4.3 化学方程式的书写及应用 第2课时(讲义)化学新教材沪教版九年级上册
2026-08-31
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精品
摘要:
本讲义聚焦“依据化学方程式的计算”核心知识点,前承化学方程式书写与配平,后续通过纯净物、含杂质、图像、表格、图解实验等类型计算,构建“微观粒子比—宏观质量比”转换通道,明确计算依据及“设、写、标、列、答”五步法解题步骤。
该资料以新课标核心素养为导向,通过真实情境(如葡萄酒酿造)引发探究,培养科学思维与严谨态度。设计图像表格分析题,结合标准示例与易错警示,课中辅助分层教学,课后助力学生查漏补缺,提升解题能力。
内容正文:
第四章
认识化学反应
第3节 化学方程式的书写及应用
第2课时 依据化学方程式的计算
课标要点
1. 宏观辨识与微观探析:能从化学反应中元素种类与原子数目不变的本质,解释化学方程式中各物质质量比恒定的原因;建立“微观粒子比—宏观质量比”的转换通道。
2. 变化观念与模型认知:理解化学方程式是定量计算的反应模型;能依据化学方程式建构“已知物质质量→化学式量比→未知物质质量”的思维模型。
3. 科学探究与问题解决:经历“真实情境引发计算需求—自主建构比例关系—规范建模求解”的完整问题解决过程;掌握依据化学方程式计算的解题步骤和规范格式。
4. 科学态度与社会责任:通过真实案例体会定量计算对生产实践的科学价值;在规范书写与精确计算中养成严谨求实的科学态度。
学习重难点
重点:依据化学方程式计算的解题步骤和规范格式
难点:依据化学反应自主构建反应物与生成物之间的质量比关系
知识点 依据化学方程式的计算(重点)
一、不含杂质的化学方程式计算
1.计算依据:
(1)理论依据:质量守恒定律
(2)基本依据:反应中的各物质的质量比成正比例关系,等于各物质相对分子质量(或相对原子质量)与其化学计量数的乘积之比。
2.化学方程式的计算步骤:
(1)设:设未知数(说清楚设的是质量还是质量分数等,一定不要带单位);
(2)方:写出化学方程式并配平(一定配平);
(3)标:标出有关物质的量:上标相对分子质量,下标已知质量和未知数;
(4)比:列比例式,求解;
(5)答:简明地写出答案。
3.化学方程式的综合计算
计算中可能用到的公式有:
质量=密度×体积
分解率=已分解物质的质量/未分解物质的质量×100%
某物质的质量分数=某物质的质量/含该物质的总质量×100%
纯净物的质量=混合物的质量×纯度
4. 解题时把握三个要领,抓住三个关键。
要领:解题步骤完整、格式规范、得数准确。
关键:方程式要对、一定要陪平、准确计算相对分子质量。
二、含杂质的化学方程式计算
计算步骤(三步法)
1.换算为纯净物质量
将含杂质的反应物/生成物质量通过纯度公式转换为纯净物质量。
公式:纯净物质量 = 含杂质物质质量 × (1 - 杂质质量分数)
2.代入化学方程式计算
将纯净物质量代入化学方程式,求出目标纯净物的质量。
3.结果换算回含杂质质量(若需要)
将得到的纯净物质量按纯度反向换算为含杂质物质质量。
公式:含杂质物质质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度
三、图像型化学方程式的计算
计算四步法:
1.写方程式:根据反应类型配平化学方程式。
2.找关键量:从图像提取有效数据(如生成沉淀质量、气体体积)。
3.列比例式:利用化学计量数关系计算未知量。
4.验算结果:检查溶质质量分数或剩余物是否合理
四、表格型化学方程式的计算
核心解题步骤
1.写方程式:正确书写配平的化学方程式,确认反应物与生成物关系。
2.析表格数据:对比多组数据,找出恰好完全反应的转折点(关键!)
3.判断过量物质:根据转折点数据计算实际参与反应的量,排除过量物质干扰(如10g B₂过量时,按A的量计算)。
4.列比例式计算:利用化学方程式中物质的质量比关系求解。
5.验算质量守恒:生成物质量 = 参加反应的(反应物1质量 + 反应物2质量)。
五、图解实验型化学方程式的计算
1.明确实验目的与原理
分析实验装置图,确定反应物、生成物及测量数据(如质量差、气体体积、沉淀质量等)。
示例:气体生成实验中,烧杯内减少的质量=生成气体质量;沉淀实验中滤渣质量=生成沉淀质量。
2.书写正确的化学方程式
根据实验现象或图示信息写出配平的化学方程式,标注生成物状态(↑或↓)。
3.提取纯净物质量数据
图解题常给出混合物(如含杂质的样品)或溶液质量,需转化为实际参与反应的纯净物质量:
纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度
溶质质量 = 溶液质量 × 溶质质量分数。
关键:反应前后质量差、气体质量、沉淀质量等可直接作为计算依据。
4.列比例式求解
按步骤:设未知量→写方程式→标相关量(相对分子质量×系数)→列比例→解算→作答。
拓展延伸
解题点睛
一、计算的依据(理论根基)
理论依据:质量守恒定律。
计算依据:化学方程式中各物质之间的质量比固定不变。
质量比 = 各物质的相对分子质量 × 化学计量数之比
例:2H₂ + O₂点燃2H₂O
质量比:m(H₂) : m(O₂) : m(H₂O) = (2×2) : (1×32) : (2×18) = 4 : 32 : 36 = 1 : 8 : 9
即:每 1 份质量的H₂与 8 份质量的O₂恰好完全反应,生成 9 份质量的H₂O。
二、解题的一般步骤(五步法,可简记为:设、写、标、列、答)
步骤
名称
具体操作
注意事项
1
设
设未知数(通常设所求物质的质量为 x)
x 不带单位,且指明是哪种物质的质量
2
写
正确写出化学方程式
必须配平!条件、符号也要写对
3
标
标出相关物质的质量比和实际质量
① 质量比 = Mr × 系数(写在对应物质正下方);
② 实际质量写在质量比正下方(单位要统一);
③ 只标已知量和未知量相关物质,其他可省略
4
列
列比例式,求解
利用“质量比 = 实际质量之比”列式,解出 x
5
答
简明写出答案
答案要带单位
三、标准计算示例(对照步骤)
题目:加热分解 6.3g 高锰酸钾,可以得到氧气的质量是多少?
步骤
书写过程
设
设可以得到氧气的质量为 x
写
2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
标
2×158 = 316 32
6.3g x
列
316 / 32 = 6.3g / x
x = (32 × 6.3g) / 316 = 0.638g ≈ 0.64g
答
可以得到约 0.64g 的氧气。
四、核心公式与换算工具
质量 = 密度 × 体积(已知气体或液体体积时,先换算成质量)。即m = ρ × V
纯净物质量 = 样品质量 × 纯度(质量分数)
m(纯净物) = m(样品) × 纯度
代入方程式的必须是纯净物的质量!
质量差法(差量法):当题目给出反应前后总质量减少时,减少的质量往往是生成气体(如CO₂、O₂)或沉淀的质量,可直接用于计算。
五、必记的三个“代入规则”
规则
说明
必须代入纯净物
含杂质的样品质量不能直接代入方程,必须先算出纯净物质量
必须代入完全反应物
未反应完的剩余物质量不能代入,要取参加反应的那部分
质量单位必须统一
所有代入的实际质量单位要一致(通常用克)
六、常见题型及应对策略
题型
特点
关键突破口
已知反应物求生成物
直接给一种物质质量,求另一种
按五步法标准流程直接计算
含杂质的计算
样品不纯,含有杂质(如矿石、合金)
先算纯净物质量 = 样品 × 纯度,再代入
多步反应的计算
一个反应的产物是下一个反应的反应物
分步写出方程式,分别计算;或利用原子守恒找关系式
质量差法(差量法)
反应前后质量减少,生成了气体或沉淀
减少的质量 = 气体/沉淀质量,直接代入计算
过量判断
两种反应物质量都已知,需判断谁过量
先算恰好反应的质量比,确定过量物质,按不足量计算
七、易错警示(阅卷扣分点)
序号
易错点
正确做法
1
化学方程式未配平
配平后再计算,否则质量比全错
2
相对分子质量算错
仔细计算,最好算两遍确认(特别注意系数)
3
已知量带单位列式
列比例式时,已知量和未知量均不带单位(或两边单位一致)
4
气体体积直接代入
必须通过 m = ρV 换算成质量再代入
5
含杂质样品直接代入
先乘纯度,取纯净物质量代入
6
忘记写“答”
虽小但扣分,写完检查
一句话背诵口诀
一设二写三标量,四列五答记心上;
纯净质量才能代,体积杂质先换算;
方程配平是前提,质量比来定方向。
随学随练
1.(2026·吉林·中考真题)在吉林省人们利用长白山野生山葡萄酿酒,已有一百多年历史。葡萄酒的酿造过程需添加适量,用来杀菌和抗氧化。利用化学方程式计算:若用在中燃烧的方法获得,需要的质量是多少?
【答案】解:设需要硫的质量为x
,x=32g
答:需要硫的质量是32g。
【解析】见答案。
2.(2026·福建·中考真题)某检测机构利用下列反应测定食品添加剂葡萄糖酸钙样品中氯化物(以NaCl计)的含量:。结果表明,2.00 g样品参加反应,生成。
(1)计算样品中的质量(写出计算过程)。
(2)依据食品安全国家标准,葡萄糖酸钙中氯化物(以NaCl计)的含量应低于0.08%。结合计算结果判断,该样品中氯化物的含量 (填“符合”或“不符合”)国家标准。
【答案】(1)解:设样品中的质量为。
2.00 g样品中的质量为。 (2)符合
【解析】(1)见答案
(2)2.00g样品中氯化钠的质量为1.17mg
质量分数为,所以该样品中氯化钠含量符合国家标准。
拓展 依据化学方程式的计算(难点)
一、依据化学方程式计算时的注意事项
1.只需找出相关物质的质量关系,且各物质之间的质量比不用化简。
2.根据化学方程式计算的依据是各物质之间的质量比,若题中给出的量是体积,需换算成质量代入计算,气体的质量(g)= 气体的体积(L)×气体的密度(g/L) 。
4.单位必须统一;设未知量x不需要写出单位。
单位换算:1L=1000mL,1mL=1cm3
5.完成计算后要进行 检查 。检查 化学方程式 是否正确,检查所列出的 已知量 和 未知量 之间的关系是否正确,检查已知量和未知量的 单位 是否一致,检查解题过程是否规范、正确等。
二、依据化学方程式计算时的常见类型
1.有关纯净物的化学方程式的计算。化学方程式所表示的反应物和生成物都是纯净物的质量关系,可直接将已知纯净物的质量代入计算。
2.遇到含杂质的不纯物质时,需将不纯物质的质量换算成纯净物的质量,才能代入化学方程式按质量比进行计算。常用的计算公式如下:
①不纯物质的化学方程式的计算(杂质不参加反应)
a.纯净物的质量=混合物的质量×纯度
随学随练
1.(2026·湖南长沙·三模)氢气作为新能源,正在受到越来越多的关注。小光用8.0g粗锌与足量稀硫酸反应(粗锌所含的杂质不跟稀硫酸反应)制得氢气0.2g。
反应的化学方程式为:
(1)硫酸 (H2SO4)中氢元素、硫元素的质量比为________。
(2)计算粗锌中锌的质量分数(写出计算过程)。
【答案】(1)1:16
(2)解:设粗锌中锌的质量为x
粗锌中锌的质量分数为
答:粗锌中锌的质量分数为81.25%。
【解析】(1)硫酸中氢元素、硫元素的质量比:
(2)见答案
2.(2026·福建福州·模拟预测)某品牌发酵粉包装袋上标有“NaHCO3含量”的字样。取10.0 g发酵粉与足量的稀硫酸充分反应,生成CO22.2 g。(样品中其他成分不与硫酸反应,反应原理为)
(1)计算样品中NaHCO3的质量。
(2)判断该发酵粉样品的NaHCO3含量______(填“符合”或“不符合”)要求。
【答案】(1)
解:设样品中NaHCO3的质量为x
x=4.2g
答:样品中NaHCO3的质量为4.2g。
(2)
符合
【解析】(1)见答案。
(2)该发酵粉样品中NaHCO3的含量为,符合要求。
1.依据化学方程式计算
①代入方程式中的各个量必须是质量。
②代入方程式中的量必须是纯净物的质量。
③单位必须统一。
2.计算中常用的关系式
质量=密度×体积
分解率=已分解物质的质量/未分解物质的质量×100%
某物质的质量分数=某物质的质量/含该物质的总质量×100%
纯净物的质量=混合物的质量×纯度
3.五看图像法(坐标、比例、起点、终点、特征点)
看坐标:明确横/纵轴含义(时间、试剂质量、沉淀质量等)。
抓转折:平台起点/终点对应反应临界点(如恰好完全反应)。
用守恒:反应前后质量差=气体/沉淀质量(例:△m = CO₂质量)。
活学活用
1.(2026·河北·中考真题)化学小组对某实验后的废渣(铜和氧化铜的混合物)进行回收处理。向盛有28.2 g废渣的烧杯中加入足量稀硫酸,充分反应后,经过滤、洗涤、干燥,得到16.2 g固体,所得溶液质量为240 g。请回答:
(1)废渣中氧化铜的质量为 g。
(2)所得溶液中硫酸铜的质量分数。(要求有必要的化学方程式和计算步骤)
【答案】(1)12 (2)
设反应生成硫酸铜的质量为x,
已知所得溶液质量为240 g,因此硫酸铜的质量分数为:
答:所得溶液中硫酸铜的质量分数为10%。
【解析】(1)铜不能与稀硫酸反应,只有氧化铜可与稀硫酸反应,因此反应后剩余的16.2g固体全部为铜。 。
(2)根据氧化铜与硫酸铜的质量比可计算出硫酸铜的质量,结合溶液的质量可求出溶液中硫酸铜的质量分数,详细计算过程可参考答案。
2.(2026·山西吕梁·一模)某小组同学通过查阅资料得知过氧化钠能与水反应生成氧气,他们取1.6g某过氧化钠样品,向其中加入足量水,充分反应(反应原理为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑),并测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。
(1)生成氧气的质量是___________g。
(2)反应前后,氧元素的化合价___________(填“不变”或“改变”)。
(3)计算该过氧化钠样品中过氧化钠的质量分数。
【答案】(1)0.32
(2)改变
(3)解:设1.6g该样品中过氧化钠的质量为
则该样品中过氧化钠的质量分数为:
答:该样品中过氧化钠的质量分数为
【解析】(1)略;
(2)过氧化钠中钠元素显+1价,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得氧元素显-1价,水和氢氧化钠中氧元素均显-2价,氧气中氧元素化合价为0,故反应前后氧元素的化合价改变;
(3)见答案。
题型 微观示意图反应的相关方程式计算
▌例1 (2026·河北邯郸·模拟预测)我国科研团队开发出“二氧化碳—淀粉”人工合成路线,关键步骤之一是在催化剂作用下与反应生成甲醇(),微观反应示意图如图所示。
请回答下列问题:
(1)该反应前后,没有发生变化的粒子是_______(填“分子”或“原子”)。
(2)该反应涉及的物质中,属于氧化物的有______种。
(3)该反应的化学方程式中,和的化学计量数之比为________。
(4)若生成32 g甲醇(),则同时生成水的质量为_____g。
(5)该技术的成功研发,对人类社会发展的意义是_______________________(写一条即可)。
【答案】(1)原子
(2)2
(3)
(4)18
(5)缓解温室效应
【解析】(1)化学变化的本质是分子分裂为原子,原子重新组合成新分子,反应前后原子的种类、数目、质量都不变,分子种类一定改变。
(2)氧化物是由两种元素组成,且其中一种为氧元素的化合物。涉及的氧化物为CO2、H2O。
(3)该反应为,则CO2与H2的化学计量数之比为1:3。
(4)解,设生成水的质量为x
答:生成水的质量为18g。
(5)人工合成淀粉时,能缓解粮食危机,且该反应消耗二氧化碳,能缓解温室效应等。
解题贴士
本知识点主要考察如何正确利用微观示意图书写方程式并进行相关计算,在解答此类型题时应注意首先要依据微观示意图的反应正确书写出完整的化学方程式,特别注意配平,而后根据方程式进行简单计算。计算式需仔细,找准相对原子质量,避免计算错误。
▌对点练1-1 (25-26八年级下·山东烟台·期中)下图是某种制取硅反应的微观示意图,下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式是SiCl4 +H2Si +HCl
B.参加反应的甲、乙分子个数比为1:2
C.丙由原子构成
D.反应前后乙与丁变化的质量比是2:73
【答案】A
【解析】 A.根据反应的微观示意图可知,该反应为SiCl4和H2在高温条件下反应生成Si和HCl,化学方程式为,选项中化学方程式未配平,A错误;
B.由A中的方程式可知,参加反应的甲、乙分子个数比为1:2,B正确;
C.丙为硅,其是由硅原子构成,C正确;
D.由A中的方程式可知,反应前后乙与丁变化的质量比为(2×2):(36.5×4)=2:73,D正确。
▌对点练1-2 (2026·山东聊城·三模)天然气(主要成分)中通常含有硫化氢等硫化物杂质。天然气脱硫的一种反应原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲烷在反应中作催化剂,反应前后质量不变
B.理论上,脱除,需要消耗
C.反应后转化为和
D.可循环使用,无需补充
【答案】D
【分析】 脱硫过程反应方程式为:,未参与反应,直接排出;
氧化过程反应方程式为:。
【解析】A.未参与反应,不符合催化剂“参与反应、反应前后质量和化学性质不变”的特征,不属于催化剂,错误。
B.消去中间产物得总反应,34g 仅需消耗16g ,不是32g,错误。
C.根据质量守恒,不含碳元素,不可能生成,其最终转化为S和,错误。
D.在脱硫反应中消耗,在氧化反应中等量生成,性质和质量均不变,可循环使用无需补充,正确。
题型 推写化学方程式中的未知反应物或生成物的化学式
▌例2(2026·福建漳州·模拟预测)我国卫生部规定食盐必须加碘,其中碘以两种化合物的形式存在。利用厨房中的食醋、淀粉等可鉴定食盐中是否含碘,其反应原理为:5X+KIO3+6CH3COOH═6CH3COOK+3H2O+3I2,试推测X的化学式是( )
A.K2O B.KI
C.KOH D.KIO
【答案】B
【分析】根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类及原子个数不变,分别统计出反应前后原子种类及个数,比较分析可得所求物质的化学式。
【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类及原子个数不变,由方程式可知,生成物中各元素原子个数分别为:C,12;H,24;O,15;K,6;I,6;已知反应物中各元素原子个数分别为:C,12;H,24;O,15;K,1;I,1;比较可知5X中含有5个K原子和 5个I原子,X的化学式为KI。故选B。
解题贴士
本知识点主要考察正确利用质量守恒定律:在化学反应中,反应前后原子个数、种类不变,结合题目给出的已知方程式信息,推写出未知反应物或生成物的化学式。在解题过程中注意要计算清楚参与反应的各个原子个数,然后进行反应前后各原子个数比较,从而得出缺少的原子种类和个数,才能正确推出化学式。
▌对点练2-1 (2026·西藏日喀则·三模)为了能及时发现煤气泄漏,常在煤气中加入少量有特殊气味的乙硫醇(C2H5SH),乙硫醇燃烧的化学方程式为2C2H5SH+9O2=4CO2+2x+6H2O,则X的化学式是( )
A.S B.H2S
C.SO3 D.SO2
【答案】D
【解析】由题干中的化学方程式可知:方程式的左边有4个碳原子、12个氢原子、2个硫原子和18个氧原子,右边有4个碳原子、12个氢原子、14个氧原子和2个X分子.根据质量守恒定律中元素种类不变、原子个数不变的特点可知:2个X分子含有2个硫原子和4个氧原子,即1个X分子含有1个硫原子和2个氧原子.因此X的化学式为SO2。
故选:D。
▌对点练2-2 (25-26九年级上·辽宁本溪·期末)铜能与硝酸反应,但不产生H2具体反应化学方程式如下。。请推测X的化学式是( )
A.NO B.NO2
C.N2O D.N2O3
【答案】A
【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Cu、H、N、O的个数分别是3、8、8、24,生成物中含Cu、H、N、O的个数分别是3、8、6、22,故生成物中还应含2个N、2个O,故X的化学式为NO。
故选A。
题型 依据化学方程式的计算
▌例3 (2026·天津·中考真题)硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域。某实验小组利用废铁屑与稀硫酸反应制取硫酸亚铁。取14 g含铁80%的废铁屑(杂质不参与反应,也不溶于水),向其中加入一定质量溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,恰好完全反应。计算:
(1)生成硫酸亚铁的质量;
(2)所得溶液中溶质的质量分数(结果精确到0.1%)。
【答案】(1)解:铁的质量:
设:生成的质量为,参加反应的质量为,生成的质量为。
生成的质量:,
参加反应的质量:,
生成的质量:,
稀硫酸的质量:
答:生成硫酸亚铁的质量为; (2)
结合(1)可知,所得溶液质量:
所得溶液中溶质的质量分数:
答:所得溶液中溶质的质量分数为。
【解析】(1)见答案。
(2)见答案。
解题贴士
本知识点主要考察如何依据化学方程式的计算,解题时特别是进行含杂质的计算应注意以下几点:
1.含杂质物质的计算需把握的要点
(1)化学方程式所表达的都是纯物质发生化学变化时的相互关系,各化学式所规定的化学计量,反映的是纯物质之间的数量关系。
(2)进行计算时所含杂质并不遵守该反应化学方程式所遵循的规律,因此先要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量,再进行计算。
2.纯净物与含杂质物质的换算关系
含杂质物质质量纯净物质的质量
物质纯度==1﹣杂质的质量分数
3.含杂质物质的有关化学方程式的计算步骤
(1)将含杂质物质质量换算成纯物质质量。
(2)将纯物质质量代入化学方程式进行计算。
(3)将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量。
▌对点练3-1(2026·四川乐山·中考真题)拉瓦锡设计如图所示的装置探究水的组成,验证水中含有氢元素。将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热,水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后,在右侧试管中收集到了“可燃空气”即氢气,反应的化学方程式为。请计算:
(1)中氢元素与氧元素的质量之比为__________。
(2)的相对分子质量为__________。
(3)生成0.02g氢气,理论上消耗铁的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)
(2)232
(3)解:设理论上消耗铁的质量为。
答:理论上消耗铁的质量为0.42g。
【解析】(1)水的化学式为,其中氢、氧元素质量比 =(1×2):16=2:16=1:8。
(2)Fe3O4的相对分子质量=56×3+16×4=168+64=232。
(3)详见答案。
▌对点练3-2(2026·四川南充·中考真题)胃酸过多常服用氢氧化镁抗酸药,某抗酸药标签如下图所示,临床推荐成人每日服用的氢氧化镁不超过840 mg。
XX抗酸药
主要成分:氢氧化镁
规格:每片含氢氧化镁116 mg
适应症:反酸、烧心、胃痛
(1)成人每日服用该抗酸药最多_______片。
(2)求两片该抗酸药理论上可中和胃酸中的氯化氢的质量(写出计算过程)。[反应的化学方程式:]
【答案】(1)7
(2)解:设1片该抗酸药理论上可中和胃酸中的氯化氢的质量为x
x=146mg
则两片该抗酸药理论上可中和胃酸中的氯化氢的质量为:
答:两片该抗酸药理论上可中和胃酸中的氯化氢的质量是292mg
【解析】(1)临床推荐成人每日服用的氢氧化镁不超过840 mg,每片抗酸药含氢氧化镁116 mg,则成人每日服用该抗酸药最多的片数为:,因为不能超过最大剂量且应为整数片,所以成人每日服用该抗酸药最多7片;
(2)见答案。
基础通关
1.(2026·河南平顶山·二模)一定质量的碳酸钙粉末和碳粉的混合物在空气中充分灼烧,反应后得到的固体物质的质量是原混合物质量的1/3。则原混合物中碳酸钙粉末和碳粉的质量比为( )
A.25:3 B.25:17
C.2:1 D.25:14
【答案】B
【解析】混合物在空气中充分灼烧时,碳粉与氧气反应生成完全逸出,无固体残留;碳酸钙高温分解生成固体和,最终剩余固体仅为。
设混合物中碳酸钙粉末的质量为,碳粉的质量为,碳酸钙完全分解生成氧化钙的质量为z。
根据题意剩余固体质量为原混合物的,可得
解得:,因此碳酸钙与碳粉质量比为。
2.(2026·江苏连云港·二模)将一定质量的碳酸钙粉末置于密闭容器中高温煅烧一段时间,冷却后称量剩余固体,测得剩余固体中钙元素的质量分数为60%。已知碳酸钙分解的化学方程式为。反应前后钙元素质量不变。则已分解的碳酸钙占原碳酸钙的质量分数约为( )
A.25% B.50%
C.75% D.80%
【答案】C
【解析】设原质量为,中钙元素质量分数为,因此原固体中钙元素总质量为。
剩余固体中钙元素质量分数为,因此剩余固体总质量为。
反应中只有作为气体逸出,因此生成的质量为。
根据,每分解100份质量的生成44份质量的,设分解的质量为,则,解得。 已分解的碳酸钙占原碳酸钙的质量分数为。
3.(2026·湖南岳阳·三模)如果电解18 g水,理论上最多能获得的氢气的质量是( )
A.16 g B.8 g
C.1 g D.2 g
【答案】D
【解析】解题思路:根据电解水的化学反应方程式,利用反应物和生成物的固定质量比计算生成氢气的质量。
设生成氢气的质量为,
解得,因此选D。
4.(2026·江苏盐城·三模)已知过氧化钠(Na2O2)是潜水艇的制氧剂,能与二氧化碳反应产生氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2现向15.6g的Na2O2固体中通入一定量的CO2后,得到18.4g的固体。关于上述实验说法正确的是( )
A.Na2O2中氧元素的化合价为-2价
B.反应后的固体中钠元素的质量为7.8g
C.得到的18.4g固体为纯净物
D.上述反应中生成的O2为1.6g
【答案】D
【分析】先利用化学方程式的固体差量法计算反应相关量,再结合化合价规则、元素守恒逐一判断选项。
反应方程式:,每份质量的反应,生成份质量的,固体质量增加份,同时生成32份质量的。
本次实验固体增重:
,设生成的质量为,参加反应的过氧化钠质量为y,则:
,解得
,解得
【解析】A.化合物中化合价代数和为0,中为+1价,因此的化合价为-1价,A错误。
B.钠元素质量守恒,反应前固体中钠元素质量为,反应后所有钠元素仍在固体中,质量为9.2g,B错误。
C.经计算,仅7.8g 参与反应,剩余7.8g ,同时生成10.6g ,因此18.4g固体是两者的混合物,C错误。
D.由分析可知,D正确。
5.(2026·江苏常州·一模)含硫煤燃烧会产生大气污染,为处理SO2,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述正确的是
A.流程涉及的反应类型中有置换反应
B.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe、O
C.整个流程前后Fe2(SO4)3的量没有发生变化
D.理论上,每处理3.2 t SO2,至少需通入0.4 t O2
【答案】C
【分析】反应的化学方程式为:,
【解析】A.置换反应的特征是单质+化合物→新单质+新化合物,流程中所有反应均无单质生成,不存在置换反应,错误。
B.S元素化合价从中的+4价变为中的+6价,也发生了改变,错误。
C. 作为催化剂,反应前后质量和化学性质不变,所以整个流程中它的量没有变化,正确。
D. 根据化学方程式:,,可知,二氧化硫和氧气的关系为,二者的质量比是128:32=4:1,所以消耗3.2t需要通入氧气质量为,错误。
6.(2026·山东临沂·二模)胆矾(CuSO4·5H2O,相对分子质量为250)广泛应用于生产生活中。将25.0g胆矾放在坩埚内加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图。下列说法不正确的是( )
A.0~650℃之间,胆矾脱水生成硫酸铜发生化学变化
B.x的值为16.0
C.650℃~1000℃之间,可能会生成形成酸雨的污染物
D.已知CuO分解生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体,当CuO完全分解时产生该气体的质量为1.2g
【答案】D
【解析】A.0~650℃胆矾失去结晶水生成新物质,有新物质生成,属于化学变化,说法正确。
B.由图可知纵坐标为x时,对应产生的物质是硫酸铜,反应物与生成物之间的关系为: ,列式求解:,即g,x的数值为16.0,说法正确。
C.650℃~1000℃分解生成,硫元素转化为或,均为形成酸雨的污染物,说法正确。
D.分解反应为,CuO完全分解生成O₂的质量为反应前氧化铜的质量减去反应后氧化亚铜的质量:,不是1.2g,说法错误。
7.(24-25九年级下·安徽·自主招生)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄()褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是( )
A.消耗相同量的,在反应I和Ⅱ中,生成的和质量相同
B.反应I和Ⅱ中,元素和S的化合价均升高
C.反应I和Ⅱ中,参加反应的和的质量比:
D.消耗相同量的,在反应I和Ⅱ反应中,消耗的氧气质量比为
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律,反应Ⅰ的化学方程式为,反应Ⅱ的化学方程式为。
【解析】A、根据化学方程式,设消耗的的量为m,则反应Ⅰ生成 1.5m,反应Ⅱ生成 3m,二者摩尔质量不同,质量不相等,A错误;
B、反应I中As化合价始终为+3价,没有升高,B错误;
C、反应I中和质量比为,反应Ⅱ为,,C错误;
D、消耗相同量的时,消耗的质量比等于化学计量数之比,为,D正确。
8.(2026·山东临沂·二模)宋朝王希孟的《千里江山图》历经千年,依旧色彩艳丽。关键在于使用了石青、石绿等传统颜料,其中石青又称蓝铜矿,其主要成分可表示为,该物质受热时会分解生成氧化铜、水和二氧化碳,且分解前后各元素化合价均不变。兴趣小组利用如图所示装置探究石青的组成。(已知:装置气密性良好。不与样品中的成分反应。浓硫酸能够吸收水蒸气,碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气。矿石中杂质受热不分解,装置乙、丙、丁中试剂均足量。)
兴趣小组取4.00克干燥样品进行实验,实验结束测得装置乙的质量增加0.18克,装置丙的质量增加0.88克,下列说法错误的是( )
A.若无装置丁,测得中x的值无影响
B.该石青样品中的质量为3.46 g
C.石青的主要成分分解生成水和二氧化碳的分子个数比为
D.加热前需要通入氮气以排出装置内的空气
【答案】C
【分析】石青受热分解生成、和,装置乙吸收水蒸气,测得生成水的质量为。装置丙吸收,测生成的质量为。根据反应前后原子个数不变,可写出该反应的化学方程式。
【解析】A、装置丁仅避免外界气体干扰丙的测量,不影响乙测得的水的质量,由氢元素守恒(来自水的质量)计算,因此对的值无影响,A正确。
B、根据化合物化合价代数和为0:,即;根据化学方程式,和的相对分子质量乘化学计量数之比,等于实际质量之比,得,得,联立得,化学式为,写出化学方程式,,的相对分子质量为346,的相对分子质量18,质量0.18g,可计算得到的质量等于,B正确。
C、根据化学方程式,生成水和二氧化碳的分子个数比等于它们的化学计量数之比,为,不是,C错误。
D、加热前通排尽装置内空气,避免装置中的水蒸气和被乙、丙吸收,干扰测量结果,D正确。
素养提升
9.(2026·山东济南·模拟预测)(多选)使用特殊的催化剂在光照(hv)条件下实现了CO2和H2催化转化为C4H10,其中转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.转化过程①和②中,氢元素化合价发生了变化
B.从CO2到C4H10的转化是一个储存能量的过程
C.过程③中,理论上参加反应的C4H10和O2的分子个数比是1:13
D.理论上,每88tCO2完全转化为C4H10,需消耗13tH2
【答案】ABD
【解析】A.过程①的反应物是单质,氢元素化合价为0,生成物中氢元素全部在中,化合价为;过程②反应物中氢为0价,生成物中氢元素在和中均为价,因此两个过程氢元素化合价都发生了变化,正确。
B.该转化需要吸收光照的能量,将光能转化为化学能储存在有机物中,因此整个转化过程是储存能量的过程,正确。
C.过程③是和反应生成和,其反应的化学方程式为,因此参加反应的和分子个数比为,不是,错误。
D.写出转化为的总化学方程式为,和的质量比为 ,因此完全转化为,需要消耗,正确。
10.(2026·湖北武汉·二模)高锰酸钾是一种强氧化剂,具有消毒杀菌等作用,也是实验室制取氧气的原料之一。
(1)高锰酸钾制氧气的反应中,二氧化锰______(填“是”或“不是”)该反应的催化剂。
(2)63.2 g高锰酸钾在加热反应过程中,固体质量随反应时间变化如图所示。请计算m的值。
【答案】(1)不是
(2)解:设t时间生成氧气的质量为x。
,
答:m的值为56.8。
【解析】(1)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,二氧化锰是该反应的生成物,不是催化剂。
(2)详见答案。
11.(2026·甘肃天水·模拟预测)某小组同学加热铜粉制备氧化铜,为测定氧化铜的产量,同学们取样品,将稀硫酸分5次加入,充分反应并记录数据如下:
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
加入稀硫酸的质量/g
100
100
100
100
100
充分反应后剩余固体的质量/g
26
18
10
2
2
请完成下列分析与计算:
(1)样品中氧化铜的质量为___________g。
(2)计算实验所用稀硫酸的溶质质量分数。
(3)计算恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数。(计算结果精确至)
【答案】(1)32
(2)9.8%
(3)14.8%
【解析】(1)计算样品中氧化铜的质量 根据表格数据,反应结束后剩余的固体质量为2g,此为样品中铜的质量。 样品中氧化铜的质量 = 样品总质量 - 铜的质量 m(CuO) = 34g - 2g = 32g
(2)由表可知,每加入100g稀硫酸,恰好与8g氧化铜完全反应。
设100g稀硫酸中含溶质H2SO4的质量为x。
,解得
稀硫酸的溶质质量分数 =
(3)恰好完全反应时,32g氧化铜全部反应,共消耗了400g稀硫酸。
设反应生成硫酸铜(CuSO4)的质量为y。
,
所得溶液的总质量 = 参加反应的氧化铜质量 + 加入的稀硫酸质量 m(溶液) = 32g + 400g = 432g 所得溶液中溶质的质量分数 =
12.(2026·河南信阳·模拟预测)科学家用“人工树叶”模拟光合作用的原理,吸收二氧化碳并获得氧气,有助于实现“碳中和”,其反应的微观示意图如图。
(1)参加反应的甲、乙的质量比为__________。
(2)写出该反应的化学方程式______________________________。
【答案】(1)9:11
(2)
【分析】根据微粒图可知反应为水与二氧化碳反应生成甲烷和氧气,配平得到方程式:。
【解析】(1)参与反应的水与二氧化碳的质量比为[2×(1×2+16)]:[12+(16×2)]=36:44=9:11。
(2)略。
13.(2026·山西朔州·二模)某化学兴趣小组在实验室选用高锰酸钾进行氧气制取实验,实验过程中,小组同学对加热过程中剩余固体的质量变化进行了实时监测,测得的相关数据如图所示。请结合所学知识回答下列问题:
(1)图中a点时,试管中的固体物质有_________种。
(2)计算反应结束后,生成氧气的质量。
【答案】(1)3
(2)解:设生成氧气的质量为
答:生成氧气的质量为。
【解析】(1)高锰酸钾受热分解的反应为:。a点时固体质量仍在减少,说明反应还在进行,高锰酸钾未完全分解,此时试管中的固体有:未反应完的高锰酸钾、生成的锰酸钾、二氧化锰,共3种。
(2)根据高锰酸钾和氧气的质量比可计算出氧气的质量,详细计算过程可参考答案。
14.(2026·福建漳州·模拟预测)过氧化钙是一种常见固体保鲜剂,其受潮后发生的反应是 现有100g质量分数为72%的过氧化钙保鲜剂用于果蔬保鲜。
(1)100g该保鲜剂含过氧化钙___________g。
(2)100g该保鲜剂理论上生成氧气的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)
(2)解:设100g该保鲜剂理论上生成氧气的质量为x 。
答:100g该保鲜剂理论上生成氧气的质量是。
【解析】(1)100g该保鲜剂含过氧化钙的质量为100g72%=72g。
(2)详见答案。
15.(2026·广东东莞·三模)我国一直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。
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。
(2)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。
①反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式是________。
②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中最多生成氢气的质量是多少?_______(写出计算过程)
③若反应器Ⅱ中生成的全部进入反应器Ⅰ完全反应,且反应器Ⅰ中水足量,反应器Ⅰ、Ⅱ中共生成氢气总质量为________kg。
【答案】(1)太阳/光
(2) 设理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量为x,则:
答:若甲烷完全反应,理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量是45kg。 67.5
【解析】(1)光解水过程中,光照提供能量,将光能转化为生成物氢气中储存的化学能,光照利用的大多数都是日照,因此写太阳能或光能均可。
(2)根据图2流程可知,反应器Ⅰ中反应物为和,反应条件为,生成物为和,配平后得到上述方程式。
反应器Ⅱ中参加反应的甲烷质量: 设理论上生成氢气的质量为,根据反应方程式:,相对分子质量为16,相对分子质量总和为4,列出比例式: 解得:
反应器Ⅱ与反应器Ⅰ之间存在联系,反应器Ⅱ中反应生成和,生成的会进入反应器Ⅰ生成,根据反应方程式可知,反应器Ⅱ中与生成的存在固定质量比,生成的与反应器Ⅰ中生成的也存在固定的质量比,可由的质量计算的质量,由于和化学计量数均为1,可得反应器Ⅰ中生成的的质量为,则生成的总质量为。
迁移创新
16.(2026·江西·中考真题)氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的反应()可用于工业制备盐酸。
(1)该反应的基本反应类型为 。
(2)计算10 kg氢气完全反应生成氯化氢的质量(写出计算过程)。
(3)将37 kg氯化氢气体完全溶解于63 kg水中,所得溶液中溶质的质量分数为 。
(4)在实验室中,用浓盐酸配制一定溶质质量分数的稀盐酸,混匀时玻璃棒的作用是 ,若操作均正确,最终得到的稀盐酸中溶质的质量分数偏小的原因可能为 。
【答案】(1)化合反应 (2)解:设生成氯化氢的质量为。
:完全反应生成氯化氢的质量为。 (3)37% (4)① 搅拌,使液体混合均匀 ② 盐酸挥发,使溶质减少
【解析】(1)该反应由两种反应物生成一种生成物,符合化合反应“多变一”的特征,因此属于化合反应。
(2)见答案。
(3)溶质质量分数公式为,溶液质量为,。
(4)略;
浓盐酸易挥发,若溶质氯化氢部分挥发,会导致实际溶质质量偏小,最终溶质质量分数偏低。
17.(2026·广东东莞·模拟预测)电气石强催化玉米秸秆暗发酵制氢是一项颇具前景的新能源技术。其基本原理如图1所示。
(1)电气石经热化处理后转化为氧化铁,氧化铁中铁元素的化合价为________。
(2)暗发酵过程中,玉米秸秆中的纤维素水解为葡萄糖(),再转化为丁酸()。以上这三种含碳化合物中,氢的质量分数最大的是________。
(3)电气石的催化效果受其粒径和加入量影响(如图2所示),分析:粒径与加入量最佳比值为________目/g。
(4)发酵得到的丁酸可进一步与水反应制氢:。若44吨丁酸完全反应,理论上,该反应能产生________吨氢气。(写出计算过程)
(5)通过对比实验分析,是否添加特定粒径电气石会造成产氢量不同,数据如下:
实验
未添加电气石
添加特定粒径的电气石
处理1 kg玉米秸秆的产氢量
0.788 L/kg
1.076 L/kg
已知氢气的热值约为,密度约为0.09 g/L。请结合数据计算,每处理1 kg玉米秸秆,产生的氢气充分燃烧的情况下,因添加电气石而额外多获得的能量是________J。
【答案】(1)
(2)丁酸
(3)
(4)解:设产生氢气的质量为x。
吨
答:产生氢气的质量为2吨。
(5)3628.8
【解析】(1)氧化铁中氧元素的化合价为-2价,根据化合物中各元素化合价代数和为0,求得,氧化铁中铁元素的化合价为+3价。
(2)纤维素中氢的质量分数为:,葡萄糖中氢的质量分数为:,丁酸中氢的质量分数为:,则氢的质量分数最大的是丁酸。
(3)根据图中数据可知,当电气石的粒径大小为1000目时,产氢量最多,当加入7g的催化剂时,产氢量也是最高,故比值为1000:7(目/g)。
(4)详见答案。
(5)根据表中数据分析可知,加入特定粒径的电气石时,产氢量明显比不加入的要高,按照处理1kg玉米秸秆,增加产量。已知氢气的热值约为,密度约为,故先求算氢气的质量,再求增加的热量。
18.(2026·山西忻州·二模)某化学兴趣小组的同学称取40.0g高锰酸钾样品(样品中含有少量不参与反应的杂质)放入大试管中加热,直至不再产生气体为止。反应过程中,试管内剩余固体的质量随加热时间的变化关系如图所示。请根据图示信息回答下列问题:
(1)完全反应后,生成氧气的质量为_________g。
(2)计算该样品中高锰酸钾的质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)3.2
(2)解:设该样品中高锰酸钾的质量为。
答:该样品中高锰酸钾的质量分数是79%。
【解析】(1)根据质量守恒定律,反应后固体减少的质量就是生成氧气的质量,因此生成氧气的质量为:。
(2)过程见答案。
19.(2026·福建福州·二模)钙是青少年骨骼和牙齿发育的关键元素。为测定某钙片中碳酸钙含量是否与标签(如图)相符,某同学取一片钙片,加入足量稀盐酸,反应生成0.66 g二氧化碳。
XX儿童钙片
主要成分:碳酸钙、维生素D
功能:补钙
规格:2 g/片
每片中含:碳酸钙75%
食用方法:嚼食,每日一片
(1)根据化学方程式计算:实验消耗的碳酸钙质量(钙片中其他成分不与盐酸反应,反应原理为 )。
(2)判断该钙片中的碳酸钙含量与标签信息__________(填“相符”或“不相符”)。
【答案】(1)解:设碳酸钙质量为x。
答:钙片中碳酸钙的质量为1.5 g。
(2)相符
【解析】(1)见答案。
(2)标签标注:每片钙片质量为,碳酸钙含量为,则标注的碳酸钙质量为: ,与实际计算出的碳酸钙质量相等,因此该钙片碳酸钙含量与标签信息相符。
20.(2025·湖南长沙·三模)某品牌玻璃洗涤剂中含有硫酸钠等,为测定其是否为合格品(硫酸钠的质量分数为合格品),兴趣小组同学进行了如图所示的实验。(实验中反应的化学方程式为,杂质不参与反应,过滤后滤渣损失忽略不计)
(1)氯化钡中钡元素与氯元素质量比为_____(请写出最简整数比)。
(2)通过计算判断该样品是否为合格品。(写出计算过程,结果精确到)
【答案】(1)137:71
(2)解:设该样品中硫酸钠质量分数为x
x94.7%<95.0%,所以该样品不是合格品。
【解析】(1)氯化钡中钡元素与氯元素质量比为。
(2)见答案。
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第四章
认识化学反应
第3节 化学方程式的书写及应用
第2课时 依据化学方程式的计算
课标要点
1. 宏观辨识与微观探析:能从化学反应中元素种类与原子数目不变的本质,解释化学方程式中各物质质量比恒定的原因;建立“微观粒子比—宏观质量比”的转换通道。
2. 变化观念与模型认知:理解化学方程式是定量计算的反应模型;能依据化学方程式建构“已知物质质量→化学式量比→未知物质质量”的思维模型。
3. 科学探究与问题解决:经历“真实情境引发计算需求—自主建构比例关系—规范建模求解”的完整问题解决过程;掌握依据化学方程式计算的解题步骤和规范格式。
4. 科学态度与社会责任:通过真实案例体会定量计算对生产实践的科学价值;在规范书写与精确计算中养成严谨求实的科学态度。
学习重难点
重点:依据化学方程式计算的解题步骤和规范格式
难点:依据化学反应自主构建反应物与生成物之间的质量比关系
知识点 依据化学方程式的计算(重点)
一、不含杂质的化学方程式计算
1.计算依据:
(1)理论依据:
(2)基本依据:反应中的各物质的质量比成 关系,等于各物质 (或相对原子质量)与其 的 。
2.化学方程式的计算步骤:
(1)设:设 (说清楚设的是质量还是质量分数等,一定 );
(2)方:写出 并配平(一定配平);
(3)标:标出有关物质的量:上标 ,下标已 ;
(4)比:列 ,求解;
(5)答:简明地写出答案。
3.化学方程式的综合计算
计算中可能用到的公式有:
质量= ×
分解率= / ×100%
某物质的质量分数=某物质的 / ×100%
纯净物的质量=混合物的质量×
4. 解题时把握三个要领,抓住三个关键。
要领:解题步骤完整、格式规范、得数准确。
关键:方程式要对、一定要陪平、准确计算相对分子质量。
二、含杂质的化学方程式计算
计算步骤(三步法)
1.换算为纯净物质量
将含杂质的反应物/生成物质量通过纯度公式转换为纯净物质量。
公式:纯净物质量 =
2.代入化学方程式计算
将纯净物质量代入化学方程式,求出目标纯净物的质量。
3.结果换算回含杂质质量(若需要)
将得到的纯净物质量按纯度反向换算为含杂质物质质量。
公式:含杂质物质质量 =
三、图像型化学方程式的计算
计算四步法:
1.写方程式:根据反应类型配平化学方程式。
2.找关键量:从图像提取有效数据(如生成沉淀质量、气体体积)。
3.列比例式:利用化学计量数关系计算未知量。
4.验算结果:检查溶质质量分数或剩余物是否合理
四、表格型化学方程式的计算
核心解题步骤
1.写方程式:正确书写配平的化学方程式,确认反应物与生成物关系。
2.析表格数据:对比多组数据,找出 的转折点(关键!)
3.判断过量物质:根据转折点数据计算实际参与反应的量,排除 物质干扰(如10g B₂过量时,按A的量计算)。
4.列比例式计算:利用化学方程式中物质的质量比关系求解。
5.验算质量守恒:生成物质量 = 参加反应的(反应物1质量 + 反应物2质量)。
五、图解实验型化学方程式的计算
核心解题步骤
1.明确实验目的与原理
分析实验装置图,确定反应物、生成物及测量数据(如 、 、 等)。
示例:气体生成实验中,烧杯内减少的质量=生成 质量;沉淀实验中滤渣质量=生成 质量。
2.书写正确的化学方程式
根据实验现象或图示信息写出配平的化学方程式,标注生成物状态(↑或↓)。
3.提取纯净物质量数据
图解题常给出混合物(如含杂质的样品)或溶液质量,需转化为实际参与反应的纯净物质量:
纯净物质量 = ;
溶质质量 = ;
关键:反应前后 、 、 等可直接作为计算依据。
4.列比例式求解
按步骤:设未知量→写方程式→标相关量(相对分子质量×系数)→列比例→解算→作答。
拓展延伸
解题点睛
一、计算的依据(理论根基)
理论依据:质量守恒定律。
计算依据:化学方程式中各物质之间的质量比固定不变。
质量比 = 各物质的相对分子质量 × 化学计量数之比
例:2H₂ + O₂点燃2H₂O
质量比:m(H₂) : m(O₂) : m(H₂O) = (2×2) : (1×32) : (2×18) = 4 : 32 : 36 = 1 : 8 : 9
即:每 1 份质量的H₂与 8 份质量的O₂恰好完全反应,生成 9 份质量的H₂O。
二、解题的一般步骤(五步法,可简记为:设、写、标、列、答)
步骤
名称
具体操作
注意事项
1
设
设未知数(通常设所求物质的质量为 x)
x 不带单位,且指明是哪种物质的质量
2
写
正确写出化学方程式
必须配平!条件、符号也要写对
3
标
标出相关物质的质量比和实际质量
① 质量比 = Mr × 系数(写在对应物质正下方);
② 实际质量写在质量比正下方(单位要统一);
③ 只标已知量和未知量相关物质,其他可省略
4
列
列比例式,求解
利用“质量比 = 实际质量之比”列式,解出 x
5
答
简明写出答案
答案要带单位
三、标准计算示例(对照步骤)
题目:加热分解 6.3g 高锰酸钾,可以得到氧气的质量是多少?
步骤
书写过程
设
设可以得到氧气的质量为 x
写
2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
标
2×158 = 316 32
6.3g x
列
316 / 32 = 6.3g / x
x = (32 × 6.3g) / 316 = 0.638g ≈ 0.64g
答
可以得到约 0.64g 的氧气。
四、核心公式与换算工具
质量 = 密度 × 体积(已知气体或液体体积时,先换算成质量)。即m = ρ × V
纯净物质量 = 样品质量 × 纯度(质量分数)
m(纯净物) = m(样品) × 纯度
代入方程式的必须是纯净物的质量!
质量差法(差量法):当题目给出反应前后总质量减少时,减少的质量往往是生成气体(如CO₂、O₂)或沉淀的质量,可直接用于计算。
五、必记的三个“代入规则”
规则
说明
必须代入纯净物
含杂质的样品质量不能直接代入方程,必须先算出纯净物质量
必须代入完全反应物
未反应完的剩余物质量不能代入,要取参加反应的那部分
质量单位必须统一
所有代入的实际质量单位要一致(通常用克)
六、常见题型及应对策略
题型
特点
关键突破口
已知反应物求生成物
直接给一种物质质量,求另一种
按五步法标准流程直接计算
含杂质的计算
样品不纯,含有杂质(如矿石、合金)
先算纯净物质量 = 样品 × 纯度,再代入
多步反应的计算
一个反应的产物是下一个反应的反应物
分步写出方程式,分别计算;或利用原子守恒找关系式
质量差法(差量法)
反应前后质量减少,生成了气体或沉淀
减少的质量 = 气体/沉淀质量,直接代入计算
过量判断
两种反应物质量都已知,需判断谁过量
先算恰好反应的质量比,确定过量物质,按不足量计算
七、易错警示(阅卷扣分点)
序号
易错点
正确做法
1
化学方程式未配平
配平后再计算,否则质量比全错
2
相对分子质量算错
仔细计算,最好算两遍确认(特别注意系数)
3
已知量带单位列式
列比例式时,已知量和未知量均不带单位(或两边单位一致)
4
气体体积直接代入
必须通过 m = ρV 换算成质量再代入
5
含杂质样品直接代入
先乘纯度,取纯净物质量代入
6
忘记写“答”
虽小但扣分,写完检查
一句话背诵口诀
一设二写三标量,四列五答记心上;
纯净质量才能代,体积杂质先换算;
方程配平是前提,质量比来定方向。
随学随练
1.(2026·吉林·中考真题)在吉林省人们利用长白山野生山葡萄酿酒,已有一百多年历史。葡萄酒的酿造过程需添加适量,用来杀菌和抗氧化。利用化学方程式计算:若用在中燃烧的方法获得,需要的质量是多少?
2.(2026·福建·中考真题)某检测机构利用下列反应测定食品添加剂葡萄糖酸钙样品中氯化物(以NaCl计)的含量:。结果表明,2.00 g样品参加反应,生成。
(1)计算样品中的质量(写出计算过程)。
(2)依据食品安全国家标准,葡萄糖酸钙中氯化物(以NaCl计)的含量应低于0.08%。结合计算结果判断,该样品中氯化物的含量 (填“符合”或“不符合”)国家标准。
拓展 依据化学方程式的计算(难点)
一、依据化学方程式计算时的注意事项
1.只需找出相关物质的质量关系,且各物质之间的质量比不用化简。
2.根据化学方程式计算的依据是各物质之间的质量比,若题中给出的量是体积,需换算成质量代入计算,气体的质量(g)= 气体的体积(L)×气体的密度(g/L) 。
4.单位必须统一;设未知量x不需要写出单位。
单位换算:1L=1000mL,1mL=1cm3
5.完成计算后要进行 检查 。检查 化学方程式 是否正确,检查所列出的 已知量 和 未知量 之间的关系是否正确,检查已知量和未知量的 单位 是否一致,检查解题过程是否规范、正确等。
二、依据化学方程式计算时的常见类型
1.有关纯净物的化学方程式的计算。化学方程式所表示的反应物和生成物都是纯净物的质量关系,可直接将已知纯净物的质量代入计算。
2.遇到含杂质的不纯物质时,需将不纯物质的质量换算成纯净物的质量,才能代入化学方程式按质量比进行计算。常用的计算公式如下:
①不纯物质的化学方程式的计算(杂质不参加反应)
a.纯净物的质量=混合物的质量×纯度
随学随练
1.(2026·湖南长沙·三模)氢气作为新能源,正在受到越来越多的关注。小光用8.0g粗锌与足量稀硫酸反应(粗锌所含的杂质不跟稀硫酸反应)制得氢气0.2g。
反应的化学方程式为:
(1)硫酸 (H2SO4)中氢元素、硫元素的质量比为________。
(2)计算粗锌中锌的质量分数(写出计算过程)。
2.(2026·福建福州·模拟预测)某品牌发酵粉包装袋上标有“NaHCO3含量”的字样。取10.0 g发酵粉与足量的稀硫酸充分反应,生成CO22.2 g。(样品中其他成分不与硫酸反应,反应原理为)
(1)计算样品中NaHCO3的质量。
(2)判断该发酵粉样品的NaHCO3含量______(填“符合”或“不符合”)要求。
1.依据化学方程式计算
①代入方程式中的各个量必须是质量。
②代入方程式中的量必须是纯净物的质量。
③单位必须统一。
2.计算中常用的关系式
质量=密度×体积
分解率=已分解物质的质量/未分解物质的质量×100%
某物质的质量分数=某物质的质量/含该物质的总质量×100%
纯净物的质量=混合物的质量×纯度
3.五看图像法(坐标、比例、起点、终点、特征点)
看坐标:明确横/纵轴含义(时间、试剂质量、沉淀质量等)。
抓转折:平台起点/终点对应反应临界点(如恰好完全反应)。
用守恒:反应前后质量差=气体/沉淀质量(例:△m = CO₂质量)。
活学活用
1.(2026·河北·中考真题)化学小组对某实验后的废渣(铜和氧化铜的混合物)进行回收处理。向盛有28.2 g废渣的烧杯中加入足量稀硫酸,充分反应后,经过滤、洗涤、干燥,得到16.2 g固体,所得溶液质量为240 g。请回答:
(1)废渣中氧化铜的质量为 g。
(2)所得溶液中硫酸铜的质量分数。(要求有必要的化学方程式和计算步骤)
2.(2026·山西吕梁·一模)某小组同学通过查阅资料得知过氧化钠能与水反应生成氧气,他们取1.6g某过氧化钠样品,向其中加入足量水,充分反应(反应原理为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑),并测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。
(1)生成氧气的质量是___________g。
(2)反应前后,氧元素的化合价___________(填“不变”或“改变”)。
(3)计算该过氧化钠样品中过氧化钠的质量分数。
题型 微观示意图反应的相关方程式计算
▌例1 (2026·河北邯郸·模拟预测)我国科研团队开发出“二氧化碳—淀粉”人工合成路线,关键步骤之一是在催化剂作用下与反应生成甲醇(),微观反应示意图如图所示。
请回答下列问题:
(1)该反应前后,没有发生变化的粒子是_______(填“分子”或“原子”)。
(2)该反应涉及的物质中,属于氧化物的有______种。
(3)该反应的化学方程式中,和的化学计量数之比为________。
(4)若生成32 g甲醇(),则同时生成水的质量为_____g。
(5)该技术的成功研发,对人类社会发展的意义是_______________________(写一条即可)。
解题贴士
本知识点主要考察如何正确利用微观示意图书写方程式并进行相关计算,在解答此类型题时应注意首先要依据微观示意图的反应正确书写出完整的化学方程式,特别注意配平,而后根据方程式进行简单计算。计算式需仔细,找准相对原子质量,避免计算错误。
▌对点练1-1 (25-26八年级下·山东烟台·期中)下图是某种制取硅反应的微观示意图,下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式是SiCl4 +H2Si +HCl
B.参加反应的甲、乙分子个数比为1:2
C.丙由原子构成
D.反应前后乙与丁变化的质量比是2:73
▌对点练1-2 (2026·山东聊城·三模)天然气(主要成分)中通常含有硫化氢等硫化物杂质。天然气脱硫的一种反应原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲烷在反应中作催化剂,反应前后质量不变
B.理论上,脱除,需要消耗
C.反应后转化为和
D.可循环使用,无需补充
题型 推写化学方程式中的未知反应物或生成物的化学式
▌例2(2026·福建漳州·模拟预测)我国卫生部规定食盐必须加碘,其中碘以两种化合物的形式存在。利用厨房中的食醋、淀粉等可鉴定食盐中是否含碘,其反应原理为:5X+KIO3+6CH3COOH═6CH3COOK+3H2O+3I2,试推测X的化学式是( )
A.K2O B.KI
C.KOH D.KIO
解题贴士
本知识点主要考察正确利用质量守恒定律:在化学反应中,反应前后原子个数、种类不变,结合题目给出的已知方程式信息,推写出未知反应物或生成物的化学式。在解题过程中注意要计算清楚参与反应的各个原子个数,然后进行反应前后各原子个数比较,从而得出缺少的原子种类和个数,才能正确推出化学式。
▌对点练2-1 (2026·西藏日喀则·三模)为了能及时发现煤气泄漏,常在煤气中加入少量有特殊气味的乙硫醇(C2H5SH),乙硫醇燃烧的化学方程式为2C2H5SH+9O2=4CO2+2x+6H2O,则X的化学式是( )
A.S B.H2S
C.SO3 D.SO2
▌对点练2-2 (25-26九年级上·辽宁本溪·期末)铜能与硝酸反应,但不产生H2具体反应化学方程式如下。。请推测X的化学式是( )
A.NO B.NO2
C.N2O D.N2O3
题型 依据化学方程式的计算
▌例3 (2026·天津·中考真题)硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域。某实验小组利用废铁屑与稀硫酸反应制取硫酸亚铁。取14 g含铁80%的废铁屑(杂质不参与反应,也不溶于水),向其中加入一定质量溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,恰好完全反应。计算:
(1)生成硫酸亚铁的质量;
(2)所得溶液中溶质的质量分数(结果精确到0.1%)。
解题贴士
本知识点主要考察如何依据化学方程式的计算,解题时特别是进行含杂质的计算应注意以下几点:
1.含杂质物质的计算需把握的要点
(1)化学方程式所表达的都是纯物质发生化学变化时的相互关系,各化学式所规定的化学计量,反映的是纯物质之间的数量关系。
(2)进行计算时所含杂质并不遵守该反应化学方程式所遵循的规律,因此先要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量,再进行计算。
2.纯净物与含杂质物质的换算关系
含杂质物质质量纯净物质的质量
物质纯度==1﹣杂质的质量分数
3.含杂质物质的有关化学方程式的计算步骤
(1)将含杂质物质质量换算成纯物质质量。
(2)将纯物质质量代入化学方程式进行计算。
(3)将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量。
▌对点练3-1(2026·四川乐山·中考真题)拉瓦锡设计如图所示的装置探究水的组成,验证水中含有氢元素。将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热,水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后,在右侧试管中收集到了“可燃空气”即氢气,反应的化学方程式为。请计算:
(1)中氢元素与氧元素的质量之比为__________。
(2)的相对分子质量为__________。
(3)生成0.02g氢气,理论上消耗铁的质量。(写出计算过程)
▌对点练3-2(2026·四川南充·中考真题)胃酸过多常服用氢氧化镁抗酸药,某抗酸药标签如下图所示,临床推荐成人每日服用的氢氧化镁不超过840 mg。
XX抗酸药
主要成分:氢氧化镁
规格:每片含氢氧化镁116 mg
适应症:反酸、烧心、胃痛
(1)成人每日服用该抗酸药最多_______片。
(2)求两片该抗酸药理论上可中和胃酸中的氯化氢的质量(写出计算过程)。[反应的化学方程式:]
基础通关
1.(2026·河南平顶山·二模)一定质量的碳酸钙粉末和碳粉的混合物在空气中充分灼烧,反应后得到的固体物质的质量是原混合物质量的1/3。则原混合物中碳酸钙粉末和碳粉的质量比为( )
A.25:3 B.25:17
C.2:1 D.25:14
2.(2026·江苏连云港·二模)将一定质量的碳酸钙粉末置于密闭容器中高温煅烧一段时间,冷却后称量剩余固体,测得剩余固体中钙元素的质量分数为60%。已知碳酸钙分解的化学方程式为。反应前后钙元素质量不变。则已分解的碳酸钙占原碳酸钙的质量分数约为( )
A.25% B.50%
C.75% D.80%
3.(2026·湖南岳阳·三模)如果电解18 g水,理论上最多能获得的氢气的质量是( )
A.16 g B.8 g
C.1 g D.2 g
4.(2026·江苏盐城·三模)已知过氧化钠(Na2O2)是潜水艇的制氧剂,能与二氧化碳反应产生氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2现向15.6g的Na2O2固体中通入一定量的CO2后,得到18.4g的固体。关于上述实验说法正确的是( )
A.Na2O2中氧元素的化合价为-2价
B.反应后的固体中钠元素的质量为7.8g
C.得到的18.4g固体为纯净物
D.上述反应中生成的O2为1.6g
5.(2026·江苏常州·一模)含硫煤燃烧会产生大气污染,为处理SO2,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述正确的是
A.流程涉及的反应类型中有置换反应
B.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe、O
C.整个流程前后Fe2(SO4)3的量没有发生变化
D.理论上,每处理3.2 t SO2,至少需通入0.4 t O2
6.(2026·山东临沂·二模)胆矾(CuSO4·5H2O,相对分子质量为250)广泛应用于生产生活中。将25.0g胆矾放在坩埚内加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图。下列说法不正确的是( )
A.0~650℃之间,胆矾脱水生成硫酸铜发生化学变化
B.x的值为16.0
C.650℃~1000℃之间,可能会生成形成酸雨的污染物
D.已知CuO分解生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体,当CuO完全分解时产生该气体的质量为1.2g
7.(24-25九年级下·安徽·自主招生)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄()褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是( )
A.消耗相同量的,在反应I和Ⅱ中,生成的和质量相同
B.反应I和Ⅱ中,元素和S的化合价均升高
C.反应I和Ⅱ中,参加反应的和的质量比:
D.消耗相同量的,在反应I和Ⅱ反应中,消耗的氧气质量比为
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律,反应Ⅰ的化学方程式为,反应Ⅱ的化学方程式为。
【详解】A、根据化学方程式,设消耗的的量为m,则反应Ⅰ生成 1.5m,反应Ⅱ生成 3m,二者摩尔质量不同,质量不相等,A错误;
B、反应I中As化合价始终为+3价,没有升高,B错误;
C、反应I中和质量比为,反应Ⅱ为,,C错误;
D、消耗相同量的时,消耗的质量比等于化学计量数之比,为,D正确。
8.(2026·山东临沂·二模)宋朝王希孟的《千里江山图》历经千年,依旧色彩艳丽。关键在于使用了石青、石绿等传统颜料,其中石青又称蓝铜矿,其主要成分可表示为,该物质受热时会分解生成氧化铜、水和二氧化碳,且分解前后各元素化合价均不变。兴趣小组利用如图所示装置探究石青的组成。(已知:装置气密性良好。不与样品中的成分反应。浓硫酸能够吸收水蒸气,碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气。矿石中杂质受热不分解,装置乙、丙、丁中试剂均足量。)
兴趣小组取4.00克干燥样品进行实验,实验结束测得装置乙的质量增加0.18克,装置丙的质量增加0.88克,下列说法错误的是( )
A.若无装置丁,测得中x的值无影响
B.该石青样品中的质量为3.46 g
C.石青的主要成分分解生成水和二氧化碳的分子个数比为
D.加热前需要通入氮气以排出装置内的空气
素养提升
9.(2026·山东济南·模拟预测)(多选)使用特殊的催化剂在光照(hv)条件下实现了CO2和H2催化转化为C4H10,其中转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.转化过程①和②中,氢元素化合价发生了变化
B.从CO2到C4H10的转化是一个储存能量的过程
C.过程③中,理论上参加反应的C4H10和O2的分子个数比是1:13
D.理论上,每88tCO2完全转化为C4H10,需消耗13tH2
10.(2026·湖北武汉·二模)高锰酸钾是一种强氧化剂,具有消毒杀菌等作用,也是实验室制取氧气的原料之一。
(1)高锰酸钾制氧气的反应中,二氧化锰______(填“是”或“不是”)该反应的催化剂。
(2)63.2 g高锰酸钾在加热反应过程中,固体质量随反应时间变化如图所示。请计算m的值。
11.(2026·甘肃天水·模拟预测)某小组同学加热铜粉制备氧化铜,为测定氧化铜的产量,同学们取样品,将稀硫酸分5次加入,充分反应并记录数据如下:
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
加入稀硫酸的质量/g
100
100
100
100
100
充分反应后剩余固体的质量/g
26
18
10
2
2
请完成下列分析与计算:
(1)样品中氧化铜的质量为___________g。
(2)计算实验所用稀硫酸的溶质质量分数。
(3)计算恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数。(计算结果精确至)
12.(2026·河南信阳·模拟预测)科学家用“人工树叶”模拟光合作用的原理,吸收二氧化碳并获得氧气,有助于实现“碳中和”,其反应的微观示意图如图。
(1)参加反应的甲、乙的质量比为__________。
(2)写出该反应的化学方程式______________________________。
13.(2026·山西朔州·二模)某化学兴趣小组在实验室选用高锰酸钾进行氧气制取实验,实验过程中,小组同学对加热过程中剩余固体的质量变化进行了实时监测,测得的相关数据如图所示。请结合所学知识回答下列问题:
(1)图中a点时,试管中的固体物质有_________种。
(2)计算反应结束后,生成氧气的质量。
14.(2026·福建漳州·模拟预测)过氧化钙是一种常见固体保鲜剂,其受潮后发生的反应是 现有100g质量分数为72%的过氧化钙保鲜剂用于果蔬保鲜。
(1)100g该保鲜剂含过氧化钙___________g。
(2)100g该保鲜剂理论上生成氧气的质量是多少?(写出计算过程)
15.(2026·广东东莞·三模)我国一直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。
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。
(2)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。
①反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式是________。
②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中最多生成氢气的质量是多少?_______(写出计算过程)
③若反应器Ⅱ中生成的全部进入反应器Ⅰ完全反应,且反应器Ⅰ中水足量,反应器Ⅰ、Ⅱ中共生成氢气总质量为________kg。
迁移创新
16.(2026·江西·中考真题)氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的反应()可用于工业制备盐酸。
(1)该反应的基本反应类型为 。
(2)计算10 kg氢气完全反应生成氯化氢的质量(写出计算过程)。
(3)将37 kg氯化氢气体完全溶解于63 kg水中,所得溶液中溶质的质量分数为 。
(4)在实验室中,用浓盐酸配制一定溶质质量分数的稀盐酸,混匀时玻璃棒的作用是 ,若操作均正确,最终得到的稀盐酸中溶质的质量分数偏小的原因可能为 。
17.(2026·广东东莞·模拟预测)电气石强催化玉米秸秆暗发酵制氢是一项颇具前景的新能源技术。其基本原理如图1所示。
(1)电气石经热化处理后转化为氧化铁,氧化铁中铁元素的化合价为________。
(2)暗发酵过程中,玉米秸秆中的纤维素水解为葡萄糖(),再转化为丁酸()。以上这三种含碳化合物中,氢的质量分数最大的是________。
(3)电气石的催化效果受其粒径和加入量影响(如图2所示),分析:粒径与加入量最佳比值为________目/g。
(4)发酵得到的丁酸可进一步与水反应制氢:。若44吨丁酸完全反应,理论上,该反应能产生________吨氢气。(写出计算过程)
(5)通过对比实验分析,是否添加特定粒径电气石会造成产氢量不同,数据如下:
实验
未添加电气石
添加特定粒径的电气石
处理1 kg玉米秸秆的产氢量
0.788 L/kg
1.076 L/kg
已知氢气的热值约为,密度约为0.09 g/L。请结合数据计算,每处理1 kg玉米秸秆,产生的氢气充分燃烧的情况下,因添加电气石而额外多获得的能量是________J。
18.(2026·山西忻州·二模)某化学兴趣小组的同学称取40.0g高锰酸钾样品(样品中含有少量不参与反应的杂质)放入大试管中加热,直至不再产生气体为止。反应过程中,试管内剩余固体的质量随加热时间的变化关系如图所示。请根据图示信息回答下列问题:
(1)完全反应后,生成氧气的质量为_________g。
(2)计算该样品中高锰酸钾的质量分数。(写出计算过程)
19.(2026·福建福州·二模)钙是青少年骨骼和牙齿发育的关键元素。为测定某钙片中碳酸钙含量是否与标签(如图)相符,某同学取一片钙片,加入足量稀盐酸,反应生成0.66 g二氧化碳。
XX儿童钙片
主要成分:碳酸钙、维生素D
功能:补钙
规格:2 g/片
每片中含:碳酸钙75%
食用方法:嚼食,每日一片
(1)根据化学方程式计算:实验消耗的碳酸钙质量(钙片中其他成分不与盐酸反应,反应原理为 )。
(2)判断该钙片中的碳酸钙含量与标签信息__________(填“相符”或“不相符”)。
20.(2025·湖南长沙·三模)某品牌玻璃洗涤剂中含有硫酸钠等,为测定其是否为合格品(硫酸钠的质量分数为合格品),兴趣小组同学进行了如图所示的实验。(实验中反应的化学方程式为,杂质不参与反应,过滤后滤渣损失忽略不计)
(1)氯化钡中钡元素与氯元素质量比为_____(请写出最简整数比)。
(2)通过计算判断该样品是否为合格品。(写出计算过程,结果精确到)
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