摘要:
**基本信息**
聚焦化学计算三大核心题型,精选2026年江苏多地一模真题,融合真实实验数据与前沿科技情境,强化计算能力与综合应用的梯度训练。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|有关质量守恒定律的计算|8题|质量守恒应用、化学式推断、实验数据处理|结合坐标图(如反应质量变化曲线)、微观示意图(如物质微观反应表)|
|有关化学方程式的计算|15题|方程式计算、不纯物反应、图像分析|融入实验数据表格(如赤铁矿盐酸反应数据)、工业流程(如侯氏制碱法)|
|综合题中的化学计算|8题|跨学科计算、工业应用、实验探究|联系科技前沿(如绿氨项目)、传统文化(如长信宫灯铜回收)、环境问题(如COD降解)|
内容正文:
专题11 化学计算
有关质量守恒定律的计算
题型01
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
D
D
A
D
C
D
D
8. (1)解:设该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为x
碳酸钙完全反应后产生二氧化碳的质量为
x=75%
答:该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为75%。
9. (1)2
(2)设25g该稀盐酸的溶质质量为
则该稀盐酸的溶质质量分数为
答:该稀盐酸的溶质质量分数为10.95%。
10. (1)1:1:2
(2)
8
(3)8g
【详解】(1)
有关化学方程式的计算
题型02
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
B
D
D
D
C
D
B
B
A
10. (1)氧元素(2)200kg(3)12.7%
11. (1)60
(2)解:设该废水中NaOH的质量分数为x
x=1.6%
答:该废水中NaOH的质量分数为1.6%
12. (1)>
(2)200
(3)设溶液中氢氧化钠溶质的质量为x,稀盐酸中溶质的质量为,根据化学方程式 ,
氢氧化钠的溶质质量分数为
答:溶液中氢氧化钠的溶质质量分数为0.8%
13. (1)4.4
(2)解:设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x。
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为50%。
14. (1) 分液漏斗 C 防倒吸 温度过高,气体溶解度减小(防止受热分解) 溶于水放热,促进逸出(或使溶解度减小)
(2) (或等) 设的质量为x。
解得
样品中的质量分数为:
答:样品中碳酸钠的质量分数为。
14. (1)释放
(2)>
(3)解:设理论能生成氧气的质量为x。
答:理论能生成氧气的质量为96g。
综合题中的化学计算
题型03
1. (1)
增强
(2)
燃烧放热,为氯酸钠分解提供所需热量,加快产氧速率
(3)
36
(4)
压强减小,气体分子间的间隔变大
气泡附着在电极表面,减小了电极与水的接触面积,减慢电解反应速率
2. (1) ZnCO3
(2) 增大物质间的接触面积,使反应更充分 Sn+CuCl2=SnCl2+Cu Sn>Cu 取两支试管分别取适量稀盐酸,分别加入少量锡片和铜片,锡片有气泡冒出,铜片无现象,说明锡比铜活泼(合理即可)
(3)解:反应生成氢气质量为20.0g+200g-219.8g=0.2g
设黄铜样品中锌的质量为x
x=6.5g
黄铜样品中铜的质量分数为
答:黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。
3. (1)光能或太阳能
(2)增强水的导电性
(3)沸点
(4)储氢密度大(或储存、运输更安全方便,合理即可)
(5)17.6%
(6)
(7)由题意可知:2.5 kg氨气的能量与1 kg甲烷相当,则40 kg氨气可替代甲烷的质量为:
设16 kg甲烷完全燃烧生成二氧化碳的质量为x,
答:理论上可减少44kg二氧化碳排放。
4. (1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 棉花
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 除去二氧化碳中的氯化氢气体
(3) 量取 量筒
(4)4.48t
解:设理论上可制得氧化钙的质量是x。
,x=4.48t
答:理论上可制得氧化钙的质量是4.48t。
5. (1)ADCB
(2) 吸附水中的色素和异味 使“生命吸管”使用寿命变短 漏斗 引流
(3) 氢原子和氧原子 偏大
(4) 其他条件相同时,NiO负载量越大,污水的COD降解率越大 水的体积、硅藻土质量 降低
6. (1)
(2) 化学能
(3) 将矿石粉碎为碎石块以增大接触面积 酸雨 +1
(4) 反应后得到的红色块状金属有金属光泽且黑色物质几乎无 质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留,影响实验效果,1:10 时反应能充分进行 部分碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,一氧化碳还原氧化铜生成铜(答案合理即可)
7. (1) > N2+3C+Al2O3=3CO+2AlN 15%
(2) AlN已经完全反应,不再产生氨气,溶液pH不再变化 氨气在60℃的溶解度大于70℃的溶解度,温度升高,氨水分解产生氨气,氨气扩散出来碱性减弱
(3)温度、催化剂载体的种类
(4)等质量NH3和H2O制取氢气,NH3消耗的能量更少;NH3中氢元素的质量分数大于H2O,相同质量时,氨气释放的氢气更多
(5)解:烟气中NO的质量为200kg×1.8%=3.6kg
设需要纯净NH3的质量为x
解得x=1.36kg
答:现处理200kg烟气样品,理论上至少需要纯净NH31.36kg。
8. (1)隔绝氧气和水
(2)能量密度大
(3)C
(4) 化学 液 固态 bcd
(5)防止铜、铁、铝、碳被氧化
(6) 复分解反应
(7)解:设理论上能制取质量为x。
答:理论上能制取质量为7.4t。
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专题11 化学计算
3大题型概览
题型01 有关质量守恒定律的计算
题型02 有关化学方程式的计算
题型03 综合题中的化学计算
有关质量守恒定律的计算
题型01
1.(2026·江苏盐城东台·一模)科学家发明了一种利用二氧化碳的新技术:2CO2+6H24H2O+X。在密闭容器中加入CO2和H2模拟该反应,反应物的总质量、各生成物的质量随时间变化如图所示。下列说法不正确的是
A.m=0.28 B.X的化学式为
C.参加反应的氢气质量为0.12g D.容器中碳、氧元素的质量比为1:6
2.(2026·江苏南京鼓楼南京双校·一模)在一定条件下,一密闭容器内发生某反应,反应过程中涉及到的各物质的微观示意图及反应前后的质量如下表。下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
微观示意图
反应前的质量/g
10.0
10.0
10.0
10.0
反应后的质量/g
6.6
11.8
x
y
A.x+y=18.4
B.丁可能是反应物
C.反应前后,分子、原子的数目均不变
D.若有m个甲分子参与反应,则一个丙分子的质量为
3.(2026·江苏无锡宜兴·一模)为测定某药片中NaHCO3的质量分数,实验小组用如图所示装置进行探究实验,实验部分数据如下表。下列说法正确的是
序号
试剂
NaHCO3
NaCl
NaHCO3质量分数
反应前后压强差
①
药片(0.5g)
未知
无
待测
33.6kPa
②
NaHCO3、NaCl混合物
0.25g
0.25g
50.0%
22.3kPa
③
ag
bg
60.0%
28.8kPa
④
0.35g
0.15g
70.0%
34.2kPa
已知:(1)药片中除NaHCO3外,其他成分不与盐酸反应。
(2)本实验所用盐酸的溶质质量分数为5.0%,密度为1.02g/cm3。
A.图中V应不小于4.3
B.a=0.60,b=0.40
C.该药片中NaHCO3的质量分数为65.0%
D.由数据可知,压强差与NaHCO3的质量分数成正比
4.(2026·江苏南通海门·一模)已知AgNO3见光易分解,aAgNO3=bNO2↑+cO2↑+ dX(NO2能与NaOH反应)。取34 g AgNO3加热至完全反应,将所得气体依次通过NaOH溶液、均热的铜网,测得NaOH溶液增重9.2g,灼热的铜网增重3.2g。下列说法不正确的是
A.AgNO3应保存在棕色瓶中 B.生成X的质量为21.6g C.X是银 D.c: d=1: 1
5.(2026·江苏南通海门东洲中学·一模)聚合氯化铝(PAC)的化学式为[Al2(OH)nCl6﹣n]m,是无机高分子混凝剂。它是以软铝矿(主要成分是 Al2O3•H2O)为原料制备…,最后一步反应是将 Al(OH)3 凝胶与[Al(OH)2(H2O)4]Cl 按照一定配比恰好完全反应制得 PAC,则该反应中两种反应物的计量数之比为
A.1:1 B. C. D.
6.(2026·江苏南京鼓楼南京双校·一模)在化学反应A2+BC=B+A2C中,反应物BC与生成物B的质量关系如图所示,若1gA2和40gBC恰好完全反应,则生成A2C的质量为
A.64g B.18g C.80g D.9g
7.(2026·江苏南京鼓楼南京双校·一模)在一密闭容器中有四种物质,在一定条件下充分反应后,测得反应前后各物质的质量如下表。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
4
10
1
21
反应后质量/g
0
12
15
待测
则下列推断正确的是
A.反应后丁的质量为10g B.反应后生成15g丙
C.该反应是分解反应 D.反应中乙与丁发生改变的质量比为1∶6
8.(2026·江苏宿迁苏州外国语学校·一模)小组同学对鸡蛋壳中碳酸钙的含量进行了如下探究。
称取10.0 g鸡蛋壳样品,加入足量的稀盐酸,按图装置实验,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
259.8
258.8
258.0
257.7
257.7
257.7
(1)计算该鸡蛋壳样品中含有碳酸钙的质量分数。
(2)经查实,上述方法所测得鸡蛋壳中碳酸钙含量偏大(若实验操作规范),导致偏大的原因可能是_______(回答一点即可)。
9.(2026·江苏宿迁泗阳致远中学·一模)化学社团为了测定一批赤铁矿样品中铁元素的质量分数,取用赤铁矿样品,将样品研磨成粉末,把稀盐酸分5次加入样品中(样品中除氧化铁外,其余成分既不与盐酸反应,也不溶解于水),充分反应后经过滤、洗涤、干燥等操作,最后称量,测得实验数据如表:
次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀盐酸的质量/g
25
25
25
25
25
剩余固体的质量/g
8
6
4
m
2
(1)m的值应为__________。
(2)计算所用稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
10.(2026·江苏南通海门东洲中学·一模)把4g硫粉放在给定质量的氧气中燃烧,有关实验数据如下表所示。
第一次
第二次
第三次
质量
3
4
6
质量
6
(1)第一次实验中,参加反应的S、、生成的三种物质的质量比为:___________;
(2)通过计算求出第二次实验生成_________克?
(3)在表中填写第三次实验生成的质量_______。
有关化学方程式的计算
题型02
1.(2026·江苏无锡梁溪·一模)已知:在氮气环境下,现有36.0g草酸亚铁晶体(),在空气中煅烧,测得反应后生成的铁的氧化物质量为16.0g。下列说法错误的是
A.生成H2O的质量为7.2g B.最终所得CO2的质量为8.8g
C.固体中铁元素的质量为11.2g D.最终所得铁的氧化物化学式为Fe2O3
2.(2026·江苏盐城滨海·一模)有一包4.0g固体粉末,可能含有 MgO、CuO、和NaCl中的一种或几种,加入50g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸,恰好反应,得到蓝色溶液。下列说法正确的是
A.固体中一定含有MgO B.固体中可能有,一定没有NaCl
C.固体的组成有三种组合方式 D.固体中含有氧元素的质量为1.6g
3.(2026·江苏无锡江阴·一模)在高温下转化为。的转化率(参加反应的与反应前的质量比)表示反应进行的程度。反应前的质量为160 g,反应后测得固体中铁元素与氧元素的质量比为28:9,的转化率为
A.40% B.50% C.60% D.75%
4.(2026·江苏镇江·一模)已知,4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2,4KO2+2H2SO4=2K2SO4+2H2O+3O2↑,现有28.4gKO2与一定量的CO2反应后,固体质量变为 27.8g,向反应后的固体中加入过量的200.0g稀硫酸,将产生的气体通入过量的石灰水中。下列说法不正确的是
A.与CO2反应生成O2的质量为7.2g
B.与CO2反应后的固体中KO2和K2CO3的质量比为71:207
C.气体通入过量的石灰水中,得到15.0g沉淀
D.与稀硫酸反应后所得溶液中K2SO4的质量分数约为15.3%
5.(2026·江苏无锡惠山·一模)称取2.8g未经打磨的镁条(表面氧化膜为MgO)。加入100g稀硫酸充分反应后无固体剩余,生成氢气的质量为0.2g。下列叙述错误的是
A.金属镁的质量为2.4g B.反应后溶液的质量为102.6g
C.稀硫酸的溶质质量分数为9.8% D.生成的质量为13.2g
6.(2026·江苏盐城东台·一模)将25.0 g胆矾(CuSO4·5H2O,相对分子质量为250)置于坩埚内加热,固体质量与成分随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
(已知:加热到650℃时,CuSO4开始分解,生成CuO和一种硫的氧化物;加热到1000℃时CuO开始分解。)
A.x=16 B.650℃后,CuSO4分解生成硫的氧化物是SO3
C.CuO分解的化学方程式是 D.受热过程中固体物质里铜元素的质量分数逐渐减小
7.(2026·江苏南通海门·一模)向一定质量含CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入溶质质量分数为10%的Na2CO3溶液,反应过程中加入的Na2CO3溶液的质量与产生沉淀或气体的质量关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中Oa段表示产生气体的过程且X的值为53
B.图中Xb段表示产生沉淀的过程且Y值为63.6
C.c点时,溶液的pH>7
D.b点时,溶液中的溶质有1种
8.(2026·江苏无锡锡北片中·一模)某露置于空气中的CaO固体,测得其中钙元素质量分数为50%,取20gCaO固体样品,向其中加入足量稀盐酸使其完全溶解。正确的说法是
A.该CaO样品的成分可能是CaO和Ca(OH)2
B.该CaO样品的成分可能是Ca(OH)2和CaCO3
C.加入稀盐酸后一定没有气泡产生
D.生成CaCl2的质量为22.2g
9.(2026·江苏南通海门·一模)现有CO2、O2、CO的混合气体9ml,在密闭容器中点燃后,恢复到原来温度和压强时,气体体积变为8ml。再将气体通过充足的石灰水溶液,体积减少5ml。已知同温同压下,气体体积比等于其分子个数比。则原混合气体中CO2、O2、CO的体积比可能是
A.3:1:5 B.5:1:3 C.1:3:5 D.5:3:1
10.【绿色消毒剂】(2026·江苏南通海门·一模)高铁酸钠( Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。某工厂以22.35 kg NaClO固体和若干Fe2(SO4)3固体和质量分数为20%的NaOH溶液为原料生产 Na2FeO4,反应原理为:3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH = 2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O。假设反应物均恰好完全反应。试计算:
[已知:相对分子质量为 NaClO 74.5 Fe2(SO4)3 400 Na2FeO4 166]
(1)Na2FeO4中质量分数最大的元素是_____
(2)制备过程中需加入20%的NaOH溶液的质量是多少?_____
(3)最后所得溶液中Na2FeO4的质量分数是多少?_____(计算结果精确到0.1%)
11.(2026·江苏徐州沛县·一模)某同学用质量分数为15%的稀硫酸处理某造纸厂含NaOH的碱性废水样品:
(1)用9.2g质量分数为98%的浓硫酸能配制上述稀硫酸___________g(计算结果保留整数)
(2)若上述造纸厂废水75g能与9.8g15%的稀硫酸恰好反应(假设只发生NaOH与硫酸的反应),试计算该废水中NaOH的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)
12.(2026·江苏宿迁·一模)为测定某氢氧化钠溶液中溶质的质量分数,实验小组的同学借助图1装置进行实验,图2是溶液混合过程中的pH变化曲线。
(1)a点与b点所示溶液中OH-的数目关系是:a点______b点(填“>”“<”或“=”)。
(2)恰好完全反应时,烧杯内溶液的质量为______g。
(3)溶液中氢氧化钠的溶质质量分数是多少?(写出计算过程)
13.(2026·江苏苏州沭阳怀文中学·一模)鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。为了测定某鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,进行了如下实验:将该鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后,称取20 g放在烧杯里,然后往烧杯中滴加足量的稀盐酸,加入稀盐酸的质量与生成气体的质量如图所示(假设鸡蛋壳中其他成分不与稀盐酸反应)。计算:
(1)产生二氧化碳的质量为______g。
(2)鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为多少?(写计算过程)
14.(2026·江苏扬州仪征·一模)纯碱(Na2CO3)是一种重要的化工原料。
已知:①氨气极易溶于水,1体积水大约可以溶解700体积的氨气;二氧化碳能溶于水,1体积水大约可以溶解1体积二氧化碳。
②NaCl +H2O+NH3+CO2 ═NaHCO3↓+NH4Cl
I.模拟“侯氏制碱法”
(1)制备NaHCO3(实验装置如图1,部分仪器省略)
①装置A中仪器M的名称为_________,反应的化学方程式为_______。
②装置B中的溶液a为______(填字母)。
A.浓硫酸 B.氢氧化钠溶液 C.饱和碳酸氢钠溶液
③装置C中硬质玻璃管的作用为_______。该反应温度不宜过高,主要原因是_______。
④装置D中氢氧化钠的作用为________。
⑤实验时应先打开_______(填“K1”或“K2”)开关,持续通入气体一段时间后,关闭此开关,再打开另一开关。
制备Na2CO3:过滤装置C中的混合物,滤渣经灼烧得Na2CO3,并回收滤液中的NH4Cl。
Ⅱ.测定样品中Na2CO3的含量
(2)同学们为了测定该样品中Na2CO3的质量分数,设计了如图2实验。
①判断CaCl2溶液过量的方法是:静置,向上层清液中滴加_______(填化学式)溶液,有沉淀产生,说明已过量。
②计算:样品中Na2CO3的质量分数_______。(写出计算过程,结果精确到0.1 %)
15.(2026·江苏徐州沛县树人联盟·一模)人类生活离不开氧气,下表为某同学测量的呼吸前后部分气体组成的实验数据(通常状况)。
物质
吸入空气(体积分数/%)
呼出气体(体积分数/%)
78
75
21
16
0.039
4
(1)人体呼吸时消耗产生,该过程__________能量(填“吸收”或“释放”)。
(2)氮气在呼吸前后体积几乎不变。实验中呼出气体的总体积________吸入空气的总体积(填“>”“=”或“<”)。
(3)制氧原理:。按上式完全分解,计算理论能生成的质量(写出计算过程)。
综合题中的化学计算
题型03
1.(2026·江苏镇江·一模)太空中,宇航员的每一次呼吸都离不开一系列精心设计的化学反应。
(1)空间站需模拟地球的大气环境。
①成年人每次呼吸时,吸入的空气和呼出的气体的成分(部分)质量变化如图所示。图中成分B的化学式为______。
②快速深呼吸时,人体血液中的CO2含量会减小,此时人体血液的碱性会_______(填“增强”或“减弱”)。
(2)空间站需源源不断为呼吸提供O2,备用装置可应急提供O2,其原理是:NaClO3固体受热分解产生O2;均匀添加于其中的适量金属锰(Mn)在O2中燃烧生成氧化物,有助于快速产生O2,添加金属Mn的作用是______。
(3)空间站需及时处理产生的CO2。中国空间站构建了高效循环的生命保障系统,如图所示。该系统中发生反应。每转化44gCO2,需从外界补充水的质量为__g。
(4)有研究认为,一定条件下电解水的过程中,某电极上发生的变化如下图所示。
①“阶段一”中,生成的“Oo”是一种阴离子,其化学式为_____。
②“阶段三”中,气泡从电极表面脱离后,在溶液中向上运动时,所受压强逐渐减小,体积逐渐增大。从微观粒子的视角,对气泡体积增大进行解释:_____。
③相同条件下,若电极表面的气泡难以脱离,则不利于氢气的产生。原因是______。
2.【古代文化】(2026·江苏宿迁宿豫·一模)北京冬奥会火种灯采用双层玻璃结构,在低温、严寒、大风等环境下不会熄火。其创意源于青铜器精品“中华第一灯”——西汉长信宫灯。
(1)铜冶炼:我国铜冶炼技术具有悠久的历史。《格致粗谈》记载“赤铜入炉甘石炼为黄铜,其色如金”,把赤铜(Cu2O)和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜:X+Cu2O+CZn+2Cu+2CO2↑。则炉甘石主要成分X的化学式为___________,湿法炼铜的化学反应原理是___________。
(2)铜回收:某废铜线中主要含有铜和锡(Sn)金属,采用如下流程回收金属铜和锡。
①将废铜线预先粉碎的目的是___________。
②步骤①中反应的化学方程式是___________;此反应证明 Cu、Sn的活动性为___________。
③请你另设计实验证明 Sn、Cu的活动性___________(要写出操作-现象-结论)。
(3)铜蚀刻:黄铜蚀刻完成以后,剩余一些废料,废物利用,测定黄铜中铜的含量。称取废黄铜20.0g放入200g稀硫酸中两者恰好完全反应,反应后剩余物质的质量为219.8g。试计算黄铜样品中铜的质量分数。(写出计算过程)
3.【新技术】(2026·江苏无锡江阴·一模)2025年,全球最大单体绿氨项目——风光制绿氢合成氨一体化示范项目正式投产,实现从绿电到绿氢再到绿氨()的产业链贯通。
I.制绿氨
绿氢是利用可再生能源发电通过电解水技术制得的氢气,制取绿氨流程如图所示。
(1)风光发电中光伏发电是将___________能转化为电能。
(2)碱性电解水制氢时在水中加入KOH的目的是___________。
(3)深冷分离法通过低温液化空气,利用不同组分的___________不同进行空气分离。
(4)是一种储氢合金:,与高压储氢相比,储氢的优点是___________。
Ⅱ.用绿氨
绿氨作为一种零碳燃料具有广泛的应用前景,其应用如图所示。
(5)储氢技术常以质量储氢密度[]来衡量其优劣,氨气分解可释放氢气同时产生氮气,绿氨的理论质量储氢密度为___________(保留1位小数)。
(6)写出氨气燃烧生成氮气和水的化学方程式___________。
(7)绿氨掺混发电是天然气发电低碳转型的重要方向之一,若每2.5 kg氨气充分燃烧与1 kg甲烷充分燃烧释放的能量相当,则使用40 kg氨气代替甲烷燃烧,理论上可减少多少kg二氧化碳排放?(写出计算过程)
4.(2026·江苏南京金中教育集团·一模)下图为实验室常用装置示意图。根据下图回答问题:
(1)实验室中用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为_________,若选择装置A作为发生装置,还需补充_______。(填一种实验用品)
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集纯净、干燥的二氧化碳气体,反应的化学方程式为________。装置连接的顺序是B→G→F→C,其中饱和碳酸氢钠溶液的作用是_______。
(3)用浓盐酸(溶质质量分数为37%,密度为1.18g/mL)配制200g10%的稀盐酸。
①配制的主要步骤为:计算、______、混匀。
②设需浓盐酸的体积为V,请列出V的计算式:V=____(不必计算出结果)。
③配制过程中需要的仪器有____、烧杯和玻璃棒(填仪器名称)。
(4)工业上,煅烧石灰石(主要成分是碳酸钙)可制得生石灰和二氧化碳。充分煅烧含碳酸钙80%的石灰石10t,则理论上可制得氧化钙的质量是多少(假设杂质不发生反应)?(写出化学方程式及计算过程)
5.(2026·江苏扬州梅岭教育集团·一模)水是生命之源。随着经济的发展,淡水资源日益紧张,保护水资源势在必行。
(1)水是实验室中常见的溶剂。欲配制10%的氢氧化钠溶液100 g,小琴列出的实验步骤如下,正确顺序是_______(填字母)。
A.计算 B.装瓶、贴签 C.溶解 D.称、量
(2)“生命吸管”是一种便于携带和操作的净水装置。利用该装置可除去水中的泥沙、色素、异味和病菌并降低水的硬度,从而将天然水转化为饮用水,工作流程如下。
①“生命吸管”中活性炭的主要作用是_______。
②“过滤棉”和“超滤膜”的作用都是过滤,若将两者的装配位置互换,则带来的影响可能是_______。
③实验室中常用下图进行过滤操作,其中仪器a的名称是_______。操作过程中玻璃棒的作用是_______。
(3)探究水的组成。已知:具有吸水性。
①下图为水分解的微观示意图。该过程中,保持不变的微粒是_______(填名称)。
②利用下图装置测定水中氢、氧元素的质量关系。若不加装球形干燥管,则对氢元素质量测定结果的影响是(填“偏大”或“偏小”)_______。
(4)农业污水的直接排放,会引起藻类生物的过度繁殖。化学需氧量(COD)是评价水体中有机质污染的指数。硅藻土负载纳米NiO作催化剂在光照下可降低污水的COD,改善水质。探究不同NiO负载量对污水的COD降解率的影响,实验结果如下表。
实验编号
材料/g
水体积/mL
污水的COD降解率
硅藻土
NiO负载量
第1组
0.5
0
50
2%
第2组
0.5
0.1
50
10%
第3组
0.5
0.3
50
40%
第4组
0.5
0.5
50
80%
①通过数据分析可知,NiO负载量对污水的COD降解率的具体影响是_______。
②实验中需要控制的变量有_______(写两点)
③相同条件下,光照越强,污水的COD降解率越高。实验中,若NiO负载量过大易使污水的浑浊程度增强,由此会导致污水的COD降解率_______(填“降低”或“升高”)。
6.(2026·江苏扬州梅岭教育集团·一模)我国的铜矿产资源比较丰富,需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术,南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如)。铁与氯化铜溶液反应的化学方程式为_______。
(2)蓝铜矿的主要成分是,也常写成,其中a:b=_______。可溶于稀硫酸,先用稀硫酸浸取矿石,再电解浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形式为电能转化为_______。
(3)黄铜矿的主要成分为,其冶炼过程大致如下:
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行的操作为_______。
②沸腾炉中,发生反应,生成的直接排放会引起的环境问题是_______,工业上常用熟石灰【】吸收,该反应的化学方程式为_______(与熟石灰和二氧化碳反应相似)。
③反射炉中,沙子与杂质形成熔渣浮于上层,和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。中硫元素的化合价为-2,则铜元素的化合价为_______。
④转炉中,沙子与杂质形成炉渣,在高温条件下发生的反应过程如图:
写出→Cu的化学方程式为_______。
(4)兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验,实验原理为。
①依据上述化学方程式计算C与CuO的质量比为_______(填最简整数比),烘干CuO粉末和木炭后,将木炭在研钵中研磨,按此质量比进行实验。效果不佳。
②为获得最佳实验效果,控制C与CuO的总质量一定,按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表,由实验可知C和CuO质量比为1:10时实验效果最佳,判断依据是_______,利用数据分析其原因可能是_______。
C与CuO的质量比
反应后物质状态(“√”代表有,“×”代表无)
红色块状金属
金属光泽
黑色物质
1:9
√
√
少量
1:10
√
√
几乎无
1:11
√
×
很少
1:12
√
×
少量
1:13
√
×
较多
③反思:理论质量比并非最佳实验效果的原因可能是_______。
7.(2026·江苏扬州高邮·一模)氨是一种化工原料,也是良好的储氢载体,氨的制备与转化一直备受关注。
(1)一种以氮化铝(AlN)为载体的化学链合成氨原理如图1所示。
①工业获取N2的一种原理示意图如图2所示,通过示意图分析可知氮分子直径___________氧分子直径(填“>”、“<”或“=”)。
②写出“吸氮反应”的化学方程式___________。若“吸氮反应”和“释氮反应”收集相同条件下的气体质量比,则“释氮反应”中AlN的转化率为___________。
(2)将足量AlN粉末置于60℃恒温热水中,溶液pH随时间变化如图3所示。已知:60℃时,饱和氨水pH≈13;120min后,溶液pH不再变化的原因是___________。实验表明,在其他条件相同时,氮化铝在60℃和70℃时完全反应所得溶液的pH:,原因可能为___________。
(3)其它条件相同时,向两只管式炉中分别加入负载等量Fe的MgO和SiO2催化剂载体,向管式炉中通入NH3,测得NH3分解率与温度的关系如图4所示,结合图示分析:影响NH3分解速率的可能因素有___________。
(4)已知:分解18gH2O制取H2需要吸收248.8kJ热量;而分解34g NH3制取H2只需吸收92.3kJ热量。请结合数据和物质的组成,分析NH3比H2O更适合作为储氢物质的原因有___________。
(5)工业上常用NH3消除烟气中的NO,反应原理为,现处理200kg烟气样品,其中NO的质量分数为1.8%,理论上至少需要纯净NH3多少kg?
8.(2026·江苏扬州宝应·一模)新能源汽车的动力电池可分为液态电池和固态电池。目前市场上以液态电池为主,图1为磷酸铁锂液态电池模型图。请阅读下列材料,回答相关问题。
材料一:现阶段新能源汽车材料
(1)汽车烤漆工艺既能助力新能源汽车的美观,更能防止车身生锈。其防锈原理是___________。
(2)不同电池的部分性能指标如图2所示。锂电池优于镍氢电池的性能是___________。
(3)锂离子电池中,负极使用铜箔作为集流体,铜箔导电性好、结构稳定,用于收集并传导负极活性物质(石墨)产生的电子。“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图3可知,温度应控制在___________内(填字母)。
A.45~49℃ B.50~52℃ C.53~55℃ D.56~60℃
材料二:下一代动力电池主流方向——固态电池
固态电池(全固态)相比传统液态锂电池,核心优势非常明显。这也是下一代动力电池、储能、消费电子的主流方向。液态电池与固态电池(理论数据)的数据对比:
项目
液态电池
固态电池
能量密度
100-350Wh/kg
400-900Wh/kg
循环充放电次数
500~2000次
10000次
续航距离(500kg电池)
400-600km
1000-1200km
安全性能
易自燃
难自燃
工作温度
-20℃~60℃
-40℃~150℃
成本
技术成熟,生产设备和工艺完善
增加10%-15%
(4)依据表格回答下列问题:
①锂电池充电电池内部会产生金属锂,充电过程属于___________变化(填“物理”或“化学”),同一辆车装500kg满电电池,___________(填“固”或“液”)态电池续航能力弱。
②某城市(冬季气温-30℃~15℃)市民建议购买配备___________(填“液态”或“固态”)电池的电动车。
③固态电池对比液态电池的说法正确的是___________(填编号)。
a.价格更便宜 b.热稳定性更好 c.电池寿命更长 d.能量密度更大
材料三:废旧电池的回收利用与相关计算
汽车废旧锂离子电池是“城市矿山”,磷酸铁锂电池采用湿法回收;其流程如图4所示。
(5)“预处理”拆解电池所得材料中含铁片、铜、铝、碳等。“酸浸”前,将材料粉碎宜在氮气氛围中进行,原因是___________。
(6)“除杂”后得溶液中,加入碳酸钾溶液可得到碳酸锂沉淀,写出该反应的化学方程式___________。其属于___________(填基本反应类型)。
(7)查阅相关资料:100吨磷酸铁锂电池中含磷酸铁锂约31.6%,计算理论上每100吨磷酸铁锂电池能制取___________吨(写出计算过程)。
的相对分子质量为:158,的相对分子质量为:74)
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专题11 化学计算
3大题型概览
题型01 有关质量守恒定律的计算
题型02 有关化学方程式的计算
题型03 综合题中的化学计算
有关质量守恒定律的计算
题型01
1.(2026·江苏盐城东台·一模)科学家发明了一种利用二氧化碳的新技术:2CO2+6H24H2O+X。在密闭容器中加入CO2和H2模拟该反应,反应物的总质量、各生成物的质量随时间变化如图所示。下列说法不正确的是
A.m=0.28 B.X的化学式为
C.参加反应的氢气质量为0.12g D.容器中碳、氧元素的质量比为1:6
【答案】D
【分析】根据化学反应前后,原子种类和个数都不变,由题中提供的反应方程式可知,反应前碳、氧、氢原子个数分别为:2、4、12,反应后的分别为:0、4、8,故反应后还缺少2个碳原子和4个氢原子,所以X的化学式为:,该物质为乙烯,故该反应的化学方程式为:。
【详解】A、根据反应物的总质量、各生成物的质量随时间变化的图像可知,1.00g二氧化碳和氢气已经完全反应,生成了0.72g水,所以生成乙烯的质量为: ,故m=0.28,该项正确;
B、由分析可知,X的化学式为,该项正确;
C、设参加反应的氢气的质量为a,根据化学方程式可知,,a=0.12g,该项正确;
D、根据质量守恒定律可知,反应前后元素种类、质量不变,容器中碳、氧元素的质量比即反应前二氧化碳中碳、氧元素的质量比,即,该项错误;
故选D。
2.(2026·江苏南京鼓楼南京双校·一模)在一定条件下,一密闭容器内发生某反应,反应过程中涉及到的各物质的微观示意图及反应前后的质量如下表。下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
微观示意图
反应前的质量/g
10.0
10.0
10.0
10.0
反应后的质量/g
6.6
11.8
x
y
A.x+y=18.4
B.丁可能是反应物
C.反应前后,分子、原子的数目均不变
D.若有m个甲分子参与反应,则一个丙分子的质量为
【答案】D
【详解】A、由质量守恒定律可知,化学反应前后物质的总质量不变,所以10.0g×4=6.6g+11.8g+xg+yg,则x+y=21.6,故选项说法错误;
B、由分子结构模型可知,甲是硫化氢、乙是水、丙是氧气、丁是二氧化硫由数据可知,反应后,硫化氢的质量减少,所以硫化氢是一种反应物;水的质量增加,所以水是一种生成物,由化学反应前后元素的质量不变可知,氧气是一种反应物,二氧化硫是一种生成物,故选项说法错误;
C、由化学方程式可知,参加反应的两种物质的分子个数:2+3=5,不等于反应后物质的分子数2+2=4,故选项说法错误;
D、根据方程式及表中数据可知,每68份质量的甲与96份质量的丙恰好完全反应,参加反应甲的质量为10.0g-6.6g=3.4g,则参加反应的丙的质量是,根据方程式知道甲和丙的分子数目之比是2:3,则产生丙的分子数目是,则一个丙分子的质量为,故选项说法正确;
故选:D。
3.(2026·江苏无锡宜兴·一模)为测定某药片中NaHCO3的质量分数,实验小组用如图所示装置进行探究实验,实验部分数据如下表。下列说法正确的是
序号
试剂
NaHCO3
NaCl
NaHCO3质量分数
反应前后压强差
①
药片(0.5g)
未知
无
待测
33.6kPa
②
NaHCO3、NaCl混合物
0.25g
0.25g
50.0%
22.3kPa
③
ag
bg
60.0%
28.8kPa
④
0.35g
0.15g
70.0%
34.2kPa
已知:(1)药片中除NaHCO3外,其他成分不与盐酸反应。
(2)本实验所用盐酸的溶质质量分数为5.0%,密度为1.02g/cm3。
A.图中V应不小于4.3
B.a=0.60,b=0.40
C.该药片中NaHCO3的质量分数为65.0%
D.由数据可知,压强差与NaHCO3的质量分数成正比
【答案】A
【详解】A、NaHCO3与盐酸发生的反应是,药片的质量为0.5g,假设全为NaHCO3,为使0.5g NaHCO3完全反应,设所需盐酸的质量为x。
则盐酸的体积为,即4.3mL,选项A正确;
B、药片质量为0.5g,为控制变量,实验③中NaHCO3、NaCl质量之和应为0.5g,其中NaHCO3的质量为:,NaCl的质量为:,选项B错误;
C、实验②③④中NaHCO3的质量分别为0.25g、0.30g、0.35g,反应前后压强差分别为22.3kPa、28.8kPa、34.2kPa,可见随着碳酸氢钠质量的增加,反应前后压强差逐渐增大。实验①中反应前后压强差为33.6kPa,介于28.8kPa和34.2kPa之间,那么0.5g药品中NaHCO3的质量也应介于0.30g和0.35g之间,即药品中NaHCO3的质量分数介于60%~70%之间。从实验②③④的数据中可知,压强差与NaHCO3的质量比分别为:、、,不成正比,随着碳酸氢钠质量增加反应前后压强差越大但变化不均匀。根据实验①中反应前后压强差为33.6kPa,假设0.5g药品中NaHCO3的质量分数为65.0%,碳酸氢钠的质量为0.325g,则压强差与NaHCO3的质量比为:,而根据实验②③④数据的计算结果,实验①中实际压强差与碳酸氢钠的质量比数值应该介于96~97.7之间,因此0.5g药品中NaHCO3的质量分数不可能为65.0%,选项C错误;
D、从实验②③④的数据中可知,≠≠,即压强差与NaHCO3的质量分数不成正比,选项D错误。
故选A。
4.(2026·江苏南通海门·一模)已知AgNO3见光易分解,aAgNO3=bNO2↑+cO2↑+ dX(NO2能与NaOH反应)。取34 g AgNO3加热至完全反应,将所得气体依次通过NaOH溶液、均热的铜网,测得NaOH溶液增重9.2g,灼热的铜网增重3.2g。下列说法不正确的是
A.AgNO3应保存在棕色瓶中 B.生成X的质量为21.6g C.X是银 D.c: d=1: 1
【答案】D
【分析】将所得气体依次通过NaOH溶液、均热的铜网,测得NaOH溶液增重9.2g,灼热的铜网增重3.2g。说明34 g AgNO3加热至完全反应,生成二氧化氮9.2g,氧气3.2g。根据质量守恒定律可知,生成X一定含有银元素,它的质量为34g-9.2g-3.2g=21.6g。34g硝酸银中银元素的质量为,,X一定是银。
【详解】A、AgNO3见光易分解,AgNO3应保存在棕色瓶中,说法正确,不符合题意;
B、生成X的质量为21.6g,说法正确,不符合题意;
C、X是银,说法正确,不符合题意;
D、,c:d=1:2,符合题意。
故选D。
5.(2026·江苏南通海门东洲中学·一模)聚合氯化铝(PAC)的化学式为[Al2(OH)nCl6﹣n]m,是无机高分子混凝剂。它是以软铝矿(主要成分是 Al2O3•H2O)为原料制备…,最后一步反应是将 Al(OH)3 凝胶与[Al(OH)2(H2O)4]Cl 按照一定配比恰好完全反应制得 PAC,则该反应中两种反应物的计量数之比为
A.1:1 B. C. D.
【答案】C
【详解】将Al(OH)3凝胶与[Al(OH)2(H2O)4]Cl按照一定配比恰好完全反应制得PAC,PAC的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m,设[Al2(OH)nCl6-n]m的化学计量数为1。由氯原子反应前后个数不变,则[Al(OH)2(H2O)4]Cl前面的化学计量数为(6-n)m。由铝原子反应前后个数不变,Al(OH)3.前面的化学计量数为(n-4)m。可知该反应中两种反应物的计量数之比是;
答案:C。
6.(2026·江苏南京鼓楼南京双校·一模)在化学反应A2+BC=B+A2C中,反应物BC与生成物B的质量关系如图所示,若1gA2和40gBC恰好完全反应,则生成A2C的质量为
A.64g B.18g C.80g D.9g
【答案】D
【详解】1gA2和40gBC恰好完全反应,则根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变可知,生成的B和A2C的质量为1g+40g=41g。
根据B和BC的质量关系可知质量,消耗40gBC,同时生成B的质量为;
所以生成A2C的质量为41g-32g=9g,故选D。
7.(2026·江苏南京鼓楼南京双校·一模)在一密闭容器中有四种物质,在一定条件下充分反应后,测得反应前后各物质的质量如下表。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
4
10
1
21
反应后质量/g
0
12
15
待测
则下列推断正确的是
A.反应后丁的质量为10g B.反应后生成15g丙
C.该反应是分解反应 D.反应中乙与丁发生改变的质量比为1∶6
【答案】D
【分析】由表中数据分析可知,反应前后甲的质量减少了4g-0g=4g,故是反应物,参加反应的质量为4g;同理可以确定乙是生成物,生成的质量为12g-10g=2g;丙是生成物,生成的质量为15g-1g=14g;由质量守恒定律,丁应是反应物,且参加反应的质量为14g+2g-4g=12g,故待测的数值为21g-12g=9g。
【详解】A、反应后丁的质量为9,故选项说法错误;
B、反应后生成14g丙,故选项说法错误;
C、由分析可知,该反应可表示为甲+丁乙+丙,此反应不属于分解反应,故选项说法错误;
D、反应中乙与丁发生改变的质量比=2g∶12g=1∶6,故选项说法正确。
故选D。
8.(2026·江苏宿迁苏州外国语学校·一模)小组同学对鸡蛋壳中碳酸钙的含量进行了如下探究。
称取10.0 g鸡蛋壳样品,加入足量的稀盐酸,按图装置实验,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
259.8
258.8
258.0
257.7
257.7
257.7
(1)计算该鸡蛋壳样品中含有碳酸钙的质量分数。
(2)经查实,上述方法所测得鸡蛋壳中碳酸钙含量偏大(若实验操作规范),导致偏大的原因可能是_______(回答一点即可)。
【答案】(1)解:设该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为x
碳酸钙完全反应后产生二氧化碳的质量为
x=75%
答:该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为75%。
(2)稀盐酸具有挥发性,挥发出的HCl气体随CO2一同逸出/应过程中,水蒸气随CO2气体逸出
【详解】(1)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,化学方程式为,稀盐酸足量,则碳酸钙完全反应,根据表格信息,最终产生二氧化碳的质量为,据此计算,见答案。
(2)若实验操作规范,但测得碳酸钙含量偏大,核心原因是计算时误将 “额外逸出物质的质量” 当作CO2的质量,具体可能为:
稀盐酸具有挥发性,挥发出的HCl气体随CO2一同逸出,导致装置总质量减少值偏大(误将HCl质量算作CO2质量),最终计算出的质量偏大;
反应过程中,水蒸气(水的蒸发)随CO2气体逸出,使装置总质量减少值偏大,进而导致计算结果偏大。
9.(2026·江苏宿迁泗阳致远中学·一模)化学社团为了测定一批赤铁矿样品中铁元素的质量分数,取用赤铁矿样品,将样品研磨成粉末,把稀盐酸分5次加入样品中(样品中除氧化铁外,其余成分既不与盐酸反应,也不溶解于水),充分反应后经过滤、洗涤、干燥等操作,最后称量,测得实验数据如表:
次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀盐酸的质量/g
25
25
25
25
25
剩余固体的质量/g
8
6
4
m
2
(1)m的值应为__________。
(2)计算所用稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)2
(2)设25g该稀盐酸的溶质质量为
则该稀盐酸的溶质质量分数为
答:该稀盐酸的溶质质量分数为10.95%。
【详解】(1)根据表格数据可知,每次加入25g稀盐酸后固体减少10g-8g=2g,根据氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,则反应的氧化铁质量为2g,根据这个数据,观察表格,第四次m=4-2=2;
(2)根据上述分析,每反应2g氧化铁消耗25g盐酸,计算过程见答案。
10.(2026·江苏南通海门东洲中学·一模)把4g硫粉放在给定质量的氧气中燃烧,有关实验数据如下表所示。
第一次
第二次
第三次
质量
3
4
6
质量
6
(1)第一次实验中,参加反应的S、、生成的三种物质的质量比为:___________;
(2)通过计算求出第二次实验生成_________克?
(3)在表中填写第三次实验生成的质量_______。
【答案】(1)1:1:2
(2)
8
(3)8g
【详解】(1)根据硫和氧气点燃生成二氧化硫,依据方程式可知32份质量的硫和32份质量的氧气反应生成64份质量的二氧化硫,根据表格数据,3g氧气需要和3g硫恰好完全反应生成6g二氧化硫,故第一次实验中硫、氧气、二氧化硫的质量之比是32:32:64=1:1:2;
(2)根据第一问可知,硫和氧气参加反应的质量比是1:1,因此4g硫与4g氧气恰好完全反应,根据方程式计算,设生成二氧化硫的质量为x
;(其他方法合理即可)
(3)根据硫和氧气反应时的质量比为1:1,因此4g硫只会消耗6g氧气中的4g,则生成二氧化硫的质量是4g+4g=8g。
有关化学方程式的计算
题型02
1.(2026·江苏无锡梁溪·一模)已知:在氮气环境下,现有36.0g草酸亚铁晶体(),在空气中煅烧,测得反应后生成的铁的氧化物质量为16.0g。下列说法错误的是
A.生成H2O的质量为7.2g B.最终所得CO2的质量为8.8g
C.固体中铁元素的质量为11.2g D.最终所得铁的氧化物化学式为Fe2O3
【答案】B
【分析】解:设36.0g草酸亚铁晶体在空气中煅烧,生成H2O的质量为x,CO2的质量为y,CO的质量为z
在空气中煅烧,CO与空气中氧气反应,生成了二氧化碳
解:设5.6gCO完全反应,生成二氧化碳的质量为m
【详解】A.结晶水全部转化为H2O,由分析可知,生成H2O的质量为7.2g,正确;
B.空气中煅烧时C元素全部转化为CO2,由分析可知,最终所得CO2的质量为:8.8g+8.8g=17.6g,错误;
C.根据质量守恒定律的宏观实质:化学反应前后元素质量不变可知,化学反应前后,铁元素质量守恒,因此,固体中铁元素的质量为:,正确;
D.氧化物中氧元素质量为16.0g-11.2g=4.8g,Fe、O原子个数比为,化学式为Fe2O3,正确。
2.(2026·江苏盐城滨海·一模)有一包4.0g固体粉末,可能含有 MgO、CuO、和NaCl中的一种或几种,加入50g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸,恰好反应,得到蓝色溶液。下列说法正确的是
A.固体中一定含有MgO B.固体中可能有,一定没有NaCl
C.固体的组成有三种组合方式 D.固体中含有氧元素的质量为1.6g
【答案】D
【分析】50g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸中硫酸的质量为50g×19.6%=9.8g。
氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水,反应的化学方程式及其质量关系如下:
即4g氧化镁和9.8g硫酸恰好完全反应;
氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式及其质量关系如下:
即8g氧化铜和9.8g硫酸恰好完全反应;
氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水,反应的化学方程式及其质量关系如下:
即3.4g氧化铝和9.8g硫酸恰好完全反应;
氯化钠不能和硫酸反应。
加入50g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸,恰好反应,得到蓝色溶液,说明生成了硫酸铜溶液,则该固体中一定含有氧化铜,4.0g氧化铜完全反应需要硫酸的质量为4.9g,小于9.8g,4.0g该固体粉末完全反应恰好消耗9.8g硫酸,4.0g氧化镁完全反应消耗硫酸的质量等于9.8g,4.0g氧化铝完全反应消耗硫酸的质量大于9.8g,氯化钠与稀硫酸不反应,则该固体粉末中还一定含有氧化铝,可能含有氧化镁、氯化钠,
【详解】A、根据分析,选项说法错误;
B、固体中一定含有Al2O3,可能含有NaCl,说法错误;
C、固体中一定含有氧化铜和氧化铝,可能含有氧化镁、氯化钠,其组成有氧化铜、氧化铝;氧化铜、氧化铝、氧化镁;氧化铜、氧化铝、氯化钠;氧化铜、氧化铝、氧化镁、氯化钠等四种组合方式,说法错误;
D、由化学方程式可知,混合物中的氧元素全部转化到水中,生成的水中的氢元素全部来自于硫酸,而水中氢、氧元素的质量比为(1×2):16=1:8,则氧元素的质量为9.8g××100%×8=1.6g,说法正确。
3.(2026·江苏无锡江阴·一模)在高温下转化为。的转化率(参加反应的与反应前的质量比)表示反应进行的程度。反应前的质量为160 g,反应后测得固体中铁元素与氧元素的质量比为28:9,的转化率为
A.40% B.50% C.60% D.75%
【答案】D
【详解】计算反应前铁元素质量:160g 中Fe质量为,原有O质量为。反应前后Fe元素质量不变,已知反应后固体中,则反应后O质量为,固体中O元素减少质量为。
由反应方程式可知,每反应160g ,固体失去1个O原子(质量16g),设参加反应的质量为x。
,解得。
转化率为。
4.(2026·江苏镇江·一模)已知,4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2,4KO2+2H2SO4=2K2SO4+2H2O+3O2↑,现有28.4gKO2与一定量的CO2反应后,固体质量变为 27.8g,向反应后的固体中加入过量的200.0g稀硫酸,将产生的气体通入过量的石灰水中。下列说法不正确的是
A.与CO2反应生成O2的质量为7.2g
B.与CO2反应后的固体中KO2和K2CO3的质量比为71:207
C.气体通入过量的石灰水中,得到15.0g沉淀
D.与稀硫酸反应后所得溶液中K2SO4的质量分数约为15.3%
【答案】D
【详解】反应中,每反应284份质量,生成276份,固体质量减少份,同时生成96份。题目中固体质量差为,设参加反应的的质量为x,的质量为y,氧气的质量为z,
A、由分析可知该选项正确。
B、由分析可知剩余的质量为,反应后的固体中与质量比,正确。
C、设碳酸钾与硫酸反应生成的二氧化碳质量为a。
设生成的沉淀质量为b
正确。
D、钾元素全部转化为,则硫酸钾总质量为;设剩余与硫酸反应生成氧气质量为k。生成气体总质量为,溶液质量为,质量分数为,错误。
5.(2026·江苏无锡惠山·一模)称取2.8g未经打磨的镁条(表面氧化膜为MgO)。加入100g稀硫酸充分反应后无固体剩余,生成氢气的质量为0.2g。下列叙述错误的是
A.金属镁的质量为2.4g B.反应后溶液的质量为102.6g
C.稀硫酸的溶质质量分数为9.8% D.生成的质量为13.2g
【答案】C
【详解】A、加入稀硫酸,发生的反应有、,加入100g稀硫酸充分反应后无固体剩余,生成氢气的质量为0.2g,说明Mg、MgO均已完全反应,设金属镁的质量为x,则
x=2.4g,叙述正确。
B、反应后溶液的质量为,叙述正确。
C、设与Mg反应的H2SO4质量为y,则
y=9.8g
但还有部分H2SO4与MgO反应,因此稀硫酸的溶质质量分数一定大于9.8%,叙述错误。
D、样品中MgO的质量为,则样品中镁元素的总质量为,反应后镁元素全部转化至MgSO4中,则生成MgSO4的质量为,叙述正确。
故选C。
6.(2026·江苏盐城东台·一模)将25.0 g胆矾(CuSO4·5H2O,相对分子质量为250)置于坩埚内加热,固体质量与成分随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
(已知:加热到650℃时,CuSO4开始分解,生成CuO和一种硫的氧化物;加热到1000℃时CuO开始分解。)
A.x=16 B.650℃后,CuSO4分解生成硫的氧化物是SO3
C.CuO分解的化学方程式是 D.受热过程中固体物质里铜元素的质量分数逐渐减小
【答案】D
【详解】A、胆矾中硫酸铜的质量分数为,故25.0g胆矾完全失水可生成硫酸铜的质量为25.0g×64%=16.0g,所以x=16,不符合题意;
B、由曲线图可知650℃时,硫酸铜开始发生分解反应,由质量守恒定律化学反应前后元素的质量不变,可知氧化物中硫元素质量为,氧化物中氧元素的质量为16.0g−8.0g−3.2g=4.8g,则氧化物中硫原子和氧原子的个数比为,故另一种生成物为,不符合题意;
C、氧化铜分解产生氧化亚铜和氧气,反应的方程式为,不符合题意;
D、受热过程中固体物质的总质量逐渐减小,固体中铜元素的质量不变,所以铜元素的质量分数逐渐增大,符合题意;
故选D。
7.(2026·江苏南通海门·一模)向一定质量含CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入溶质质量分数为10%的Na2CO3溶液,反应过程中加入的Na2CO3溶液的质量与产生沉淀或气体的质量关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中Oa段表示产生气体的过程且X的值为53
B.图中Xb段表示产生沉淀的过程且Y值为63.6
C.c点时,溶液的pH>7
D.b点时,溶液中的溶质有1种
【答案】B
【详解】向一定质量含CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入溶质质量分数为10%的Na2CO3溶液,碳酸钠先与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水,盐酸完全反应后,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,所以,由图可知,生成二氧化碳2.2g,生成碳酸钙沉淀5g。
A. 图中Oa段表示产生气体的过程,设该段反应的碳酸钠的质量为m,
m=5.3g
X的值为 =53g,选项正确;
B. 图中Xb段表示产生沉淀的过程,设反应的碳酸钠的质量为n
n=5.3g
Y值为的值为 +X=53g+53g=106g,选项错误;
C. c点时,溶液的溶质为氯化钠和过量的碳酸钠,碳酸钠溶液呈碱性,溶液的pH>7,选项正确;
D. b点时,氯化氢、氯化钙都完全反应,溶液中的溶质有氯化钠,选项正确。
故选B。
8.(2026·江苏无锡锡北片中·一模)某露置于空气中的CaO固体,测得其中钙元素质量分数为50%,取20gCaO固体样品,向其中加入足量稀盐酸使其完全溶解。正确的说法是
A.该CaO样品的成分可能是CaO和Ca(OH)2
B.该CaO样品的成分可能是Ca(OH)2和CaCO3
C.加入稀盐酸后一定没有气泡产生
D.生成CaCl2的质量为22.2g
【答案】B
【分析】氧化钙能与空气中的水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水,氧化钙中钙元素的质量分数为:,氢氧化钙中钙元素的质量分数为:,碳酸钙中钙元素的质量分数为:,该样品中钙元素的质量分数为50%,则该样品中一定含碳酸钙,一定含氧化钙和氢氧化钙至少一种。
【详解】A、由分析可知,该样品中一定含碳酸钙,一定含氧化钙和氢氧化钙中至少一种,则该氧化钙样品的成分不可能是氧化钙和氢氧化钙,不符合题意;
B、由分析可知,该样品中一定含碳酸钙,一定含氧化钙和氢氧化钙中至少一种,则该氧化钙样品的成分可能是氢氧化钙和碳酸钙,符合题意;
C、由分析可知,该样品中一定含碳酸钙,加入稀盐酸,碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,一定有气泡产生,不符合题意;
D、向样品中加入足量稀盐酸,氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水,氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则生成氯化钙中钙元素的质量与原样品中钙元素的质量相等,钙元素的质量为:,则生成氯化钙的质量为:,不符合题意。
故选B。
9.(2026·江苏南通海门·一模)现有CO2、O2、CO的混合气体9ml,在密闭容器中点燃后,恢复到原来温度和压强时,气体体积变为8ml。再将气体通过充足的石灰水溶液,体积减少5ml。已知同温同压下,气体体积比等于其分子个数比。则原混合气体中CO2、O2、CO的体积比可能是
A.3:1:5 B.5:1:3 C.1:3:5 D.5:3:1
【答案】A
【详解】点燃时发生反应,可知反应前后分子个数差为1,因同温同压下,气体体积比等于其分子个数比,所以,反应前后体积差为1,因充分反应后,恢复到原来温度和压强时,混合气体体积差为,所以,生成CO2的体积为2mL;
再将气体通过足量的石灰水溶液,发生反应,体积减少5mL,故原混合气体中CO2的体积为;
若原混合气体中O2过量,通过化学方程式和体积差,可得原混合气体中CO的体积为2mL,所以,原混合气体中O2的体积为,原混合气体中CO2、O2、CO的体积比是;
若原混合气体中CO过量,通过化学方程式和体积差,可得原混合气体中O2的体积为1mL,所以,原混合气体中CO的体积为,原混合气体中CO2、O2、CO的体积比是。
故选A。
10.【绿色消毒剂】(2026·江苏南通海门·一模)高铁酸钠( Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。某工厂以22.35 kg NaClO固体和若干Fe2(SO4)3固体和质量分数为20%的NaOH溶液为原料生产 Na2FeO4,反应原理为:3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH = 2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O。假设反应物均恰好完全反应。试计算:
[已知:相对分子质量为 NaClO 74.5 Fe2(SO4)3 400 Na2FeO4 166]
(1)Na2FeO4中质量分数最大的元素是_____
(2)制备过程中需加入20%的NaOH溶液的质量是多少?_____
(3)最后所得溶液中Na2FeO4的质量分数是多少?_____(计算结果精确到0.1%)
【答案】(1)氧元素(2)200kg(3)12.7%
【详解】(1)Na2FeO4中钠、铁、氧元素质量比=(23×2):56:(16×4)=23:28:32,所以质量分数最大的是氧元素;
(2)设:NaOH的质量为x。
x=40kg
20%的NaOH溶液的质量=40kg÷20%=200kg;
答:加入20%的NaOH溶液的质量是200kg。
(3)解:设Fe2(SO4)3的质量为y, Na2FeO4的质量z
y=40kg;
z=33.2g
最后所得溶液中Na2FeO4的质量分数=
答:最后所得溶液中Na2FeO4的质量分数是12.7%。
11.(2026·江苏徐州沛县·一模)某同学用质量分数为15%的稀硫酸处理某造纸厂含NaOH的碱性废水样品:
(1)用9.2g质量分数为98%的浓硫酸能配制上述稀硫酸___________g(计算结果保留整数)
(2)若上述造纸厂废水75g能与9.8g15%的稀硫酸恰好反应(假设只发生NaOH与硫酸的反应),试计算该废水中NaOH的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)
【答案】(1)60
(2)解:设该废水中NaOH的质量分数为x
x=1.6%
答:该废水中NaOH的质量分数为1.6%
【详解】(1)根据稀释前后,溶质的质量不变,能配制稀硫酸的质量为:;
(2)见答案。
12.(2026·江苏宿迁·一模)为测定某氢氧化钠溶液中溶质的质量分数,实验小组的同学借助图1装置进行实验,图2是溶液混合过程中的pH变化曲线。
(1)a点与b点所示溶液中OH-的数目关系是:a点______b点(填“>”“<”或“=”)。
(2)恰好完全反应时,烧杯内溶液的质量为______g。
(3)溶液中氢氧化钠的溶质质量分数是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)>
(2)200
(3)设溶液中氢氧化钠溶质的质量为x,稀盐酸中溶质的质量为,根据化学方程式 ,
氢氧化钠的溶质质量分数为
答:溶液中氢氧化钠的溶质质量分数为0.8%
【详解】(1)a点溶液的pH>7,显碱性,说明氢氧化钠有剩余,b点溶液的pH=7,显中性,说明氢氧化钠与稀盐酸恰好完全反应,所以a点溶液中的数目大于b点溶液中的数目,即a点 > b点;
(2)由图2可知,恰好完全反应时,消耗稀盐酸的质量为100g,根据质量守恒定律,反应前溶液的总质量为氢氧化钠溶液质量与稀盐酸质量之和,即100g+100g=200g,所以恰好完全反应时,烧杯内溶液的质量为200g;
(3)详见答案。
13.(2026·江苏苏州沭阳怀文中学·一模)鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。为了测定某鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,进行了如下实验:将该鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后,称取20 g放在烧杯里,然后往烧杯中滴加足量的稀盐酸,加入稀盐酸的质量与生成气体的质量如图所示(假设鸡蛋壳中其他成分不与稀盐酸反应)。计算:
(1)产生二氧化碳的质量为______g。
(2)鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为多少?(写计算过程)
【答案】(1)4.4
(2)解:设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x。
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为50%。
【详解】(1)由稀盐酸的质量与生成气体的质量图可知:生成二氧化碳的质量为4.4g。
(2)详见答案。
14.(2026·江苏扬州仪征·一模)纯碱(Na2CO3)是一种重要的化工原料。
已知:①氨气极易溶于水,1体积水大约可以溶解700体积的氨气;二氧化碳能溶于水,1体积水大约可以溶解1体积二氧化碳。
②NaCl +H2O+NH3+CO2 ═NaHCO3↓+NH4Cl
I.模拟“侯氏制碱法”
(1)制备NaHCO3(实验装置如图1,部分仪器省略)
①装置A中仪器M的名称为_________,反应的化学方程式为_______。
②装置B中的溶液a为______(填字母)。
A.浓硫酸 B.氢氧化钠溶液 C.饱和碳酸氢钠溶液
③装置C中硬质玻璃管的作用为_______。该反应温度不宜过高,主要原因是_______。
④装置D中氢氧化钠的作用为________。
⑤实验时应先打开_______(填“K1”或“K2”)开关,持续通入气体一段时间后,关闭此开关,再打开另一开关。
制备Na2CO3:过滤装置C中的混合物,滤渣经灼烧得Na2CO3,并回收滤液中的NH4Cl。
Ⅱ.测定样品中Na2CO3的含量
(2)同学们为了测定该样品中Na2CO3的质量分数,设计了如图2实验。
①判断CaCl2溶液过量的方法是:静置,向上层清液中滴加_______(填化学式)溶液,有沉淀产生,说明已过量。
②计算:样品中Na2CO3的质量分数_______。(写出计算过程,结果精确到0.1 %)
【答案】(1) 分液漏斗 C 防倒吸 温度过高,气体溶解度减小(防止受热分解) 溶于水放热,促进逸出(或使溶解度减小)
(2) (或等) 设的质量为x。
解得
样品中的质量分数为:
答:样品中碳酸钠的质量分数为。
【详解】(1)①分液漏斗;装置A中石灰石(碳酸钙)和盐酸反应制取二氧化碳,其反应的化学方程式为。
②盐酸易挥发,制得的中混有杂质,除去中应选饱和碳酸氢钠溶液:饱和碳酸氢钠不与反应,还能和反应生成;浓硫酸不能除,氢氧化钠会吸收,因此选C。
③氨气极易溶于水,若直接通溶液易倒吸,硬质玻璃管可缓冲,避免倒吸至反应装置;温度过高,氨气和二氧化碳溶解度降低,且碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、水和二氧化碳,导致产率下降。
④滴入浓氨水,溶于水放热,使溶液温度升高,且增加浓度,从而降低的溶解度,促进逸出。
⑤侯氏制碱需要先通入氨气,氨气极易溶于水,使饱和食盐水呈碱性,能吸收更多二氧化碳,提升产率;氨气由D装置提供,对应开关为,因此先打开。
(2) ①向上层清液中滴加(或等,合理即可)溶液。理由:若溶液过量,滴加溶液会产生白色沉淀;若无沉淀产生,说明已完全反应。
②沉淀为,质量为,反应的化学方程式为,计算过程见答案。
15.(2026·江苏徐州沛县树人联盟·一模)人类生活离不开氧气,下表为某同学测量的呼吸前后部分气体组成的实验数据(通常状况)。
物质
吸入空气(体积分数/%)
呼出气体(体积分数/%)
78
75
21
16
0.039
4
(1)人体呼吸时消耗产生,该过程__________能量(填“吸收”或“释放”)。
(2)氮气在呼吸前后体积几乎不变。实验中呼出气体的总体积________吸入空气的总体积(填“>”“=”或“<”)。
(3)制氧原理:。按上式完全分解,计算理论能生成的质量(写出计算过程)。
【答案】(1)释放
(2)>
(3)解:设理论能生成氧气的质量为x。
答:理论能生成氧气的质量为96g。
【详解】(1)呼吸时消耗O2产生CO2,该反应属于放热反应,该过程释放能量;
(2)由表格中的数据可知,氮气在呼吸前后体积几乎保持不变,但实际测量中呼出气体中氮气体积分数却变小,是因为实验中呼出气体的总体积>吸入空气的总体积。
(3)根据化学方程式可知,参加反应的与生成的之间存在固定的质量比。根据题中已知的质量,利用该质量比即可列出比例式,求出反应所需O2的质量。见答案。
综合题中的化学计算
题型03
1.(2026·江苏镇江·一模)太空中,宇航员的每一次呼吸都离不开一系列精心设计的化学反应。
(1)空间站需模拟地球的大气环境。
①成年人每次呼吸时,吸入的空气和呼出的气体的成分(部分)质量变化如图所示。图中成分B的化学式为______。
②快速深呼吸时,人体血液中的CO2含量会减小,此时人体血液的碱性会_______(填“增强”或“减弱”)。
(2)空间站需源源不断为呼吸提供O2,备用装置可应急提供O2,其原理是:NaClO3固体受热分解产生O2;均匀添加于其中的适量金属锰(Mn)在O2中燃烧生成氧化物,有助于快速产生O2,添加金属Mn的作用是______。
(3)空间站需及时处理产生的CO2。中国空间站构建了高效循环的生命保障系统,如图所示。该系统中发生反应。每转化44gCO2,需从外界补充水的质量为__g。
(4)有研究认为,一定条件下电解水的过程中,某电极上发生的变化如下图所示。
①“阶段一”中,生成的“Oo”是一种阴离子,其化学式为_____。
②“阶段三”中,气泡从电极表面脱离后,在溶液中向上运动时,所受压强逐渐减小,体积逐渐增大。从微观粒子的视角,对气泡体积增大进行解释:_____。
③相同条件下,若电极表面的气泡难以脱离,则不利于氢气的产生。原因是______。
【答案】(1)
增强
(2)
燃烧放热,为氯酸钠分解提供所需热量,加快产氧速率
(3)
36
(4)
压强减小,气体分子间的间隔变大
气泡附着在电极表面,减小了电极与水的接触面积,减慢电解反应速率
【详解】(1)①呼吸作用消耗氧气,因此呼出气体中氧气质量小于吸入气体,二氧化碳质量呼出大于吸入,氮气含量基本不变。成分B吸入质量大于呼出,因此是氧气,化学式。
② 和水反应生成碳酸,含量减少后,血液中酸性减弱,pH升高,碱性增强。
(2)氯酸钠分解需要加热,金属锰在氧气中燃烧放热,提供氯酸钠分解所需的热量,加快氧气生成。
(3)解:设该反应生成水的质量为x,消耗的氢气质量为y。
设生成8g氢气需要的水的质量为z。
则需要补充的水的质量为。
(4)① 由图可知该阴离子由1个氧原子和1个氢原子构成,带1个单位负电荷,为氢氧根,化学式为。
② 微观上,气体分子间间隔随压强减小而增大,因此压强减小时气泡体积增大。
③ 气泡难以脱离会附着在电极表面,减小电极与水的接触面积,阻碍电解反应进行,因此不利于氢气生成。
2.【古代文化】(2026·江苏宿迁宿豫·一模)北京冬奥会火种灯采用双层玻璃结构,在低温、严寒、大风等环境下不会熄火。其创意源于青铜器精品“中华第一灯”——西汉长信宫灯。
(1)铜冶炼:我国铜冶炼技术具有悠久的历史。《格致粗谈》记载“赤铜入炉甘石炼为黄铜,其色如金”,把赤铜(Cu2O)和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜:X+Cu2O+CZn+2Cu+2CO2↑。则炉甘石主要成分X的化学式为___________,湿法炼铜的化学反应原理是___________。
(2)铜回收:某废铜线中主要含有铜和锡(Sn)金属,采用如下流程回收金属铜和锡。
①将废铜线预先粉碎的目的是___________。
②步骤①中反应的化学方程式是___________;此反应证明 Cu、Sn的活动性为___________。
③请你另设计实验证明 Sn、Cu的活动性___________(要写出操作-现象-结论)。
(3)铜蚀刻:黄铜蚀刻完成以后,剩余一些废料,废物利用,测定黄铜中铜的含量。称取废黄铜20.0g放入200g稀硫酸中两者恰好完全反应,反应后剩余物质的质量为219.8g。试计算黄铜样品中铜的质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1) ZnCO3
(2) 增大物质间的接触面积,使反应更充分 Sn+CuCl2=SnCl2+Cu Sn>Cu 取两支试管分别取适量稀盐酸,分别加入少量锡片和铜片,锡片有气泡冒出,铜片无现象,说明锡比铜活泼(合理即可)
(3)解:反应生成氢气质量为20.0g+200g-219.8g=0.2g
设黄铜样品中锌的质量为x
x=6.5g
黄铜样品中铜的质量分数为
答:黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。
【详解】(1)所给方程式反应前除X外,有2个铜原子、1个氧原子和1个碳原子,反应后有1个锌原子、2个铜原子、2个碳原子和4个氧原子,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,X中应含有1个锌原子、1个碳原子和3个氧原子,故X的化学式为ZnCO3。湿法炼铜是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,由此写出反应方程式。
(2)①略。
②由流程图示可知,向铜、锡金属粉末中加入适量氯化铜溶液得到固体A和SnCl2,由此可知,步骤①中发生的是Sn与CuCl2生成SnCl2和Cu的反应,反应的化学方程式是Sn+CuCl2=SnCl2+Cu;此反应中锡能将铜从其化合物溶液中置换出来,证明 Sn的活动性大于Cu。
③要证明 Sn、Cu的活动性还可利用金属能否与酸发生反应来完成,操作步骤为取两支试管分别加入少量锡片和铜片,再加入适量稀盐酸,锡片有气泡冒出,铜片无现象,说明锡比铜活泼。
(3)黄铜是铜和锌的合金,取废黄铜20.0g放入200g稀硫酸中两者恰好完全反应,反应后剩余物质的质量为219.8g,其中铜不与稀硫酸反应,只有锌与稀硫酸反应,由质量守恒定律可知,反应生成氢气质量为20.0g+200g-219.8g=0.2g,由生成氢气的质量计算出黄铜中锌的质量,由此计算出黄铜样品中铜的质量,进一步计算铜的质量分数,解题过程见答案。
3.【新技术】(2026·江苏无锡江阴·一模)2025年,全球最大单体绿氨项目——风光制绿氢合成氨一体化示范项目正式投产,实现从绿电到绿氢再到绿氨()的产业链贯通。
I.制绿氨
绿氢是利用可再生能源发电通过电解水技术制得的氢气,制取绿氨流程如图所示。
(1)风光发电中光伏发电是将___________能转化为电能。
(2)碱性电解水制氢时在水中加入KOH的目的是___________。
(3)深冷分离法通过低温液化空气,利用不同组分的___________不同进行空气分离。
(4)是一种储氢合金:,与高压储氢相比,储氢的优点是___________。
Ⅱ.用绿氨
绿氨作为一种零碳燃料具有广泛的应用前景,其应用如图所示。
(5)储氢技术常以质量储氢密度[]来衡量其优劣,氨气分解可释放氢气同时产生氮气,绿氨的理论质量储氢密度为___________(保留1位小数)。
(6)写出氨气燃烧生成氮气和水的化学方程式___________。
(7)绿氨掺混发电是天然气发电低碳转型的重要方向之一,若每2.5 kg氨气充分燃烧与1 kg甲烷充分燃烧释放的能量相当,则使用40 kg氨气代替甲烷燃烧,理论上可减少多少kg二氧化碳排放?(写出计算过程)
【答案】(1)光能或太阳能
(2)增强水的导电性
(3)沸点
(4)储氢密度大(或储存、运输更安全方便,合理即可)
(5)17.6%
(6)
(7)由题意可知:2.5 kg氨气的能量与1 kg甲烷相当,则40 kg氨气可替代甲烷的质量为:
设16 kg甲烷完全燃烧生成二氧化碳的质量为x,
答:理论上可减少44kg二氧化碳排放。
【详解】(1)略。
(2)纯水几乎不导电,加入可电离出自由移动的离子,增强水的导电性,保证电解顺利进行。
(3)深冷液化分离空气的原理是利用空气中各组分的沸点不同,分离得到氮气。
(4)氢气具有可燃性且密度较小,运输和储存成本较高,故和高压储氢相比,合金储氢不需要高压设备,储氢密度更大,储存和运输更安全方便。
(5)氨气分解为氮气和氢气,反应为,根据公式计算: 。
(6)氨气与氧气在点燃的条件下生成氮气和水,根据质量守恒定律配平即可得到该方程式。
(7)根据题意可计算出需要消耗的甲烷的质量,再利用甲烷与二氧化碳的质量比可计算出二氧化碳的质量,详细计算过程可参考答案。
4.(2026·江苏南京金中教育集团·一模)下图为实验室常用装置示意图。根据下图回答问题:
(1)实验室中用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为_________,若选择装置A作为发生装置,还需补充_______。(填一种实验用品)
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集纯净、干燥的二氧化碳气体,反应的化学方程式为________。装置连接的顺序是B→G→F→C,其中饱和碳酸氢钠溶液的作用是_______。
(3)用浓盐酸(溶质质量分数为37%,密度为1.18g/mL)配制200g10%的稀盐酸。
①配制的主要步骤为:计算、______、混匀。
②设需浓盐酸的体积为V,请列出V的计算式:V=____(不必计算出结果)。
③配制过程中需要的仪器有____、烧杯和玻璃棒(填仪器名称)。
(4)工业上,煅烧石灰石(主要成分是碳酸钙)可制得生石灰和二氧化碳。充分煅烧含碳酸钙80%的石灰石10t,则理论上可制得氧化钙的质量是多少(假设杂质不发生反应)?(写出化学方程式及计算过程)
【答案】(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 棉花
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 除去二氧化碳中的氯化氢气体
(3) 量取 量筒
(4)4.48t
解:设理论上可制得氧化钙的质量是x。
,x=4.48t
答:理论上可制得氧化钙的质量是4.48t。
【详解】(1)高锰酸钾在加热条件下发生反应生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,实验室中用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,若选择装置A作为发生装置,还需在试管口放一团棉花,以防加热时试管内的粉末状物质进入导管。
(2)石灰石主要成分是碳酸钙,实验室用石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,制取并收集纯净、干燥的二氧化碳气体,。装置连接的顺序是B→G→F→C,其中饱和碳酸氢钠溶液的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体,因为饱和碳酸氢钠溶液能与氯化氢气体反应,不能与二氧化碳反应。
(3)①利用浓溶液配制稀溶液的主要步骤为:计算、量取、混匀。
②溶液稀释前后溶质的质量相等,设需浓盐酸的体积为V,则V×1.18g/mL×37%=200g×10%, V的计算式为:V=。
③配制过程中需要的仪器有量筒、烧杯和玻璃棒。
(4)见答案
5.(2026·江苏扬州梅岭教育集团·一模)水是生命之源。随着经济的发展,淡水资源日益紧张,保护水资源势在必行。
(1)水是实验室中常见的溶剂。欲配制10%的氢氧化钠溶液100 g,小琴列出的实验步骤如下,正确顺序是_______(填字母)。
A.计算 B.装瓶、贴签 C.溶解 D.称、量
(2)“生命吸管”是一种便于携带和操作的净水装置。利用该装置可除去水中的泥沙、色素、异味和病菌并降低水的硬度,从而将天然水转化为饮用水,工作流程如下。
①“生命吸管”中活性炭的主要作用是_______。
②“过滤棉”和“超滤膜”的作用都是过滤,若将两者的装配位置互换,则带来的影响可能是_______。
③实验室中常用下图进行过滤操作,其中仪器a的名称是_______。操作过程中玻璃棒的作用是_______。
(3)探究水的组成。已知:具有吸水性。
①下图为水分解的微观示意图。该过程中,保持不变的微粒是_______(填名称)。
②利用下图装置测定水中氢、氧元素的质量关系。若不加装球形干燥管,则对氢元素质量测定结果的影响是(填“偏大”或“偏小”)_______。
(4)农业污水的直接排放,会引起藻类生物的过度繁殖。化学需氧量(COD)是评价水体中有机质污染的指数。硅藻土负载纳米NiO作催化剂在光照下可降低污水的COD,改善水质。探究不同NiO负载量对污水的COD降解率的影响,实验结果如下表。
实验编号
材料/g
水体积/mL
污水的COD降解率
硅藻土
NiO负载量
第1组
0.5
0
50
2%
第2组
0.5
0.1
50
10%
第3组
0.5
0.3
50
40%
第4组
0.5
0.5
50
80%
①通过数据分析可知,NiO负载量对污水的COD降解率的具体影响是_______。
②实验中需要控制的变量有_______(写两点)
③相同条件下,光照越强,污水的COD降解率越高。实验中,若NiO负载量过大易使污水的浑浊程度增强,由此会导致污水的COD降解率_______(填“降低”或“升高”)。
【答案】(1)ADCB
(2) 吸附水中的色素和异味 使“生命吸管”使用寿命变短 漏斗 引流
(3) 氢原子和氧原子 偏大
(4) 其他条件相同时,NiO负载量越大,污水的COD降解率越大 水的体积、硅藻土质量 降低
【详解】(1)用固体配制一定溶质质量分数的溶液的步骤为:计算、称量、量取、溶解、装瓶和贴标签,故顺序为ADCB。
(2) ①活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素和异味。
②过滤棉除去的是水中较大的难溶性杂质,超滤膜除去的是水中较小的难溶性杂质,位置互换,一开始就将所有难溶于水的大小颗粒全部吸附在超滤膜处,可能造成超滤膜堵塞,导致生命吸管使用寿命变短。
③仪器a为漏斗,过滤时,为防止倾倒时液体洒落,需用玻璃棒引流。
(3) ①水分解过程中,水分子分解成氢原子和氧原子,氢原子重新组合成氢分子,氧原子重新组合成氧分子,因此该过程中保持不变的微粒是氢原子和氧原子。
②不加装球形干燥管,空气中水蒸气会进入U形管内,导致U形管内吸收的水的质量增加,反应前后装置内固体减小的质量为水中氧元素质量,则水中氢元素质量等于U形管内增加的质量减去固体减小的质量,故使测定的氢元素质量偏大。
(4)①从表中的数据可知,其他条件相同时,NiO负载量越大,污水的COD降解率越大。
②探究NiO负载量的影响,根据控制变量法,需要保持其他条件一致,如水的体积、硅藻土质量、光照强度、温度等,任写两点即可。
③NiO负载量过大,使污水的浑浊程度增强,光照射不进水中,从而导致污水的COD降解率降低。
6.(2026·江苏扬州梅岭教育集团·一模)我国的铜矿产资源比较丰富,需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术,南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如)。铁与氯化铜溶液反应的化学方程式为_______。
(2)蓝铜矿的主要成分是,也常写成,其中a:b=_______。可溶于稀硫酸,先用稀硫酸浸取矿石,再电解浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形式为电能转化为_______。
(3)黄铜矿的主要成分为,其冶炼过程大致如下:
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行的操作为_______。
②沸腾炉中,发生反应,生成的直接排放会引起的环境问题是_______,工业上常用熟石灰【】吸收,该反应的化学方程式为_______(与熟石灰和二氧化碳反应相似)。
③反射炉中,沙子与杂质形成熔渣浮于上层,和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。中硫元素的化合价为-2,则铜元素的化合价为_______。
④转炉中,沙子与杂质形成炉渣,在高温条件下发生的反应过程如图:
写出→Cu的化学方程式为_______。
(4)兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验,实验原理为。
①依据上述化学方程式计算C与CuO的质量比为_______(填最简整数比),烘干CuO粉末和木炭后,将木炭在研钵中研磨,按此质量比进行实验。效果不佳。
②为获得最佳实验效果,控制C与CuO的总质量一定,按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表,由实验可知C和CuO质量比为1:10时实验效果最佳,判断依据是_______,利用数据分析其原因可能是_______。
C与CuO的质量比
反应后物质状态(“√”代表有,“×”代表无)
红色块状金属
金属光泽
黑色物质
1:9
√
√
少量
1:10
√
√
几乎无
1:11
√
×
很少
1:12
√
×
少量
1:13
√
×
较多
③反思:理论质量比并非最佳实验效果的原因可能是_______。
【答案】(1)
(2) 化学能
(3) 将矿石粉碎为碎石块以增大接触面积 酸雨 +1
(4) 反应后得到的红色块状金属有金属光泽且黑色物质几乎无 质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留,影响实验效果,1:10 时反应能充分进行 部分碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,一氧化碳还原氧化铜生成铜(答案合理即可)
【详解】(1)铁与氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁,反应的化学方程式为。故填:。
(2)可表示为,说明这两个化学式中原子个数是相同的,根据中碳原子个数为2,则a为2,中共有3个铜原子,则b为1,所以;电解时能量的主要转化形式为电能转化为化学能。故填:;化学能。
(3)①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行粉碎操作,因为将矿石粉碎可以增大反应物的接触面积,使反应更加充分,提高原料利用率。故填:将矿石粉碎为碎石块以增大接触面积。
②直接排放会引起的环境问题是酸雨;熟石灰与反应生成亚硫酸钙和水,该反应的化学方程式为。故填:酸雨;。
③在中,硫元素的化合价为-2价,设铜元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得,解得,所以铜元素的化合价为+1价。故填:+1。
④和在高温条件下反应生成铜和二氧化硫,反应的化学方程式为:。故填:。
(4)①依据化学方程式可知,C与CuO的质量比为。故填:。
②当C和CuO质量比为 1:10 时,反应后得到的红色块状金属(铜)有金属光泽,且黑色物质几乎无,表明在该质量比下,反应进行得比较完全,生成的铜的质量较多且杂质较少,所以实验效果最佳;原因可能是质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留,影响实验效果,1:10 时反应能充分进行。故填:反应后得到的红色块状金属有金属光泽且黑色物质几乎无;质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留,影响实验效果,1:10 时反应能充分进行。
③C与CuO反应的理论质量比为,而由实验可知C和CuO质量比为1:10(即4:40)时实验效果最佳,说明碳过量时效果更佳,其原因可能是部分碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,一氧化碳还原氧化铜生成铜,消耗了额外的碳。故填:部分碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,一氧化碳还原氧化铜生成铜,消耗了额外的碳(答案合理即可)。
7.(2026·江苏扬州高邮·一模)氨是一种化工原料,也是良好的储氢载体,氨的制备与转化一直备受关注。
(1)一种以氮化铝(AlN)为载体的化学链合成氨原理如图1所示。
①工业获取N2的一种原理示意图如图2所示,通过示意图分析可知氮分子直径___________氧分子直径(填“>”、“<”或“=”)。
②写出“吸氮反应”的化学方程式___________。若“吸氮反应”和“释氮反应”收集相同条件下的气体质量比,则“释氮反应”中AlN的转化率为___________。
(2)将足量AlN粉末置于60℃恒温热水中,溶液pH随时间变化如图3所示。已知:60℃时,饱和氨水pH≈13;120min后,溶液pH不再变化的原因是___________。实验表明,在其他条件相同时,氮化铝在60℃和70℃时完全反应所得溶液的pH:,原因可能为___________。
(3)其它条件相同时,向两只管式炉中分别加入负载等量Fe的MgO和SiO2催化剂载体,向管式炉中通入NH3,测得NH3分解率与温度的关系如图4所示,结合图示分析:影响NH3分解速率的可能因素有___________。
(4)已知:分解18gH2O制取H2需要吸收248.8kJ热量;而分解34g NH3制取H2只需吸收92.3kJ热量。请结合数据和物质的组成,分析NH3比H2O更适合作为储氢物质的原因有___________。
(5)工业上常用NH3消除烟气中的NO,反应原理为,现处理200kg烟气样品,其中NO的质量分数为1.8%,理论上至少需要纯净NH3多少kg?
【答案】(1) > N2+3C+Al2O3=3CO+2AlN 15%
(2) AlN已经完全反应,不再产生氨气,溶液pH不再变化 氨气在60℃的溶解度大于70℃的溶解度,温度升高,氨水分解产生氨气,氨气扩散出来碱性减弱
(3)温度、催化剂载体的种类
(4)等质量NH3和H2O制取氢气,NH3消耗的能量更少;NH3中氢元素的质量分数大于H2O,相同质量时,氨气释放的氢气更多
(5)解:烟气中NO的质量为200kg×1.8%=3.6kg
设需要纯净NH3的质量为x
解得x=1.36kg
答:现处理200kg烟气样品,理论上至少需要纯净NH31.36kg。
【详解】(1)①氧分子能通过碳分子筛,氮分子不能通过,说明氮分子直径大于氧分子。
②根据流程,吸氮反应为N2、Al2O3和C在一定条件下反应生成物CO和AlN,该反应的化学方程式为N2+3C+Al2O33CO+2AlN。设“吸氮反应”生成一氧化碳的质量为280g,则“释氮反应”生成氨气的质量为17g。设生成280g的CO时,生成的AlN的质量为m,根据“吸氮反应”的化学方程式可得:,解得m=g。另设生成17g的NH3时,参加反应的AlN的质量为n,根据“释氮反应”的化学方程式可得:,解得n= 41g。则“释氮反应”中AlN的转化率为×100%=15%。
(2)AlN已经完全反应,不再生成氨气,pH不再变化。温度越高,氨气溶解度越小,越容易挥发逸出,溶液中氨水浓度更低,碱性更弱,因此70℃时pH低于60℃。
(3)由图可知,温度越高,NH3分解率越高;相同温度下,不同载体的催化剂,NH3分解率不同,因此温度和催化剂载体的种类二者都是影响因素。
(4)从数据来看,分解18gH2O制取H2需要吸收248.8kJ热量,那么分解34gH2O吸收的热量为248.8kJ×≈469.6kJ;而分解34gNH3制取H2只需吸收92.3kJ热量。通过对比可知,等质量的NH3和H2O分解,NH3消耗的能量更少。从物质组成来看,NH3中氢元素的质量分数为×100%≈17.6%,H2O中氢元素的质量分数为×100%≈11.1%,所以NH3中氢元素的质量分数比H2O大,意味着等质量的NH3和H2O,NH3释放出更多的氢气。
(5)见答案。
8.(2026·江苏扬州宝应·一模)新能源汽车的动力电池可分为液态电池和固态电池。目前市场上以液态电池为主,图1为磷酸铁锂液态电池模型图。请阅读下列材料,回答相关问题。
材料一:现阶段新能源汽车材料
(1)汽车烤漆工艺既能助力新能源汽车的美观,更能防止车身生锈。其防锈原理是___________。
(2)不同电池的部分性能指标如图2所示。锂电池优于镍氢电池的性能是___________。
(3)锂离子电池中,负极使用铜箔作为集流体,铜箔导电性好、结构稳定,用于收集并传导负极活性物质(石墨)产生的电子。“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图3可知,温度应控制在___________内(填字母)。
A.45~49℃ B.50~52℃ C.53~55℃ D.56~60℃
材料二:下一代动力电池主流方向——固态电池
固态电池(全固态)相比传统液态锂电池,核心优势非常明显。这也是下一代动力电池、储能、消费电子的主流方向。液态电池与固态电池(理论数据)的数据对比:
项目
液态电池
固态电池
能量密度
100-350Wh/kg
400-900Wh/kg
循环充放电次数
500~2000次
10000次
续航距离(500kg电池)
400-600km
1000-1200km
安全性能
易自燃
难自燃
工作温度
-20℃~60℃
-40℃~150℃
成本
技术成熟,生产设备和工艺完善
增加10%-15%
(4)依据表格回答下列问题:
①锂电池充电电池内部会产生金属锂,充电过程属于___________变化(填“物理”或“化学”),同一辆车装500kg满电电池,___________(填“固”或“液”)态电池续航能力弱。
②某城市(冬季气温-30℃~15℃)市民建议购买配备___________(填“液态”或“固态”)电池的电动车。
③固态电池对比液态电池的说法正确的是___________(填编号)。
a.价格更便宜 b.热稳定性更好 c.电池寿命更长 d.能量密度更大
材料三:废旧电池的回收利用与相关计算
汽车废旧锂离子电池是“城市矿山”,磷酸铁锂电池采用湿法回收;其流程如图4所示。
(5)“预处理”拆解电池所得材料中含铁片、铜、铝、碳等。“酸浸”前,将材料粉碎宜在氮气氛围中进行,原因是___________。
(6)“除杂”后得溶液中,加入碳酸钾溶液可得到碳酸锂沉淀,写出该反应的化学方程式___________。其属于___________(填基本反应类型)。
(7)查阅相关资料:100吨磷酸铁锂电池中含磷酸铁锂约31.6%,计算理论上每100吨磷酸铁锂电池能制取___________吨(写出计算过程)。
的相对分子质量为:158,的相对分子质量为:74)
【答案】(1)隔绝氧气和水
(2)能量密度大
(3)C
(4) 化学 液 固态 bcd
(5)防止铜、铁、铝、碳被氧化
(6) 复分解反应
(7)解:设理论上能制取质量为x。
答:理论上能制取质量为7.4t。
【详解】(1)烤漆隔绝氧气和水可以防锈。
(2)根据图2可知,锂电池优于镍氢电池的性能是能量密度大。
(3)根据图3可知,温度应控制在53~55℃内,铜箔的抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%。
(4)①锂电池充电时内部产生金属锂,有新物质生成 ,根据化学变化和物理变化的本质区别(是否有新物质生成),可知充电过程属于化学变化;由表格可知,500kg电池时,液态电池续航距离为400-600km,固态电池续航距离为1000-1200km,所以液态电池续航能力弱。
②某城市冬季气温-30℃~15℃,液态电池工作温度-20℃~60℃,在-20℃以下性能可能受影响;固态电池工作温度-40℃~150℃,能适应某城市冬季气温,所以建议购买配备固态电池的电动车。
③a、由文中可知固态电池成本比液态电池增加10%-15%,价格更贵,a 错误;
b、固态电池工作温度范围-40℃~150℃,液态电池工作温度-20℃~60℃,固态电池热稳定性更好,b 正确;
c、固态电池循环充放电次数为10000次,液态电池为500-2000次,固态电池寿命更长,c 正确;
d、固态电池能量密度400-900wh/kg,液态电池能量密度100-350wh/kg,固态电池能量密度更大,d 正确。
故选bcd。
(5)材料粉碎宜在氮气氛围中进行可以防止铜、铁、铝、碳被氧化。
(6)碳酸钾和硫酸锂反应生成碳酸锂沉淀和硫酸钾,化学方程式为。
(7)详见答案。
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