内容正文:
化学
专题五 化学计算
专题五 化学计算
1.有关化学方程式计算的基本类型
(1)反应物、生成物都是纯净物的计算。
(2)反应物或生成物中含有一定量的杂质的计算。
(3)关于混合物的计算(只要求掌握混合物中有一种成分参加反应的计算)。
专题五 化学计算
2.解题步骤
(1)设未知量。
(2)正确写出有关化学方程式。
(3)找出已知量和未知量的质量关系。
(4)列出比例式,求出未知量。
(5)检查结果,写出答案。
专题五 化学计算
3.根据化学方程式计算应注意的事项
(1)正确书写化学方程式,准确列出有关反应物或生成物的质量比。
(2)列式时,各物质的质量单位必须统一,对应关系要正确。
(3)反应物、生成物必须是纯净物,如果不是纯净物,应将不纯物质的质量按题意换算成纯净物的质量。
(4)在溶液中进行的反应,应用溶质的质量代入化学方程式进行计算,而不能用溶液的质量代入计算。
(5)解题过程要完整规范。
专题五 化学计算
4.有关计算公式
(1)纯净物的质量=混合物的质量×物质的纯度(或质量分数)。
(2)纯净物的质量分数=1-杂质的质量分数。
(3)杂质的质量分数=×100%。
专题五 化学计算
类型一 直接给出纯净物的质量计算
1.实验室用分解过氧化氢的方法制取氧气,现将3.4 g过氧化氢完全分解,求:
(1)H2O2中氧元素的化合价为 价;实验中加入二氧化锰的作用是
;
(2)计算生成氧气的质量。
催化
-1
专题五 化学计算
解:设生成氧气的质量为x。
2H2O2 2H2O+O2↑
68 32
3.4 g x
x=1.6 g
答:生成氧气的质量为1.6 g。
专题五 化学计算
2.我国在推广车用乙醇汽油使用上取得进展,以秸秆为原料,先把纤维素转化为葡萄糖(C6H12O6),进而生产乙醇(C2H5OH),其中葡萄糖转化为乙醇的反应方程式为C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑。请回答:
(1)葡萄糖(C6H12O6)中,氢元素与氧元素的质量比为 。
(2)若有90 kg葡萄糖发生反应,计算生成的乙醇的质量为多少千克。
1∶8
专题五 化学计算
解:设生成乙醇的质量为x。
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑
180 92
90 kg x
x=46 kg
答:生成乙醇的质量为46 kg。
专题五 化学计算
3.发射通讯卫星的火箭用联氨(N2H4)做燃料,用四氧化二氮(N2O4)助燃,反应的化学方程式如下:2N2H4+N2O43N2+4X,生成物不会对大气造成污染。
(1)X的化学式是 。
(2)求用12.8 kg联氨做燃料需要助燃物N2O4的质量。
H2O
专题五 化学计算
解:设需要助燃物N2O4的质量为x。
2N2H4+N2O43N2+4H2O
64 92
12.8 kg x
x=18.4 kg
答:需要助燃物N2O4的质量为18.4 kg。
专题五 化学计算
4.粮食安全是国家安全的重要基础,化肥对提高粮食产量有重要作用。尿素【CO(NH2)2】是常用的氮肥之一,可促进植物茎、叶生长茂盛,叶色浓绿,提高植物蛋白质含量。已知
2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O
(1)尿素中氮元素的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
(2)巴中某农业合作社需要12 t尿素,请计算合成这些尿素需要CO2的质量是多少吨(写出计算过程)。
46.7%
专题五 化学计算
解:设需要CO2的质量为x。
2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O
44 60
x 12 t
x=8.8 t
答:合成12 t尿素需要CO2的质量为8.8 t。
专题五 化学计算
(1)A点时对应的固体成分为 (填物质化学式)。
(2)求B点时生成氧气的质量(写出计算过程)。
5.某化学实验小组利用31.6 g高锰酸钾制取氧气,固体质量变化如图所示。
KMnO4、K2MnO4、MnO2
专题五 化学计算
解:设B点时生成氧气的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
31.6 g x
x=3.2 g
答:B点时生成氧气的质量为3.2 g。
专题五 化学计算
6.MKR-360型二氧化碳发生器是一种新型灭火器,常用于扑灭煤自燃火灾、废弃矿井灭火,其原理是浓硫酸、碳酸氢钠双自动上料、自动搅拌,碳酸氢钠与水自动混合,保证反应快速彻底。反应方程式为2NaHCO3+ === Na2SO4+2H2O+2CO2↑。请问:
(1)现有碳酸氢钠粉末336 kg,与充足浓硫酸反应,产生的二氧化碳的质量是多少?
(2)如果请你设计一种二氧化碳发生器,设计时应考虑哪些注意事项(答一点即可)?
专题五 化学计算
(1)解:设生成的二氧化碳质量为x。
2NaHCO3+H2SO4===Na2SO4+2H2O+2CO2↑
168 88
336 kg x
x=176 kg
答:生成的二氧化碳的质量为176 kg。
(2)气密性必须良好(合理即可)。
专题五 化学计算
类型二 根据反应前后物质质量差计算
1.某兴趣小组为测定当地石灰石样品中碳酸钙的质量分数,进行以下实验,向装有50 g石灰石样品的烧杯中,加入300 g稀盐酸,恰好完全反应,烧杯中剩余物质的总质量随时间变化关系如图所示(石灰石中杂质不参加反应且难溶于水),请计算:
(1)完全反应时生成二氧化碳的质量。
(2)样品中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。
专题五 化学计算
解:(1)350 g-332.4 g=17.6 g。
(2)设石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 17.6 g
x=40 g
样品中碳酸钙的质量分数为×100%=80%。
答:样品中碳酸钙的质量分数为80%。
专题五 化学计算
2.黄铜是铜和锌的合金,常用来制造机械零件、仪表等。化学小组想测定黄铜中锌的含量,将10 g黄铜粉末放入烧杯中,加入93.7 g稀硫酸恰好完全反应,烧杯中剩余物质总质量变为103.5 g。请计算:
(1)反应生成氢气的质量为 g。
(2)求黄铜样品中锌的质量分数(写出计算过程)。
0.2
专题五 化学计算
解:设样品中锌的质量为x。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.2 g
x=6.5 g
锌的质量分数为×100%=65%。
答:黄铜样品中锌的质量分数为65%。
专题五 化学计算
3.现将足量的稀盐酸加入到一定量的Na2CO3固体中,得到的数据与图像如图所示。
(1)B点时,烧杯内溶液中的溶质是 (填化学式)。
(2)请计算所用盐酸的溶质质量分数(结果精确到0.01%)(化学方程式:Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑)?
Na2CO3、NaCl
专题五 化学计算
解:设所用盐酸的溶质质量分数为x。
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
73 44
50 g×x 0.44 g
x=1.46%
答:所用盐酸的溶质质量分数为1.46%。
专题五 化学计算
4.为测定某氯化镁溶液的溶质质量分数,化学小组的同学用氯化镁溶液80 g,向其中滴加一定浓度的氢氧化钠溶液,至不再产生沉淀为止,共用去氢氧化钠溶液80 g,过滤,得到滤液154.2 g。请计算:
(1)该反应生成沉淀为 g。
(2)计算反应后所得溶液中溶质的质量分数。(结果保留到0.1%)(温馨提示:MgCl2+2NaOH === Mg(OH)2↓+2NaCl)
5.8
专题五 化学计算
解:设80 g MgCl2溶液中所含MgCl2的质量为x。
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
95 58
x 5.8 g
x=9.5 g
MgCl2溶液中溶质的质量分数=×100%≈11.9%。
答:MgCl2溶液中溶质的质量分数约为11.9%。
专题五 化学计算
5.某纯碱样品中含有少量的氯化钠杂质,为确定该样品中碳酸钠的质量分数,进行了如下实验:取12 g该纯碱样品完全溶于107.7 g水中,再向其中逐滴加入100 g氯化钡溶液,恰好完全反应,生成沉淀的质量与加入氯化钡溶液的质量如图所示。
(1)样品中碳酸钠的质量。
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
专题五 化学计算
(1)解:设样品中碳酸钠的质量为x,生成氯化钠质量为y。
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
106 197 117
x 19.7 g y
x=10.6 g
y=11.7 g
答:样品中碳酸钠的质量为10.6 g。
专题五 化学计算
(2)×100%≈6.6%
答:恰好完全反应时溶液中溶质的质量分数约为6.6%。
专题五 化学计算
6.为测定某胃药中碳酸氢钠的含量,向一锥形瓶中加入10 g该胃药,再逐渐加入一定溶质质量分数的稀盐酸,当观察到气泡不再产生现象时,说明碳酸氢钠已完全反应。此时用去稀盐酸的质量是50 g,测得锥形瓶内剩余物质质量是55.6 g(假设胃药中的其他成分不参与反应,不考虑稀盐酸挥发,反应产生的气体全部逸出)。
(1)完全反应后,产生的二氧化碳的质量为 g。
(2)计算该胃药中碳酸氢钠的质量分数(写出计算过程)。
4.4
专题五 化学计算
解:设该胃药中碳酸氢钠的质量为x。
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
84 44
x 4.4 g
x=8.4 g
碳酸氢钠的质量分数为×100%=84%。
答:该胃药中NaHCO3的质量分数为84%。
专题五 化学计算
7.某工业生产铜的过程中,可发生反应:2FeSO4+CuSO4 Cu↓+Fe2(SO4)3。 实验室模拟这一反应时,用FeSO4溶液103.2 g和CuSO4溶液100 g在该条件下恰好完全反应,得到3.2 g固体[可能用到的部分相对分子质量:Fe2(SO4)3 400]。试计算:
(1)CuSO4中质量分数最小的元素是 。
(2)原CuSO4溶液中溶质的质量分数(写出计算过程)。
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数(写出计算过程)。
S(或硫元素)
专题五 化学计算
(2)解:设参加反应的CuSO4的质量为x。
2FeSO4+CuSO4 Cu↓+Fe2(SO4)3
160 64
x 3.2 g
x=8 g
原CuSO4溶液中溶质的质量分数为×100%=8%。
答:原CuSO4溶液中溶质的质量分数为8%。
专题五 化学计算
(3)解:设反应生成Fe2(SO4)3的质量为y。
2FeSO4+CuSO4 Cu↓+Fe2(SO4)3
64 400
3.2 g y
y=20 g
反应后所得溶液的质量为103.2 g+100 g-3.2 g=200 g,则反应后所得溶液的溶质质量分数为×100%=10% 。
答:反应后所得溶液中溶质的质量分数为10%。
专题五 化学计算
类型三 化学计算与实验分析
1.化学实验室有一瓶标签损坏的Na2CO3溶液,为测定其溶质的质量分数,小颖同学取10 g该溶液于烧杯中,再加入20 g稀盐酸(过量),充分反应后称得烧杯中剩余溶液的质量为29.34 g。
(1)计算Na2CO3溶液中溶质的质量分数(写出计算过程)。
(2)该实验方案通过测量气体质量的方法来计算Na2CO3溶液中溶质的质量分数误差较大,为使测量结果更准确,请写出你的设计方案。
专题五 化学计算
(1)解:二氧化碳的质量为10 g+20 g-29.34 g=0.66 g,
设碳酸钠的质量为x。
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 0.66 g
x=1.59 g
碳酸钠溶液中溶质的质量分数为×100%=1.59%。
答:Na2CO3溶液中溶质的质量分数为1.59%。
专题五 化学计算
(2)将反应后的溶液蒸干,得到氯化钠固体,根据氯化钠固体的质量可以求出碳酸钠的质量。
专题五 化学计算
2.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 (选填“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%)。
2.2
钾
专题五 化学计算
解:设该钾碱样品中碳酸钾的质量为x。
H2SO4+K2CO3===K2SO4+H2O+CO2↑
138 44
x 2.2 g
x=6.9 g
该钾碱样品中碳酸钾的质量分数为×100%≈98.6%。
答:该钾碱样品中碳酸钾的质量分数约为98.6%。
专题五 化学计算
(4)该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数 (选填“≥”或“≤”)9.8%。
≥
专题五 化学计算
3.生铁一般用于铸造或炼钢。 某炼铁厂实验室欲检验某批次的生铁是否合格(含碳量在2%~6.69%之间为合格)。某校兴趣小组的同学参与这次的检验,设计实验如下:称取生铁样品50 g,把500 g稀硫酸分5次加入样品中,测得实验数据如下表所示(杂质不溶于水,也不与稀硫酸反应):
实验序号 加入稀硫酸
的质量/g 剩余固体
的质量/g
第1次 100 38.8
第2次 100 27.6
第3次 100 m
第4次 100 5.2
第5次 100 1.5
专题五 化学计算
(1)上表中m的数值是 。
(2)计算该稀硫酸中溶质的质量分数(写出计算过程)。
(3)判断这批生铁是否合格(写出计算过程)。
16.4
专题五 化学计算
(2)解:设第一次反应结束后消耗H2SO4的质量为x。
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
56 98
11.2 g x
x=19.6 g
该稀硫酸中溶质的质量分数为×100%=19.6%。
答:该稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%
专题五 化学计算
(3)这批生铁中含碳量为×100%=3%,因为2%<3%<6.69%,所以该批生铁合格。
专题五 化学计算
(1)反应开始阶段没有沉淀生成的原因是____________________________
。
(2)计算该实验生成沉淀的质量(要求写出计算过程)。
的H2SO4反应
4.某化工厂的废水中主要含有CuSO4和H2SO4。化学兴趣小组同学取废水样品50 g倒入烧杯中,向其中逐滴加入溶质质量分数为10%的NaOH溶液,生成沉淀的质量如图所示(废水中的其他成分不反应且不含硫元素)。
加入的NaOH溶液先与废水中
专题五 化学计算
解:设该实验生成沉淀的质量为x。
2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓
80 98
40 g×10% x
x=4.9 g
答:该实验生成沉淀的质量为4.9 g。
专题五 化学计算
5.水泥生产中要求所用石灰石中碳酸钙的质量分数不低于89.3%。某水泥生产企业采购了一批石灰石,化验室技术人员进行如下实验:称取11.0 g样品,粉碎后向其中加入足量的稀盐酸,测得反应产生气体的质量随时间变化关系如图所示(杂质不与稀盐酸反应)。请回答下列问题:
专题五 化学计算
(1)称取11.0 g石灰石样品时,天平两只称盘都需垫一张等质量的纸,垫纸的主要目的是 。
(2)样品中碳酸钙完全反应产生气体的质量为 。
(3)通过计算确定该批石灰石中碳酸钙的含量是否符合水泥厂生产要求(写出计算过程)?
4.4 g
防止污染托盘和药品
专题五 化学计算
解:设石灰石中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 4.4 g
x=10 g
该批石灰石中碳酸钙的含量为×100%≈90.9%,90.9%>89.3%。
答:该批石灰石中碳酸钙的含量符合水泥厂生产要求。
专题五 化学计算
(4)①实验中若使用稀硫酸代替稀盐酸,可能导致所测碳酸钙的质量分数
(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②由图可知,石灰石与稀盐酸反应的速率先快后慢,反应速率减慢的原因主要是 。
盐酸的浓度不断降低
偏小
专题五 化学计算
6.小珺为了测定某钙片中碳酸钙的质量分数,用如图甲装置进行如下实验。
①取研碎后的钙片粉末4 g,倒入气密性良好的锥形瓶中,然后在分液漏斗中加入适量的稀盐酸,置于电子天平上测出装置的总质量275.58 g。
②打开活塞,滴入足量稀盐酸后关闭活塞,待气泡不再冒出时,测出反应后装置的总质量为274.7 g(钙片中其他成分不与盐酸反应)。
③整理相关数据并画出了如图乙总质量随时间变化的曲线A。
专题五 化学计算
根据上述实验完成下列问题。
(1)该实验中,对装置中的固态干燥剂的性质有何要求?______________
。
(2)忽略反应前后容器内的气体质量差,结合实验数据,则该钙片中碳酸钙的质量分数是多少(写出计算过程)。
(3)小敏进行同样的实验,忘记了将4 g钙片碾碎。实验过程中,她画出了总质量随时间变化的曲线B,分析乙图,钙片和稀盐酸反应快慢与哪两个因素有关。
能吸收二氧化碳
能吸收水,不
专题五 化学计算
(2)解:设钙片中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 275.58 g-274.7 g
x=2 g
该钙片中碳酸钙的质量分数为×100%=50%。
答:则该钙片中碳酸钙的质量分数为50%。
(3)反应物的接触面积和盐酸的浓度
专题五 化学计算
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