专题21 计算题(广东专用)2026年中考化学一模分类汇编
2026-05-21
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2份
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56页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 化学的综合计算(暂存) |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 26.43 MB |
| 发布时间 | 2026-05-21 |
| 更新时间 | 2026-05-21 |
| 作者 | ☞数理化教研学苑☜ |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57973624.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦初中化学计算核心,精选2026年广东各地一模试题32道,以新能源、双碳目标等真实情境为载体,融合数据分析与工业流程,全面考查化学方程式计算及综合应用能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|计算题|32道|化学方程式计算(如中和反应、煅烧石灰石)、溶质质量分数(如稀盐酸浓度测定)、工业流程分析(如多晶硅制备、电池材料回收)|新能源情境(氢能储运、甲醇制备)、双碳目标(CO₂转化)、图表数据应用(反应时间-质量曲线、溶解度曲线)|
内容正文:
专题21 计算题
1.(2026·广东东莞·一模)某兴趣小组利用数字化实验装置对中和反应进行探究。室温下,分别取稀盐酸和8%的氢氧化钠溶液进行图1实验,反应前烧杯中溶液的质量为200 g,所得实验数据经处理后绘制出图2.
(1)烧杯中盛放的溶液是___________,稀盐酸和氢氧化钠溶液发生的反应是___________反应(填“吸热”或“放热”),整个实验过程中数量没有减少的阴离子是___________(填离子符号)。
(2)计算该稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
(3)恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为___________。
2.(2026·广东揭阳·一模)同学们从山上采集到一种石灰石,他们取80克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(m)与反应时间(t)的关系如表:
反应时间
反应后固体的质量
80
75
70
66
62
58
58
请回答下列问题:
(1)当石灰石完全反应后,生成的质量为__________g;
(2)求该石灰石中的质量分数,写出计算过程。
(3)请在如图坐标图中,画出煅烧时生成气体的质量(m)随时间(t)变化的曲线。
3.(2026·广东江门·一模)小明在帮助老师整理试剂时,发现一瓶标签受损的稀盐酸。为测定该稀盐酸的溶质质量分数,进行了如图实验。(已知:碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳)
(1)完全反应时,生成二氧化碳的质量为______g。
(2)计算该稀盐酸的溶质质量分数。
(3)恰好完全反应时,向烧杯中加入58.8g水,所得溶液的溶质质量分数为______。
4.(2026·广东·一模)一种利用载氧体(Fe2O3)进行甲烷化学链制氢的工艺原理如图所示。
(1)上述含铁氧化物中含氧量最高的是_____(填化学式)。反应器2中,反应过程中氢元素的化合价_____(填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)反应器1中反应为:完全还原160 kgFe2O3,理论上需消耗CH4的质量是多少?(写出计算过程)
(3)图所示工艺原理中,可循环利用的物质是_____(填化学式)。
(4)不同载氧体对制氢反应中的产量和纯度的影响如图2所示。若某次实验使用Fe15Cu5Al载氧体制H2:
i.使用10 kg该载氧体,实际收集到含H2的混合气体总质量为_____g。
ii.若制得的混合气体中含有杂质CO与CO2,将其作为燃料,完全燃烧共O2消耗的质量为230.56 g,则该混合气体中含有的CO2质量为_____g。
5.(2026·广东东莞·一模)多晶硅(Si)被广泛应用于光伏行业和微电子行业。
(1)改良西门子法和硅烷流化床法均能制得多晶硅,部分对比数据如图1。电耗更低的是①________法。纯度更高的是②________法。
(2)中H的化合价为,Cl的化合价为,则Si的化合价为③________。
(3)改良西门子法制备多晶硅的部分流程如图2。“合成”工序中发生反应为:,用175 t含硅(Si)量为80%的工业硅粉作为原料进行生产。(已知:、相对分子质量分别为135.5、170)
ⅰ.理论上可以制得质量是④________t(写出计算过程)。
ⅱ.得到含硅产物为Si(多晶硅)、、,三者的质量比为,则多晶硅的质量为⑤________t(结果精确到0.1)。
ⅲ.尾气中有多种反应产物,除含硅化合物外,还含有的气态化合物是⑥________。
6.(2026·广东珠海·一模)铜铝双金属材料可用于降解含硝基苯(有剧毒)的工业废水。制备该材料的流程如图:
(1)流程中酸洗的目的是除铝箔表面氧化物,如果用物理方法除去可以是_____________。
(2)“化学镀铜”过程,溶液中增加的金属离子是_______(写离子符号),镀铜后金属的质量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)废水初始pH对硝基苯降解的影响如图:pH为_________时效果显著。
(4)铜铝双金属材料中铜能催化铝还原硝基苯,提高降解率。则该过程中,铜的质量和_______不变。
(5)用H2也可还原硝基苯为苯胺(C6H7N),反应为。制得100kg纯度为93%的苯胺理论上消耗H2的质量是多少?(写出计算过程)。
7.(2026·广东珠海·一模)我国科学家致力于载人航天器中O2补充和CO2处理的研究。
(1)O2的补充
i.利用太阳能电解水制取O2,该反应的化学方程式为______。
ii.携带氧气罐。从微观角度解释,O2被压缩到氧气罐中的原因:______。
(2)CO2的处理
i.用氢氧化钠溶液处理CO2的化学反应方程式______。
ii.LiOH、NaOH均可作为处理CO2的吸收剂。相同条件下,不同吸收剂处理CO2的最大质量如图所示。对比分析,可得出的结论是______。
iii.LiOH处理CO2的原理为2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O。计算:消耗48gLiOH,理论上可处理多少克CO2(根据化学方程式计算,写出计算过程)。______
8.(2026·广东清远·一模)纳米Cu2O因具有优良的催化性能而备受关注。
Ⅰ.制备纳米Cu2O
(1)使用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O的反应为,Cu2O中Cu元素的化合价为_______。H2是一种理想的新能源,其优点是_______(写一条),请再写出一种新能源:_______。
Ⅱ.研究纳米Cu2O的用途
(2)在纳米Cu2O的催化作用下,氨气与氧气在一定温度下可以发生反应:
,工业上可用NO制备硝酸、氮肥等化工产品。17kgNH3完全反应,理论上得到NO的质量是?(写出计算过程)
(3)化学小组用题1图装置进行实验,根据所得气体的成分数据,绘制了题2图曲线。
①在纳米Cu2O的催化作用下,300℃时以产生_______为主。
②若利用后续处理装置模拟硝酸的工业制法,则最好将电热丝的温度控制在_______℃左右。
9.(2026·广东东莞·一模)纳米氧化亚铜有优越的光催化性能被应用于废水处理,同时是制备传感器和高温超导的材料。烧结法制备纳米氧化亚铜是以纯铜粉为原料,工艺流程如下:
(1)反应①是在氧气中进行灼烧,其反应的化学方程式为___________。
(2)反应②是在密闭条件下进行烧结,反应的化学方程式为。制备80 kg含的纳米氧化亚铜,理论上需要CuO的质量是多少?(写出计算过程)
(3)经检测,80 kg产品中含氧元素,则其中含CuO的质量为____kg、Cu的质量为____kg。
10.(2026·广东珠海·一模)甲醇(CH3OH)作为燃料应用于汽车领域,有助于推动能源结构优化。
(1)据图分析,CO单位排放量较高的是_________汽车。每行驶 100km,甲醇汽车比汽油汽车可减少排放 NOx的质量为_______g。
(2)CO2制备CH3OH的化学方程式CO2+3H2CH3OH+H2O。
ⅰ.该反应催化剂主要成分三氧化二铟(In2O3)属于________(填字母)。
a.氧化物 b.化合物 c.合金 d.混合物
ⅱ.若要生产48 t CH3OH,理论上至少需消耗CO2的质量是多少?(写出计算过程)_______
ⅲ.实际生产CH3OH时,还会生成CO。一定条件下,含碳产物中CH3OH和CO的质量分数分别为80%和20%,若反应了99kgCO2,则制得CH3OH的质量为________kg。
11.(2026·广东汕尾·一模)新能源汽车的快速发展依赖于动力电池的迭代升级。磷酸铁锂是液态电池或半固态电池常见的正极材料,可从中回收金属锂。预处理后先进行“酸浸”得到硫酸锂,酸浸的温度对锂元素浸出率的影响如图所示。
(1)结合图像分析,从能耗与产率角度综合考虑,“酸浸”的最佳温度应选择在_______℃左右,理由是_______。
(2)向硫酸锂溶液中加入饱和碳酸钠溶液可生成碳酸锂沉淀:。从废料中提取出370kg纯净的碳酸锂,理论上需要消耗碳酸钠的质量为多少?(写出计算过程)
(3)各种正极材料的对比如下表:
种类
磷酸亚铁锂
三元锂
钴酸锂
能量密度
中
高
极高
安全性
高
较差
差
成本
便宜
高
极高
全固态电池是未来电池发展的方向。全固态电池倾向于用三元锂或钴酸锂作正极材料,主要是因为________________,存在的问题有________________(写一条)。
12.(2026·广东东莞·一模)我国向世界宣布2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,彰显大国责任与担当。在“双碳”目标愿景下,氨气作为一种“零碳”能源前景广泛。
(1)传统合成氨。反应原理:,该反应中氮元素的化合价_______。(选填“升高”、“降低”或“不变”),所用催化剂的质量和_______在反应前后不变。
(2)电解合成氨。科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图甲所示。电源的正极产生_______(填物质名称),实验测得正极、负极所得到的气体质量比明显大于该反应的理论值,可能的原因是_______(写一点)。获得的氨气经加压变成液氨储存在气罐中,该过程中发生改变的是_______(填字母)。
A.分子的种类 B.分子的体积 C.分子的间隔
(3)工业上用液氨和二氧化碳为原料,在高温、高压条件下直接合成尿素,反应如下:。计算理论上合成15吨尿素需要液氨多少吨(写出计算过程)。
13.(2026·广东湛江·一模)铜铝双金属材料可用于处理含硝基苯的工业废水。制备该材料的流程如下:
(1)上述流程中除铝箔表面氧化物的操作为_______(选填“酸洗”或“水洗”)
(2)废水初始pH对硝基苯降解的影响如图所示,pH为_______时效果显著。
(3)金属材料“化学镀铜”过程中发生的化学方程式_______。
(4)用还原硝基苯()生成苯胺(),该反应为,若要制取93 kg的苯胺。理论上消耗的质量是多少?(写出计算过程)
14.(2026·广东珠海·一模)液氨(NH3)是一种理想的氢载体。液氢与液氨的储运性能如图所示,图中体积储氢密度是指每立方米物质所能释放的氢气质量。
(1)液氨的沸点比液氢________(填“高”或“低”),更易液化,储运成本更低。
(2)某氢能加注站每天对外供氢气216kg。采用液氨储运比液氢储运,每天可减少储运体积________m3。
(3)液氨可由氨气液化而成。含硝酸盐(如NaNO3)的废水可通过电催化转化为氨气,化学方程式为:。
ⅰ.氨气(NH3)中氮元素的化合价是________。
ⅱ.若要生产34kgNH3,理论上至少需要含NaNO385%的废水________kg?(写出计算过程)
ⅲ.实际生产NH3时,还会生成NH2OH。一定条件下,含氮产物中NH3与NH2OH的质量比为68:33,若反应消耗85kgNaNO3,则生成NH3质量为________kg。
15.(2026·广东珠海·一模)碳酸锂(Li2CO3)是锂电池核心原料.用湿法回收废旧电池制备的工艺如图1。
任务一:认识原材料
(1)酸溶过程中需质量分数为9.8%的稀硫酸。实验室若用质量分数为98%的浓硫酸配制100g该浓度的稀硫酸,则需要98%的浓硫酸____g,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、细口瓶和____。
任务二:揭秘工艺原理
(2)“酸溶”反应2LiCoO2+H2O2+3H2SO4 = Li2SO4+2CoSO4+▢+4H2O,▢的化学式为____。
(3)“蒸发浓缩”时发生反应Li2SO4+Na2CO3 = Li2CO3 ↓+Na2SO4,使用110kg含质量分数为20%的硫酸锂溶液,计算理论上可制得Li2CO3 的质量。(写出计算过程)。
任务三:掌握碳酸锂的性质
(4)图2为Li2CO3的溶解度曲线,t2℃时1008g饱和Li2CO3溶液中含____g水,蒸发900g水后,再降温至t1°C,共析出____g固体Li2CO3。
16.(2026·广东深圳·一模)某兴趣小组对自制汽水产生浓厚兴趣,查阅资料并展开实验。
【查阅资料】自制汽水需使用蔗糖、食品级碳酸氢钠()、食品级柠檬酸()和饮用水。碳酸氢钠和柠檬酸在溶液中发生反应:。自制汽水蔗糖的质量分数为口感最佳。
(1)准备所需原料
小组同学准备往塑料瓶注入500 g水,按最佳口感计算需要蔗糖25 g。若20℃时,蔗糖溶解度为204 g,则该溶液为蔗糖的________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)若完全反应,理论上生成的质量是多少?(根据化学方程式计算,并写出计算过程,的相对分子质量为84)
(3)制备流程,如下图
①加入柠檬酸后立即旋紧瓶盖的原因是________。
②如果在炎热的夏天,将制得的汽水放入冰箱冷藏一段时间后取出,打开瓶盖时可能会有气泡产生,原因是取出后溶解度________(填“增大”或“减小”)。
(4)检验
可用澄清石灰水检验自制汽水生成的气体为,反应的化学方程式为________。
17.(2026·广东珠海·一模)我国高度重视并积极推动氢能技术与产业发展,近年来我国制氢量已位居世界第一。
(1)制氢方法一:水光解制氢。
①水在光催化剂作用下制备氢气的原理如图1所示。光解水时,由 ___________能转化为化学能;在反应过程中,光催化剂在反应前后的质量和 ___________不变。
制氢方法二:我国科学家发明了一种用稀土元素铈(Ce)的氧化物为催化剂将甲烷中的氢元素转化为氢气的工艺,反应原理如图2所示。
②三氧化二铈(Ce2O3)中铈元素的化合价是 ___________。
③反应器Ⅱ中发生的反应:。
现有200kg含甲烷90%的天然气(杂质不参与反应)通入反应器Ⅱ中,若甲烷完全反应,理论上反应器Ⅱ中最多生成Ce2O3的质量是多少?(写出计算过程,可能用到的相对原子质量:C-12、H-1、O-16、Ce-140)___________
(2)氢能优点:其被称为最理想的清洁能源原因是 ___________。(用化学方程式表示)
18.(2026·广东·一模)铁红(主要成分是Fe2O3)颜色鲜艳,稳定无毒,是中国传统红色颜料的重要着色剂。用绿矾(FeSO4·7H2O)制备铁红的两种方法如图1所示。
(1)方法1是《天工开物》等古文中所记载的直接焙烧“绿矾”制备“铁红”的方法,其原理为,其中X的化学式为________。
(2)方法2中,反应i发生的主要反应为:。现有100kg溶质的质量分数为15.2%的FeSO4溶液,理论上可得到FeO(OH)的质量为多少?_______(写出计算过程)
(3)图2为发生反应ⅱ时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响,根据该图分析,煅烧的最佳温度为________℃。
(4)现代企业常用方法2制铁红,对比方法1,其优点有___________(写出一条即可)。
(5)实验室中也可用铁粉制Fe2O3。若反应前铁粉质量为2.1g,理论上可得到的Fe2O3的质量为___________g。
19.(2026·广东广州·一模)氢能是一种绿色能源,氢气的制取、储存和利用意义重大。
I、用氢
(1)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时,_______能转化为电能。从氢气燃烧产物的角度分析,氢气能够作为汽车更清洁的能源的原因是_______。
II、制氢
(2)请按电解水的变化过程,将图1中的三种状态排序:_______(用图中的字母表示)。
在该化学反应过程中,保持不变的微粒是_______(填写微粒名称)。
(3)请从微观角度描述图2中B电极表面产生H2的过程_______。
III、储氢、释氢(查阅资料:氢氧化镁难溶于水)。
(4)一种镁铝合金(Mg17Al12)可用于储氢,将一定比例的金属镁和铝熔炼即可得到。熔炼时须通入氩气,其目的是_______。
(5)开始时反应速率较快,随后反应速率迅速减慢,最终停止,导致较多量的固体MgH2剩余。反应速率迅速减慢并最终停止的原因是_______。最终释氢释放的H2比储氢吸收的H2_______。(选填“多”或“少”或“不变”)
(6)释氢反应中,若有39吨MgH2参加反应,则理论上可以产生氢气的质量为多少吨?(请将计算过程写到答题纸上)
20.(2026·广东广州·一模)全球首个液态阳光项目由中国的李灿院士团队提出,该项目通过太阳能等可再生能源技术,将二氧化碳和水转化为甲醇()等产品,促进“双碳”目标的实现。转化和利用甲醇流程如图所示。
(1)应用该技术转化甲醇的化学方程式:
ⅰ.该流程中可以循环使用的物质有___________(填一种)。
ⅱ.若一辆轿车到某地要消耗汽油8升,一升汽油燃烧约产生2.5 kg的二氧化碳,要将行驶过程中产生的二氧化碳全部转化为甲醇,理论上可得到甲醇的质量为___________。 (写出计算过程,结果保留一位小数)
(2)在一定条件下,甲醇的产率变化如图所示,为提高甲醇的产率,最佳反应条件为___________。
(3)现有一定质量的甲醇不完全燃烧,生成CO、和水蒸气的混合气体150 kg,经测定混合气体中碳元素质量分数为16%,则参加反应的氧气质量为___________kg。
21.(2026·广东深圳·一模)化学兴趣小组开展“发热袋的模拟制作”跨学科实践活动。
任务一:选择发热剂
【调查研究】常见的发热剂主要是生石灰和醋酸钠()等。
(1)①用化学方程式解释生石灰作为发热剂的反应原理______。该反应放热过于剧烈,且产物有腐蚀性,不宜选择。
②醋酸钠作为发热剂使用安全环保,可重复利用。发热袋材料应具有的性质是______(任写一条)
(2)利用和纯碱()自制醋酸钠,反应原理为:。计算制82 g醋酸钠需要纯碱的质量。
任务二:制作发热袋
【查阅资料】Ⅰ.过饱和溶液中所含溶质的量大于在该温度下饱和溶液中溶质含量,一般由较高温度的饱和溶液缓慢平稳冷却形成。搅拌溶液、溶液受到震动、摩擦容器壁或投入固体“晶种”,过量溶质就会结晶析出。
Ⅱ.醋酸钠在不同温度下的溶解度如下:
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
36.2
46.4
65.6
139
153
170
(3)将76.5 g醋酸钠与50 g水混合加热至______℃以上,固体恰好完全溶解。将其装入发热袋内平稳降温至20℃,无晶体析出,得到醋酸钠的过饱和溶液。
任务三:保存与使用
(4)挤压发热袋即可使其发热。由此提出保存未使用的发热袋的一条注意事项______。
22.(2026·广东梅州·一模)二氧化碳(CO2)作为最主要的温室气体,其低能耗捕集、转化和利用正受到世界的关注。科学家研究发现,在一定条件下可以将CO2转化为某固体单质X,反应原理如图1所示。
(1)过程Ⅰ:固体单质X为_____(填名称)。
(2)过程Ⅱ的化学方程式为若用116t含Fe3O480%的磁铁矿,理论上可制得FeO的质量是多少?(写出计算过程)
(3)生产电动车锂电池所用到的草酸亚铁()在不同温度下分解能得到不同的铁的氧化物,同时放出气体。
i.草酸亚铁()中碳、氧元素的质量比为_____(填最简整数比)。
ii.43.2g受热分解所得固体质量随温度的变化如图2所示。___℃时,固体M开始分解,固体M的化学式为_____。
23.(2026·广东梅州·一模)高纯氧化铁(Fe2O3)又称“引火铁”,在现代工业上有广泛应用前景。某工厂利用废铁屑(主要含Fe和Fe2O3)制取FeCO3进而制备Fe2O3的流程如图所示。
已知:i.Fe能将转化为;ii.4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
(1)操作1的名称为___________。
(2)溶解池中得到的溶液的溶质是、以及___________(填化学式)。
(3)还原池中加入过量铁粉的作用是___________。
(4)若要生产320t,理论上至少要消耗的质量为多少?(写出计算过程)
(5)实际生产时,在空气中煅烧生成,还会生成FeO。现煅烧1160t的,完全反应后得到640t,则制得FeO的质量为___________t。
24.(2026·广东东莞·一模)我国提出2060年前要实现“碳中和”,减排战略即捕集、利用与储存,下图是利用生产甲醇的简易流程。
(1)该流程属于___________(填“捕集”“利用”或“储存”)。“反应I”产生的在连接电源___________极的容器中产生;中氢元素的化合价为___________。
(2)已知“反应II”的化学方程式为要产生的,理论上可消耗的质量是___________kg(写出计算过程)。
(3)上述流程中可循环利用的物质是___________(填化学式)。
25.(2026·广东汕头·一模)水垢是由溶解在水中的 Ca2+ 和 Mg2+ 转化成的不溶于水固体,主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。化学兴趣小组的同学收集了烧开水水壶壁上的一些水垢,进行以下实验。
(1)同学们取12.9g 水垢,研磨后加入稀盐酸,当不再有气泡产生时,共用去100g稀盐酸,同时收集到2.2g气体。求水垢中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
(2)同学们查阅资料得知:Mg(OH)2在350℃~380℃能分解成MgO和H2O;CaCO3在550℃~900℃ 能分解成 CaO 和CO2 ;水垢中的其它物质加热时不发生反应。同学们另取12.9g 水垢进行加热,测得剩余固体随温度的变化如图所示,则加热到1000℃时剩余固体X的值为___________。且固体中MgO 的质量分数是___________(计算结果精确到0.1%)。
26.(2026·广东汕头·一模)芯片被称为“现代工业的粮食”,高纯度的硅可用于制造计算机芯片。工业上常用焦炭在高温下和二氧化硅反应制取硅,主要反应为。
(1)硅在地壳中的含量居第________位。
(2)反应中焦炭表现出________性(填“氧化”或“还原”);
(3)中氧元素的质量分数为________。(精确到0.1%,此空2分)
(4)如图,生成一氧化碳的质量为________kg。
(5)根据化学方程式计算,至少需要焦炭的质量是多少(写出计算过程)?
27.(2026·广东·一模)金属钒(V)及其化合物在工业生产中有重要应用。可用于制备偏钒酸铵,制备流程如图1所示:
查阅资料:①溶解时,发生的反应为:;
沉钒时,发生的反应为:;
②pH值对沉钒率的影响如图2所示。
(1)中钒元素与氧元素的质量比是___________。(填最简比)
(2)91g恰好与1000gNaOH溶液完全反应,计算NaOH溶液的溶质质量分数___________。(写计算过程)
(3)实验表明,pH=___________时,沉钒率最高。
(4)当沉钒率为90%,91g可制得的质量为___________g。
28.(2026·广东揭阳·一模)化学兴趣小组为测定某大理石样品中CaCO3的含量,进行如下实验:取18.0g样品置于烧杯中,向其中加入质量分数为5%的稀盐酸(样品中杂质不与盐酸反应),测得生成气体的质量与加入盐酸的质量关系如图所示,请回答下列问题
(1)实验室现有质量分数为20%的盐酸50.0g,最多可配制质量分数为5%的盐酸____g。
(2)在样品充分反应后,产生气体的质量为_____g。图中“A”点的溶质是_____。(填化学式)。
(3)计算该样品中CaCO3的质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%)
29.(2026·广东深圳·一模)液氨(NH3)是一种理想的氢载体。液氢与液氨的储运性能如图所示,图中体积储氢密度是指每立方米物质所能释放的氢气质量。
(1)液氨的沸点比液氢___________(填“高”或“低”),更易液化,储运成本更低。
(2)某氢能加注站每天对外供氢气216kg。采用液氨储运比液氢储运,每天可减少储运体积___________m3。
(3)液氨可由氨气液化而成。含硝酸盐(如NaNO3)的废水可通过电催化转化为氨气,化学方程式为:。
ⅰ.氨气(NH3)中氮元素的化合价是___________。
ⅱ.若要生产34kgNH3,理论上至少需要含NaNO385%的废水___________kg?(写出计算过程)
30.(2026·广东惠州·一模)烟气脱硫是有效降低空气污染,实现“变废为宝”的重要措施。
(1)据上图分析,单位热值排放量较少的燃料是____。每提供100的热量,天然气比液化石油气可减少排放的的质量为____。
(2)使用石灰石进行烟气脱硫的化学方程式为:
i.某钢铁厂每年燃煤产生64t,若通过以上反应吸收,理论上至少需消耗石灰石(含质量分数为90%)的质量是多少?(写出计算过程,计算结果保留一位小数)____
ii.实际脱硫过程中,还会生成,中S的化合价为____。一定条件下,含硫产物中和的质量比为。若反应了,则生成的质量为____。
31.(2026·广东东莞·一模)甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一,主要流程如图1:
(1)制氢的原理用化学方程式可以表示为,要生产3.2t氢气,理论上至少需消耗的质量是多少?(写出计算过程)
(2)已知:可以将除去转化为,体积分数和消耗率随时间变化关系(如图2)所示。从时开始,体积分数显著降低,的消耗率变________(填“快”或“慢”)。当消耗率约为35%时已失效,可能的原因是:________。
(3)氢气可以直接加压储存,从微粒视角分析,发生改变的是________。
(4)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与反应生成,中与的质量比为12:1,则________。
32.(2026·广东东莞·一模)同学们借助传感器研究氢氧化钠溶液与稀硫酸的中和反应,实验过程中溶液pH及温度的变化如图1和图2所示。
(1)由图1可知该实验是将______(填“酸滴入碱”或“碱滴入酸”)中,由图2可知,此反应属于______反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)a、b、c、d四点对应的溶液中,能使酚酞试液变红的是______(填标号)。d点对应溶液的溶质是______(填化学式)。
(3)下列有关说法,正确的是______(不定项)
A.a→b时,溶液的温度在升高
B.a→c时,溶液的pH在减小
C.b→c时,钠盐的质量在增加
(4)利用溶质质量分数为20%的氢氧化钠溶液测定100g某溶液中的硫酸的质量分数(该溶液中的其他物质不与氢氧化钠反应)。消耗的氢氧化钠溶液的质量与反应过程中溶液pH的变化关系如图3所示。试计算∶
①当恰好完全反应时,所消耗的氢氧化钠溶液中溶质的质量为____g。(不需要计算过程)
②计算该溶液中硫酸的质量分数______(写出计算过程)
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专题21 计算题
1.(2026·广东东莞·一模)某兴趣小组利用数字化实验装置对中和反应进行探究。室温下,分别取稀盐酸和8%的氢氧化钠溶液进行图1实验,反应前烧杯中溶液的质量为200 g,所得实验数据经处理后绘制出图2.
(1)烧杯中盛放的溶液是___________,稀盐酸和氢氧化钠溶液发生的反应是___________反应(填“吸热”或“放热”),整个实验过程中数量没有减少的阴离子是___________(填离子符号)。
(2)计算该稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
(3)恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为___________。
【答案】(1) 稀盐酸 放热
(2)pH=7时,氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应,此时消耗氢氧化钠溶液的质量为100g
解:设该稀盐酸的溶质质量分数为x
x=3.65%
答:该稀盐酸的溶质质量分数为3.65%
(3)3.9%
【详解】(1)由图2可知,一开始pH小于7,随着反应的进行,pH逐渐增大至大于7,故该实验是将氢氧化钠溶液滴入稀盐酸中,则烧杯中盛放的溶液是稀盐酸;
由图2可知,随着反应的进行温度逐渐升高,则该反应是放热反应;
该实验中氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,钠离子和氯离子没有参与反应,则数量没有减少的阴离子是:;
(2)见答案;
(3)解:设反应生成氯化钠的质量为y
y=11.7g
则恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为:
答:恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为3.9%。
2.(2026·广东揭阳·一模)同学们从山上采集到一种石灰石,他们取80克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(m)与反应时间(t)的关系如表:
反应时间
反应后固体的质量
80
75
70
66
62
58
58
请回答下列问题:
(1)当石灰石完全反应后,生成的质量为__________g;
(2)求该石灰石中的质量分数,写出计算过程。
(3)请在如图坐标图中,画出煅烧时生成气体的质量(m)随时间(t)变化的曲线。
【答案】(1)22
(2)设该石灰石中CaCO3的质量为
则该石灰石中CaCO3的质量分数为:
答:该石灰石中CaCO3的质量分数为62.5%。
(3)
【详解】(1)由表中数据可知,反应到t5时反应后固体的质量不再减少,即t5时石灰石中碳酸钙完全反应,减小的质量就是生成的二氧化碳的质量为80g-58g=22g;
(2)解析见答案;
(3)由表中的数据可知,t1、t2、t3、t4、t5时生成的二氧化碳的质量分别是5g、5g、4g、4g、4g。煅烧时生成气体的质量(m)随时间(t)变化的曲线如下:。
3.(2026·广东江门·一模)小明在帮助老师整理试剂时,发现一瓶标签受损的稀盐酸。为测定该稀盐酸的溶质质量分数,进行了如图实验。(已知:碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳)
(1)完全反应时,生成二氧化碳的质量为______g。
(2)计算该稀盐酸的溶质质量分数。
(3)恰好完全反应时,向烧杯中加入58.8g水,所得溶液的溶质质量分数为______。
【答案】(1)8.8
(2)设100g该稀盐酸中溶质的质量为x。
=
x=14.6g
该稀盐酸的溶质质量分数为×100%=14.6%
答:该稀盐酸的溶质质量分数为14.6%。
(3)11.7%
【详解】(1)化学反应前后,物质的总质量不变,则生成的二氧化碳的质量为50g+100g-141.2g=8.8g。
(2)见答案。
(3)设生成的氯化钠的质量为y,则
解得y=23.4g
则所得溶液的溶质质量分数为。
4.(2026·广东·一模)一种利用载氧体(Fe2O3)进行甲烷化学链制氢的工艺原理如图所示。
(1)上述含铁氧化物中含氧量最高的是_____(填化学式)。反应器2中,反应过程中氢元素的化合价_____(填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)反应器1中反应为:完全还原160 kgFe2O3,理论上需消耗CH4的质量是多少?(写出计算过程)
(3)图所示工艺原理中,可循环利用的物质是_____(填化学式)。
(4)不同载氧体对制氢反应中的产量和纯度的影响如图2所示。若某次实验使用Fe15Cu5Al载氧体制H2:
i.使用10 kg该载氧体,实际收集到含H2的混合气体总质量为_____g。
ii.若制得的混合气体中含有杂质CO与CO2,将其作为燃料,完全燃烧共O2消耗的质量为230.56 g,则该混合气体中含有的CO2质量为_____g。
【答案】(1) Fe2O3 降低
(2)解:设理论上需要消耗CH4的质量为x
解得:
答:理论上消耗的质量为12 kg。
(3)Fe2O3
(4) 30(或30.0) 0.92
【详解】(1)分别计算三种含铁氧化物中氧元素的质量分数:
FeO:;Fe3O4:;Fe2O3: ,因此含氧量最高的是Fe2O3。
反应器2中,反应物H2O中H为+1价,生成物H2是单质,H为0价,因此氢元素化合价降低。
(2)详见答案。
(3)由流程图可知,反应最终重新生成Fe2O3,可以回到反应器1重新利用。
(4)i.由图2可知,Fe15Cu5Al的H2产量为2.88 g/kg载氧体,H2纯度为96%。 10 kg载氧体生成H2的质量为:2.88 g/kg×10 kg=28.8 g,因此混合气体总质量为。
ii.H2质量为28.8 g,H2燃烧消耗O2质量:,,因此杂质中CO总共消耗O2质量为230.56 g-230.4 g=0.16 g,杂质的总质量为30 g-28.8 g=1.2 g。
设CO质量为,
,解得
因此CO2质量为1.2 g-0.28 g=0.92 g。
5.(2026·广东东莞·一模)多晶硅(Si)被广泛应用于光伏行业和微电子行业。
(1)改良西门子法和硅烷流化床法均能制得多晶硅,部分对比数据如图1。电耗更低的是①________法。纯度更高的是②________法。
(2)中H的化合价为,Cl的化合价为,则Si的化合价为③________。
(3)改良西门子法制备多晶硅的部分流程如图2。“合成”工序中发生反应为:,用175 t含硅(Si)量为80%的工业硅粉作为原料进行生产。(已知:、相对分子质量分别为135.5、170)
ⅰ.理论上可以制得质量是④________t(写出计算过程)。
ⅱ.得到含硅产物为Si(多晶硅)、、,三者的质量比为,则多晶硅的质量为⑤________t(结果精确到0.1)。
ⅲ.尾气中有多种反应产物,除含硅化合物外,还含有的气态化合物是⑥________。
【答案】(1) 硅烷流化床 改良西门子法
(2)+2
(3) 解:设理论上可以制得质量是x。
答:理论上可以制得质量是677.5t。 31.1 (或氯化氢)
【详解】(1)根据图1数据,白色柱代表电耗,硅烷流化床法电耗,低于改良西门子法的;黑色柱代表产品纯度,改良西门子法纯度15 N,高于硅烷流化床法的9 N。
(2)化合物中所有元素化合价代数和为0,中氢元素为+1价,氯元素为-1价,设化合价为x,则,解得。
(3)i、根据硅与的质量比可计算出的质量,详细计算过程可参考答案。
ii、设多晶硅质量为112a,为542a,为1700a,总硅元素质量为140 t,中硅元素质量:
中硅元素质量:,则硅元素总质量为:,得,则多晶硅质量。
iii、还原工序中和反应生成多晶硅,同时生成氯化氢,是单质,因此除含硅化合物外,气态化合物是氯化氢。
6.(2026·广东珠海·一模)铜铝双金属材料可用于降解含硝基苯(有剧毒)的工业废水。制备该材料的流程如图:
(1)流程中酸洗的目的是除铝箔表面氧化物,如果用物理方法除去可以是_____________。
(2)“化学镀铜”过程,溶液中增加的金属离子是_______(写离子符号),镀铜后金属的质量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)废水初始pH对硝基苯降解的影响如图:pH为_________时效果显著。
(4)铜铝双金属材料中铜能催化铝还原硝基苯,提高降解率。则该过程中,铜的质量和_______不变。
(5)用H2也可还原硝基苯为苯胺(C6H7N),反应为。制得100kg纯度为93%的苯胺理论上消耗H2的质量是多少?(写出计算过程)。
【答案】(1)砂纸打磨
(2) Al3+ 增大
(3)2
(4)化学性质
(5)解:设制得100kg纯度为93%的苯胺理论上消耗H2的质量为x。
答:制得100kg纯度为93%的苯胺理论上消耗H2的质量为6kg。
【详解】(1)铝箔表面的氧化物是致密的氧化铝薄膜,可以用砂纸打磨。
(2)化学镀铜时,铝与硫酸铜发生置换反应:,溶液中增加的金属离子是Al3+;
反应中,每54份质量的Al反应生成192份质量的Cu,固体质量增大,因此镀铜后金属的质量增大。
(3)从柱状图可以看出,pH为2时,硝基苯降解率接近100%,效果显著。
(4)铜作为催化剂,在反应中质量和化学性质不变。
(5)见答案。
7.(2026·广东珠海·一模)我国科学家致力于载人航天器中O2补充和CO2处理的研究。
(1)O2的补充
i.利用太阳能电解水制取O2,该反应的化学方程式为______。
ii.携带氧气罐。从微观角度解释,O2被压缩到氧气罐中的原因:______。
(2)CO2的处理
i.用氢氧化钠溶液处理CO2的化学反应方程式______。
ii.LiOH、NaOH均可作为处理CO2的吸收剂。相同条件下,不同吸收剂处理CO2的最大质量如图所示。对比分析,可得出的结论是______。
iii.LiOH处理CO2的原理为2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O。计算:消耗48gLiOH,理论上可处理多少克CO2(根据化学方程式计算,写出计算过程)。______
【答案】(1) 2H2O2H2↑+O2↑ 分子之间有间隔,增大压强,分子间隔变小
(2) 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 相同条件下,等质量的LiOH吸收CO2的质量比NaOH多 设理论上可处理CO2的质量为x。
=
x=44g
答:理论上可处理44gCO2。
【详解】(1)i.水在通电的条件下生成氢气和氧气。
ii.略
(2)i.氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水
ii.根据图像可知,相同质量的氢氧化锂比氢氧化钠吸收的二氧化碳多
iii.见答案
8.(2026·广东清远·一模)纳米Cu2O因具有优良的催化性能而备受关注。
Ⅰ.制备纳米Cu2O
(1)使用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O的反应为,Cu2O中Cu元素的化合价为_______。H2是一种理想的新能源,其优点是_______(写一条),请再写出一种新能源:_______。
Ⅱ.研究纳米Cu2O的用途
(2)在纳米Cu2O的催化作用下,氨气与氧气在一定温度下可以发生反应:
,工业上可用NO制备硝酸、氮肥等化工产品。17kgNH3完全反应,理论上得到NO的质量是?(写出计算过程)
(3)化学小组用题1图装置进行实验,根据所得气体的成分数据,绘制了题2图曲线。
①在纳米Cu2O的催化作用下,300℃时以产生_______为主。
②若利用后续处理装置模拟硝酸的工业制法,则最好将电热丝的温度控制在_______℃左右。
【答案】(1) +1 热值高/燃烧产物为水,不污染空气/原料来源广(合理即可) 太阳能/风能/地热能/潮汐能/核能(合理即可)
(2)解:设理论上得到NO的质量是
答:理论上得到NO的质量30kg。
(3) 氮气/N2 900
【详解】(1)化合物中各元素正负化合价代数和为0,O元素常规化合价为−2价。设Cu元素化合价为,,解得,Cu2O中Cu元素的化合价为+1。任选一条即可:燃烧产物只有H2O,无污染;燃烧热值高;原料来源广泛。太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能都属于新能源。
(2)解析见答案。
(3)①结合题2图曲线,300℃温度下,NO和H2O的产率之和约为20%,N2的产率约为80%。虽然N2产率最高,但该反应的目的是制备NO,N2是副产物。因此,在纳米Cu2O的催化作用下,300℃时以产生NO和H2O为主。
②工业制硝酸的核心起始步骤是制取NO,需要NO的产率达到最大值。由图像可知,900℃时NO产率达到峰值,因此最佳温度控制在900℃左右。
9.(2026·广东东莞·一模)纳米氧化亚铜有优越的光催化性能被应用于废水处理,同时是制备传感器和高温超导的材料。烧结法制备纳米氧化亚铜是以纯铜粉为原料,工艺流程如下:
(1)反应①是在氧气中进行灼烧,其反应的化学方程式为___________。
(2)反应②是在密闭条件下进行烧结,反应的化学方程式为。制备80 kg含的纳米氧化亚铜,理论上需要CuO的质量是多少?(写出计算过程)
(3)经检测,80 kg产品中含氧元素,则其中含CuO的质量为____kg、Cu的质量为____kg。
【答案】(1)
(2)解:设理论上需要CuO的质量为x
答:理论上需要CuO的质量为40kg。
(3) 8 0
【详解】(1)反应①是铜在氧气中、500~600℃条件下灼烧生成氧化铜,化学方程式为。
(2)见答案。
(3)80kg样品含90% Cu2O,氧化亚铜中氧元素的质量为,氧化铜中氧元素的质量为,则氧化铜的质量为,样品中铜的质量为。
10.(2026·广东珠海·一模)甲醇(CH3OH)作为燃料应用于汽车领域,有助于推动能源结构优化。
(1)据图分析,CO单位排放量较高的是_________汽车。每行驶 100km,甲醇汽车比汽油汽车可减少排放 NOx的质量为_______g。
(2)CO2制备CH3OH的化学方程式CO2+3H2CH3OH+H2O。
ⅰ.该反应催化剂主要成分三氧化二铟(In2O3)属于________(填字母)。
a.氧化物 b.化合物 c.合金 d.混合物
ⅱ.若要生产48 t CH3OH,理论上至少需消耗CO2的质量是多少?(写出计算过程)_______
ⅲ.实际生产CH3OH时,还会生成CO。一定条件下,含碳产物中CH3OH和CO的质量分数分别为80%和20%,若反应了99kgCO2,则制得CH3OH的质量为________kg。
【答案】(1) 汽油 23
(2) ab 解:理论上至少需消耗CO2的质量为x
x=66t
答:理论上至少需消耗CO2的质量为66t。 56
【详解】(1)根据柱状图数据:单位排放量汽油汽车()远高于甲醇汽车,因此单位排放量较高的是汽油汽车。
每行驶,甲醇汽车总排放量为,汽油汽车为,减少排放的质量为。
(2)ⅰ三氧化二铟()是由不同种元素组成的纯净物,属于纯净物中的化合物,是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,属于化合物中的氧化物;合金是一种金属和其他金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,属于混合物。
ⅱ见答案。
ⅲ根据反应前后碳元素质量守恒:中碳元素总质量=。 设制得的质量为,由质量分数关系可知=。 则: 。 解得:。
11.(2026·广东汕尾·一模)新能源汽车的快速发展依赖于动力电池的迭代升级。磷酸铁锂是液态电池或半固态电池常见的正极材料,可从中回收金属锂。预处理后先进行“酸浸”得到硫酸锂,酸浸的温度对锂元素浸出率的影响如图所示。
(1)结合图像分析,从能耗与产率角度综合考虑,“酸浸”的最佳温度应选择在_______℃左右,理由是_______。
(2)向硫酸锂溶液中加入饱和碳酸钠溶液可生成碳酸锂沉淀:。从废料中提取出370kg纯净的碳酸锂,理论上需要消耗碳酸钠的质量为多少?(写出计算过程)
(3)各种正极材料的对比如下表:
种类
磷酸亚铁锂
三元锂
钴酸锂
能量密度
中
高
极高
安全性
高
较差
差
成本
便宜
高
极高
全固态电池是未来电池发展的方向。全固态电池倾向于用三元锂或钴酸锂作正极材料,主要是因为________________,存在的问题有________________(写一条)。
【答案】(1) 60 能耗较低的条件下取得更高的浸出率
(2)解:设理论上需要消耗碳酸钠的质量为。
解得
答:理论上需要消耗碳酸钠的质量为530kg
(3) 能量密度高 安全性差(或成本高)
【详解】(1)根据图像可知,60℃左右时,能耗较低的条件下锂元素的浸出率较高。
(2)详见答案。
(3)根据表格信息可知,三元锂或钴酸锂的能量密度高,故全固态电池倾向于用作正极材料,存在的问题有安全性差(或成本高)。
12.(2026·广东东莞·一模)我国向世界宣布2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,彰显大国责任与担当。在“双碳”目标愿景下,氨气作为一种“零碳”能源前景广泛。
(1)传统合成氨。反应原理:,该反应中氮元素的化合价_______。(选填“升高”、“降低”或“不变”),所用催化剂的质量和_______在反应前后不变。
(2)电解合成氨。科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图甲所示。电源的正极产生_______(填物质名称),实验测得正极、负极所得到的气体质量比明显大于该反应的理论值,可能的原因是_______(写一点)。获得的氨气经加压变成液氨储存在气罐中,该过程中发生改变的是_______(填字母)。
A.分子的种类 B.分子的体积 C.分子的间隔
(3)工业上用液氨和二氧化碳为原料,在高温、高压条件下直接合成尿素,反应如下:。计算理论上合成15吨尿素需要液氨多少吨(写出计算过程)。
【答案】(1) 降低 化学性质
(2) 氧气 氨气溶解于水(合理即可) C
(3)解:设需要液氨的质量为x
x=8.5t
答:需要液氨的质量为8.5t。
【详解】(1)反应物是单质,其中氮元素化合价为0;生成物中氢元素为+1价,根据化合物化合价代数和为0,可算出氮元素为-3价,因此氮元素化合价降低;
催化剂在化学反应前后,质量和化学性质均不发生改变。
(2)由装置图可知,电源正极连接的电极上转化为,因此正极产生的物质是氧气(或);
在电解过程中,负极生成的氨气会部分溶解在电解质溶液(水)中,导致实际从溶液中逸出并被收集到的氨气质量小于理论产量。而正极生成的氧气难溶于水,几乎全部被收集。因此,负极气体实测质量偏低,使得正负极气体质量比明显大于理论值。
氨气加压变为液氨是物理变化,分子种类和分子体积均不改变,仅分子间间隔减小,因此选C。
(3)见答案。
13.(2026·广东湛江·一模)铜铝双金属材料可用于处理含硝基苯的工业废水。制备该材料的流程如下:
(1)上述流程中除铝箔表面氧化物的操作为_______(选填“酸洗”或“水洗”)
(2)废水初始pH对硝基苯降解的影响如图所示,pH为_______时效果显著。
(3)金属材料“化学镀铜”过程中发生的化学方程式_______。
(4)用还原硝基苯()生成苯胺(),该反应为,若要制取93 kg的苯胺。理论上消耗的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)酸洗
(2)2
(3)
(4)解:设理论上消耗H2的质量为x
x=6kg
答:理论上消耗H2的质量为6kg。
【详解】(1)铝箔表面的氧化物氧化铝难溶于水,但是能与酸反应生成相应的可溶性盐和水,故应选择酸洗;
(2)由图可知,pH=2时,硝基苯降解率最高,此时效果显著;
(3)由图可知,金属材料“化学镀铜”过程中发生的是铝与硫酸铜的反应;
(4)见答案。
14.(2026·广东珠海·一模)液氨(NH3)是一种理想的氢载体。液氢与液氨的储运性能如图所示,图中体积储氢密度是指每立方米物质所能释放的氢气质量。
(1)液氨的沸点比液氢________(填“高”或“低”),更易液化,储运成本更低。
(2)某氢能加注站每天对外供氢气216kg。采用液氨储运比液氢储运,每天可减少储运体积________m3。
(3)液氨可由氨气液化而成。含硝酸盐(如NaNO3)的废水可通过电催化转化为氨气,化学方程式为:。
ⅰ.氨气(NH3)中氮元素的化合价是________。
ⅱ.若要生产34kgNH3,理论上至少需要含NaNO385%的废水________kg?(写出计算过程)
ⅲ.实际生产NH3时,还会生成NH2OH。一定条件下,含氮产物中NH3与NH2OH的质量比为68:33,若反应消耗85kgNaNO3,则生成NH3质量为________kg。
【答案】(1)高
(2)1
(3) -3 解:设若要生产34kgNH3,理论上至少需要NaNO3的质量为x
废水质量:
答:要生产34kgNH3,理论上至少需要NaNO3的质量为200kg。 13.6
【详解】(1)从图中可知:液氨沸点为-33.5oC,液氢沸点为-252.9oC,所以液氨的沸点比液氢高,沸点越高越容易液化,储运成本更低,故填写:高。
(2)从图中得到:液氢体积储氢密度为72kg/m3,液氨体积储氢密度为108kg/m3,每天供应氢气216kg:液氢储运体积:,液氨储运体积:,则采用液氨储运比液氢储运,每天可减少储运体积,故填写:1。
(3)ⅰ.NH3中氢元素化合价为+1,设氮元素化合价为x,根据化合物中,正负化合价代数和为零原则可知,,解得x=-3,故填写:-3。
ⅱ.详解见答案。
ⅲ.总含氮产物:68+33=101,其中NH2OH占33份,NaNO3中N元素的质量:,NH2OH中N的质量分数为:,NH3中N的质量分数为:,设NH2OH质量为m,则NH3质量为:,,故填写:13.6。
15.(2026·广东珠海·一模)碳酸锂(Li2CO3)是锂电池核心原料.用湿法回收废旧电池制备的工艺如图1。
任务一:认识原材料
(1)酸溶过程中需质量分数为9.8%的稀硫酸。实验室若用质量分数为98%的浓硫酸配制100g该浓度的稀硫酸,则需要98%的浓硫酸____g,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、细口瓶和____。
任务二:揭秘工艺原理
(2)“酸溶”反应2LiCoO2+H2O2+3H2SO4 = Li2SO4+2CoSO4+▢+4H2O,▢的化学式为____。
(3)“蒸发浓缩”时发生反应Li2SO4+Na2CO3 = Li2CO3 ↓+Na2SO4,使用110kg含质量分数为20%的硫酸锂溶液,计算理论上可制得Li2CO3 的质量。(写出计算过程)。
任务三:掌握碳酸锂的性质
(4)图2为Li2CO3的溶解度曲线,t2℃时1008g饱和Li2CO3溶液中含____g水,蒸发900g水后,再降温至t1°C,共析出____g固体Li2CO3。
【答案】(1) 10 量筒
(2)O2
(3)解:设理论上可制得Li2CO3 的质量为x
x=14.8kg
答:理论上可制得Li2CO3的质量为14.8kg。
(4) 1000 6.6
【详解】(1)根据稀释前后溶质质量不变计算,也需要98%的浓硫酸质量为x,则,解得x=10g;
配制稀硫酸的步骤为计算、量取、稀释、装瓶,用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、细口瓶外,还需要量筒(用于量取浓硫酸和水的体积)。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。反应前Li、Co、O、H、S的个数分别是2、2、18、8、3,反应后除▢外Li、Co、O、H、S的个数分别是2、2、16、8、3,则▢含有2个O,化学式为O2。
(3)根据硫酸锂溶液的质量计算,见答案。
(4)t2℃时,Li2CO3的溶解度为0.8g,即100g水最多溶解0.8g Li2CO3,形成100.8g饱和溶液,那么1008g饱和Li2CO3溶液中含有8g Li2CO3和1000g水;
蒸发900g水后,剩余水的质量为,降温至t1℃时,溶解度变为1.4g,100g水最多溶解1.4g Li2CO3,故析出固体质量为。
16.(2026·广东深圳·一模)某兴趣小组对自制汽水产生浓厚兴趣,查阅资料并展开实验。
【查阅资料】自制汽水需使用蔗糖、食品级碳酸氢钠()、食品级柠檬酸()和饮用水。碳酸氢钠和柠檬酸在溶液中发生反应:。自制汽水蔗糖的质量分数为口感最佳。
(1)准备所需原料
小组同学准备往塑料瓶注入500 g水,按最佳口感计算需要蔗糖25 g。若20℃时,蔗糖溶解度为204 g,则该溶液为蔗糖的________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)若完全反应,理论上生成的质量是多少?(根据化学方程式计算,并写出计算过程,的相对分子质量为84)
(3)制备流程,如下图
①加入柠檬酸后立即旋紧瓶盖的原因是________。
②如果在炎热的夏天,将制得的汽水放入冰箱冷藏一段时间后取出,打开瓶盖时可能会有气泡产生,原因是取出后溶解度________(填“增大”或“减小”)。
(4)检验
可用澄清石灰水检验自制汽水生成的气体为,反应的化学方程式为________。
【答案】(1)不饱和
(2)解:设理论上生成的质量是x,则
答:理论上生成的质量是1.32g。
(3) 防止生成的二氧化碳气体逸出,保证汽水口感 减小
(4)
【详解】(1)若20℃时,蔗糖溶解度为204 g,即500g水中最多溶解蔗糖1020g,远大于25g,则该溶液为蔗糖的不饱和溶液;
(2)见答案;
(3)①在自制汽水过程中,碳酸氢钠与柠檬酸(一种酸)发生反应,生成二氧化碳气体,则立即旋紧瓶盖可防止生成的气体逸出,保证汽水口感。
②如果在炎热的夏天,将制得的汽水放入冰箱冷藏一段时间后取出,打开瓶盖时可能会有气泡产生,原因是温度升高,二氧化碳的溶解度减小;
(4)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,化学方程式为。
17.(2026·广东珠海·一模)我国高度重视并积极推动氢能技术与产业发展,近年来我国制氢量已位居世界第一。
(1)制氢方法一:水光解制氢。
①水在光催化剂作用下制备氢气的原理如图1所示。光解水时,由 ___________能转化为化学能;在反应过程中,光催化剂在反应前后的质量和 ___________不变。
制氢方法二:我国科学家发明了一种用稀土元素铈(Ce)的氧化物为催化剂将甲烷中的氢元素转化为氢气的工艺,反应原理如图2所示。
②三氧化二铈(Ce2O3)中铈元素的化合价是 ___________。
③反应器Ⅱ中发生的反应:。
现有200kg含甲烷90%的天然气(杂质不参与反应)通入反应器Ⅱ中,若甲烷完全反应,理论上反应器Ⅱ中最多生成Ce2O3的质量是多少?(写出计算过程,可能用到的相对原子质量:C-12、H-1、O-16、Ce-140)___________
(2)氢能优点:其被称为最理想的清洁能源原因是 ___________。(用化学方程式表示)
【答案】(1) 光 化学性质 +3 解:设若甲烷完全反应,理论上反应器Ⅱ中最多生成Ce2O3的质量是x
x=3690kg
答:若甲烷完全反应,理论上反应器Ⅱ中最多生成Ce2O3的质量是3690kg。
(2)
【详解】(1)①水在光催化剂作用下分解为氢气和氧气,由光能转化为化学能;
在反应过程中,光催化剂在反应前后的质量和化学性质不变;
②三氧化二铈(Ce2O3)中氧元素显-2价,设铈元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+3;
③见答案;
(2)氢能被称为最理想的清洁能源,是因为氢气燃烧生成水,该反应的化学方程式为:。
18.(2026·广东·一模)铁红(主要成分是Fe2O3)颜色鲜艳,稳定无毒,是中国传统红色颜料的重要着色剂。用绿矾(FeSO4·7H2O)制备铁红的两种方法如图1所示。
(1)方法1是《天工开物》等古文中所记载的直接焙烧“绿矾”制备“铁红”的方法,其原理为,其中X的化学式为________。
(2)方法2中,反应i发生的主要反应为:。现有100kg溶质的质量分数为15.2%的FeSO4溶液,理论上可得到FeO(OH)的质量为多少?_______(写出计算过程)
(3)图2为发生反应ⅱ时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响,根据该图分析,煅烧的最佳温度为________℃。
(4)现代企业常用方法2制铁红,对比方法1,其优点有___________(写出一条即可)。
(5)实验室中也可用铁粉制Fe2O3。若反应前铁粉质量为2.1g,理论上可得到的Fe2O3的质量为___________g。
【答案】(1)SO3
(2)解:设理论上可得到FeO(OH)的质量为x
x=8.9kg
答:理论上可得到FeO(OH)的质量为8.9kg。
(3)800
(4)环保、反应条件温和等(合理即可)
(5)3
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。反应前Fe、S、O、H的个数分别是2、2、22、28,反应后除X外Fe、S、O、H的个数分别是2、1、19、28,则X包含1个S、3个O,X的化学式为SO3。
(2)已知量为100kg溶质的质量分数为15.2%的FeSO4溶液,据此可通过化学方程式计算出理论上可得到FeO(OH)的质量,详见答案。
(3)根据图2,温度为800℃时,Fe2O3质量分数最大,所以煅烧的最佳温度为800℃。
(4)根据题目信息,方法1需要高温焙烧绿矾,同时产物有SO3、SO2,会污染空气,而方法2反应条件比较温和,副产物是有经济价值的硫酸,故对比方法1,其优点有:环保、反应条件温和等。
(5)铁粉在一定条件下与氧气反应生成Fe2O3,化学方程式为,设理论上可得到的Fe2O3质量为y,则
y=3g
故填:3。
19.(2026·广东广州·一模)氢能是一种绿色能源,氢气的制取、储存和利用意义重大。
I、用氢
(1)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时,_______能转化为电能。从氢气燃烧产物的角度分析,氢气能够作为汽车更清洁的能源的原因是_______。
II、制氢
(2)请按电解水的变化过程,将图1中的三种状态排序:_______(用图中的字母表示)。
在该化学反应过程中,保持不变的微粒是_______(填写微粒名称)。
(3)请从微观角度描述图2中B电极表面产生H2的过程_______。
III、储氢、释氢(查阅资料:氢氧化镁难溶于水)。
(4)一种镁铝合金(Mg17Al12)可用于储氢,将一定比例的金属镁和铝熔炼即可得到。熔炼时须通入氩气,其目的是_______。
(5)开始时反应速率较快,随后反应速率迅速减慢,最终停止,导致较多量的固体MgH2剩余。反应速率迅速减慢并最终停止的原因是_______。最终释氢释放的H2比储氢吸收的H2_______。(选填“多”或“少”或“不变”)
(6)释氢反应中,若有39吨MgH2参加反应,则理论上可以产生氢气的质量为多少吨?(请将计算过程写到答题纸上)
【答案】(1) 化学 氢气燃烧产物是水,无污染
(2) CAB 氢原子、氧原子/H、O
(3)得到电子变成氢原子,每2个氢原子结合成1个氢分子
(4)氩气化学性质稳定,防止发生爆炸和生成的金属被氧化或者作保护气或者隔绝空气(答案合理即可)
(5) 反应生成的难溶于水,覆盖在表面阻止反应进一步进行 多
(6)解:设理论上可以产生氢气的质量为
答:理论上可以产生氢气的质量为6吨。
【详解】(1)氢氧燃料电池工作时,氢气燃烧将化学能转化为电能;氢气能够作为汽车更清洁的能源的原因是氢气燃烧产物是水,无污染。
(2)从微观角度分析,电解水的过程中是水分子分解成氢原子和氧原子,每2个氢原子结合成1个氢分子,许多氢分子聚集成氢气;每2个氧原子结合成1个氧分子,许多氧分子聚集成氧气;图A表示氢原子和氧原子,图B表示氢气和氧气的混合物,图C表示水,则电解水的变化过程中的三种状态排序为CAB;
在该化学反应中,保持不变的微粒是氢原子(H)和氧原子(O)。
(3)由图2可知,B电极表面产生氢气的过程可描述为氢离子在B电极上得到电子形成氢原子,每2个氢原子结合成1个氢气分子。
(4)一种镁铝合金可用于储氢,将一定比例的金属镁和铝熔炼即可得到,镁、铝高温下,均能与空气中的氧气反应,熔炼时须通入氩气,其目的是氩气化学性质稳定,防止发生爆炸和生成的金属被氧化或者作保护气或者隔绝空气。
(5)由图示可知,释氢过程发生的反应是与反应生成和。反应生成的难溶于水,覆盖在的表面,阻碍水与继续接触反应,反应速率迅速减小并最终停止。
由图示可知,储氢发生的反应是与反应生成和,根据反应化学方程式,反应中与的质量比为;释氢过程发生的反应是与反应生成和,根据反应化学方程式,反应中与的质量比为。分析数据可知,储氢过程中生成的与释氢过程中消耗的质量相同时,储氢过程中吸收的与释氢过程中释放的的质量比为,即最终释氢释放的比储氢吸收的多。
(6)见答案。
20.(2026·广东广州·一模)全球首个液态阳光项目由中国的李灿院士团队提出,该项目通过太阳能等可再生能源技术,将二氧化碳和水转化为甲醇()等产品,促进“双碳”目标的实现。转化和利用甲醇流程如图所示。
(1)应用该技术转化甲醇的化学方程式:
ⅰ.该流程中可以循环使用的物质有___________(填一种)。
ⅱ.若一辆轿车到某地要消耗汽油8升,一升汽油燃烧约产生2.5 kg的二氧化碳,要将行驶过程中产生的二氧化碳全部转化为甲醇,理论上可得到甲醇的质量为___________。 (写出计算过程,结果保留一位小数)
(2)在一定条件下,甲醇的产率变化如图所示,为提高甲醇的产率,最佳反应条件为___________。
(3)现有一定质量的甲醇不完全燃烧,生成CO、和水蒸气的混合气体150 kg,经测定混合气体中碳元素质量分数为16%,则参加反应的氧气质量为___________kg。
【答案】(1) 二氧化碳/水 解:二氧化碳的质量为:
设理论上可得到的甲醇的质量为x。
,
答:可得到甲醇的质量是14.5 kg。
(2)有分子筛膜、210℃
(3)86
【详解】(1)该流程中可以循环使用的物质有二氧化碳和水,是因为二氧化碳和水既是反应物也是生成物。理论上可得到甲醇的质量解析见答案。
(2)在一定条件下,甲醇的产率变化如图所示,为提高甲醇的产率,最佳反应条件为有分子筛膜、210℃。
(3)现有一定质量的甲醇不完全燃烧,生成和水蒸气的混合气体,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则参加反应的甲醇和氧气的质量总和等于生成物的总质量,为。经测定混合气体中碳元素质量分数为,碳元素质量是,甲醇质量是,则参加反应的氧气质量为150kg﹣64kg=86kg。
21.(2026·广东深圳·一模)化学兴趣小组开展“发热袋的模拟制作”跨学科实践活动。
任务一:选择发热剂
【调查研究】常见的发热剂主要是生石灰和醋酸钠()等。
(1)①用化学方程式解释生石灰作为发热剂的反应原理______。该反应放热过于剧烈,且产物有腐蚀性,不宜选择。
②醋酸钠作为发热剂使用安全环保,可重复利用。发热袋材料应具有的性质是______(任写一条)
(2)利用和纯碱()自制醋酸钠,反应原理为:。计算制82 g醋酸钠需要纯碱的质量。
任务二:制作发热袋
【查阅资料】Ⅰ.过饱和溶液中所含溶质的量大于在该温度下饱和溶液中溶质含量,一般由较高温度的饱和溶液缓慢平稳冷却形成。搅拌溶液、溶液受到震动、摩擦容器壁或投入固体“晶种”,过量溶质就会结晶析出。
Ⅱ.醋酸钠在不同温度下的溶解度如下:
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
36.2
46.4
65.6
139
153
170
(3)将76.5 g醋酸钠与50 g水混合加热至______℃以上,固体恰好完全溶解。将其装入发热袋内平稳降温至20℃,无晶体析出,得到醋酸钠的过饱和溶液。
任务三:保存与使用
(4)挤压发热袋即可使其发热。由此提出保存未使用的发热袋的一条注意事项______。
【答案】(1) 隔热(或密封、柔韧,合理即可)
(2)解:设制82 g醋酸钠需要纯碱的质量为x
x=53g
答:制82 g醋酸钠需要纯碱的质量53g;
(3)80
(4)避免震动、挤压(或密封保存,合理即可)
【详解】(1)①生石灰(CaO)与水反应生成熟石灰并放热,化学方程式为:;
②醋酸钠作为发热剂使用安全环保,可重复利用。发热袋材料应具有的性质是隔热(或密封、柔韧,合理即可);
(2) 见答案;
(3)76.5 g醋酸钠溶解在50g水中恰好完全溶解,则溶解度为:,查表可知溶解度153g对应温度为80℃,因此需要加热至80℃以上;
(4)根据题意,挤压、震动会触发结晶放热,因此保存未使用的发热袋需要避免震动、挤压(或密封保存,合理即可)。
22.(2026·广东梅州·一模)二氧化碳(CO2)作为最主要的温室气体,其低能耗捕集、转化和利用正受到世界的关注。科学家研究发现,在一定条件下可以将CO2转化为某固体单质X,反应原理如图1所示。
(1)过程Ⅰ:固体单质X为_____(填名称)。
(2)过程Ⅱ的化学方程式为若用116t含Fe3O480%的磁铁矿,理论上可制得FeO的质量是多少?(写出计算过程)
(3)生产电动车锂电池所用到的草酸亚铁()在不同温度下分解能得到不同的铁的氧化物,同时放出气体。
i.草酸亚铁()中碳、氧元素的质量比为_____(填最简整数比)。
ii.43.2g受热分解所得固体质量随温度的变化如图2所示。___℃时,固体M开始分解,固体M的化学式为_____。
【答案】(1)碳
(2)解:设理论上可制得FeO的质量是。
答:理论上可制得FeO的质量是。
(3)
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Fe、C、O,生成物中含Fe、O,则生成物中还应含C,故生成的固体单质X为C,名称为碳。故填:碳。
(2)见答案。
(3)中碳、氧元素的质量比为。
由图可知,固体M的质量不变,从开始,固体M的质量开始减少,说明M开始分解。
草酸亚铁在不同温度下分解能得到不同的铁的氧化物,同时放出气体,由图可知,生成M的质量为23.2g,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M中铁元素的质量与草酸亚铁中铁元素的质量相同,则铁元素的质量为,则M中氧元素的质量为,设M的化学式为,则,解得,则M的化学式为。
故填:;;。
23.(2026·广东梅州·一模)高纯氧化铁(Fe2O3)又称“引火铁”,在现代工业上有广泛应用前景。某工厂利用废铁屑(主要含Fe和Fe2O3)制取FeCO3进而制备Fe2O3的流程如图所示。
已知:i.Fe能将转化为;ii.4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
(1)操作1的名称为___________。
(2)溶解池中得到的溶液的溶质是、以及___________(填化学式)。
(3)还原池中加入过量铁粉的作用是___________。
(4)若要生产320t,理论上至少要消耗的质量为多少?(写出计算过程)
(5)实际生产时,在空气中煅烧生成,还会生成FeO。现煅烧1160t的,完全反应后得到640t,则制得FeO的质量为___________t。
【答案】(1)过滤
(2)Fe2(SO4)3
(3)将硫酸铁和硫酸完全转化为硫酸亚铁
(4)解:设至少要消耗FeCO3的质量为x。
x=464t
答:至少要消耗FeCO3的质量为464t。
(5)144
【详解】(1)操作1是将沉淀和溶液分离,该操作是过滤。
(2)废铁屑中的Fe2O3与稀硫酸反应:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O, Fe与稀硫酸反应:Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑, 且稀硫酸过量,所以溶质是、以及Fe2(SO4)3。
(3)Fe能将Fe3+转化为Fe2+,且铁粉能与过量的H2SO4反应,所以作用是:将硫酸铁和硫酸完全转化为硫酸亚铁。
(4)详见答案。
(5)1160t FeCO3中,铁元素的质量为1160t= 560t,640tFe2O3中,铁元素的质量为640t= 448t,则生成的FeO中,铁元素的质量为 560t- 448t= 112t,FeO的质量为112t= 144t。
24.(2026·广东东莞·一模)我国提出2060年前要实现“碳中和”,减排战略即捕集、利用与储存,下图是利用生产甲醇的简易流程。
(1)该流程属于___________(填“捕集”“利用”或“储存”)。“反应I”产生的在连接电源___________极的容器中产生;中氢元素的化合价为___________。
(2)已知“反应II”的化学方程式为要产生的,理论上可消耗的质量是___________kg(写出计算过程)。
(3)上述流程中可循环利用的物质是___________(填化学式)。
【答案】(1) 利用 负 0
(2)解:理论上可消耗的质量是x。
答:理论上可消耗二氧化碳的质量是11kg。
(3)H2O
【详解】(1)该反应是将二氧化碳转化为甲醇,属于二氧化碳的利用,电解水生成氢气和氧气,正极产生氧气,负极产生氢气,“反应I”产生的在连接电源负极,氢气是单质,化合价为0。
(2)详见答案。
(3)反应II产生的水可以被反应I继续利用,可循环利用的物质是H2O。
25.(2026·广东汕头·一模)水垢是由溶解在水中的 Ca2+ 和 Mg2+ 转化成的不溶于水固体,主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。化学兴趣小组的同学收集了烧开水水壶壁上的一些水垢,进行以下实验。
(1)同学们取12.9g 水垢,研磨后加入稀盐酸,当不再有气泡产生时,共用去100g稀盐酸,同时收集到2.2g气体。求水垢中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
(2)同学们查阅资料得知:Mg(OH)2在350℃~380℃能分解成MgO和H2O;CaCO3在550℃~900℃ 能分解成 CaO 和CO2 ;水垢中的其它物质加热时不发生反应。同学们另取12.9g 水垢进行加热,测得剩余固体随温度的变化如图所示,则加热到1000℃时剩余固体X的值为___________。且固体中MgO 的质量分数是___________(计算结果精确到0.1%)。
【答案】(1)解:设水垢中碳酸钙的质量为m
m=5g
所以CaCO3的质量分数=×100%=38.8%
答:水垢中碳酸钙的质量分数为38.8%。
(2) 9.8 20.4%
【详解】(1)见答案。
(2)Mg(OH)2分解时,生成水的质量为12.9g−12.0g=0.9g;
设5gCaCO3完全分解,生成CO2的质量为y,
y=2.2g,
加热到1000℃后,固体总减少质量为0.9g+2.2g=3.1g,因此剩余固体质量=12.9g−3.1g=9.8g,即X的值为9.8。
设固体中氧化镁的质量为z,
z=2g
则固体中MgO的质量分数为×100%≈20.4%。
26.(2026·广东汕头·一模)芯片被称为“现代工业的粮食”,高纯度的硅可用于制造计算机芯片。工业上常用焦炭在高温下和二氧化硅反应制取硅,主要反应为。
(1)硅在地壳中的含量居第________位。
(2)反应中焦炭表现出________性(填“氧化”或“还原”);
(3)中氧元素的质量分数为________。(精确到0.1%,此空2分)
(4)如图,生成一氧化碳的质量为________kg。
(5)根据化学方程式计算,至少需要焦炭的质量是多少(写出计算过程)?
【答案】(1)二/2
(2)还原
(3)53.3%
(4)84
(5)解:设焦炭的质量为x
答:至少需要焦炭的质量为36 kg。
【详解】(1)地壳中元素含量前四分别是:氧、硅、铝、铁,则硅在地壳中的含量居第二位。
(2)反应中焦炭夺取了二氧化硅中的氧元素,表现出还原性。
(3)中氧元素的质量分数为:。
(4)根据图中信息,生成一氧化碳的质量为84kg。
(5)见答案。
27.(2026·广东·一模)金属钒(V)及其化合物在工业生产中有重要应用。可用于制备偏钒酸铵,制备流程如图1所示:
查阅资料:①溶解时,发生的反应为:;
沉钒时,发生的反应为:;
②pH值对沉钒率的影响如图2所示。
(1)中钒元素与氧元素的质量比是___________。(填最简比)
(2)91g恰好与1000gNaOH溶液完全反应,计算NaOH溶液的溶质质量分数___________。(写计算过程)
(3)实验表明,pH=___________时,沉钒率最高。
(4)当沉钒率为90%,91g可制得的质量为___________g。
【答案】(1)51:40
(2)解:设参加反应的溶质质量为x。
则溶液的溶质质量分数:
答:溶液的溶质质量分数为4%。
(3)8.0
(4)
105.3
【详解】(1)化合物中元素质量比等于(相对原子质量×原子个数)之比,因此中钒、氧元素质量比为:。
(2)根据与的质量比可计算出氢氧化钠质量,结合溶液的质量计算出氢氧化钠溶液的溶质质量分数,详细计算过程可参考答案。
(3) 由图2可知,沉钒率的最高点出现在。
(4) 设生成的的质量为y,
设生成的的质量为z,
沉钒率为90%,因此实际得到质量:
28.(2026·广东揭阳·一模)化学兴趣小组为测定某大理石样品中CaCO3的含量,进行如下实验:取18.0g样品置于烧杯中,向其中加入质量分数为5%的稀盐酸(样品中杂质不与盐酸反应),测得生成气体的质量与加入盐酸的质量关系如图所示,请回答下列问题
(1)实验室现有质量分数为20%的盐酸50.0g,最多可配制质量分数为5%的盐酸____g。
(2)在样品充分反应后,产生气体的质量为_____g。图中“A”点的溶质是_____。(填化学式)。
(3)计算该样品中CaCO3的质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%)
【答案】(1)200
(2) 4.4 CaCl2、HCl
(3)解:设参加反应的碳酸钙质量为y,由(2)知,生成二氧化碳气体的质量为4.4g,则,
y=10g
样品中CaCO3的质量分数=
答:样品中CaCO3的质量分数为55.6%。
【详解】(1)解:设用质量分数为20%的盐酸50.0g,最多可配制质量分数为5%的盐酸质量为x,根据稀释前后溶液中溶质的质量不变,得:,;故填:200;
(2)取18.0g样品置于烧杯中,向其中加入质量分数为5%的稀盐酸(样品中杂质不与盐酸反应),碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,由图可知,完全反应后生成二氧化碳气体的质量为4.4g,A点的溶质为反应生成的氯化钙和过量的盐酸,化学式为CaCl2、HCl;故填:4.4;CaCl2、HCl;
(3)见答案。
29.(2026·广东深圳·一模)液氨(NH3)是一种理想的氢载体。液氢与液氨的储运性能如图所示,图中体积储氢密度是指每立方米物质所能释放的氢气质量。
(1)液氨的沸点比液氢___________(填“高”或“低”),更易液化,储运成本更低。
(2)某氢能加注站每天对外供氢气216kg。采用液氨储运比液氢储运,每天可减少储运体积___________m3。
(3)液氨可由氨气液化而成。含硝酸盐(如NaNO3)的废水可通过电催化转化为氨气,化学方程式为:。
ⅰ.氨气(NH3)中氮元素的化合价是___________。
ⅱ.若要生产34kgNH3,理论上至少需要含NaNO385%的废水___________kg?(写出计算过程)
【答案】(1)高
(2)1
(3) -3 解:设若要生产34kgNH3,理论上至少需要NaNO3的质量为x
则需要含NaNO385%的废水的质量为:
答:若要生产34kgNH3,理论上至少需要含NaNO385%的废水的质量为200kg
【详解】(1)从图中可知:液氨沸点为-33.5oC,液氢沸点为-252.9oC,所以液氨的沸点比液氢高,沸点越高越容易液化,储运成本更低;
(2)由图可知,液氢体积储氢密度为72kg/m3,液氨体积储氢密度为108kg/m3,每天供应氢气216kg,则液氢每天储运体积:,液氨每天储运体积:,则每天可减少储运体积:;
(3)ⅰ.氨气中氢元素显+1价,设氮元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=-3;
ⅱ.见答案。
30.(2026·广东惠州·一模)烟气脱硫是有效降低空气污染,实现“变废为宝”的重要措施。
(1)据上图分析,单位热值排放量较少的燃料是____。每提供100的热量,天然气比液化石油气可减少排放的的质量为____。
(2)使用石灰石进行烟气脱硫的化学方程式为:
i.某钢铁厂每年燃煤产生64t,若通过以上反应吸收,理论上至少需消耗石灰石(含质量分数为90%)的质量是多少?(写出计算过程,计算结果保留一位小数)____
ii.实际脱硫过程中,还会生成,中S的化合价为____。一定条件下,含硫产物中和的质量比为。若反应了,则生成的质量为____。
【答案】(1) 天然气 27
(2) 解:设:理论上至少需要消耗石灰石的质量为x。
答:理论上至少需要消耗石灰石的质量为111.1t。 144.5
【详解】(1)根据图像可知,单位热值CO2 排放量较少的燃料是天然气,每提供100的热量,天然气比液化石油气可减少排放的的质量为35mg-8mg=27mg。
(2)i.详见答案。
ii.根据化合价的代数和为0可知,,解得x=+4,中S的化合价为+4。
根据硫元素守恒重新计算。设生成CaSO4的质量为m4,生成CaSO3的质量为m3,且m4:m3 = 289:15。根据硫元素质量守恒列方程:m4 × () + m3× () = 36 kg。联立解得m4 = 144.5 kg。
31.(2026·广东东莞·一模)甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一,主要流程如图1:
(1)制氢的原理用化学方程式可以表示为,要生产3.2t氢气,理论上至少需消耗的质量是多少?(写出计算过程)
(2)已知:可以将除去转化为,体积分数和消耗率随时间变化关系(如图2)所示。从时开始,体积分数显著降低,的消耗率变________(填“快”或“慢”)。当消耗率约为35%时已失效,可能的原因是:________。
(3)氢气可以直接加压储存,从微粒视角分析,发生改变的是________。
(4)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与反应生成,中与的质量比为12:1,则________。
【答案】(1)解:设要生产3.2t氢气,理论上至少需消耗的质量为x
答:理论上至少需消耗的质量为6.4t。
(2) 慢 生成的碳酸钙覆盖在氧化钙表面,阻碍了二氧化碳与氧化钙反应的继续进行
(3)氢分子间隙变小
(4)2
【详解】(1)解析见答案;
(2)据图可知,从t1时开始,H2体积分数显著降低,CaO消耗率曲线变得平缓,即单位时间CaO消耗率变慢;由于CaO+CO2=CaCO3,生成的碳酸钙覆盖在氧化钙的表面,阻碍了二氧化碳与氧化钙反应的继续进行,导致吸收效率降低,甚至失效;
(3)略
(4)中与的质量比为12:1,则,解得n=2。
32.(2026·广东东莞·一模)同学们借助传感器研究氢氧化钠溶液与稀硫酸的中和反应,实验过程中溶液pH及温度的变化如图1和图2所示。
(1)由图1可知该实验是将______(填“酸滴入碱”或“碱滴入酸”)中,由图2可知,此反应属于______反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)a、b、c、d四点对应的溶液中,能使酚酞试液变红的是______(填标号)。d点对应溶液的溶质是______(填化学式)。
(3)下列有关说法,正确的是______(不定项)
A.a→b时,溶液的温度在升高
B.a→c时,溶液的pH在减小
C.b→c时,钠盐的质量在增加
(4)利用溶质质量分数为20%的氢氧化钠溶液测定100g某溶液中的硫酸的质量分数(该溶液中的其他物质不与氢氧化钠反应)。消耗的氢氧化钠溶液的质量与反应过程中溶液pH的变化关系如图3所示。试计算∶
①当恰好完全反应时,所消耗的氢氧化钠溶液中溶质的质量为____g。(不需要计算过程)
②计算该溶液中硫酸的质量分数______(写出计算过程)
【答案】(1) 酸滴入碱 放热
(2) a Na2SO4、H2SO4
(3)AB
(4) 4 解∶设溶液中硫酸的质量为x。
x=4.9g
则该溶液中硫酸的质量分数为。
答:该溶液中硫酸的质量分数为4.9%。
【详解】(1)根据图1可知,开始时pH>7,显碱性,最终溶液pH<7,显酸性,则说明该实验是将酸滴入碱中;
由图2可知,反应过程中温度升高,说明该反应为放热反应。
(2)酚酞溶液遇碱性溶液会变红色,而碱性溶液的pH>7,则a、b、c中,只有a点能使酚酞溶液变红色,由图2可知,当加入10mL溶液时,温度最高,说明此时恰好反应,则d点时硫酸过量,故d也不能使酚酞溶液变红色;
氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,则d点时溶液中的溶质为Na2SO4、H2SO4。
(3)A、由图可知,b点时溶液pH=7,显中性,说明此时恰好反应,则a→b时,反应进行,则溶液温度不断升高,该选项说法正确;
B、由图1可知,a→c时,溶液的pH在减小,该选项说法正确;
C、b点时氢氧化钠和硫酸恰好反应,则b→c时,钠盐的质量不变,该选项说法不正确。
故选AB。
(4)①由图可知,加入20g氢氧化钠溶液时,溶液pH=7,此时恰好反应,则消耗的氢氧化钠溶液中溶质的质量为20g×20%=4g。
②见答案。
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