内容正文:
专题七 化学计算
类型一文字描述型
1.(2025·青岛三模)加热过程中需要用打火机点燃酒精灯,打火机的燃料是丁烷(化学式为C4H10),若通风口通气不良,会导致燃料浪费,也会效率不高。下列有关说法正确的是( )。
A.丁烷的相对分子质量为59
B.丁烷由碳原子和氢原子构成
C.丁烷燃烧肯定是生成二氧化碳和水
D.碳原子和氢原子的质量比为24∶5
2.(2025·河南周口二模)将CO和N2的混合气体m g,通过足量的灼热氧化铜,完全反应后,气体再通入足量的澄清石灰水中,得到m g的白色沉淀。请写出气体通入澄清石灰水时发生反应的化学方程式:
;计算原混合气体中
CO和N2的质量比为 。
3.(2025·青岛二模)取一定质量的碳酸钙固体高温灼烧一段时间后,冷却,测得剩余固体的质量为8.0 g,其中钙元素质量分数为50.0%。下列判断正确的是( )。
A.剩余固体中可能含有CaO
B.生成4.0 g CO2气体
C.灼烧前后固体中钙元素的质量分数变大
D.剩余固体中滴加足量盐酸无明显现象
4.(2023·河南)乙醇常用作燃料,乙醇完全燃烧的化学方程式为 ;
乙炔(化学式为C2H2)也可用作燃料,当氧气不足时,乙炔燃烧会生成二氧化碳、一氧化碳和水,若一定质量的乙炔燃烧生成了3.3 g二氧化碳、0.9 g水和m g一氧化碳,则m的数值为 。
5.(2024·江苏盐城)同学们课后走进实验室,回收处理金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物。取MgO和CuO粉末的混合物5 g,加入一定量的稀硫酸恰好完全反应,得到100 g含硫元素质量分数为3.2%的不饱和溶液;经多步处理后,得13 g晶体(不含结晶水)。则原混合物中Mg、Cu两种元素质量分数之和为( )。
A.32% B.60% C.68% D.80%
6.(2024·四川达州)实验室有部分被氧化的镁条8.0 g与300.0 g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸恰好完全反应,该镁条中镁元素的质量为( )。
A.7.8 g B.7.2 g C.6.0 g D.2.4 g
7.(2023·黑龙江龙东)碳酸镁和氢氧化镁的混合物10 g,经测定混合物中镁元素的质量分数为36%,向其中加入100 g溶质质量分数为14.7%的稀硫酸,恰好完全反应得到不饱和溶液,将溶液蒸干后得到的固体质量为( )。
A.12 g B.18 g C.24 g D.36 g
8.(2024·四川遂宁)我国力争在2060年前实现“碳中和”,实现二氧化碳的相对“零排放”。使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。氢化钙(CaH2)是一种重要的制氢剂,氢化钙可与物质M反应生成氢气,反应的化学方程式为CaH2+2M═Ca(OH)2+2H2↑,请完成下列各题:
(1)CaH2中钙元素和氢元素的质量比为 (化为最简整数比)。
(2)M的化学式为 。
(3)若制取8 kg氢气,计算理论上需要的CaH2的质量。(写出计算过程)
9.(2024·江西)碳酸钾(K2CO3)俗称钾碱,主要用于印染、玻璃等领域。为测定某钾碱样品中碳酸钾的质量分数,化学小组将7 g钾碱样品加入烧杯,再加入50 g足量的稀硫酸,测得反应后烧杯中物质的总质量为54.8 g。(杂质不参加反应)
(1)碳酸钾在农业上可用作 (填“氮”“磷”或“钾”)肥。
(2)反应过程中生成气体的质量为 g。
(3)计算该钾碱样品中碳酸钾的质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%)
(4)该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数 (填“≥”或“≤”)9.8%。10.(2023·天津)现有溶质质量分数为20%的稀硫酸245 g。向其中加入32 g废铁屑(杂质不溶于水也不参加反应),恰好完全反应。计算:
(1)废铁屑中铁的质量分数。
(2)生成硫酸亚铁的质量。
(3)配制245 g质量分数为20%的稀硫酸,需要40%的硫酸(密度为1.3 g/cm3)多少毫升(结果精确到0.1)。
类型二坐标曲线型
11.(2025·青岛三模)回答下列问题
(1)草木灰在生活、生产中应用广泛。生活中,用草木灰制作的“灰水粽”口感比普通粽子更加筋道。农业生产中,草木灰是一种常见的钾肥,已知碳酸钾易溶于水且水溶液呈碱性,则草木灰在储存或施用过程中应注意: (写一条即可)。
(2)某化学兴趣小组想测定草木灰中碳酸钾的质量分数,取草木灰样品20.0 g,加入一定量的水充分溶解,过滤,取上层清液向其中逐滴加入10%的氯化钙溶液,测得加入氯化钙溶液的质量与产生沉淀的质量关系如下图所示。请计算该草木灰样品中碳酸钾的质量分数。(请根据化学方程式写出计算步骤)
12.(2023·四川南充)向含有硫酸和硫酸镁的混合溶液中,逐滴加入氢氧化钠溶液,产生沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的质量关系如图所示:
(1)图中A点所示溶液的溶质是 (填化学式)。
(2)求氢氧化钠溶液的溶质质量分数。(写出计算过程)
13.(2023·四川广安)取盐酸和氯化钙的混合溶液73 g,逐滴滴加10.6%的碳酸钠溶液。所加入碳酸钠溶液的质量和混合溶液pH变化关系如图所示,回答下列问题:
(1)B→C段反应的化学方程式为
。
(2)计算原混合溶液中盐酸的质量分数。(写出计算过程)
14.(2023·黑龙江龙东)称取氯化钠和氯化钙的固体混合物19.4 g,加入90.6 g蒸馏水使固体混合物全部溶解。再向混合溶液中逐渐滴加溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液,生成沉淀的总质量与所滴入碳酸钠溶液的质量关系如图所示,请根据题意回答问题:
(1)滴加到B点时,溶液中的溶质是 。
(2)计算恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数。
15.(2023·江西)图1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,研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)。
图1 图2
(1)配制7.3%的稀盐酸,量取时需要用到胶头滴管和 (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)
(4)科学用药,健康生活。下列说法正确的有 (填字母,双选)。
A.钙是人体中的常量元素,故服用钙片越多越好
B.钙片嚼食服用,可使碳酸钙与胃酸反应更充分
C.钙片需密封保存,是因为室温下碳酸钙易分解
D.饮用牛奶、豆浆,也可补充人体所需的钙元素
类型三表格型
16.(2024·甘肃)密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,测得反应前后有关数据如下:
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
6
2
14
35
反应后质量/g
待测
2
22
13
下列关于此反应的说法不正确的是( )。
A.表中待测数值是20
B.物质乙可能是该反应的催化剂
C.该反应是分解反应
D.反应中甲与丙变化的质量比为5∶2
17.(2025·青岛一模)小组同学想要测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,设计如下实验方案(鸡蛋壳中的杂质不与盐酸反应,且高温灼烧不分解)。
方案一:称取10.0 g洗净后的鸡蛋壳放于烧杯中,加入足量稀盐酸,按下图装置进行实验,记录数据如下表。
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
装置和试剂 总质量/g
261.0
260.6
259.2
258.0
257.7
257.7
257.7
(1)根据化学方程式计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
(2)若上述方法所测得的鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数偏小,可能原因是 (填字母)。
A.盐酸浓度过大
B.鸡蛋壳碎片太大未充分反应
C.鸡蛋壳未晾干,有残留的水
方案二:将10.0 g鸡蛋壳在高温下充分灼烧,冷却后,称量出剩余固体质量。
(3)对比方案一,评价方案二的优点和缺点是
(各写一条即可)。
类型四结合实物图型
18.(2024·青岛黄岛一模)某同学设计如图所示实验装置验证草酸钙分解产物的成分。已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解:CaC2O4≜CaO+CO↑+CO2↑。某同学取12.8 g草酸钙,加热一段时间后剩余固体质量为7.8 g,则下列说法错误的是( )。
A.若装置B中澄清石灰水变浑浊,则证明产物中有二氧化碳产生
B.必须在装置D后面再增加装置B才能检验一氧化碳的产生
C.反应后试管内剩余固体中钙元素的质量为4 g
D.剩余固体为氧化钙
19.如图1为某药品包装说明,为检测该药品中碳酸钙含量是否真实,小组同学进行图2所示实验,回答下列问题。(杂质均不参与反应也不溶于水)
(1)实验前需要将药品进行粉碎,其目的是 ,图2中过滤后若滤液浑浊,可能的原因是 (答1条即可)。
(2)实验中产生二氧化碳的质量为 g。
(3)通过计算判断该药品中CaCO3的质量分数是否与包装说明相符。(写出计算过程)
20.(2024·青岛胶州一模)航母舰体需要定期除锈维护,为实现对除锈废液(溶质主要成分为HCl、FeCl3。其他杂质忽略)的综合利用,需测定废液中HCl的质量分数,取200 g废液样品,依次加入100 g溶质质量分数相同的氢氧化钠溶液,过滤,称重,相关数据如图所示。
回答下列问题:
(1)第①次过滤后,滤液中阳离子为
(填离子符号)。
(2)生成沉淀的总质量为 。
(3)求废液样品中氯化铁的质量分数。(写出计算过程)
21.(2023·山东济宁)某抗酸药如图1所示,成分为CaCO3、Mg(OH)2。某研究性学习小组利用图2装置测定抗酸药片中两种成分的质量,取10片抗酸药称量,质量共为6.2 g,然后加入装置A的烧瓶中。滴加稀盐酸,反应停止时装置C中质量增加2.2 g。
图1
请回答:
(1)装置B中浓硫酸的作用是 。
(2)每片抗酸药中含CaCO3的质量为
g,其中Mg(OH)2的质量分数为 (不要求计算过程,计算结果精确到0.1%)。
(3)若撤除装置D,对Mg(OH)2质量的测量产生 (填“偏大”“偏小”或“不变”)的影响。
类型五拓展型
22.(2024·重庆A卷)Na2SO3曾作为照相中的显影剂,可由2NaHSO3+Na2CO3≜2Na2SO3+CO2↑+H2O制得。取100 g NaHSO3溶液,加入5.3 g Na2CO3固体,两者恰好完全反应(不考虑水的挥发)。试计算:
(1)Na2SO3中钠元素与氧元素的质量比为 。
(2)NaHSO3溶液中溶质的质量分数(结果精确到0.1%,下同)。
(3)所得溶液中溶质的质量分数。
23.已知碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]为白色固体,易溶于水,在加热时会分解成碳酸钙,反应原理为Ca(HCO3)2≜CaCO3+H2O+CO2↑,碳酸钙在高温下会继续分解产生氧化钙。如图是48.6 g碳酸氢钙固体加热过程中固体质量随温度的变化关系。请回答:
(1)根据题目资料可知碳酸氢钙的物理性质为 。
(2)加热至 ℃时,碳酸钙开始分解。
(3)利用图像数据计算生成氧化钙的质量。(写出计算过程)
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专题七 化学计算
考点精练
1.D
2.CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O 7∶18
3.C
4.C2H5OH+3O22CO2+3H2O 0.7
5.C 6.B 7.B
8.(1)20∶1 (2)H2O
(3)解:设需要CaH2的质量为x。
CaH2+2H2O═Ca(OH)2+2H2↑
42 4
x 8 kg
= x=84 kg
答:理论上需要CaH2的质量是84 kg。
9.(1)钾 (2)2.2
(3)解:设钾碱样品中碳酸钾的质量为x。
K2CO3+H2SO4═K2SO4+H2O+CO2↑
138 44
x 2.2 g
= x=6.9 g
钾碱样品中碳酸钾的质量分数为×100%≈98.6%
答:钾碱样品中碳酸钾的质量分数约为98.6%。
(4)≥
10.解:稀硫酸中溶质质量为245 g×20%=49 g,设铁的质量为x,生成硫酸亚铁的质量为y。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98 152
x 49 g y
= x=28 g = y=76 g
废铁屑中铁的质量分数为×100%=87.5%
需要40%的硫酸质量为245 g×20%÷40%=122.5 g
需要40%的硫酸体积为122.5 g÷1.3 g/cm3≈94.2 cm3=94.2 mL
答:(1)废铁屑中铁的质量分数为87.5%;(2)生成硫酸亚铁的质量为76 g;(3)需要40%的硫酸的体积为94.2 mL。
11.(1)避免与酸性物质混合施用(或密封保存等合理即可)
(2)解:设该草木灰样品中碳酸钾的质量分数为x。
K2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2KCl
138 100
20.0 g×x 5 g
= x=34.5%
答:该草木灰样品中碳酸钾的质量分数为34.5%。
12.(1)Na2SO4
(2)解:设氢氧化钠溶液的溶质质量为x。
MgSO4+2NaOH═Mg(OH)2↓+Na2SO4
80 58
x 2.9 g
= x=4.0 g
氢氧化钠溶液的溶质质量分数为×100%=10%
答:氢氧化钠溶液的溶质质量分数为10%。
13.(1)CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
(2)解:设原混合溶液中盐酸的质量为x。
Na2CO3 + 2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73
20 g×10.6% x
= x=1.46 g
则原混合溶液中盐酸的质量分数为×100%=2%
答:原混合溶液中盐酸的质量分数为2%。
14.(1)氯化钠、碳酸钠(或NaCl、Na2CO3)
(2)解:设恰好反应时,反应的氯化钙的质量为x,生成的氯化钠的质量为y,生成的碳酸钙的质量为z。
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
111 106 100 117
x 100 g×10.6% z y
= =
=
x=11.1 g y=11.7 g z=10 g
则恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为×100%=10%
答:恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为10%。
15.(1)量筒 (2)100
(3)解:设参加反应的碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
x 100 g×7.3%
= x=10 g
则每片药片中碳酸钙的含量为=1.25 g
答:每片药片中碳酸钙的质量与标签相符。
(4)BD
16.D
17.(1)解:由表中数据可知,生成二氧化碳的质量为261.0 g-257.7 g=3.3 g。设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x〖DW4〗3.3 g
= x=7.5 g
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数=×100%=75%
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为75%。
(2)BC
(3)优点:实验误差较小;缺点:需要消耗能源
18.BD
19.(1)增大与稀盐酸的接触面积 滤纸破损(仪器不干净或液面高于滤纸边缘)
(2)4.4
(3)解:设该药品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 4.4 g
= x=10 g
该药品中CaCO3的质量分数为×100%=50%<80%
答:该药品中CaCO3的质量分数与包装说明不相符。
20.(1)Na+、Fe3+ (2)42.8 g
(3)解:设废液中氯化铁的质量为x。
3NaOH+FeCl3═Fe(OH)3↓+3NaCl
162.5 107
x 42.8 g
= x=65 g
废液样品中氯化铁的质量分数为×100%=32.5%
答:废液样品中氯化铁的质量分数为32.5%。
21.(1)吸收二氧化碳中的水蒸气
(2)0.5 19.4% (3)偏小
22.(1)23∶24
(2)解:设NaHSO3的质量为x,生成的Na2SO3质量为y,生成的CO2质量为z。
2NaHSO3+Na2CO3≜2Na2SO3+CO2↑+H2O
208 106 252 44
x 5.3 g y z
= x=10.4 g = y=12.6 g
= z=2.2 g
NaHSO3溶液中溶质质量分数为×100%=10.4%
答:NaHSO3溶液中溶质质量分数为10.4%。
(3)解:反应后溶液质量为100 g+5.3 g-2.2 g=103.1 g,所得溶液中溶质质量分数为×100%≈12.2%
答:所得溶液中溶质质量分数为12.2%。
23.(1)白色固体,易溶于水 (2)T2
(3)解:设生成氧化钙的质量为x。
CaCO3CaO+CO2↑
100 56
30.0 g x
= x=16.8 g
答:生成氧化钙的质量为16.8 g。
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