
(1)1.1
(2)第五次加入稀盐酸,放出气体的质量为0,说明碳酸钙已经完全反应完,
生成二氧化碳的质量为1.1g+1.1g+1.1g+1.1g=4.4g;
设参加反应的碳酸钙的质量为x
x=10g
样品中碳酸钙的质量分数为:
答:该样品中碳酸钙的质量分数66.7%。
【详解】
(1)根据记录数据可发现,第一次实验中加入盐酸放出1.1g二氧化碳,第三次实验中加入盐酸放出1.1g二氧化碳,说明第一次和第二次实验中盐酸全部反应,放出二氧化碳的质量均为1.1g;第五次加入稀盐酸,放出气体的质量为0,说明碳酸钙已经完全反应完;
(2)见答案。
【变式10-1】同学们从山上采集到一种石灰石(主要成分为碳酸钙),他们取50g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与反应时间的关系如表,请计算:
反应时间/s
反应后固体的质量/g
50
46
41
36.2
34.6
34.6
(1)生成二氧化碳的总质量为 g;
(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
【答案】
(1)15.4
(2)解:设该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为x
x=70%
答:该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为70%
【详解】
(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则生成二氧化碳的总质量为:50g-34.6g=15.4g;
(2)见答案。
【变式10-2】小林对某品牌牙膏样品中的碳酸钙含量进行测定。小林称取牙膏样品,加入足量5%的稀盐酸,按如图装置实验,记录数据如下(牙膏中其它成分不与盐酸反应):
时间(min)
0
2
4
6
8
10
12
装置和药品总质量(g)
261.0
260.0
259.3
259.0
258.8
n
258.8
请计算:
(1)反应结束时,产生二氧化碳的质量是 。
(2)牙膏样品中碳酸钙的质量分数是多少?(写出完整计算步骤)
(3)经查实,上述方法所测得牙膏中碳酸钙含量偏小(实验操作规范),导致偏小的原因可能是______。
A.有水蒸气逸出 B.盐酸挥发 C.锥形瓶内残留二氧化碳
【答案】
(1)2.2g
(2)解:设牙膏样品中碳酸钙的质量为x
牙膏样品中碳酸钙的质量分数为:
答:牙膏样品中碳酸钙的质量分数为50%。
(3)C
【详解】
(1)装置和药品的总质量从261.0g下降到258.8g,二氧化碳的质量为=261.0g-258.8g=2.2g,故填2.2g;
(2)详解见答案;
(3)A.有水蒸气逸出,装置和药品的总质量减少偏大,即二氧化碳的质量偏大,导致所测得牙膏中碳酸钙含量偏大,不符合题意;
B.盐酸挥发,装置和药品的总质量减少偏大,即二氧化碳的质量偏大,导致所测得牙膏中碳酸钙含量偏大,不符合题意;
C.锥形瓶内残留二氧化碳,装置和药品的总质量减少偏小,即二氧化碳的质量偏小,导致所测得牙膏中碳酸钙含量偏小,符合题意;
故选C。
【变式10-3】Cu2O是一种重要的化工原料,也常用作大型船舶防污漆。
已知:工业Cu2O产品质量指标(HG/T2961—2010)如下表:
质量指标名称
优等品
一等品
合格品
Cu2O质量分数(≥)
97.0%
96.0%
95.0%
某学习小组用工业Cu2O产品进行如下实验:(注:产品中杂质全部视为Cu;不考虑实验过程中的损失)
步骤一:称取37.0g产品放入500.0g10%的(足量)稀硫酸中;
步骤二:充分反应后过滤,用280.0g蒸馏水洗涤固体(洗涤液全部并入滤液);
步骤三:干燥,称得固体质量为17.0g。
通过计算,回答下列问题:
(1)步骤二最终所得溶液中硫酸铜的质量分数是多少?
(2)判断该产品达到的质量指标。
【答案】
(1)解:设骤二最终所得溶液中硫酸铜的质量为x,Cu2O的质量为y。
x=40.0g
y=36.0g
则:步骤二最终所得溶液中硫酸铜的质量分数
答:则:步骤二最终所得溶液中硫酸铜的质量分数5%。
(2)Cu2O质量分数为
答:该产品为优等品。
题型11 循环流程图型化学方程式的分析与计算
初中循环流程图型化学方程式的分析与计算需要掌握反应过程的循环特征和物质转化关系。首先识别流程图中各步骤的反应物与生成物,特别注意可循环利用的物质(通常用箭头标注返回路径)。以工业制硫酸为例,二氧化硫催化氧化为三氧化硫后,未反应的原料会重新进入反应器。计算时需建立元素守恒思想,追踪关键元素(如硫元素)在整个循环中的去向。对于多步循环反应,建议采用“总反应式法”:将各步反应方程式按比例相加,消去中间产物,得到净反应式。配平要特别注意循环物质的系数处理,确保进出量平衡。
实际解题可分三步:
1.标注流程图各环节的化学式;
2.写出每个方框对应的反应方程式;
3.根据箭头指向建立物料守恒关系。
例如氨气催化氧化制硝酸的循环流程中,要计算氨气与氧气的最佳投料比,需先写出氨氧化、一氧化氮氧化、水吸收等分步反应,再通过氮元素守恒建立关系式。掌握循环流程图的分析方法,能有效解决化工生产中的物料利用率计算问题。
【典例11】(23-24九年级上·江苏镇江·期末)工业用NO生产HNO3过程中的物质转化关系如图。下列说法不正确的是
A.转化过程中N、O的化合价均发生变化
B.反应①中参加反应的NO与O2的分子数之比为2∶1
C.转化②中发生反应为3NO2+H2O= 2HNO3+NO
D.理论上,每15kgNO可生产得到63kg的HNO3
【答案】D
【详解】A、O2中O的化合价为0价,NO2化合物中O的化合价为-2价,NO中N的化合价为+2价,NO2中N的化合价为+4价,转化过程中N、O的化合价均发生变化,A不符合题意;
B、反应①中反应的化学方程式为2NO+O2=2NO2,则参加反应的NO与O2的分子数之比为2:1,B不符合题意;
C、转化②中,反应物为NO2和H2O,生成物为HNO3和NO,根据质量守恒定律配平得该反应的化学方程式为:3NO2+H2O= 2HNO3+NO,C不符合题意;
D、由图知,反应①②循环发生,故理论上O2、H2O足量可以将NO、NO2全部转化为HNO3,NO全部转化为HNO3,硝酸中氮元素全部来自一氧化氮,则每30kgNO可生产63kg的HNO3,故D符合题意。
故选D。
【变式11-1】(22-23九年级上·江苏徐州·期末)一定质量的可与常见物质M反应,同时放出少量热量;将所得产物与反应又生成M,同时放出较多热量。其反应原理如下图所示。下列说法不正确的是
A.过程①可将中的部分能量储存于中
B.理论上反应每生成44g,同时生成36g
C.理论上每16g参与反应,最终消耗64g
D.M中铜元素的质量分数比中的高
【答案】D
【详解】A、CH4与常见物质M反应放出少量的热量,将所得产物Cu2O与O2反应放出较多热量,说明过程①可将CH4中的部分能量储存于Cu2O中,故选项说法正确;
B、CH4中C、H的质量比为3:1,C、H分别生成CO2、H2O的质量比为11:9,也就是理论上反应每生成44gCO2,同时生成36gH2O,故选项说法正确;
C、甲烷与氧气反应的化学方程式是,根据质量比可知,理论上每16gCH4参与反应,最终消耗64gO2,故选项说法正确;
D、由图可知,在一定条件下,CH4与常见M反应生成Cu2O、CO2、H2O,Cu2O与O2反应又生成M,M的化学式是CuO,CuO中铜元素的质量分数比Cu2O中的低,故选项说法错误;
故选:D。
【变式11-2】(2025·江苏无锡·二模)科学工作者研发了一种SUNCAT系统,借助该系统利用如图所示的原理可持续合成氨,下列说法不正确的是
A.步骤①将电能转化为化学能
B.步骤①的化学方程式是
C.该过程中化合价发生变化的元素有3种
D.该系统工作过程中理论上步骤①生成的水和步骤③消耗的水的质量比为2:3
【答案】D
【详解】A、步骤①反应条件是通电,电解过程将电能转化为化学能,该说法正确;
B、步骤①电解LiOH生成Li、H2O和O2,化学方程式为,该说法正确;
C、步骤①中Li元素由LiOH中的+1价变为Li中的0价,O元素由LiOH中的−2价变为O2中的0价;步骤②中N元素由N2中的0价变为Li3N中的−3价,Li元素由Li中的0价变为Li3N中的+1价;步骤③中各元素化合价不变,所以该过程中化合价发生变化的元素有Li、O、N这 3 种,该说法正确;
D、步骤①的化学方程式为,步骤③的化学方程式为,为保证LiOH循环使用,这两个化学方程式变形为、,则理论上步骤①生成的水和步骤③消耗的水的质量比为,该说法错误。
故选D。
【变式11-3】(2025·江苏淮安·中考真题)以氧化镁为载体,通过化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图所示。下列有关说法不正确的是
A.a是NH3,b是HCl
B.反应过程中无须不断补充MgO
C.理论上制得36.5 g HCl,需要消耗NH4Cl的质量为107 g
D.与直接加热NH4Cl相比,该方法得到的产物更易分离
【答案】C
【详解】A、根据反应前后元素种类不变可推出,该工艺中涉及的反应为、,故图中a是NH3,b是HCl,A正确;
B、由A中两个反应可知,前一个反应中消耗的氧化镁质量等于后一个反应中生成的氧化镁质量,氧化镁是反应的催化剂,该工艺的总反应为,过程中无须不断补充MgO,B正确;
C、设36.5 g HCl,理论上制得36.5 g HCl,需要消耗NH4Cl的质量为x
C错误;
D、直接加热NH4Cl生成的两种气体会混合在一起,不易分离,而该方法可以分步得到产物,D正确。
故选C。
【变式11-4】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)以太阳能为热源分解Fe3O4,经由铁氧化合物循环分解海水制H2的过程如图:
(1)过程I的化学方程式为 。
(2)过程Ⅱ中铁元素质量分数 (填“变大”或“变小”)
【答案】
(1)
(2)变小
【详解】
(1)由图可知,过程Ⅰ为四氧化三铁和氢气在太阳能作用下生成水和氧化亚铁,反应的化学方程式为:。
(2)反应Ⅱ是将FeO转化为Fe3O4,可将FeO改为“Fe3O3”,由于元素的质量分数=,由于相对分子质量:Fe3O4>Fe3O3,则说明铁元素的质量分数:Fe3O4<Fe3O3,则铁元素的质量分数减小。
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