专题辅导十:根据化学方程式计算的题型解析- 2026-2027学年浙教版科学九年级上册
2026-08-17
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摘要:
**基本信息**
以四大题型为框架,系统提炼化学方程式计算的审题技巧、数据提取与逻辑推导方法,构建从基础到综合的解题体系。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|纯文字型|1例|抠取纯净物质量,判断反应完全度|基于质量守恒,从文字信息提取关键数据|
|图像型|1例|分析横纵坐标,定位起点、拐点、平台|结合反应顺序,将图像信息转化为计算数据|
|表格数据型|1例|对比实验数据,确定气体/沉淀质量|通过数据差量推导反应物消耗量|
|实验流程型|1例|整合流程节点数据,应用质量守恒|融合物质性质与分离提纯,综合推导计算|
内容正文:
九上科学专题辅导十:根据化学方程式计算的题型解析(教师版)
◆知识梳理
化学方程式的综合计算题是初中化学的重难点,虽然依然是质量守恒定律,但更加注重对图表、数据、信息、实验的综合分析。现把综合计算题归纳为以下四大核心类题型,并逐一进行解析。
◆经典题型
一、纯文字型
纯文字型计算题是化学方程式计算中最基础、也最考验“审题能力”的题型。这类题目没有图表辅助,所有关键信息(反应物、生成物、质量、反应条件等)都隐藏在一段文字中。做这类题的核心在于:从文字中“抠”出纯净物的质量,并判断反应是否完全。
例1:现有Na2CO3和Na2SO4的固体混合物共12g,将它放入98g20%的H2SO4溶液中,充分反应后溶液呈酸性;在此酸性溶液中再加入80g10%的NaOH溶液,恰好完全中和.计算恰好完全中和后,所得溶液中溶质的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
解析:初始反应:将Na2CO3和Na2SO4混合物加入H2SO4溶液中,Na2SO4不与H2SO4反应,Na2CO3与H2SO4反应:
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑,题目指出“充分反应后溶液呈酸性”,说明H2SO4过量,Na2CO3已完全反应。
中和反应:向酸性溶液中加入NaOH溶液,恰好完全中和。NaOH与剩余H2SO4反应:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
观察最终状态:所有的H2SO4(无论是与碳酸钠反应还是与氢氧化钠反应)最终都转化为了Na2SO4。
所有的NaOH最终也转化为了Na2SO4。原混合物中的Na2SO4不参与反应,直接留在溶液中。
解:所加入稀硫酸中H2SO4的质量:98g×20%=19.6g;加入的氢氧化钠溶液中NaOH的质量:80g×10%=8g
设与NaOH反应的H2SO4的质量为x,生成的Na2SO4的质量为y1
2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
80 98 142
8g x y1
80/8g=98/x=142/y1 解得:x=9.8g y1=14.2g
与Na2CO3反应的H2SO4的质量:19.6g-9.8g=9.8g
设与H2SO4反应的Na2CO3的质量为m,生成的Na2SO4的质量为y2,生成的CO2的质量为z
Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑
106 98 142 44
m 9.8g y2 z
106/m=98/9.8g=142/y2=44/z 解得:m=10.6g y2=14.2g z=4.4g
反应后溶液中Na2SO4的质量分数:
(14.2g+14.2g+12g-10.6g)/(12g+98g+80g-4.4g)×100%=16.1%
答:恰好完全中和后,所得溶液中溶质的质量分数为16.1%。
点评:此题难度较大,反应顺序易容弄错。必须明确Na2CO3先与H2SO4反应,且题目给出“溶液呈酸性”,这是关键条件,直接告诉我们H2SO4过量,Na2CO3已耗尽。如果没有这个条件,你需要讨论NaOH是先中和酸还是先与盐反应(实际上NaOH优先中和强酸,但这里酸是过量的,所以无需讨论)。其次溶质来源要数全,最终溶质Na2SO4有三个来源:碳酸钠和硫酸反应生成的,硫酸和氢氧化钠中和生成的,还有原混合物中自带的(最容易漏掉)。
二、图像型
图像型计算题是将抽象的化学反应过程直观地展示在图像上,核心考察的是“看图说话”和“数据提取”的能力。做这类题的关键在于:读懂横纵坐标的含义,找准图像中的“起点”、“拐点”和“平台”,确定相关物质质量。理清楚题目中涉及哪几个化学反应并写出化学方程式,如果需要,还要判定它们反应的先后顺序。需要注意的是,溶液质量的求法一般是:进入反应容器的物质总质量减去沉淀质量、杂质(不溶于水的)质量和气体质量;求溶质质量时,要特别注意溶质包括哪几块质量,不要遗漏。
例2:鸡蛋是我们生活中最常见也是补充蛋白质最方便的食物来源。其蛋壳的主要成分是碳酸钙。某科学兴趣小组取25g鸡蛋壳于烧杯中,缓慢加入稀盐酸(杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应),剩余固体质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。请根据要求完成下列问题:
(1)实验时当观察到 现象时,说明鸡蛋壳已完全反应;
(2)加入200g稀盐酸时,烧杯内溶液中的溶质有 (写化学式)。
(3)当鸡蛋壳恰好完全反应时,请计算产生CO2的质量及所得溶液的溶质质量分数。
解析:(1)碳酸钙和稀盐酸反应会生成二氧化碳气体,实验时当观察到无气泡产生现象时,说明鸡蛋壳已完全反应;
(2)加入200g稀盐酸时,烧杯内溶液中的溶质有CaCl2、HCl;
(3)设产生CO2的质量为x,生成氯化钙的质量为y。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 111 44
20g y x
100/20g=111/y=44/x, 得:x=8.8g,y=22.2g
由图像可知,鸡蛋壳中碳酸钙的质量为:25g﹣5g=20g,当鸡蛋壳恰好完全反应时,所得不饱和溶液的质量为:20g+188.8g﹣8.8g=200g,则所得溶液的溶质质量分数为:22.2g/200g=11.1%。
答:鸡蛋壳完全反应后,产生CO2的质量为8.8g,所得溶液的溶质质量分数为11.1%。
点评:本题考查了学生根据图象分析解决问题的能力,在解答此类题时,要注意观察图象的起点、终点、转折点、变化趋势,即“三点一趋势”,通常图象的转折点是物质恰好反应的点,结合方程式分析解答。
三、表格数据型
这类题目不直接给出纯净物的质量,而是将数据隐藏在实验数据表中,考察信息提取能力。要对多次实验的数据进行对比来破题。表格中反应前后固体或溶液质量的减少量,通常就是生成气体或沉淀的质量。
例3:小科同学去某风景区游玩时,捡回了若干块石灰岩,他想知道这些石灰岩中碳酸钙的含量,采用了以下的方法进行检测:取这种石灰岩样品6克,把40克稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见表(已知石灰岩样品中含有的杂质不溶于水,不与盐酸反应)
加入稀盐酸的次序
1
2
3
4
加入稀盐酸的质量(克)
10
10
10
10
剩余固体的质量(克)
4.0
m
1.2
1.2
(1)m= 。
(2)样品中碳酸钙的质量是 。
(3)所用稀盐酸的质量分数是多少?
解析:(1)比较第一次和第三次的数据可知,第一次加入10g盐酸后剩余固体的质量为4.0g,而第三次加入稀盐酸后剩余固体的质量为1.2g,所以可以判断第一次中盐酸完全反应,消耗碳酸钙6.0g-4.0=2.0g,即10g 稀盐酸能够消耗2g碳酸钙,因此第二次中也是消耗2.0g碳酸钙,故可以求出m=4.0-2.0=2.0;
(2)由杂质的质量可以求出碳酸钙的质量,碳酸钙的质量为:6.0g﹣1.2g=4.8g;
进而求出碳酸钙的质量分数;根据题意可以知道第一次盐酸和2g碳酸钙恰好完全反应,可以据此求出盐酸的质量分数。
(3)设10g稀盐酸中溶质的量为x。
CaCO3 + 2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
2g x
100/73==2g/x 解得:x=1.46g。
所以盐酸的质量分数为:1.46g/10g=14.6%.
故答案为:(1)2.0;(2)4.8g;(3)14.6%。
点评:本题主要考查学生进行计算和推断的能力,计算时要注意规范性和准确性。
四、实验流程型
实验流程计算题是决定高分的关键。它不再是单一知识点的简单考察,而是将物质的性质、分离提纯的操作与化学方程式的计算深度融合,是对学生逻辑思维与严谨计算能力的双重考验。解题时,需要结合流程图中的每一个数据节点,利用质量守恒定律和化学方程式来进行推导。
例4:某实验小组同学从碳酸钙、碳酸钠和氯化钠的固体混合物中提取氯化钠,实验操作的一部分流程如下图。请根据图中所提供的数据,回答下列问题:
(1)本实验生成二氧化碳的质量是______g,原固体混合物中碳酸钠的质量是______g。
(2)本实验最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是多少?
解析:
(1)固体混合物 20g 加入 90g 水,得到 5.6g 固体是碳酸钙。和不饱和溶液。因此,过滤出的 5.6g 固体就。进入溶液的物质质量J 20g-5.6g=14.4g,也是碳酸钠和氯化钠的总质量。所得不饱和溶液质量:14.4g(溶质)+90g(水)=104.4g。向上述不饱和溶液中加入 100g 稀盐酸,恰好完全反应。得到 200g 不饱和溶液。利用质量守恒定律:反应前总质量 = 反应后溶液质量 + 逸出的气体质量。所以生成二氧化碳的质量是104.4g+100g-200g=4.4g。
求碳酸钠质量:
设原固体混合物中碳酸钠的质量为x,反应生成氯化钠的质量为y。
Na2CO3 + 2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
106 117 44
x y 4.4g
106/x=117/y=44/4.4g 解得:x=10.6g,y=11.7g。
(2)氯化钠的来源有两部分:一是原混合物中的氯化钠,质量为14.4g-10.6g=3.8g。二是碳酸钠与盐酸反应生成的氯化钠,其质量是11.7g。所以计算溶质氯化钠的总质量是:3.8g+11.7g=15.5g。
计算溶质质量分数=15.5g/200g=7.75%。
答:本实验最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是7.75%。
答案:(1)本实验生成二氧化碳的质量是 4.4 g,原固体混合物中碳酸钠的质量是 10.6 g。
(2)本实验最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是7.75%。
点评:攻克实验流程计算题,需要“宏观分析”与“微观计算”相结合。宏观上,要读懂流程,明确每一步的目的和物质走向;微观上,要计算精准,时刻警惕溶质来源、溶液质量等易错点。唯有如此,才能在这类综合性题目中立于不败之地。
◆强化训练
1.在托盘天平的两盘上各放一只质量相同的烧杯,分别加入 100g 溶质质量分数为 9.8% 的稀硫酸,调节天平平衡。向左盘烧杯中加入 13g 锌粉,向右盘烧杯中加入 13g 铁粉,充分反应后,天平指针( )
A.向左偏转 B.向右偏转 C.仍然平衡 D.无法判断
解析:设左右盘生成的氢气的质量分别为x,y
左盘:Zn + H2SO4 == ZnSO4+ H2↑
65 98 2
13g 100g×9.8% x
若Zn完全反应,则有65/2=13g/x 解得:x=0.4g
若 H2SO4完全反应,则有98/2= 100g×9.8%g/x 解得:x=0.2g
所以是H2SO4完全反应,产生氢气的质量是0.2g,左盘净增 6.3g。
左盘:Fe + H2SO4 == FeSO4+ H2↑
56 98 2
13g 100g×9.8% y
同理得:H2SO4完全反应,产生氢气的质量是0.2g,右盘净增 6.3g。
两边净增质量相等,天平平衡。
故选项C正确。
答案:C
2.某固体混合物由 Na2CO2和 NaHCO3组成,取一定量该混合物加热至质量不再减少,将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中,得到 10g 白色沉淀。则原混合物中 NaHCO3的质量为( )
A.8.4g B.16.8g C.4.2g D.无法计算
解析:10g 沉淀为 CaCO3,
质量x的CO2 ,能生成10g CaCO3白色沉淀
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O
44 100
x 10g
44/100=x /10g 解得:x=4.4g
设原混合物中 NaHCO3的质量为y
2NaHCO3 =加热= Na2CO3 + H2O + CO2↑
168 44
y 4.4g
168/44=y/4.4g 解得:y=16.8g
故选项B正确。
答案:B
3.某工厂用煅烧石灰石的方法制取生石灰,反应的化学方程式为:CaCO3=高温=CaO+CO2↑。现取 100g 含杂质 20% 的石灰石样品(杂质不参与反应),高温煅烧至完全反应。则下列推断不符合客观事实的是( )
A.样品中碳酸钙的为 80g B.高温煅烧至完全反应后,生成的CaO的质量是44.8g
C.高温煅烧一段时间后,剩余固体的质量为64.8g D.剩余固体中钙元素的质量分数小于48%
解析:样品中碳酸钙的质量 = 100g × (1-20%) = 80g,选项A正确;
设生成 CaO 的质量为 x,生成 CO₂ 的质量为 y
CaCO3=高温= CaO + CO2↑
100 56 44
80g x y
100/80 = 56/x,解得 x=44.8g
100/80 = 44/y,解得 y=35.2g
反应后生成CaO 的质量是 44.8g,选项B正确;
反应后剩余固体的总质量=44.8g + 100g×20%=64.8g,选项C正确;
钙元素质量 = 44.8g × (40/56) = 32g
钙元素质量分数 = 32g / 64.8g × 100% ≈ 49.4%,选项D错误。
答案:D
实验次数
m(CuO)/g
硫酸溶液/mL
m(CuSO4)/g
一
2.0
120
4.0
二
4.0
120
8.0
三
6.0
120
9.6
四
8.0
200
16.0
五
10.0
200
x
4.某学生用一定溶质质量分数的稀硫酸和氧化铜进行反应,实验结果如右表所示:根据实验结果填写下列空格:
①哪几次反应硫酸有剩余? ;
②哪几次反应氧化铜有剩余? ;
③表格中的x值是多少? ;
④若硫酸的用量一定,以反应物氧化铜的质量为横坐标,以生成物硫酸铜的质量为纵坐标,则下列函数图像中, 符合事实。
解析:比较1、2两次实验可知,第1次中硫酸溶液过量,2g氧化铜反应完毕,生成4g硫酸铜。比较2、3两次实验可知,第2次中硫酸溶液过量,4g氧化铜反应完毕,生成8g硫酸铜。比较2、3次两实验可知,第3次中6g氧化铜过量,120mL的硫酸溶液反应完毕,生成9.6g硫酸铜。第4次时,8g氧化铜和200mL的硫酸溶液怡好反应完毕,生成16g硫酸铜。第5次10g氧化铜过量。
故答案为:①一、二;②三、五;③16.0;④B
5.某化学兴趣小组为测定一瓶失去标签的稀盐酸的溶质质量分数,取 100g 该稀盐酸于烧杯中,向其中加入足量的碳酸钙粉末,充分反应后,测得烧杯内剩余物质的总质量为 105.6g(已知反应前烧杯和稀盐酸的总质量为 100g,加入的碳酸钙粉末质量为 10g,杂质不反应也不溶于水)。
求:(1)生成二氧化碳的质量;
(2)该稀盐酸中溶质的质量分数。
解:(1)生成二氧化碳的质量 = 100g + 10g - 105.6g = 4.4g
(2)设稀盐酸中溶质 HCl 的质量为 x
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
73 44
x 4.4g
73/x = 44/4.4g,解得 x=7.3g
稀盐酸中溶质的质量分数 = 7.3g / 100g × 100% = 7.3%
6.现有Na2CO3和Na2SO4的固体混合物共12g,将它放入98g20%的H2SO4溶液中,充分反应后溶液呈酸性;在此酸性溶液中再加入80g10%的NaOH溶液,恰好完全中和.计算恰好完全中和后,所得溶液中溶质的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
解析:所加入稀硫酸中H2SO4的质量:98g×20%=19.6g;加入的氢氧化钠溶液中NaOH的质量:80g×10%=8g
设与NaOH反应的H2SO4的质量为x,生成的Na2SO4的质量为y1
2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
80 98 142
8g x y1
80/8g=98/x=142/y1 解得:x=9.8g y1=14.2g
与Na2CO3反应的H2SO4的质量:19.6g-9.8g=9.8g
设与H2SO4反应的Na2CO3的质量为m,生成的Na2SO4的质量为y2,生成的CO2的质量为z
Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑
106 98 142 44
m 9.8g y2 z
106/m=98/9.8g=142/y2=44/z 解得:m=10.6g y2=14.2g z=4.4g
反应后溶液中Na2SO4的质量分数:
(14.2g+14.2g+12g-10.6g)/(12g+98g+80g-4.4g)×100%=16.1%
答:恰好完全中和后,所得溶液中溶质的质量分数为16.1%.
7.某科学兴趣小组为了测定黄铜(铜锌合金)中锌的质量分数,取 20g 黄铜样品放入烧杯中,加入 100g 稀硫酸,恰好完全反应后,测得烧杯中剩余物质的总质量为 119.6g。求:
(1) 生成氢气的质量;
(2) 黄铜中锌的质量分数。
解:求氢气质量(用差量法):生成 H₂ 质量 = (20g + 100g) - 119.6g = 0.4g
求锌的质量:设黄铜中锌的质量为 x。
Zn + H2SO4 == ZnSO4+ H2↑
65 2
x 0.4g
列比例式:65/x = 2/0.4g
解得:x = 13g
求质量分数:锌的质量分数 = (13g/20g)×100% = 65%
答:(1) 生成氢气的质量为0.4g;
(2) 黄铜中锌的质量分数为65%。
点评:此题很经典,属于“文字叙述型 + 质量守恒 + 化学方程式”的综合计算。题目不给锌的质量,也不给铜的质量,而是给了一个“反应后总质量”。必须通过“质量差”把隐藏的气体质量找出来。必须知道金属活动性顺序:Zn能与酸反应,Cu不能能与酸反应。
8.景色秀丽的洪泽湖畔,矿产资源十分丰富,本地所产优质元明粉供不应求。元明粉的主要成分是Na2SO4,广泛用于洗涤、玻璃、造纸等行业,右表为元明粉的主要质量标准:
质检人员为确定某批产品的质量等级,进行了下列实验:称取元明粉样品28.6g(杂质为可溶性氯化物),加适量的水使其完全溶解,再向其中加入20%的BaCl2溶液至不再产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀46.6g。
(1)反应中共消耗20%的BaCl2溶液多少克?
(2)通过计算确定该产品的质量等级最高可定为哪级?
解析:加入BaCl2溶液时,硫酸钠溶液与氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀和氯化钠;由生成沉淀的质量46.6g,根据反应的化学方程式列式计算出参加反应硫酸钠、氯化钡的质量,进而计算出BaCl2溶液的质量。
解:设参加反应的硫酸钠的质量为x,氯化钡的质量为y,
Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl
142 208 233
x y 46.6g
142/x=208/y=233/46.6g 解得:x=28.4g, y=41.6g
(1)反应中消耗20%的BaCl2溶液质为41.6g/20%=208g
(2)该批产品中硫酸钠的质量分数=28.4g/28.6g×100%≈99.3%,为特等品;
答案:
(1)反应中共消耗20%的BaCl2溶液208g
(2)该批产品的质量等级最高可定特等品;
甲
乙
丙
烧杯+稀硫酸
100g
75g
75g
加入的锌样品
10g
10g
15g
充分反应后,烧杯+剩余物
109.8g
84.8g
89.8g
点评:本题难度不是很大,掌握根据化学方程式与溶质质量分数的计算即可正确解答本题,解题时要注意解题的规范性。
9.某课外兴趣小组对一批锌样品(含有杂质,杂质不溶于水,也不与稀硫酸反应)进行分析,甲、乙、丙三位同学分别进行实验,其中只有一位同学所取用的稀硫酸与锌样品恰好完全反应,实验数据如右表:
请你认真分析数据,回答下列问题:(烧杯的质量为26g;)
(1)乙 同学所取的稀硫酸与锌样品恰好完全反应;
(2)计算样品中锌的质量分数;
(3)计算稀硫酸的溶质质量分数。
解:(1)根据表可知,三位同学的实验结果都生成了0.2g气体,又由已知条件“其中只有一位同学所取用的稀硫酸与锌样品恰好完全反应”可知,所用样品最少的同学所取用的稀硫酸与最少的锌样品恰好完全反应。
(2)设样品中锌的质量为x,稀硫酸中硫酸的质量为y。
Zn + H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98 2
x y 0.2g
65/x=98/y=2/0.2g
x=6.5g,y=9.8g
Zn%=6.5g/10g=65%
(3)H2SO4%=9.8g/(75g-26g)=20%
实验顺序(按序延长加热时间)/分
固体质量/g
加热前
加热后
1
3.44
3.26
2
3.44
3.12
3
3.44
2.90
4
3.44
2.90
5
3.44
2.80
6
3.44
2.78
7
3.44
2.72
8
3.44
2.72
10.某化学实验小组为测定生石膏的组成(CaSO4•xH2O),即测x的值,做了如下实验,将含结晶水的硫酸钙放在坩埚中加热,加热前和加热后都进行称量,随着实验次数的增加,加热的时间不断延长。它们的实验数据理如右表:利用数据可绘制成如下的图象:
称量物体
质量/g
坩埚+碳酸钠晶体
20.26
坩埚+碳酸钠
19
坩埚
17.94
(1)利用实验数据,通过计算推断生石膏的化学式。
(2)通过计算解释图象中产生AB段的原因。
解:(1)生石膏加热分解减少的质量就是水的质量,由实验数据知3.44gCaSO4•xH2O完全分解得到无水CaSO42.72g,则:
CaSO4•xH2O=CaSO4 + xH2O
136 18x
2.72g 3.44g-2.72g
即136/2.72g=18x/0.72g
解得x=2 所以生石膏的化学式为CaSO4•2H2O。
(2)CaSO4•yH2O=CaSO4 + yH2O
136 18y
2.72g 3.44g-2.90g
即136/2.72g=18y/0.72g
解得y=1/2,所以此时石膏的化学式为CaSO4•1H2O/2。
该物质化学性质稳定,受热不易分解。
由实验数据知在A-B段时石膏的质量为2.90g,其中CaSO42.72g,H2O 0.18g。
此时其化学式可表示为CaSO4•2H2O。
故答案为:
(1)CaSO4•2H2O;
(2)原因是石膏的质量为2.90g,根据图中数据可知最后固体质量不变,说明已经没有了结晶水,即CaSO4质量为2.72g,所以H2O的质量为2.90g-2.72g=0.18g。则硫酸钙与水的质量比为:272:18,因为硫酸钙与水的相对分子质量比为136:18,所以硫酸钙前面应该放上2,所以此时其化学式可表示为2CaSO4•H2O。该物质化学性质稳定,受热不易分解。
甲
乙
丙
所取固体样品的质量( g )
15
10
10
加入CaCl2溶液的质量( g )
100
100
150
反应后生成沉淀的质量( g )
8
8
8
11.为了分析某碳酸钠样品(含杂质、杂质可溶于水、不与氯化钙反应)的纯度,甲、乙、丙三位同学分别进行实验,他们的实验数据如下表,分析数据,回答下列问题:
(1)三位同学中,__乙_同学所用的样品中Na2CO3与加入溶液中的CaCl2刚好完全反应?
(2)样品中的Na2CO3的质量分数为多少?(小数点后保留一位数字)
解析:加入CaCl2溶液的质量不变,比较甲乙所取固体样品的质量和反应后生成沉淀的质量,发现甲比乙多用5 g固体,但生成沉淀的质量却相同,说明这多的5 g固体没有发生反应或者说明100 g的 CaCl2溶液已反应完;加入固体样品的质量 不变,比较乙丙加入CaCl2溶液的质量和反应后生成沉淀的质量,发现丙比乙多用50 gCaCl2溶液,但生成沉淀的质量却相同,说明这多的50 gCaCl2溶液没有发生反应或者说明10 g的固体样品已反应完。由此分析可知:计算样品中的Na2CO3的质量可以利用乙丙反应后生成沉淀的质量8 g来求,这是10g样品中的Na2CO3的质量;不能选用甲数据来计算。计算CaCl2溶液中溶质的质量分数可以利用甲乙反应后生成沉淀的质量8 g来求,这是100gCaCl2溶液中CaCl2的质量,不能选用丙数据来计算。
解:(1)三位同学中,乙同学所用的样品中Na2CO3与加入溶液中的CaCl2刚好完全反应。
(2)设:10g样品中的Na2CO3的质量为x
Na2CO3 + CaCl2 = 2NaCl+CaCO3 ↓
106 100
x 8g
106/100=x/8g x=8.48 g
Na2CO3%=8.48g/10g = 84.8%
答:样品中的Na2CO3的质量分数为84.8%。
12.某化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,进行了如下实验:取25.0g洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中,向烧杯中滴加稀盐酸(整个过程不考虑盐酸的挥发和气体的溶解),实验测得烧杯中剩余物质的质量与加入盐酸的质量之间的关系如图所示(碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O)求:
(1)产生CO2的总质量为 9.9 g。
(2)鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
解:(2)设鸡蛋壳中碳酸钙的质量是x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
x 9.9g
100 /44=x/9.9g 解得: x=22.5g
CaCO3%=22.5g/25g=90%
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为90%。
13.用图示装置测定因存放不当而部分变成碳酸钠的烧碱中氢氧化钠的质量分数。所取试样质量8.00g、锥形瓶质量140.00 g,加入足量稀硫酸(质量为50.00g)每隔相同时间读数一次,数据如下表:
读数次数
质量/g
锥形瓶+试样+稀硫酸
第1次
197.64
第2次
197.48
第3次
197.26
第4次
197.16
第5次
197.12
第6次
197.12
(1)不必进行第七次读数的原因是__第5次和第6次读数相同,说明已充分反应__。
(2)计算氢氧化钠的质量分数。
(3)所用稀硫酸中H2SO4的质量分数不低于多少?
解:(2)mCO2=(8.00g+140.00g+50.00g)-197.12g=0.88g
设所需样品中Na2CO3的质量为x。
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
x 0.88g
x=(0.88g×106)/44=2.12g
NaOH%=(8.00g-2.12g)/8.00g=73.5%
(3)设样品中Na2CO3消耗H2SO4的质量为y。
Na2CO3 + H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 98
2.12g y
y=(2.12g×98)/106=1.96g
再设试样中NaOH消耗H2SO4的质量为z。
2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O
80 98
8.00g-2.12g z
z=(5.88g×98)/80=7.20g
则稀硫酸中H2SO4的质量分数不低于
H2SO4%=(1.96g+7.20g)/50.00g=18.32%
14.某班同学在做完“二氧化碳的制取和性质”实验后,废液缸内盛有大量的盐酸与氯化钙的混合溶液(不考虑其他杂质)。为了对废液进行探究,某小组同学进行了如下实验:取废液缸中的澄清溶液20g盛于烧杯中,逐滴加入5.3%的碳酸钠溶液使其完全反应。有关实验数据记录如下表。当碳酸钠溶液滴加至50g(已过量)时,将杯中物质进行过滤后得干燥固体1.0g。其他数据记录如下:
测定次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入Na2CO3溶液/g
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
杯中物质的总质量/g
29.78
39.56
49.56
59.56
未测
(1)盐酸完全反应时生成的CO2的质量是0.44g。
(2)20g废液中含氯化氢的质量。
(3)请在右图中画出生成沉淀随加入Na2CO3溶液质量变化的曲线。
(4)当废液中两种物质刚好消耗完毕时,所得溶液中氯化钠的质量分数。
解:(2)设20g废液中含氯化氢的质量为x
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
y x 0.44g
106/y=73/x=44/0.44g, 解得:x=0.73g,y=1.06g
(3)与盐酸反应的Na2CO3溶液的质量为1.06g/5.3%=20g
设恰好完全反应时,消耗碳酸钠溶液的质量为z
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
106 100
z×5.3% 1g
z=20g,即加入碳酸钠溶液的质量(20+20)g=40g时,恰好完全反应;此时为曲线的折点,以后沉淀质量不再改变;
(4)设加入40g碳酸钠溶液时,可生成氯化钠的质量为a
Na2CO3 ~ 2NaCl
106 117
40g×5.3% a
106/40g×5.3%=117/a, 解得:=2.34g
NaCl%=2.34g/(59.56g-1g)=4.0%
15.鸡蛋壳中的主要成分是碳酸钙,小华为检测鸡蛋壳中碳酸钙的含量,进行的实验及实验数据如图所示。请回答下列问题:(鸡蛋壳中其他成分与稀盐酸接触不产生气体)
(1)根据质量守恒定律可知,完全反应生成气体的质量为 4.4 g。
(2)计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程,精确到0.1%)
解:(1)根据质量守恒定律可知,完全反应生成气体的质量为
12g+100g﹣107.6g=4.4g。
(2)设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x,
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 4.4g
100/44=x/4.4g 解得:x=10g
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为10g/12g≈83.3%。
答:鸡蛋壳中CaCO3的质量分数约是83.3%。
16.图甲中A是一种常见的酸,它能与黑色固体B反应,B质量为4克,将NaOH溶液渐渐加入到C中,生成蓝色沉淀E的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图乙所示,在D中加入Ba(NO3)2溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。
(1)蓝色沉淀E的化学式是 Cu(OH)2 。
(2)由图乙可知C溶液的阳离子有H+、Cu2+;
(3)NaOH溶液中溶质的质量分数是多少?
(4)C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时,所得溶液溶质的质量是多少?
解:(3)设由CuO生成的CuSO4的质量为x
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80 160
4g x 80/4g=160/x x=8g
设与CuSO4反应的NaOH的质量为y,同时生成Na2SO4的质量为z1
CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2↓
160 80 142
8g y z1 160/8g=80/y=142/z1 y=4g;z1=7.1g NaOH%=4g/(100g-20g)=5%
答:NaOH溶液中溶质的质量分数是5%.
解:(4)设硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠质量为z2
H2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O
80 142
20g×5% z2
80/20g×5%=142/z2; z2=1.775g
所得溶液中溶质的质量为:7.1g+1.775g=8.875g
答:C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时,所得溶液溶质的质量是8.875g。
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九上科学专题辅导十:根据化学方程式计算的题型解析(学生版)
◆知识梳理
化学方程式的综合计算题是初中化学的重难点,虽然依然是质量守恒定律,但更加注重对图表、数据、信息、实验的综合分析。现把综合计算题归纳为以下四大核心类题型,并逐一进行解析。
◆经典题型
一、纯文字型
纯文字型计算题是化学方程式计算中最基础、也最考验“审题能力”的题型。这类题目没有图表辅助,所有关键信息(反应物、生成物、质量、反应条件等)都隐藏在一段文字中。做这类题的核心在于:从文字中“抠”出纯净物的质量,并判断反应是否完全。
例1:现有Na2CO3和Na2SO4的固体混合物共12g,将它放入98g20%的H2SO4溶液中,充分反应后溶液呈酸性;在此酸性溶液中再加入80g10%的NaOH溶液,恰好完全中和.计算恰好完全中和后,所得溶液中溶质的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
二、图像型
图像型计算题是将抽象的化学反应过程直观地展示在图像上,核心考察的是“看图说话”和“数据提取”的能力。做这类题的关键在于:读懂横纵坐标的含义,找准图像中的“起点”、“拐点”和“平台”,确定相关物质质量。理清楚题目中涉及哪几个化学反应并写出化学方程式,如果需要,还要判定它们反应的先后顺序。需要注意的是,溶液质量的求法一般是:进入反应容器的物质总质量减去沉淀质量、杂质(不溶于水的)质量和气体质量;求溶质质量时,要特别注意溶质包括哪几块质量,不要遗漏。
例2:鸡蛋是我们生活中最常见也是补充蛋白质最方便的食物来源。其蛋壳的主要成分是碳酸钙。某科学兴趣小组取25g鸡蛋壳于烧杯中,缓慢加入稀盐酸(杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应),剩余固体质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。请根据要求完成下列问题:
(1)实验时当观察到 现象时,说明鸡蛋壳已完全反应;
(2)加入200g稀盐酸时,烧杯内溶液中的溶质有 (写化学式)。
(3)当鸡蛋壳恰好完全反应时,请计算产生CO2的质量及所得溶液的溶质质量分数。
三、表格数据型
这类题目不直接给出纯净物的质量,而是将数据隐藏在实验数据表中,考察信息提取能力。要对多次实验的数据进行对比来破题。表格中反应前后固体或溶液质量的减少量,通常就是生成气体或沉淀的质量。
例3:小科同学去某风景区游玩时,捡回了若干块石灰岩,他想知道这些石灰岩中碳酸钙的含量,采用了以下的方法进行检测:取这种石灰岩样品6克,把40克稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见表(已知石灰岩样品中含有的杂质不溶于水,不与盐酸反应)
加入稀盐酸的次序
1
2
3
4
加入稀盐酸的质量(克)
10
10
10
10
剩余固体的质量(克)
4.0
m
1.2
1.2
(1)m= 。
(2)样品中碳酸钙的质量是 。
(3)所用稀盐酸的质量分数是多少?
四、实验流程型
实验流程计算题是决定高分的关键。它不再是单一知识点的简单考察,而是将物质的性质、分离提纯的操作与化学方程式的计算深度融合,是对学生逻辑思维与严谨计算能力的双重考验。解题时,需要结合流程图中的每一个数据节点,利用质量守恒定律和化学方程式来进行推导。
例4:某实验小组同学从碳酸钙、碳酸钠和氯化钠的固体混合物中提取氯化钠,实验操作的一部分流程如下图。请根据图中所提供的数据,回答下列问题:
(1)本实验生成二氧化碳的质量是______g,原固体混合物中碳酸钠的质量是______g。
(2)本实验最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是多少?
◆强化训练
1.在托盘天平的两盘上各放一只质量相同的烧杯,分别加入 100g 溶质质量分数为 9.8% 的稀硫酸,调节天平平衡。向左盘烧杯中加入 13g 锌粉,向右盘烧杯中加入 13g 铁粉,充分反应后,天平指针( )
A.向左偏转 B.向右偏转 C.仍然平衡 D.无法判断
2.某固体混合物由 Na2CO2和 NaHCO3组成,取一定量该混合物加热至质量不再减少,将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中,得到 10g 白色沉淀。则原混合物中 NaHCO3的质量为( )
A.8.4g B.16.8g C.4.2g D.无法计算
3.某工厂用煅烧石灰石的方法制取生石灰,反应的化学方程式为:CaCO3=高温=CaO+CO2↑。现取 100g 含杂质 20% 的石灰石样品(杂质不参与反应),高温煅烧至完全反应。则下列推断不符合客观事实的是( )
A.样品中碳酸钙的为 80g B.高温煅烧至完全反应后,生成的CaO的质量是44.8g
C.高温煅烧一段时间后,剩余固体的质量为64.8g D.剩余固体中钙元素的质量分数小于48%
实验次数
m(CuO)/g
硫酸溶液/mL
m(CuSO4)/g
一
2.0
120
4.0
二
4.0
120
8.0
三
6.0
120
9.6
四
8.0
200
16.0
五
10.0
200
x
4.某学生用一定溶质质量分数的稀硫酸和氧化铜进行反应,实验结果如右表所示:根据实验结果填写下列空格:
①哪几次反应硫酸有剩余? ;
②哪几次反应氧化铜有剩余? ;
③表格中的x值是多少? ;
④若硫酸的用量一定,以反应物氧化铜的质量为横坐标,以生成物硫酸铜的质量为纵坐标,则下列函数图像中, 符合事实。
5.某化学兴趣小组为测定一瓶失去标签的稀盐酸的溶质质量分数,取 100g 该稀盐酸于烧杯中,向其中加入足量的碳酸钙粉末,充分反应后,测得烧杯内剩余物质的总质量为 105.6g(已知反应前烧杯和稀盐酸的总质量为 100g,加入的碳酸钙粉末质量为 10g,杂质不反应也不溶于水)。
求:(1)生成二氧化碳的质量;
(2)该稀盐酸中溶质的质量分数。
6.现有Na2CO3和Na2SO4的固体混合物共12g,将它放入98g20%的H2SO4溶液中,充分反应后溶液呈酸性;在此酸性溶液中再加入80g10%的NaOH溶液,恰好完全中和.计算恰好完全中和后,所得溶液中溶质的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
7.某科学兴趣小组为了测定黄铜(铜锌合金)中锌的质量分数,取 20g 黄铜样品放入烧杯中,加入 100g 稀硫酸,恰好完全反应后,测得烧杯中剩余物质的总质量为 119.6g。求:
(1) 生成氢气的质量;
(2) 黄铜中锌的质量分数。
8.景色秀丽的洪泽湖畔,矿产资源十分丰富,本地所产优质元明粉供不应求。元明粉的主要成分是Na2SO4,广泛用于洗涤、玻璃、造纸等行业,右表为元明粉的主要质量标准:
质检人员为确定某批产品的质量等级,进行了下列实验:称取元明粉样品28.6g(杂质为可溶性氯化物),加适量的水使其完全溶解,再向其中加入20%的BaCl2溶液至不再产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀46.6g。
(1)反应中共消耗20%的BaCl2溶液多少克?
(2)通过计算确定该产品的质量等级最高可定为哪级?
甲
乙
丙
烧杯+稀硫酸
100g
75g
75g
加入的锌样品
10g
10g
15g
充分反应后,烧杯+剩余物
109.8g
84.8g
89.8g
9.某课外兴趣小组对一批锌样品(含有杂质,杂质不溶于水,也不与稀硫酸反应)进行分析,甲、乙、丙三位同学分别进行实验,其中只有一位同学所取用的稀硫酸与锌样品恰好完全反应,实验数据如右表:
请你认真分析数据,回答下列问题:(烧杯的质量为26g;)
(1) 同学所取的稀硫酸与锌样品恰好完全反应;
(2)计算样品中锌的质量分数;
(3)计算稀硫酸的溶质质量分数。
实验顺序(按序延长加热时间)/分
固体质量/g
加热前
加热后
1
3.44
3.26
2
3.44
3.12
3
3.44
2.90
4
3.44
2.90
5
3.44
2.80
6
3.44
2.78
7
3.44
2.72
8
3.44
2.72
10.某化学实验小组为测定生石膏的组成(CaSO4•xH2O),即测x的值,做了如下实验,将含结晶水的硫酸钙放在坩埚中加热,加热前和加热后都进行称量,随着实验次数的增加,加热的时间不断延长。它们的实验数据理如右表:利用数据可绘制成如下的图象:
(1)利用实验数据,通过计算推断生石膏的化学式。
(2)通过计算解释图象中产生AB段的原因。
称量物体
质量/g
坩埚+碳酸钠晶体
20.26
坩埚+碳酸钠
19
坩埚
17.94
甲
乙
丙
所取固体样品的质量( g )
15
10
10
加入CaCl2溶液的质量( g )
100
100
150
反应后生成沉淀的质量( g )
8
8
8
11.为了分析某碳酸钠样品(含杂质、杂质可溶于水、不与氯化钙反应)的纯度,甲、乙、丙三位同学分别进行实验,他们的实验数据如下表,分析数据,回答下列问题:
(1)三位同学中,__ _同学所用的样品中Na2CO3与加入溶液中的CaCl2刚好完全反应?
(2)样品中的Na2CO3的质量分数为多少?(小数点后保留一位数字)
12.某化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,进行了如下实验:取25.0g洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中,向烧杯中滴加稀盐酸(整个过程不考虑盐酸的挥发和气体的溶解),实验测得烧杯中剩余物质的质量与加入盐酸的质量之间的关系如图所示(碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O)求:
(1)产生CO2的总质量为 g。
(2)鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
13.用图示装置测定因存放不当而部分变成碳酸钠的烧碱中氢氧化钠的质量分数。所取试样质量8.00g、锥形瓶质量140.00 g,加入足量稀硫酸(质量为50.00g)每隔相同时间读数一次,数据如下表:
读数次数
质量/g
锥形瓶+试样+稀硫酸
第1次
197.64
第2次
197.48
第3次
197.26
第4次
197.16
第5次
197.12
第6次
197.12
(1)不必进行第七次读数的原因是__ __。
(2)计算氢氧化钠的质量分数。
(3)所用稀硫酸中H2SO4的质量分数不低于多少?
14.某班同学在做完“二氧化碳的制取和性质”实验后,废液缸内盛有大量的盐酸与氯化钙的混合溶液(不考虑其他杂质)。为了对废液进行探究,某小组同学进行了如下实验:取废液缸中的澄清溶液20g盛于烧杯中,逐滴加入5.3%的碳酸钠溶液使其完全反应。有关实验数据记录如下表。当碳酸钠溶液滴加至50g(已过量)时,将杯中物质进行过滤后得干燥固体1.0g。其他数据记录如下:
测定次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入Na2CO3溶液/g
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
杯中物质的总质量/g
29.78
39.56
49.56
59.56
未测
(1)盐酸完全反应时生成的CO2的质量是 g。
(2)20g废液中含氯化氢的质量。
(3)请在右图中画出生成沉淀随加入Na2CO3溶液质量变化的曲线。
(4)当废液中两种物质刚好消耗完毕时,所得溶液中氯化钠的质量分数。
15.鸡蛋壳中的主要成分是碳酸钙,小华为检测鸡蛋壳中碳酸钙的含量,进行的实验及实验数据如图所示。请回答下列问题:(鸡蛋壳中其他成分与稀盐酸接触不产生气体)
(1)根据质量守恒定律可知,完全反应生成气体的质量为 g。
(2)计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程,精确到0.1%)
16.图甲中A是一种常见的酸,它能与黑色固体B反应,B质量为4克,将NaOH溶液渐渐加入到C中,生成蓝色沉淀E的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图乙所示,在D中加入Ba(NO3)2溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。
(1)蓝色沉淀E的化学式是 。
(2)由图乙可知C溶液的阳离子有 ;
(3)NaOH溶液中溶质的质量分数是多少?
(4)C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时,所得溶液溶质的质量是多少?
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九上科学专题辅导十:根据化学方程式计算的题型解析(答案版)
◆经典题型
一、纯文字型
例1:
解析:初始反应:将Na2CO3和Na2SO4混合物加入H2SO4溶液中,Na2SO4不与H2SO4反应,Na2CO3与H2SO4反应:
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑,题目指出“充分反应后溶液呈酸性”,说明H2SO4过量,Na2CO3已完全反应。
中和反应:向酸性溶液中加入NaOH溶液,恰好完全中和。NaOH与剩余H2SO4反应:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
观察最终状态:所有的H2SO4(无论是与碳酸钠反应还是与氢氧化钠反应)最终都转化为了Na2SO4。
所有的NaOH最终也转化为了Na2SO4。原混合物中的Na2SO4不参与反应,直接留在溶液中。
解:所加入稀硫酸中H2SO4的质量:98g×20%=19.6g;加入的氢氧化钠溶液中NaOH的质量:80g×10%=8g
设与NaOH反应的H2SO4的质量为x,生成的Na2SO4的质量为y1
2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
80 98 142
8g x y1
80/8g=98/x=142/y1 解得:x=9.8g y1=14.2g
与Na2CO3反应的H2SO4的质量:19.6g-9.8g=9.8g
设与H2SO4反应的Na2CO3的质量为m,生成的Na2SO4的质量为y2,生成的CO2的质量为z
Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑
106 98 142 44
m 9.8g y2 z
106/m=98/9.8g=142/y2=44/z 解得:m=10.6g y2=14.2g z=4.4g
反应后溶液中Na2SO4的质量分数:
(14.2g+14.2g+12g-10.6g)/(12g+98g+80g-4.4g)×100%=16.1%
答:恰好完全中和后,所得溶液中溶质的质量分数为16.1%。
点评:此题难度较大,反应顺序易容弄错。必须明确Na2CO3先与H2SO4反应,且题目给出“溶液呈酸性”,这是关键条件,直接告诉我们H2SO4过量,Na2CO3已耗尽。如果没有这个条件,你需要讨论NaOH是先中和酸还是先与盐反应(实际上NaOH优先中和强酸,但这里酸是过量的,所以无需讨论)。其次溶质来源要数全,最终溶质Na2SO4有三个来源:碳酸钠和硫酸反应生成的,硫酸和氢氧化钠中和生成的,还有原混合物中自带的(最容易漏掉)。
二、图像型
例2:
解析:(1)碳酸钙和稀盐酸反应会生成二氧化碳气体,实验时当观察到无气泡产生现象时,说明鸡蛋壳已完全反应;
(2)加入200g稀盐酸时,烧杯内溶液中的溶质有CaCl2、HCl;
(3)设产生CO2的质量为x,生成氯化钙的质量为y。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 111 44
20g y x
100/20g=111/y=44/x, 得:x=8.8g,y=22.2g
由图像可知,鸡蛋壳中碳酸钙的质量为:25g﹣5g=20g,当鸡蛋壳恰好完全反应时,所得不饱和溶液的质量为:20g+188.8g﹣8.8g=200g,则所得溶液的溶质质量分数为:22.2g/200g=11.1%。
答:鸡蛋壳完全反应后,产生CO2的质量为8.8g,所得溶液的溶质质量分数为11.1%。
点评:本题考查了学生根据图象分析解决问题的能力,在解答此类题时,要注意观察图象的起点、终点、转折点、变化趋势,即“三点一趋势”,通常图象的转折点是物质恰好反应的点,结合方程式分析解答。
三、表格数据型
例3:
解析:(1)比较第一次和第三次的数据可知,第一次加入10g盐酸后剩余固体的质量为4.0g,而第三次加入稀盐酸后剩余固体的质量为1.2g,所以可以判断第一次中盐酸完全反应,消耗碳酸钙6.0g-4.0=2.0g,即10g 稀盐酸能够消耗2g碳酸钙,因此第二次中也是消耗2.0g碳酸钙,故可以求出m=4.0-2.0=2.0;
(2)由杂质的质量可以求出碳酸钙的质量,碳酸钙的质量为:6.0g﹣1.2g=4.8g;
进而求出碳酸钙的质量分数;根据题意可以知道第一次盐酸和2g碳酸钙恰好完全反应,可以据此求出盐酸的质量分数。
(3)设10g稀盐酸中溶质的量为x。
CaCO3 + 2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
2g x
100/73==2g/x 解得:x=1.46g。
所以盐酸的质量分数为:1.46g/10g=14.6%.
故答案为:(1)2.0;(2)4.8g;(3)14.6%。
点评:本题主要考查学生进行计算和推断的能力,计算时要注意规范性和准确性。
四、实验流程型
例4:
解析:
(1)固体混合物 20g 加入 90g 水,得到 5.6g 固体是碳酸钙。和不饱和溶液。因此,过滤出的 5.6g 固体就。进入溶液的物质质量J 20g-5.6g=14.4g,也是碳酸钠和氯化钠的总质量。所得不饱和溶液质量:14.4g(溶质)+90g(水)=104.4g。向上述不饱和溶液中加入 100g 稀盐酸,恰好完全反应。得到 200g 不饱和溶液。利用质量守恒定律:反应前总质量 = 反应后溶液质量 + 逸出的气体质量。所以生成二氧化碳的质量是104.4g+100g-200g=4.4g。
求碳酸钠质量:
设原固体混合物中碳酸钠的质量为x,反应生成氯化钠的质量为y。
Na2CO3 + 2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
106 117 44
x y 4.4g
106/x=117/y=44/4.4g 解得:x=10.6g,y=11.7g。
(2)氯化钠的来源有两部分:一是原混合物中的氯化钠,质量为14.4g-10.6g=3.8g。二是碳酸钠与盐酸反应生成的氯化钠,其质量是11.7g。所以计算溶质氯化钠的总质量是:3.8g+11.7g=15.5g。
计算溶质质量分数=15.5g/200g=7.75%。
答:本实验最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是7.75%。
答案:(1)本实验生成二氧化碳的质量是 4.4 g,原固体混合物中碳酸钠的质量是 10.6 g。
(2)本实验最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是7.75%。
点评:攻克实验流程计算题,需要“宏观分析”与“微观计算”相结合。宏观上,要读懂流程,明确每一步的目的和物质走向;微观上,要计算精准,时刻警惕溶质来源、溶液质量等易错点。唯有如此,才能在这类综合性题目中立于不败之地。
◆强化训练
1.解析:设左右盘生成的氢气的质量分别为x,y
左盘:Zn + H2SO4 == ZnSO4+ H2↑
65 98 2
13g 100g×9.8% x
若Zn完全反应,则有65/2=13g/x 解得:x=0.4g
若 H2SO4完全反应,则有98/2= 100g×9.8%g/x 解得:x=0.2g
所以是H2SO4完全反应,产生氢气的质量是0.2g,左盘净增 6.3g。
左盘:Fe + H2SO4 == FeSO4+ H2↑
56 98 2
13g 100g×9.8% y
同理得:H2SO4完全反应,产生氢气的质量是0.2g,右盘净增 6.3g。
两边净增质量相等,天平平衡。
故选项C正确。
答案:C
2.解析:10g 沉淀为 CaCO3,
质量x的CO2 ,能生成10g CaCO3白色沉淀
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O
44 100
x 10g
44/100=x /10g 解得:x=4.4g
设原混合物中 NaHCO3的质量为y
2NaHCO3 =加热= Na2CO3 + H2O + CO2↑
168 44
y 4.4g
168/44=y/4.4g 解得:y=16.8g
故选项B正确。
答案:B
3.解析:样品中碳酸钙的质量 = 100g × (1-20%) = 80g,选项A正确;
设生成 CaO 的质量为 x,生成 CO₂ 的质量为 y
CaCO3=高温= CaO + CO2↑
100 56 44
80g x y
100/80 = 56/x,解得 x=44.8g
100/80 = 44/y,解得 y=35.2g
反应后生成CaO 的质量是 44.8g,选项B正确;
反应后剩余固体的总质量=44.8g + 100g×20%=64.8g,选项C正确;
钙元素质量 = 44.8g × (40/56) = 32g
钙元素质量分数 = 32g / 64.8g × 100% ≈ 49.4%,选项D错误。
答案:D
4.解析:比较1、2两次实验可知,第1次中硫酸溶液过量,2g氧化铜反应完毕,生成4g硫酸铜。比较2、3两次实验可知,第2次中硫酸溶液过量,4g氧化铜反应完毕,生成8g硫酸铜。比较2、3次两实验可知,第3次中6g氧化铜过量,120mL的硫酸溶液反应完毕,生成9.6g硫酸铜。第4次时,8g氧化铜和200mL的硫酸溶液怡好反应完毕,生成16g硫酸铜。第5次10g氧化铜过量。
故答案为:①一、二;②三、五;③16.0;④B
5.解:(1)生成二氧化碳的质量 = 100g + 10g - 105.6g = 4.4g
(2)设稀盐酸中溶质 HCl 的质量为 x
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
73 44
x 4.4g
73/x = 44/4.4g,解得 x=7.3g
稀盐酸中溶质的质量分数 = 7.3g / 100g × 100% = 7.3%
6.解析:所加入稀硫酸中H2SO4的质量:98g×20%=19.6g;加入的氢氧化钠溶液中NaOH的质量:80g×10%=8g
设与NaOH反应的H2SO4的质量为x,生成的Na2SO4的质量为y1
2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
80 98 142
8g x y1
80/8g=98/x=142/y1 解得:x=9.8g y1=14.2g
与Na2CO3反应的H2SO4的质量:19.6g-9.8g=9.8g
设与H2SO4反应的Na2CO3的质量为m,生成的Na2SO4的质量为y2,生成的CO2的质量为z
Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑
106 98 142 44
m 9.8g y2 z
106/m=98/9.8g=142/y2=44/z 解得:m=10.6g y2=14.2g z=4.4g
反应后溶液中Na2SO4的质量分数:
(14.2g+14.2g+12g-10.6g)/(12g+98g+80g-4.4g)×100%=16.1%
答:恰好完全中和后,所得溶液中溶质的质量分数为16.1%.
7.解:求氢气质量(用差量法):生成 H₂ 质量 = (20g + 100g) - 119.6g = 0.4g
求锌的质量:设黄铜中锌的质量为 x。
Zn + H2SO4 == ZnSO4+ H2↑
65 2
x 0.4g
列比例式:65/x = 2/0.4g
解得:x = 13g
求质量分数:锌的质量分数 = (13g/20g)×100% = 65%
答:(1) 生成氢气的质量为0.4g;
(2) 黄铜中锌的质量分数为65%。
点评:此题很经典,属于“文字叙述型 + 质量守恒 + 化学方程式”的综合计算。题目不给锌的质量,也不给铜的质量,而是给了一个“反应后总质量”。必须通过“质量差”把隐藏的气体质量找出来。必须知道金属活动性顺序:Zn能与酸反应,Cu不能能与酸反应。
8.解析:加入BaCl2溶液时,硫酸钠溶液与氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀和氯化钠;由生成沉淀的质量46.6g,根据反应的化学方程式列式计算出参加反应硫酸钠、氯化钡的质量,进而计算出BaCl2溶液的质量。
解:设参加反应的硫酸钠的质量为x,氯化钡的质量为y,
Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl
142 208 233
x y 46.6g
142/x=208/y=233/46.6g 解得:x=28.4g, y=41.6g
(1)反应中消耗20%的BaCl2溶液质为41.6g/20%=208g
(2)该批产品中硫酸钠的质量分数=28.4g/28.6g×100%≈99.3%,为特等品;
答案:
(1)反应中共消耗20%的BaCl2溶液208g
(2)该批产品的质量等级最高可定特等品;
点评:本题难度不是很大,掌握根据化学方程式与溶质质量分数的计算即可正确解答本题,解题时要注意解题的规范性。
9.(1)乙
解析:(1)根据表可知,三位同学的实验结果都生成了0.2g气体,又由已知条件“其中只有一位同学所取用的稀硫酸与锌样品恰好完全反应”可知,所用样品最少的同学所取用的稀硫酸与最少的锌样品恰好完全反应。
(2)设样品中锌的质量为x,稀硫酸中硫酸的质量为y。
Zn + H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98 2
x y 0.2g
65/x=98/y=2/0.2g
x=6.5g,y=9.8g
Zn%=6.5g/10g=65%
(3)H2SO4%=9.8g/(75g-26g)=20%
10.解:(1)生石膏加热分解减少的质量就是水的质量,由实验数据知3.44gCaSO4•xH2O完全分解得到无水CaSO42.72g,则:
CaSO4•xH2O=CaSO4 + xH2O
136 18x
2.72g 3.44g-2.72g
即136/2.72g=18x/0.72g
解得x=2 所以生石膏的化学式为CaSO4•2H2O。
(2)CaSO4•yH2O=CaSO4 + yH2O
136 18y
2.72g 3.44g-2.90g
即136/2.72g=18y/0.72g
解得y=1/2,所以此时石膏的化学式为CaSO4•1H2O/2。
该物质化学性质稳定,受热不易分解。
由实验数据知在A-B段时石膏的质量为2.90g,其中CaSO42.72g,H2O 0.18g。
此时其化学式可表示为CaSO4•2H2O。
故答案为:
(1)CaSO4•2H2O;
(2)原因是石膏的质量为2.90g,根据图中数据可知最后固体质量不变,说明已经没有了结晶水,即CaSO4质量为2.72g,所以H2O的质量为2.90g-2.72g=0.18g。则硫酸钙与水的质量比为:272:18,因为硫酸钙与水的相对分子质量比为136:18,所以硫酸钙前面应该放上2,所以此时其化学式可表示为2CaSO4•H2O。该物质化学性质稳定,受热不易分解。
11.解析:加入CaCl2溶液的质量不变,比较甲乙所取固体样品的质量和反应后生成沉淀的质量,发现甲比乙多用5 g固体,但生成沉淀的质量却相同,说明这多的5 g固体没有发生反应或者说明100 g的 CaCl2溶液已反应完;加入固体样品的质量 不变,比较乙丙加入CaCl2溶液的质量和反应后生成沉淀的质量,发现丙比乙多用50 gCaCl2溶液,但生成沉淀的质量却相同,说明这多的50 gCaCl2溶液没有发生反应或者说明10 g的固体样品已反应完。由此分析可知:计算样品中的Na2CO3的质量可以利用乙丙反应后生成沉淀的质量8 g来求,这是10g样品中的Na2CO3的质量;不能选用甲数据来计算。计算CaCl2溶液中溶质的质量分数可以利用甲乙反应后生成沉淀的质量8 g来求,这是100gCaCl2溶液中CaCl2的质量,不能选用丙数据来计算。
解:(1)乙
(2)设:10g样品中的Na2CO3的质量为x
Na2CO3 + CaCl2 = 2NaCl+CaCO3 ↓
106 100
x 8g
106/100=x/8g x=8.48 g
Na2CO3%=8.48g/10g = 84.8%
答:样品中的Na2CO3的质量分数为84.8%。
12.(1) 9.9
解:(2)设鸡蛋壳中碳酸钙的质量是x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
x 9.9g
100 /44=x/9.9g 解得: x=22.5g
CaCO3%=22.5g/25g=90%
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为90%。
13.(1) 第5次和第6次读数相同,说明已充分反应__。
解:(2)mCO2=(8.00g+140.00g+50.00g)-197.12g=0.88g
设所需样品中Na2CO3的质量为x。
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
x 0.88g
x=(0.88g×106)/44=2.12g, NaOH%=(8.00g-2.12g)/8.00g=73.5%
(3)设样品中Na2CO3消耗H2SO4的质量为y。
Na2CO3 + H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 98
2.12g y
y=(2.12g×98)/106=1.96g
再设试样中NaOH消耗H2SO4的质量为z。
2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O
80 98
8.00g-2.12g z
z=(5.88g×98)/80=7.20g
则稀硫酸中H2SO4的质量分数不低于
H2SO4%=(1.96g+7.20g)/50.00g=18.32%
14.(1)0.44
解:(2)设20g废液中含氯化氢的质量为x
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
y x 0.44g
106/y=73/x=44/0.44g, 解得:x=0.73g,y=1.06g
(3)与盐酸反应的Na2CO3溶液的质量为1.06g/5.3%=20g
设恰好完全反应时,消耗碳酸钠溶液的质量为z
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
106 100
z×5.3% 1g
z=20g,即加入碳酸钠溶液的质量(20+20)g=40g时,恰好完全反应;此时为曲线的折点,以后沉淀质量不再改变;如右图。
(4)设加入40g碳酸钠溶液时,可生成氯化钠的质量为a
Na2CO3 ~ 2NaCl
106 117
40g×5.3% a
106/40g×5.3%=117/a, 解得:=2.34g
NaCl%=2.34g/(59.56g-1g)=4.0%
15.解:(1)根据质量守恒定律可知,完全反应生成气体的质量为12g+100g﹣107.6g=4.4g。
(2)设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x,
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 4.4g
100/44=x/4.4g 解得:x=10g
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为10g/12g≈83.3%。
答:鸡蛋壳中CaCO3的质量分数约是83.3%。
16.(1) Cu(OH)2 (2)H+、Cu2+
解:(3)设由CuO生成的CuSO4的质量为x
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80 160
4g x 80/4g=160/x x=8g
设与CuSO4反应的NaOH的质量为y,同时生成Na2SO4的质量为z1
CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2↓
160 80 142
8g y z1 160/8g=80/y=142/z1 y=4g;z1=7.1g NaOH%=4g/(100g-20g)=5%
答:NaOH溶液中溶质的质量分数是5%.
解:(4)设硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠质量为z2
H2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O
80 142
20g×5% z2
80/20g×5%=142/z2; z2=1.775g
所得溶液中溶质的质量为:7.1g+1.775g=8.875g
答:C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时,所得溶液溶质的质量是8.875g。
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