专题02 根据化学方程式的计算类型(重难点讲义)化学新教材人教版九年级上册
2026-09-17
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摘要:
本讲义聚焦初中化学根据化学方程式的计算核心知识点,系统梳理从纯净物质量简单计算,到含杂质、坐标图像、表格数据、实验图示等复杂类型的计算脉络,构建“基础步骤→易错纠正→综合应用”的学习支架,覆盖中考必考的情境化、数据处理等考向。
该资料以中考考情为导向,设计“典例+对练”模块,通过工业制氢、实验样品纯度等真实情境培养科学思维(证据推理、数据分析),易错点拨强化规范意识(科学态度),课中辅助教师分层教学,课后助力学生查漏补缺,提升综合计算能力。
内容正文:
专题02 根据化学方程式的计算类型
重难目标
1.能说出利用化学方程式计算的依据:化学反应中各物质的质量比等于其相对分子质量与化学计量数乘积之比。
2.能正确书写利用化学方程式计算的六个步骤:设、写、标、列、解、答。
3.能根据一种反应物或生成物的质量,求出反应中另一种物质的质量。
4.能识别并纠正计算中常见的错误,如方程式未配平、相对分子质量未乘计量数、已知量与未知量不对应、单位遗漏等。
考情分析
一、考查地位与分值
考查地位:
1.必考压轴内容:该知识点是中考化学的必考核心压轴题型,贯穿选择题、填空题、实验探究题乃至综合计算题全题型。
2.区分度关键:它是区分高分段与中分段考生的核心题型,综合性强,常与溶质质量分数、工业流程、实验探究等结合考查。
分值占比:
全国普遍通常稳定在 4-8分。其中基础计算(选择、填空)约2-3分,压轴综合计算题约3-5分。
二、命题三大考向
考向一:情境化命题成为主流
命题不再孤立考查计算,而是嵌入工业生产、实验探究、生活科技等真实场景。典型如工业流程产率计算、实验样品纯度计算、酸碱盐综合反应等。
考向二:化数据处理类题型热度上升
包含表格数据、图像数据的处理型计算成为热点,考查从复杂信息中提取有效数据的能力。考向考向三:从“单一计算”转向“综合考查”
不再单纯考简单比例,而是与溶质质量分数、过量判断、守恒法(元素守恒/质量守恒) 结合,综合性强。
三、备考建议
1.分阶段推进,专题突破。
2. 死守核心原则:纯净物质量才能代入。
3. 攻克两大拉分题型:表格与图像关注实验安全规范。
4. 强化规范,杜绝“隐形失误”。
1、 有关纯净物质量的简单计算
1.计算依据: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 的乘积之比
2.计算步骤:
(1)设未知数;
(2)根据题意写出化学方程式,写出相关物质的 与 的乘积;
(3)根据化学方程式找出 ;
(4)列出 ,并求出 ;
(5)简明地 。
3.注意事项
(1)未知数一般设为x、y、z等,且 。
(2)正确书写并方程式,是计算正确的前提。
(3)相对分子质量要 乘以化学式前面的 。
(4)若已知体积和密度,应先转化为 才能代入,且单位要 。
(5)求得的x值后面要 。
(6)解题步骤 ,过程完整。
易|错|点|拨
一、核心前提
代入化学方程式计算的量,必须是纯净物质量。混合物(含杂质)和体积数据均不能直接代入。
二、换算要点
1.质量换算:纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度(纯度 = 1 − 杂质质量分数)。
2.体积换算:气体需先换算为质量再代入,公式为 m = ρV。
三、代入原则
代入的必须是实际参加反应或实际生成的纯净物质量。若反应物过量,只能代入恰好完全反应的那一部分。
四、规范步骤
严格按“设→写→标→列→解→答”书写,单位统一并代入计算过程。
二、含杂质的物质质量计算(杂质不参加反应)
1. 含杂质的物质不能直接代入化学方程式计算,样品中含不参与反应的杂质,需先求出纯净物质量。
2. 解题步骤
(1)将含杂质的已知物质量换算为纯物质质量
①物质的纯度= = ;
②纯物质的质量= × ;
注:物质的纯度指纯物质(纯净物)在含杂质物质(混合物)中的质量分数。
(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的质量。
不纯物质的质量= ÷
易|错|点|拨
一、核心原则
代入化学方程式计算的必须是纯净物质量,含杂质的物质不能直接代入,必须先换算。
二、换算公式
1.纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度
2.纯度 = 纯净物质量 ÷ 混合物质量 × 100% = 1 − 杂质质量分数
3.混合物质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度
三、解题流程
1.判断:明确谁是纯净物、谁是混合物,杂质是否参加反应。
2.换算:若已知混合物质量,先乘以纯度求出纯净物质量。
3.代入:将纯净物质量代入化学方程式,按“设→写→标→列→解→答”计算。
4.回算:若题目要求产品质量(含杂质),用纯产物质量除以产品纯度,换算为不纯产品总质量。
四、关键提醒
1.杂质不参加反应,不能代入方程式,也不参与质量比。
2.代入量必须是实际参加反应的纯净物质量,过量部分不能代入。
3.单位统一,纯度用小数或百分数代入时注意对应。
三、坐标图像类的计算
解题时要把图像表示的意义与化学知识结合起来,准确地找出图像与化学反应之间量的关系,根据化学方程式进行相关计算。图像曲线的分析可使用“三看”分析法(看轴、看点、看线)来拆解变量关系。
1.看轴:明确变量含义
先确认 (自变量)与 (因变量)的具体含义,避免因变量混淆导致方向错误,再找出横、纵坐标的 ,再结合教材,联系相应的知识点。
2.看点:锁定关键节点
曲线中的特殊点( 、 、顶点、 、交叉点等)表示了什么化学意义。
3.看线:分析趋势与斜率
趋势:曲线 (如气体生成、沉淀增加)、 (如溶液质量减少)或 (反应停止),需结合化学方程式判断;
斜率:表示随“横坐标量”的增加,“纵坐标量”逐渐增加或减小的 ,或者达到某种平衡状态。若为多重变化曲线坐标图,要分别揭示其变化趋势,然后对比分析,找出符合题意的曲线或结论或解题所用的数据信息等。
易|错|点|拨
一、核心思路:三点一率
起点、拐点(折点)、终点 + 斜率。
1.起点:判断纵轴量是否从零开始。原溶液中已有某物质时,起点往往不在原点。
2.拐点(折点):曲线方向发生转变的点,通常表示某一反应恰好完全或某反应物耗尽。
3.终点:曲线最终水平,表示反应结束,该量不再变化。
4.斜率:斜率大小反映变化快慢,如金属与酸反应时斜率越大活动性越强。
二、关键操作:看轴定量
先看清横纵坐标分别代表什么量(质量、体积、pH、质量分数等),建立“坐标系→反应类型→方程式”的对应关系。
三、 计算落点
图像类计算的关键是从拐点处取数据——拐点对应“恰好完全反应”,此时某物质的质量达到最大值或某反应物刚好耗尽,取该点的坐标值代入化学方程式计算。
⚠️ 常见陷阱
①横坐标为“加入物质质量”时,加入的物质通常过量,需判断反应终点。
②涉及分段反应时(如先中和后沉淀),需分段分析,拐点对应反应切换点。
四、表格数据类的计算
表格数据类的计算要善于根据表中数据的变化规律找出与所给问题的关系。如表中显示固体(或溶液)质量不再减少、气体(或沉淀)不再增加等,即意味着反应不再进行。
1. 明确问题目标
首先通读题目,确定所求 (如质量、质量分数、化学式等),明确计算所需的 (如反应物/生成物质量、沉淀/气体质量等)。
2. 提取表格关键数据
筛选表格中与反应相关的数据,排除 。如:若反应生成气体或沉淀,关注反应前后的质量差;
若涉及多组实验数据,找出“ ”的临界值(如不再产生气体/沉淀的时刻)。
表格提供的实验记录数据有两种情况:一种是多组平行实验,控制变量进行比较;另一种是同一实验不同时间测定的数据或者是分几次加入试剂测定生成的气体或沉淀的质量。对于后一种情况,还需要判断
和 的物质,计算时剩余物质不能计算在内。
3. 建立化学关系
根据题意写出反应方程式,确定已知量与未知量的比例关系,利用 或 计算。
易|错|点|拨
一、核心逻辑:先定反应,再找节点,提取纯净物质量
所有表格计算的底层原则是:只有完全反应的纯净物质量,才能代入化学方程式计算。未反应的、过量的、混合物的质量均不能直接代入。
二、关键方法:差值法锁定有效数据
表格的隐性数据藏在相邻组数据的变化差值中。核心观察两点:
①差值不变:说明该组中“定量物质”完全反应,差值就是真正参与反应的纯净物质量。
②数据不再变化(差值趋于零):说明反应已经结束,该数据就是最终的稳定量。
三、选择依据:定大变小
快速判断用哪组数据计算的口诀是 “定大变小”:
1.定量物质(如固定质量的样品):选变量物质加入量最大的一组(即最后一组)为计算依据。
2.变量物质(如分次加入的酸):选变量物质加入量最小的一组(即第一组)为计算依据。
四、典型场景
固体样品分次加酸:若固体质量不再减少,剩余固体即为不反应的杂质,用减少的差值求反应物纯度。
分次加样品测气体:若气体质量不再增加,该最大值即为完全反应时生成的气体总量。
五、避坑提醒
计算溶液质量时,务必减去生成的气体、沉淀以及未溶解的杂质质量,这是表格计算高频失分点。
五、实验图示类的计算
化学实验计算题是结合实验场景与化学原理的综合性题型,解题需兼顾实验操作细节、数据处理及化学方程式应用。
1. 关键数据定位
直接测量数据:如 读数(质量)、量筒刻度(体积)、温度计示数(温度)等,需注意仪器分度值与量程。间接推导数据:通过实验现象(如沉淀生成、气体逸出)或反应前后 差、体积差计算。
2. 数据有效性判断
排除干扰数据(如杂质、未反应物质质量)、验证数据合理性。杂质不参与反应时,需用总质量减去 得到有效数据。
3. 建立质量守恒关系
(1)反应物减少的质量 = (气体/沉淀)。
(2)m(气体) 或 m(沉淀) = -
易|错|点|拨
一、核心逻辑:从“操作图”中提取有效数据
实验图示类计算通常以实验装置图或操作流程图呈现过程,图本身不直接给出数据,数据往往隐藏在文字描述、补充说明或前后关联中。解题关键在于将图示信息转化为可代入方程式的纯净物质量。
二、关键方法:文字补数据,图示定关系
1.文字中找数据:图示通常配合文字说明,如“取样品20g”“加入稀盐酸100g”“恰好完全反应时”等,这些文字中的数字是计算的直接依据。
2.图示中定物质:通过装置图判断反应类型(如气体制备、沉淀过滤、溶液蒸发),明确谁是反应物、谁是生成物、谁需要被测量。
3.质量守恒补缺口:若图示只给出部分数据,利用“反应前总质量 − 反应后总质量 = 生成气体/沉淀质量”补全缺失数据。
三、解题流程
1.读图:看清装置中发生的反应、加入的物质、分离出的产物。
2.圈数据:从文字描述中圈出“取用质量”“加入质量”“恰好完全反应”等关键数字。
3.算差值:若需生成气体或沉淀质量,优先用质量守恒法算出。
4.代纯净物:将所得纯净物质量代入方程式,按规范步骤计算。
四、典型场景
1.气体制备类:图示为发生装置+收集装置,文字给出反应物质量,求生成气体质量。
2.沉淀过滤类:图示为烧杯+漏斗,文字给出溶液质量和沉淀质量,求反应物浓度。
3.综合流程类:图示为多步操作流程,每一步的文字说明都是数据来源。
避坑提醒
图示本身通常不提供数值,切勿“看图猜数”。所有数据必须以文字描述为准,图示的作用是帮你理解反应过程、判断物质去向、确定质量关系。
题型01 有关纯净物质量的简单计算
【典例1】(2026·湖北·中考真题)“借”光产绿氢。
四川省攀枝花市建成多面体钛酸锶聚光制氢中试基地,用定日镜将阳光反射到中央聚光反射塔制氢。反应为:
(1)钛酸锶作__________剂。
(2)若该项目年产氢200 t,耗水的质量至少为多少?(写出计算过程)
【对练1】(2026·福建福州·三模)宇航员的舱外航天服“飞天”的背包内携带有LiOH,可将代谢产生的进行吸收,有关反应为。若宇航员需出舱作业5小时,以每小时呼出约计,航天服背包内携带的LiOH的质量至少是多少才能满足需求?
【对练2】(2026·河南周口·二模)碳酸氢钠受热分解的化学方程式为。将16.8g碳酸氢钠加热一段时间后,剩余固体质量为13.7g,则生成二氧化碳的质量为_______g。
题型02 含杂质的物质质量计算(杂质不参加反应)
【典例2】(2026·四川遂宁·中考真题)2026年春晚武术节目《武BOT》展现了我国在人工智能、人机协同等领域的技术突破。武术机器人的机身与关节采用钛合金制造,工业上生产钛的反应为。已知生产一台某人形机器人需要5 kg钛合金,钛合金中钛的含量为90%:
(1)X的化学式为________;
(2)某企业有一订单要生产10台该类型机器人,需要镁的质量是多少?(写出解题过程)
【对练1】(2026·福建福州·模拟预测)羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。利用海绵铁制备羰基铁粉的原理为Fe+5COFe(CO)5。若用100kg含铁96%的海绵铁制备Fe(CO)5。
(1)100kg含铁96%的海绵铁中铁的质量为_____kg。
(2)理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少?(写出化学方程式计算的过程)
【对练2】(2026·安徽阜阳·三模)生产白瓷的原料高岭土中含Fe2O3等,生产过程常使用氯化法调控瓷器的颜色,主要反应原理为2Fe2O3+6Cl24FeCl3+3O2。
(1)该反应前后,化合价发生变化的元素是________(填元素符号)。
(2)若使用100 t含氧化铁1.6%的高岭土投入生产,理论上需要消耗氯气的质量是多少(写出计算过程)?
题型03 坐标图像类计算
【典例3】(2026·河北唐山·二模)小明得知父亲下矿井时带的呼吸面罩是利用过氧化钠与水反应制氧气的。他找来些样品测其中过氧化钠质量分数(反应原理为,杂质不参与反应),他称取2 g该样品与足量水反应,测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。请完成下列题目:
(1)生成氧气的质量是___________g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
【对练1】(2026·广东珠海·模拟预测)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_____(填化学式)。
(2)过程 II 的化学反应为,若用1160t含Fe3O4 80%的磁铁矿,理论上可制得FeO的质量是多少?(写出计算过程)。
(3)杭州亚运会生产电动车锂电池所用到的草酸亚铁(FeC2O4)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。43.2gFeC2O4受热分解所得固体质量随温度的变化如图2所示。
①_____℃时,M点固体开始分解。
②若N点固体的化学式为Fe2O3,则图2中X的值为_____。
【对练2】(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。
题型04 表格数据类计算
【典例4】(2026·河北邯郸·模拟预测)某同学在实验室发现一瓶过期的高锰酸钾,从中取了10g样品,用如图所示装置加热,测得试管中固体剩余物的质量数据如表:请回答下列问题:
加热时间/s
t1
t2
t3
t4
t5
试管中固体剩余物质质量/g
9.8
9.7
9.4
9.2
9.2
(1)t4时,试管内固体有_______种。
(2)计算样品中高锰酸钾的质量分数。
【对练1】(25-26九年级下·河北邯郸·期中)河北缸炉烧饼是国家级非物质文化遗产,其酥脆口感源于专用膨松剂的合理使用。该膨松剂主要成分为碳酸氢钠和氯化钠,其他成分不溶于水且不参与化学反应。为测定该膨松剂中碳酸氢钠的质量分数,兴趣小组同学取 10g样品置于烧杯中,向其中分次加入等质量、等溶质质量分数的稀盐酸,充分反应后测得实验数据如下表(忽略气体溶解与水的蒸发):
加入次数
第1次
第2次
第3次
第4次
加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
烧杯内物质总质量/g
28.9
47.8
66.7
86.7
已知反应的化学方程式为:
请回答下列问题:
(1)当加入60g稀盐酸时,烧杯内溶液中的溶质为____(填化学式)。
(2)请计算该膨松剂样品中碳酸氢钠的质量分数。(要求写出规范的计算步骤)
【对练2】(2026·山东烟台·二模)某化学兴趣小组为测定久置的氢氧化钙样品(含少量杂质,杂质不与酸反应)的组成,取10.0 g样品,向其中分5次逐滴加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸,每次充分反应后,测得生成气体的总质量,实验数据如下表:
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
每次加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
生成CO2的质量/g
0
m
1.32
n
1.76
请回答下列问题:
(1)表格中m=_____________,n=_____________。
(2)计算样品中的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
题型05 实验图示类计算
【典例5】 (2026·河北保定·二模)已知胃酸的主要成分是盐酸,能与含有碳酸钙的补钙剂发生化学反应。如图2为某钙片的商品标签,为测定钙片中钙元素的质量分数(假设钙片中其他物质不含钙元素,且不溶于水,也不与任何物质发生反应),某化学兴趣小组取20片钙片,进行如下实验:
(1)实验过程中“研碎”和食用方法中“嚼食”都能加快化学反应速率,其原因是 。
(2)上述实验过程中产生气体的质量为 g。
(3)计算钙片中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。
【对练1】(2026·宁夏银川·二模)向10g大理石样品(杂质不溶于水,也不与盐酸反应)分两次加入一定溶质质量分数的稀盐酸,充分反应后烧杯内物质总质量变化如图所示。
请计算:
(1)生成气体质量 g。
(2)求大理石样品中碳酸钙的质量分数。(化学方程式)
【对练2】(25-26九年级·全国·二轮复习)兴趣小组同学用实验室制取二氧化碳气体后的溶液进行如下实验。
(1)过滤操作中玻璃棒的作用是___________。
(2)计算所加碳酸钠溶液的溶质质量分数。(要求有必要的化学方程式和计算步骤)
题型06 通过计算判断产品是否符合标准
【典例6】(2025九年级上·河南·期末)为了测定某医用双氧水消毒液(标签如图)中过氧化氢的含量,取该双氧水消毒液和二氧化锰于烧杯中,充分反应。测得剩余物质的总质量为。请回答下列问题:
××双氧水消毒液
成分:过氧化氢、水
规格:
过氧化氢含量:
(1)生成氧气的质量是________g。
(2)通过计算说明该双氧水消毒液中过氧化氢的含量与标签是否相符。(写出计算过程)
【对练1】(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”)。
【对练2】(2026·湖南长沙·一模)为确定实验室某瓶过氧化氢溶液(如下图所示)中溶质的质量分数是否与标签标示相符,小华同学往装有200 g该过氧化氢溶液的烧杯中加入2 g二氧化锰,完全反应后,称得烧杯内剩余物质的总质量为198.8 g。请计算:(该过程发生反应的化学方程式为:)
(1)产生氧气的质量为______g。
(2)通过计算,确定该过氧化氢溶液中溶质的质量分数是否与标签标示相符。(写出计算过程)。
题型07 流程型计算题
【典例7】(25-26八年级下·山东淄博·期末)“碳达峰”“碳中和”已成为热词,CO2的低能转化和利用受到了广泛关注。
(1)以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图所示:
①反应I中固体质量_____(填“增大”或“减小”)。
②反应Ⅱ的化学反应方程式为_____。
(2)利用某种新型人造树叶将CO2转化为乙醇的反应如下:2CO2+3H2OC2H5OH+3O2。利用该方法吸收4.4kgCO2可得到多少kg乙醇?(写出计算过程)
【对练1】(25-26八年级下·山东东营·阶段检测)某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液的浓度进行了相关的实验,实验测得相关数据如图所示:计算:
(1)生成氧气_______g。
(2)该溶液中过氧化氢的质量。(写出计算过程)
【对练2】(2026·广东东莞·二模)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)CH4中,碳元素的化合价为_______。
(2)图示工艺原理中,可循环利用的物质有_______(填化学式)和H2O。
(3)反应器1中反应为:,完全还原160kg Fe2O3,理论上需消耗CH4的质量是多少?(写出计算过程)
(4)不同载氧体对制氢反应中的产量和纯度的影响如图所示。若某次实验使用Fe15Cu5Al载氧体制H2,请回答:
ⅰ.使用10kg该载氧体,实际收集到H2的质量为_______g。
ⅱ.若制得的混合气体中含有杂质CO与CO2,其质量比为7:3,将100g混合气体作为燃料,使其充分燃烧,会排放CO2_______g。
题型08 综合型计算题
【典例8】(2026·山东滨州·一模)水是生命之源,如图为某国际空间站水气整合系统。
(1)尿处理系统:采用蒸气压缩蒸馏技术将预处理后的尿液进行旋转蒸馏,再将收集到的水蒸气冷凝,实现了从尿中取水,可以利用该技术对尿进行处理,其依据是尿中的水和其他物质的________不同。
(2)水电解系统:当该系统中正极产生20 mL气体时,负极产生气体的体积为________mL。
(3)水净化系统:水净化系统用到活性炭可去除异味和余氯,因为活性炭具有________。
(4)萨巴蒂尔反应器:在反应器中,氢气和二氧化碳在一定条件下反应,可以生成甲烷()和水,该反应的化学方程式为________。
(5)计算32 g甲烷完全燃烧需要多少氧气。(写计算过程)
【对练1】(2026·广东东莞·二模)一种利用载氧体(Fe2O3)进行甲烷化学链制氢的工艺原理如图1所示。
(1)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”)。从反应器2中生成的Fe3O4会继续发生如下反应:4Fe3O4+X6Fe2O3,则X的化学式为______。
(2)反应器1中反应为:4Fe2O3+3CH48Fe+3CO2+6H2O,完全还原160kgFe2O3,理论上需消耗CH4的质量是多少______?(写出计算过程)
(3)图1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,使用10kg该载氧体,实际收集到含H2的混合气体总质量为______g。
【对练2】(2026·广东肇庆·三模)废旧锂电池的回收利用是践行“绿美广东”生态理念的重要举措。
(1)北理工团队开发一种新型锂回收工艺,下表为不同回收工艺的能耗与成本对比数据。
新方法回收
火法回收
湿法回收
总能耗(兆焦/千克废电池)
11
17
30
原料处理成本(元/千克废电池)
1251
1618
1428
据表分析,原料处理成本最低的工艺是______。要处理1吨废电池,相对于火法回收,新方法回收节约的能耗为______兆焦。
(2)一种可同步回收废电池正极材料中的锂和处理工业废气中NO2的装置工作原理如图1所示。
i.NO2中氮元素的化合价是_____。
ii.第二步反应为:2LiNO2+O2=2LiNO3,若制备276kgLiNO3,理论上需消耗O2的质量为多少_____?(写出计算过程)
iii.某废电池正极材料组成如图2所示,铁元素和锂元素的质量比为2:1。装置作用一段时间后生成276kgLiNO3,若作用过程中锂元素损耗为正极材料总质量的20%,则该废电池正极材料中铁元素的质量为_____kg。
1.(2026·四川凉山·中考真题)碳化钛(TiC)具有高熔点、高硬度和高电导率的特点,在航空航天、电子工业等领域应用广泛。一种制备碳化钛的反应原理为,请计算用该方法制备至少需要的质量是多少?(写出计算过程)
2.(2026·湖北·三模)空间站、火星车等“国之重器”都大量使用了金属镁。工业上用电解熔融氯化镁的方法生产镁,反应的化学方程式为MgCl2Mg+Cl2↑。
(1)氯化镁中镁元素与氯元素的质量比为_______。
(2)电解950kg氯化镁,理论上可以产生多少金属镁?(请将计算过程写到答题卡上)
3.(2026·山西·中考真题)液氢和液氧是火箭发射的常用推进剂。要将某卫星送达预定轨道,火箭需要携带200 kg液氢,为使这些液氢充分燃烧,至少应携带多少千克液氧?
(1)上述反应的基本反应类型为____________,生成物中氧元素的化合价为________。
(2)根据题目要求,完成计算过程。
4.(2026·河北邯郸·模拟预测)我国自研的“长征”遥五运载火箭,采用液氢和液氧作推进剂。液氢、液氧从储存箱至气室汽化,混合后再进燃烧室燃烧,其反应过程的微观示意图如下:
请回答下列问题:
(1)该反应前后元素种类________变化。
(2)表示化合物微观示意图的是________(填序号)。
(3)表示燃烧室燃烧过程的微观示意图是________(填序号)。
(4)参加反应的氢气和氧气分子个数比为________。
(5)若反应中消耗液氢400 kg,则需液氧质量为________。
5.(2026·黑龙江大庆·中考真题)航天员需要在空间站完成各项任务,保障航天员的氧气需求至关重要。
(1)空间站中电解水制氧气是常用方法之一,实验室电解水时,与电源正极相连的玻璃管内的气体为_________。
(2)氧烛(内含等物质)也可作为舱内的化学供氧源,其制氧原理为:。若完全反应,则理论上可生成的质量为多少千克?(写出计算过程)
6.(25-26九年级下·湖南衡阳·期中)兴趣小组用鸡蛋壳(主要成分为碳酸钙)制取二氧化碳。将鸡蛋壳洗净、捣碎,称取15.0g于烧杯中,向其中逐渐加入稀盐酸(如图1),并观察记录电子秤的示数变化,绘制出坐标图像如图2。(说明:①忽略二氧化碳溶于水对实验结果的影响;②鸡蛋壳中杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应。)
请回答:
(1)生成气体的质量为_______g。
(2)计算稀盐酸的溶质的质量分数_______。(写出计算过程,结果保留至 0.1%)
7.(2025·湖北武汉·中考真题)项目小组利用如图所示装置电解水并收集干燥的氢气和氧气。
(1)接通电源,收集a气体,靠近火焰,观察到气体燃烧,发出淡蓝色火焰,说明该气体是_______(填“氢气”或“氧气”)。
(2)一段时间后断开电源,实验前后整个装置的质量减少了0.9g,写出通电过程中反应的化学方程式并计算生成氧气的质量_______(不考虑水的蒸发)。
8.(2025·四川广安·中考真题)过氧化钠(Na2O2)可在呼吸面具中作供氧剂,久置易变质。为了测定某呼吸面具供氧剂中过氧化钠的质量分数,小吴同学进行了如下实验:向5.0g供氧剂样品中加入适量的水,使其充分反应,化学反应方程式为(无其它产生氧气的反应),测得产生氧气的质量与时间关系如图所示:
(1)充分反应后,产生氧气的质量为___________g。
(2)计算该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数。(写出计算过程)
9.(2025·四川凉山·中考真题)某班同学在探究制取O2的多种方法时,通过查阅资料得知过氧化钠(Na2O2)能与H2O反应生成O2。为测定实验室中某过氧化钠样品的纯度(质量分数),他们将2g该样品与足量水反应(反应原理为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,杂质不参与反应),并测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。请完成下列题目:
(1)生成氧气的质量是______g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
10.(2026·吉林·模拟预测)国产大型客机C919,机身、机翼大量使用高强度铝合金,以减轻重量,提升强度。制备金属铝的核心反应为。
(1)中铝元素氧元素质量的最简整数比______。
(2)如要生产54t纯净的铝,则至少需要准备多少吨碳?
11.(2026·上海·三模)在“天宫空间站”中为提高物质的利用率,通过如图途径实现物质循环利用。
(1)由上图可知,空间站通过物质循环获得的途径共有________条。
(2)过程Ⅱ发生反应的化学方程式为________;两名航天员平均一天要消耗1.6 kg的,若用电解水的方法满足两名航天员一天所需要的,理论上需要水的质量为________kg(根据化学方程式列式计算)。
(3)过程III发生反应的化学方程式为________。
12.(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)
13.(2026·江苏南通·二模)碳酸钡(BaCO3)是制造高级光学玻璃的重要原料,工业上将重晶石(主要成分BaSO4)粉碎后与适量的煤粉混合后高温加热,生成BaS和CO。将生成的 BaS与(NH4)2CO3溶液反应可制得BaCO3。发生的反应为。
(1)(NH4)2CO3中氮元素与碳元素的质量比为___________。
(2)当BaS的转化率(×100%)为84.5%时,理论上20吨BaS与足量(NH4)2CO3反应生成BaCO3质量为多少吨?(将计算过程写到答题卡上)
14.(2026·云南昆明·模拟预测)在生产生活中,根据不同的应用场景,可选用不同的方式制取氧气。
(1)鱼塘制氧
过氧化钠()固体和过氧化钙()固体分别与足量水作用生成氧气的质量随时间变化的曲线如图所示。给鱼池增氧时,试剂的最佳选择为__________,理由是______________________________(写出一个合理即可)。
(2)潜艇制氧
潜艇中常选择过氧化钠,以实现快速、大流量制氧,过氧化钠固体在常温下与水反应生成氧气,该反应的化学方程式为:。
①X的化学式为__________;
②若用与足量的水充分反应,计算产生氧气的质量是多少__________?(写出计算过程)
15.(2026·安徽·二模)液氨()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)含硝酸钠的废水可通过电催化转化为氨气,反应的原理为:。若要生产氨气(),理论上至少需要含硝酸钠的废水多少(写出计算过程)?
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专题02 根据化学方程式的计算类型
重难目标
1.能说出利用化学方程式计算的依据:化学反应中各物质的质量比等于其相对分子质量与化学计量数乘积之比。
2.能正确书写利用化学方程式计算的六个步骤:设、写、标、列、解、答。
3.能根据一种反应物或生成物的质量,求出反应中另一种物质的质量。
4.能识别并纠正计算中常见的错误,如方程式未配平、相对分子质量未乘计量数、已知量与未知量不对应、单位遗漏等。
考情分析
一、考查地位与分值
考查地位:
1.必考压轴内容:该知识点是中考化学的必考核心压轴题型,贯穿选择题、填空题、实验探究题乃至综合计算题全题型。
2.区分度关键:它是区分高分段与中分段考生的核心题型,综合性强,常与溶质质量分数、工业流程、实验探究等结合考查。
分值占比:
全国普遍通常稳定在 4-8分。其中基础计算(选择、填空)约2-3分,压轴综合计算题约3-5分。
二、命题三大考向
考向一:情境化命题成为主流
命题不再孤立考查计算,而是嵌入工业生产、实验探究、生活科技等真实场景。典型如工业流程产率计算、实验样品纯度计算、酸碱盐综合反应等。
考向二:化数据处理类题型热度上升
包含表格数据、图像数据的处理型计算成为热点,考查从复杂信息中提取有效数据的能力。考向考向三:从“单一计算”转向“综合考查”
不再单纯考简单比例,而是与溶质质量分数、过量判断、守恒法(元素守恒/质量守恒) 结合,综合性强。
三、备考建议
1.分阶段推进,专题突破。
2. 死守核心原则:纯净物质量才能代入。
3. 攻克两大拉分题型:表格与图像关注实验安全规范。
4. 强化规范,杜绝“隐形失误”。
1、 有关纯净物质量的简单计算
1.计算依据: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.计算步骤:
(1)设未知数;
(2)根据题意写出化学方程式,写出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积;
(3)根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比;
(4)列出比例式,并求出未知数;
(5)简明地写出答案。
3.注意事项
(1)未知数一般设为x、y、z等,且不带单位。
(2)正确书写并配平方程式,是计算正确的前提。
(3)相对分子质量要乘以化学式前面的化学计量数。
(4)若已知体积和密度,应先转化为质量才能代入,且单位要统一。
(5)求得的x值后面要带上单位。
(6)解题步骤规范,过程完整。
易|错|点|拨
一、核心前提
代入化学方程式计算的量,必须是纯净物质量。混合物(含杂质)和体积数据均不能直接代入。
二、换算要点
1.质量换算:纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度(纯度 = 1 − 杂质质量分数)。
2.体积换算:气体需先换算为质量再代入,公式为 m = ρV。
三、代入原则
代入的必须是实际参加反应或实际生成的纯净物质量。若反应物过量,只能代入恰好完全反应的那一部分。
四、规范步骤
严格按“设→写→标→列→解→答”书写,单位统一并代入计算过程。
二、含杂质的物质质量计算(杂质不参加反应)
1. 含杂质的物质不能直接代入化学方程式计算,样品中含不参与反应的杂质,需先求出纯净物质量。
2. 解题步骤
(1)将含杂质的已知物质量换算为纯物质质量
①物质的纯度=×100%=1-杂质的质量分数;
②纯物质的质量=含杂质物质的质量×物质的纯度
注:物质的纯度指纯物质(纯净物)在含杂质物质(混合物)中的质量分数。
(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的质量。
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的纯度
易|错|点|拨
一、核心原则
代入化学方程式计算的必须是纯净物质量,含杂质的物质不能直接代入,必须先换算。
二、换算公式
1.纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度
2.纯度 = 纯净物质量 ÷ 混合物质量 × 100% = 1 − 杂质质量分数
3.混合物质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度
三、解题流程
1.判断:明确谁是纯净物、谁是混合物,杂质是否参加反应。
2.换算:若已知混合物质量,先乘以纯度求出纯净物质量。
3.代入:将纯净物质量代入化学方程式,按“设→写→标→列→解→答”计算。
4.回算:若题目要求产品质量(含杂质),用纯产物质量除以产品纯度,换算为不纯产品总质量。
四、关键提醒
1.杂质不参加反应,不能代入方程式,也不参与质量比。
2.代入量必须是实际参加反应的纯净物质量,过量部分不能代入。
3.单位统一,纯度用小数或百分数代入时注意对应。
三、坐标图像类的计算
解题时要把图像表示的意义与化学知识结合起来,准确地找出图像与化学反应之间量的关系,根据化学方程式进行相关计算。图像曲线的分析可使用“三看”分析法(看轴、看点、看线)来拆解变量关系。
1.看轴:明确变量含义
先确认横坐标(自变量)与纵坐标(因变量)的具体含义,避免因变量混淆导致方向错误,再找出横、纵坐标的关系,再结合教材,联系相应的知识点。
2.看点:锁定关键节点
曲线中的特殊点(起点、终点、顶点、转折点、交叉点等)表示了什么化学意义。
3.看线:分析趋势与斜率
趋势:曲线上升(如气体生成、沉淀增加)、下降(如溶液质量减少)或水平(反应停止),需结合化学方程式判断;
斜率:表示随“横坐标量”的增加,“纵坐标量”逐渐增加或减小的快慢,或者达到某种平衡状态。若为多重变化曲线坐标图,要分别揭示其变化趋势,然后对比分析,找出符合题意的曲线或结论或解题所用的数据信息等。
易|错|点|拨
一、核心思路:三点一率
起点、拐点(折点)、终点 + 斜率。
1.起点:判断纵轴量是否从零开始。原溶液中已有某物质时,起点往往不在原点。
2.拐点(折点):曲线方向发生转变的点,通常表示某一反应恰好完全或某反应物耗尽。
3.终点:曲线最终水平,表示反应结束,该量不再变化。
4.斜率:斜率大小反映变化快慢,如金属与酸反应时斜率越大活动性越强。
二、关键操作:看轴定量
先看清横纵坐标分别代表什么量(质量、体积、pH、质量分数等),建立“坐标系→反应类型→方程式”的对应关系。
三、 计算落点
图像类计算的关键是从拐点处取数据——拐点对应“恰好完全反应”,此时某物质的质量达到最大值或某反应物刚好耗尽,取该点的坐标值代入化学方程式计算。
⚠️ 常见陷阱
①横坐标为“加入物质质量”时,加入的物质通常过量,需判断反应终点。
②涉及分段反应时(如先中和后沉淀),需分段分析,拐点对应反应切换点。
四、表格数据类的计算
表格数据类的计算要善于根据表中数据的变化规律找出与所给问题的关系。如表中显示固体(或溶液)质量不再减少、气体(或沉淀)不再增加等,即意味着反应不再进行。
1. 明确问题目标
首先通读题目,确定所求未知量(如质量、质量分数、化学式等),明确计算所需的关键数据(如反应物/生成物质量、沉淀/气体质量等)。
2. 提取表格关键数据
筛选表格中与反应相关的数据,排除干扰信息。如:若反应生成气体或沉淀,关注反应前后的质量差;
若涉及多组实验数据,找出“恰好完全反应”的临界值(如不再产生气体/沉淀的时刻)。
表格提供的实验记录数据有两种情况:一种是多组平行实验,控制变量进行比较;另一种是同一实验不同时间测定的数据或者是分几次加入试剂测定生成的气体或沉淀的质量。对于后一种情况,还需要判断恰好完全反应和有剩余的物质,计算时剩余物质不能计算在内。
3. 建立化学关系
根据题意写出反应方程式,确定已知量与未知量的比例关系,利用质量守恒定律或差量法计算。
易|错|点|拨
一、核心逻辑:先定反应,再找节点,提取纯净物质量
所有表格计算的底层原则是:只有完全反应的纯净物质量,才能代入化学方程式计算。未反应的、过量的、混合物的质量均不能直接代入。
二、关键方法:差值法锁定有效数据
表格的隐性数据藏在相邻组数据的变化差值中。核心观察两点:
①差值不变:说明该组中“定量物质”完全反应,差值就是真正参与反应的纯净物质量。
②数据不再变化(差值趋于零):说明反应已经结束,该数据就是最终的稳定量。
三、选择依据:定大变小
快速判断用哪组数据计算的口诀是 “定大变小”:
1.定量物质(如固定质量的样品):选变量物质加入量最大的一组(即最后一组)为计算依据。
2.变量物质(如分次加入的酸):选变量物质加入量最小的一组(即第一组)为计算依据。
四、典型场景
固体样品分次加酸:若固体质量不再减少,剩余固体即为不反应的杂质,用减少的差值求反应物纯度。
分次加样品测气体:若气体质量不再增加,该最大值即为完全反应时生成的气体总量。
五、避坑提醒
计算溶液质量时,务必减去生成的气体、沉淀以及未溶解的杂质质量,这是表格计算高频失分点。
五、实验图示类的计算
化学实验计算题是结合实验场景与化学原理的综合性题型,解题需兼顾实验操作细节、数据处理及化学方程式应用。
1. 关键数据定位
直接测量数据:如天平读数(质量)、量筒刻度(体积)、温度计示数(温度)等,需注意仪器分度值与量程。间接推导数据:通过实验现象(如沉淀生成、气体逸出)或反应前后质量差、体积差计算。
2. 数据有效性判断
排除干扰数据(如杂质、未反应物质质量)、验证数据合理性。杂质不参与反应时,需用总质量减去杂质质量得到有效数据。
3. 建立质量守恒关系
(1)反应物减少的质量 = 生成物增加的质量(气体/沉淀)。
(2)m(气体) 或 m(沉淀) = m(反应前体系总质量) - m(反应后体系总质量)
易|错|点|拨
一、核心逻辑:从“操作图”中提取有效数据
实验图示类计算通常以实验装置图或操作流程图呈现过程,图本身不直接给出数据,数据往往隐藏在文字描述、补充说明或前后关联中。解题关键在于将图示信息转化为可代入方程式的纯净物质量。
二、关键方法:文字补数据,图示定关系
1.文字中找数据:图示通常配合文字说明,如“取样品20g”“加入稀盐酸100g”“恰好完全反应时”等,这些文字中的数字是计算的直接依据。
2.图示中定物质:通过装置图判断反应类型(如气体制备、沉淀过滤、溶液蒸发),明确谁是反应物、谁是生成物、谁需要被测量。
3.质量守恒补缺口:若图示只给出部分数据,利用“反应前总质量 − 反应后总质量 = 生成气体/沉淀质量”补全缺失数据。
三、解题流程
1.读图:看清装置中发生的反应、加入的物质、分离出的产物。
2.圈数据:从文字描述中圈出“取用质量”“加入质量”“恰好完全反应”等关键数字。
3.算差值:若需生成气体或沉淀质量,优先用质量守恒法算出。
4.代纯净物:将所得纯净物质量代入方程式,按规范步骤计算。
四、典型场景
1.气体制备类:图示为发生装置+收集装置,文字给出反应物质量,求生成气体质量。
2.沉淀过滤类:图示为烧杯+漏斗,文字给出溶液质量和沉淀质量,求反应物浓度。
3.综合流程类:图示为多步操作流程,每一步的文字说明都是数据来源。
避坑提醒
图示本身通常不提供数值,切勿“看图猜数”。所有数据必须以文字描述为准,图示的作用是帮你理解反应过程、判断物质去向、确定质量关系。
题型01 有关纯净物质量的简单计算
【典例1】(2026·湖北·中考真题)“借”光产绿氢。
四川省攀枝花市建成多面体钛酸锶聚光制氢中试基地,用定日镜将阳光反射到中央聚光反射塔制氢。反应为:
(1)钛酸锶作__________剂。
(2)若该项目年产氢200 t,耗水的质量至少为多少?(写出计算过程)
【答案】(1)催化
(2)解:设耗水的质量至少为x
答:耗水的质量至少为1800 t
【解析】(1)钛酸锶是该反应的反应条件,反应前后其质量和化学性质均不发生改变,符合催化剂的特征,因此作催化剂。
(2)见答案。
【对练1】(2026·福建福州·三模)宇航员的舱外航天服“飞天”的背包内携带有LiOH,可将代谢产生的进行吸收,有关反应为。若宇航员需出舱作业5小时,以每小时呼出约计,航天服背包内携带的LiOH的质量至少是多少才能满足需求?
【答案】
解:5小时呼出的总质量为:。
设需要LiOH的质量至少为。
答:LiOH的质量至少为240g。
【解析】详情见答案。
【对练2】(2026·河南周口·二模)碳酸氢钠受热分解的化学方程式为。将16.8g碳酸氢钠加热一段时间后,剩余固体质量为13.7g,则生成二氧化碳的质量为_______g。
【答案】2.2
【解析】根据质量守恒定律,生成H2O和CO2的总质量为,设CO2的质量为x,则H2O的质量为,那么
x=2.2g
题型02 含杂质的物质质量计算(杂质不参加反应)
【典例2】(2026·四川遂宁·中考真题)2026年春晚武术节目《武BOT》展现了我国在人工智能、人机协同等领域的技术突破。武术机器人的机身与关节采用钛合金制造,工业上生产钛的反应为。已知生产一台某人形机器人需要5 kg钛合金,钛合金中钛的含量为90%:
(1)X的化学式为________;
(2)某企业有一订单要生产10台该类型机器人,需要镁的质量是多少?(写出解题过程)
【答案】(1)
(2)解:生产10台该机器人,需要钛的质量为。
设生产10台该机器人,需要镁的质量为x。
,
答:生产10台该机器人,需要镁的质量为45 kg。
【解析】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目不变。 反应前:TiCl4和2Mg中,含1个Ti、4个Cl、2个Mg; 反应后:2X和Ti中,已知有1个Ti,所以2X中应含有2个Mg、4个Cl,即1个X含1个Mg、2个Cl,故\ce{X}的化学式为MgCl2。
(2)详见答案。
【对练1】(2026·福建福州·模拟预测)羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。利用海绵铁制备羰基铁粉的原理为Fe+5COFe(CO)5。若用100kg含铁96%的海绵铁制备Fe(CO)5。
(1)100kg含铁96%的海绵铁中铁的质量为_____kg。
(2)理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少?(写出化学方程式计算的过程)
【答案】(1)96
(2)解:设理论上可制备的质量是x
x=336kg
答:理论上可制备的质量是336kg。
【解析】(1)100kg含铁96%的海绵铁中铁的质量为:;
(2)见答案。
【对练2】(2026·安徽阜阳·三模)生产白瓷的原料高岭土中含Fe2O3等,生产过程常使用氯化法调控瓷器的颜色,主要反应原理为2Fe2O3+6Cl24FeCl3+3O2。
(1)该反应前后,化合价发生变化的元素是________(填元素符号)。
(2)若使用100 t含氧化铁1.6%的高岭土投入生产,理论上需要消耗氯气的质量是多少(写出计算过程)?
【答案】(1)Cl、O
(2)解:设理论上需要消耗氯气的质量为x
x=2.13 t
答:理论上需要消耗氯气的质量为2.13t
【解析】(1)氧化铁中氧元素显-2价,铁元素显+3价,氯气中氯元素化合价为0,氯化铁中铁元素显+3价,氯元素显-1价,氧气中氧元素化合价为0,故该反应前后,化合价发生变化的元素是:Cl、O;
(2)见答案。
题型03 坐标图像类计算
【典例3】(2026·河北唐山·二模)小明得知父亲下矿井时带的呼吸面罩是利用过氧化钠与水反应制氧气的。他找来些样品测其中过氧化钠质量分数(反应原理为,杂质不参与反应),他称取2 g该样品与足量水反应,测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。请完成下列题目:
(1)生成氧气的质量是___________g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
【答案】(1)0.32
(2)解:设样品中过氧化钠的质量为x
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78%。
【解析】(1)由图像可知,反应结束后生成氧气的质量不再变化,最终稳定为0.32g,因此生成氧气的质量为0.32g。
(2)见答案。
【对练1】(2026·广东珠海·模拟预测)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_____(填化学式)。
(2)过程 II 的化学反应为,若用1160t含Fe3O4 80%的磁铁矿,理论上可制得FeO的质量是多少?(写出计算过程)。
(3)杭州亚运会生产电动车锂电池所用到的草酸亚铁(FeC2O4)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。43.2gFeC2O4受热分解所得固体质量随温度的变化如图2所示。
①_____℃时,M点固体开始分解。
②若N点固体的化学式为Fe2O3,则图2中X的值为_____。
【答案】(1)C
(2)解:1160t磁铁矿含Fe3O4的质量为:
设理论上可制得FeO的质量是x。
,x=864t
答:理论上可制得FeO的质量是864t。
(3) T5 24.0
【解析】(1)过程Ⅰ:FeO 和 CO2 反应生成Fe3O4和固体单质X; 反应物含Fe、C、O元素,生成物中含有Fe、O元素,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,单质X只能含碳元素,即X为碳单质(C)。
(2)见答案
(3)①图2曲线:M点固体在温度T5时质量开始下降,说明T5固体开始分解。
②固体中铁元素全程守恒: m(Fe)=
N点固体为Fe2O3, Fe2O3中铁元素质量分数:,则 Fe2O3的总质量: m( Fe2O3 )= 。
【对练2】(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。
题型04 表格数据类计算
【典例4】(2026·河北邯郸·模拟预测)某同学在实验室发现一瓶过期的高锰酸钾,从中取了10g样品,用如图所示装置加热,测得试管中固体剩余物的质量数据如表:请回答下列问题:
加热时间/s
t1
t2
t3
t4
t5
试管中固体剩余物质质量/g
9.8
9.7
9.4
9.2
9.2
(1)t4时,试管内固体有_______种。
(2)计算样品中高锰酸钾的质量分数。
【答案】(1)3
(2)解:反应生成的氧气质量为:
设样品中的质量为
样品中高锰酸钾的质量分数为:
答:样品中高锰酸钾的质量分数为 79% 。
【解析】(1)从表格数据可以看到,t4 和 t5 时固体剩余质量均为9.2g,说明 t4 时高锰酸钾已经完全分解。高锰酸钾受热分解的化学方程式:,分解后生成的固体有、,还有原样品中含有的不反应杂质,故t4时试管内固体共有3种。
(2)见答案
【对练1】(25-26九年级下·河北邯郸·期中)河北缸炉烧饼是国家级非物质文化遗产,其酥脆口感源于专用膨松剂的合理使用。该膨松剂主要成分为碳酸氢钠和氯化钠,其他成分不溶于水且不参与化学反应。为测定该膨松剂中碳酸氢钠的质量分数,兴趣小组同学取 10g样品置于烧杯中,向其中分次加入等质量、等溶质质量分数的稀盐酸,充分反应后测得实验数据如下表(忽略气体溶解与水的蒸发):
加入次数
第1次
第2次
第3次
第4次
加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
烧杯内物质总质量/g
28.9
47.8
66.7
86.7
已知反应的化学方程式为:
请回答下列问题:
(1)当加入60g稀盐酸时,烧杯内溶液中的溶质为____(填化学式)。
(2)请计算该膨松剂样品中碳酸氢钠的质量分数。(要求写出规范的计算步骤)
【答案】(1)
NaCl
(2)
解:设的质量为x
84 44
x 3.3g
答:样品中碳酸氢钠的质量分数为63%。
【解析】(1)起始样品质量为10g,每加入20g稀盐酸,生成的质量依次为: 第一次:, 第二次:, 第三次:,第四次:,明加入60g稀盐酸时,碳酸氢钠与盐酸恰好完全反应,则此时的溶质为NaCl。
(2)见答案第2问
【对练2】(2026·山东烟台·二模)某化学兴趣小组为测定久置的氢氧化钙样品(含少量杂质,杂质不与酸反应)的组成,取10.0 g样品,向其中分5次逐滴加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸,每次充分反应后,测得生成气体的总质量,实验数据如下表:
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
每次加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
生成CO2的质量/g
0
m
1.32
n
1.76
请回答下列问题:
(1)表格中m=_____________,n=_____________。
(2)计算样品中的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
【答案】(1) 0.44 1.76
(2)解:第二次加入的20g稀盐酸只产生0.44g二氧化碳,是1.32g-0.44g=0.88g的一半,则与氢氧化钙反应的稀盐酸的质量为
设样品中氢氧化钙质量为x质量分数为
答:计算样品中的质量分数为22.2%。
【解析】(1)根据第五次数值与第三次数值比较可知前三次稀盐酸均反应完,每次反应氯化氢质量为。
解:设消耗20g稀盐酸生成二氧化碳质量为x
则第二次生成二氧化碳质量为,m=0.44
所以理论上第四次生成二氧化碳质量为。说明第四次加入的稀盐酸未反应完,n=1.76
(2)略。
题型05 实验图示类计算
【典例5】 (2026·河北保定·二模)已知胃酸的主要成分是盐酸,能与含有碳酸钙的补钙剂发生化学反应。如图2为某钙片的商品标签,为测定钙片中钙元素的质量分数(假设钙片中其他物质不含钙元素,且不溶于水,也不与任何物质发生反应),某化学兴趣小组取20片钙片,进行如下实验:
(1)实验过程中“研碎”和食用方法中“嚼食”都能加快化学反应速率,其原因是 。
(2)上述实验过程中产生气体的质量为 g。
(3)计算钙片中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。
【答案】(1)“研碎”“嚼食”都相当于增大了反应物的接触面积。反应物接触面积增大,反应速率加快。
(2)4.4
(3)【解】设:钙片中碳酸钙的质量为x 。
答:钙片中碳酸钙的质量分数为50% 。
【解析】(1)实验过程中“研碎”和食用方法中“嚼食”都能加快化学反应速率,是因为“研碎”“嚼食”都相当于增大了反应物的接触面积。反应物接触面积增大,反应速率加快。
(2)据图可知:实验过程中产生气体的质量为1g×20+100g-115.6g=4.4g
(3)详见答案。
【对练1】(2026·宁夏银川·二模)向10g大理石样品(杂质不溶于水,也不与盐酸反应)分两次加入一定溶质质量分数的稀盐酸,充分反应后烧杯内物质总质量变化如图所示。
请计算:
(1)生成气体质量 g。
(2)求大理石样品中碳酸钙的质量分数。(化学方程式)
【答案】(1)3.3
(2)解:设碳酸钙的质量为x
碳酸钙的质量分数=
答:大理石中碳酸钙的质量分数为75%。
【解析】(1)根据质量守恒定律可知化学反应前后物质的总质量不发生变化,该反应中生成的CO2逸散到空气中,反应后物质的总质量减小,物质减少的质量即为CO2的质量,则二氧化碳的质量=10g+100g-106.7g=3.3g;
(2)见答案。
【对练2】(25-26九年级·全国·二轮复习)兴趣小组同学用实验室制取二氧化碳气体后的溶液进行如下实验。
(1)过滤操作中玻璃棒的作用是___________。
(2)计算所加碳酸钠溶液的溶质质量分数。(要求有必要的化学方程式和计算步骤)
【答案】(1)引流
(2)解:反应生成碳酸钙的质量为,设所加碳酸钠溶液中溶质的质量为x。
,
所加碳酸钠溶液的溶质质量分数是
答:所加碳酸钠溶液的溶质质量分数是10.6%。
【解析】(1)过滤操作中玻璃棒的作用是引流;
(2)解:反应生成碳酸钙的质量为
设所加碳酸钠溶液中溶质的质量为x
所加碳酸钠溶液的溶质质量分数是
答:所加碳酸钠溶液的溶质质量分数是10.6%。
题型06 通过计算判断产品是否符合标准
【典例6】(2025九年级上·河南·期末)为了测定某医用双氧水消毒液(标签如图)中过氧化氢的含量,取该双氧水消毒液和二氧化锰于烧杯中,充分反应。测得剩余物质的总质量为。请回答下列问题:
××双氧水消毒液
成分:过氧化氢、水
规格:
过氧化氢含量:
(1)生成氧气的质量是________g。
(2)通过计算说明该双氧水消毒液中过氧化氢的含量与标签是否相符。(写出计算过程)
【答案】(1)0.8
(2)解:设该双氧水消毒液中过氧化氢的含量为x。
,解得
则该双氧水消毒液中过氧化氢的含量为:,与标签相符。
【解析】(1)根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量相等进行计算。反应前烧杯中物质的总质量=,充分反应后烧杯中剩余物质质量为51.2g,反应前后烧杯中物质的差量就是生产的氧气的质量。故充分反应后生成的氧气质量为:。
(2)要确定该双氧水消毒液中过氧化氢的含量与标签是否相符,必须计算出其中过氧化氢的质量。
先根据50.0g该双氧水消毒液生成氧气的质量,计算出其中过氧化氢的质量。
解:设该双氧水消毒液中过氧化氢的质量为。
解得:
因为这份过氧化氢的规格是100g,则其中含有过氧化氢的质量=
则该双氧水消毒液中过氧化氢的含量,与标签相符。
【对练1】(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。
【对练2】(2026·湖南长沙·一模)为确定实验室某瓶过氧化氢溶液(如下图所示)中溶质的质量分数是否与标签标示相符,小华同学往装有200 g该过氧化氢溶液的烧杯中加入2 g二氧化锰,完全反应后,称得烧杯内剩余物质的总质量为198.8 g。请计算:(该过程发生反应的化学方程式为:)
(1)产生氧气的质量为______g。
(2)通过计算,确定该过氧化氢溶液中溶质的质量分数是否与标签标示相符。(写出计算过程)。
【答案】(1)3.2
(2)解:设质量为x
溶质质量分数:,与标签不符。
【解析】(1)根据质量守恒定律,反应前后总质量的差值就是生成氧气的质量:200 g+2 g−198.8 g=3.2 g
(2)见答案。
题型07 流程型计算题
【典例7】(25-26八年级下·山东淄博·期末)“碳达峰”“碳中和”已成为热词,CO2的低能转化和利用受到了广泛关注。
(1)以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图所示:
①反应I中固体质量_____(填“增大”或“减小”)。
②反应Ⅱ的化学反应方程式为_____。
(2)利用某种新型人造树叶将CO2转化为乙醇的反应如下:2CO2+3H2OC2H5OH+3O2。利用该方法吸收4.4kgCO2可得到多少kg乙醇?(写出计算过程)
【答案】(1) 减小
(2)解:设吸收4.4kg二氧化碳可得到乙醇的质量为x。
答:吸收4.4kg二氧化碳可得到乙醇的质量为2.3kg。
【解析】(1)①由图可知,反应I为四氧化三铁在太阳能和2100℃条件下分解生成氧化亚铁和氧气,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由于氧气是气体会逸散到空气中,所以反应I中固体质量减小;
②由图可知,反应Ⅱ为二氧化碳与氧化亚铁在430℃条件下反应生成碳和四氧化三铁,化学方程式为;
(2)计算过程见答案。
【对练1】(25-26八年级下·山东东营·阶段检测)某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液的浓度进行了相关的实验,实验测得相关数据如图所示:计算:
(1)生成氧气_______g。
(2)该溶液中过氧化氢的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)1.6
(2)解:设该溶液中过氧化氢的质量为x
答:该溶液中过氧化氢的质量为3.4 g。
【解析】(1)根据质量守恒定律,生成氧气的质量等于反应前总质量减去反应后剩余混合物的总质量= 68.0 g+1.0 g−67.4 g=1.6 g。
(2)见答案。
【对练2】(2026·广东东莞·二模)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)CH4中,碳元素的化合价为_______。
(2)图示工艺原理中,可循环利用的物质有_______(填化学式)和H2O。
(3)反应器1中反应为:,完全还原160kg Fe2O3,理论上需消耗CH4的质量是多少?(写出计算过程)
(4)不同载氧体对制氢反应中的产量和纯度的影响如图所示。若某次实验使用Fe15Cu5Al载氧体制H2,请回答:
ⅰ.使用10kg该载氧体,实际收集到H2的质量为_______g。
ⅱ.若制得的混合气体中含有杂质CO与CO2,其质量比为7:3,将100g混合气体作为燃料,使其充分燃烧,会排放CO2_______g。
【答案】(1)-4
(2)Fe2O3
(3)解:设理论上需消耗CH4的质量为x。
答:理论上需消耗CH4的质量为12kg。
(4) 28.8 5.6
【解析】(1)化合物中,氢元素通常显+1价。化合物中各元素化合价代数和为0,碳元素的化合价为-4。
(2)流程中,在反应器 1 中与反应被消耗,最终又在 “” 的步骤中重新生成,因此可以循环利用
(3)略。
(4)从柱状图可知:的产量为2.88g/kg,10kg 载氧体生成的质量:10kg×2.88g/kg=28.8g;
如图所示,使用Fe15Cu5Al载氧体制氢气的纯度是96%,则混合气含有混合气体中的质量是,一氧化碳和二氧化碳的质量比为7:3,100g 混合气体中,则4g-2.8g=1.2g。
设生成二氧化碳的质量为m
则二氧化碳的总质量为4.4g+1.2g=5.6g
题型08 综合型计算题
【典例8】(2026·山东滨州·一模)水是生命之源,如图为某国际空间站水气整合系统。
(1)尿处理系统:采用蒸气压缩蒸馏技术将预处理后的尿液进行旋转蒸馏,再将收集到的水蒸气冷凝,实现了从尿中取水,可以利用该技术对尿进行处理,其依据是尿中的水和其他物质的________不同。
(2)水电解系统:当该系统中正极产生20 mL气体时,负极产生气体的体积为________mL。
(3)水净化系统:水净化系统用到活性炭可去除异味和余氯,因为活性炭具有________。
(4)萨巴蒂尔反应器:在反应器中,氢气和二氧化碳在一定条件下反应,可以生成甲烷()和水,该反应的化学方程式为________。
(5)计算32 g甲烷完全燃烧需要多少氧气。(写计算过程)
【答案】(1)沸点
(2)40
(3)吸附性
(4)
(5)解:设需要氧气的质量为。
解得
答:甲烷完全燃烧需要氧气的为质量。
【解析】(1)蒸馏分离混合物的原理是利用混合物中各组分的沸点不同,先将沸点较低的水汽化,再冷凝得到纯净的水。
(2)电解水的规律是“正氧负氢,氢二氧一”,即正极产生的氧气体积:负极产生的氢气体积为,已知正极气体体积为,因此负极气体体积为。
(3) 活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可以吸附异味和杂质。
(4)根据题干信息,反应物为氢气和二氧化碳,生成物为甲烷和水,反应条件为一定条件,其反应的化学方程式为。
(5)见答案。
【对练1】(2026·广东东莞·二模)一种利用载氧体(Fe2O3)进行甲烷化学链制氢的工艺原理如图1所示。
(1)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”)。从反应器2中生成的Fe3O4会继续发生如下反应:4Fe3O4+X6Fe2O3,则X的化学式为______。
(2)反应器1中反应为:4Fe2O3+3CH48Fe+3CO2+6H2O,完全还原160kgFe2O3,理论上需消耗CH4的质量是多少______?(写出计算过程)
(3)图1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,使用10kg该载氧体,实际收集到含H2的混合气体总质量为______g。
【答案】(1) 降低 O2
(2)解:设理论上需消耗CH4的质量为x
x=12kg
答:需消耗CH4的质量为12kg
(3)Fe2O3
(4)30
【解析】(1)水中氢元素显+1价,氢气中氢元素化合价为0,故反应器2中,反应过程中氢元素的化合价降低;
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Fe、O的个数分别是12、16,生成物中含Fe、O的个数分别是12、18,故反应物中还应含2个O,故X的化学式为:O2;
(2)见答案;
(3)由流程图可知,作为反应物进入反应器1,后续经反应又重新生成,可循环利用;
(4)由图2可知,载氧体的产量为,纯度为96%,10kg载氧体生成的质量为:,因此混合气体总质量为。
【对练2】(2026·广东肇庆·三模)废旧锂电池的回收利用是践行“绿美广东”生态理念的重要举措。
(1)北理工团队开发一种新型锂回收工艺,下表为不同回收工艺的能耗与成本对比数据。
新方法回收
火法回收
湿法回收
总能耗(兆焦/千克废电池)
11
17
30
原料处理成本(元/千克废电池)
1251
1618
1428
据表分析,原料处理成本最低的工艺是______。要处理1吨废电池,相对于火法回收,新方法回收节约的能耗为______兆焦。
(2)一种可同步回收废电池正极材料中的锂和处理工业废气中NO2的装置工作原理如图1所示。
i.NO2中氮元素的化合价是_____。
ii.第二步反应为:2LiNO2+O2=2LiNO3,若制备276kgLiNO3,理论上需消耗O2的质量为多少_____?(写出计算过程)
iii.某废电池正极材料组成如图2所示,铁元素和锂元素的质量比为2:1。装置作用一段时间后生成276kgLiNO3,若作用过程中锂元素损耗为正极材料总质量的20%,则该废电池正极材料中铁元素的质量为_____kg。
【答案】(1) 新方法回收 6000
(2) +4 解:设理论上需消耗的O2质量为x
答:理论上需消耗的O2质量为64kg。 70
【解析】(1)新方法回收1251元/千克、火法回收1618元/千克、湿法回收1428元/千克,数值最小的是新方法回收;火法回收能耗:17兆焦/千克;新方法回收:11兆焦/千克。每千克节约:17-11=6兆焦/千克,1吨 = 1000 kg,总节约能耗:兆焦;
(2)i.NO2中氧元素的化合价为-2价,设氮元素的化合价为,在化合物中各元素正负化合价代数和为零,则,解得;
ii.解析见答案;
iii.276kg硝酸锂中锂元素的质量:,锂损耗20%,即转化的锂占总锂的1-20%=80%,正极原有总锂的质量:,铁、锂质量比为2:1,则铁的质量为:。
1.(2026·四川凉山·中考真题)碳化钛(TiC)具有高熔点、高硬度和高电导率的特点,在航空航天、电子工业等领域应用广泛。一种制备碳化钛的反应原理为,请计算用该方法制备至少需要的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】解:设制备120g TiC需要碳的质量为x
答:至少需要C的质量为。
【解析】见答案。
2.(2026·湖北·三模)空间站、火星车等“国之重器”都大量使用了金属镁。工业上用电解熔融氯化镁的方法生产镁,反应的化学方程式为MgCl2Mg+Cl2↑。
(1)氯化镁中镁元素与氯元素的质量比为_______。
(2)电解950kg氯化镁,理论上可以产生多少金属镁?(请将计算过程写到答题卡上)
【答案】(1)24:71
(2)解:设理论上可产生金属镁的质量为。
=
答:理论上可产生金属镁的质量为240kg。
【解析】(1)氯化镁的化学式为,镁的相对原子质量为24,氯的相对原子质量为35.5
镁元素与氯元素的质量比为:。
(2)见答案。
3.(2026·山西·中考真题)液氢和液氧是火箭发射的常用推进剂。要将某卫星送达预定轨道,火箭需要携带200 kg液氢,为使这些液氢充分燃烧,至少应携带多少千克液氧?
(1)上述反应的基本反应类型为____________,生成物中氧元素的化合价为________。
(2)根据题目要求,完成计算过程。
【答案】(1) 化合反应
(2)解:设至少应携带液氧的质量为
答:至少应携带液氧的质量为1600 kg。
【解析】(1)液氢燃烧会生成水,反应方程式为,符合“多变一”的特点,属于化合反应。根据化合物中各元素化合价代数和为零可知,中氧元素化合价为-2。
(2)见答案
4.(2026·河北邯郸·模拟预测)我国自研的“长征”遥五运载火箭,采用液氢和液氧作推进剂。液氢、液氧从储存箱至气室汽化,混合后再进燃烧室燃烧,其反应过程的微观示意图如下:
请回答下列问题:
(1)该反应前后元素种类________变化。
(2)表示化合物微观示意图的是________(填序号)。
(3)表示燃烧室燃烧过程的微观示意图是________(填序号)。
(4)参加反应的氢气和氧气分子个数比为________。
(5)若反应中消耗液氢400 kg,则需液氧质量为________。
【答案】(1)没有
(2)⑤
(3)④
(4)
(5)
【解析】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。
(2)化合物是由不同种元素组成的纯净物,只有⑤中的微粒是水分子,由氢、氧两种不同原子构成,属于化合物;其余序号中的物质为单质、混合物或单个原子,均不属于化合物。
(3)燃烧是化学反应,微观本质是反应物分子破裂为原子、原子重新组合成新分子的过程。④中为氢原子和氧原子,是反应进行中的状态,对应燃烧室燃烧过程;③是未反应的氢分子、氧分子混合物,⑤是反应生成的水分子,都不属于燃烧过程。
(4)根据反应的化学方程式,可得参加反应的氢气和氧气分子个数比为2:1。
(5)设需要液氧的质量为。
5.(2026·黑龙江大庆·中考真题)航天员需要在空间站完成各项任务,保障航天员的氧气需求至关重要。
(1)空间站中电解水制氧气是常用方法之一,实验室电解水时,与电源正极相连的玻璃管内的气体为_________。
(2)氧烛(内含等物质)也可作为舱内的化学供氧源,其制氧原理为:。若完全反应,则理论上可生成的质量为多少千克?(写出计算过程)
【答案】(1)氧气/
(2)解:设理论上可生成的O2质量为x。
x=1.92kg
答:理论上可生成的O2质量为1.92kg。
【解析】(1)电解水实验的规律为“正氧负氢、氢二氧一”,与电源正极相连的玻璃管内生成的气体是氧气。
(2)略。
6.(25-26九年级下·湖南衡阳·期中)兴趣小组用鸡蛋壳(主要成分为碳酸钙)制取二氧化碳。将鸡蛋壳洗净、捣碎,称取15.0g于烧杯中,向其中逐渐加入稀盐酸(如图1),并观察记录电子秤的示数变化,绘制出坐标图像如图2。(说明:①忽略二氧化碳溶于水对实验结果的影响;②鸡蛋壳中杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应。)
请回答:
(1)生成气体的质量为_______g。
(2)计算稀盐酸的溶质的质量分数_______。(写出计算过程,结果保留至 0.1%)
【答案】(1)4.4
(2)7.3%
解:设稀盐酸的溶质的质量为x,
稀盐酸的溶质的质量分数为;
答:稀盐酸的溶质的质量分数为7.3%。
【解析】(1)由图可知,加入稀盐酸100g时,碳酸钙恰好完全反应,生成二氧化碳的质量为4.4g,故填:4.4;
(2)见答案。
7.(2025·湖北武汉·中考真题)项目小组利用如图所示装置电解水并收集干燥的氢气和氧气。
(1)接通电源,收集a气体,靠近火焰,观察到气体燃烧,发出淡蓝色火焰,说明该气体是_______(填“氢气”或“氧气”)。
(2)一段时间后断开电源,实验前后整个装置的质量减少了0.9g,写出通电过程中反应的化学方程式并计算生成氧气的质量_______(不考虑水的蒸发)。
【答案】(1)氢气
(2)实验前后整个装置的质量减少了0.9g,即水的质量减少了0.9g,根据可知,水、氢气、氧气的质量比为,则生成氢气的质量为0.1g,生成氧气的质量为0.8g。
【解析】(1)接通电源,收集a气体,靠近火焰,观察到气体燃烧,发出淡蓝色火焰,说明该气体是氢气;
(2)水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,说明生成氢气和氧气的总质量为0.9g,计算过程见答案。
8.(2025·四川广安·中考真题)过氧化钠(Na2O2)可在呼吸面具中作供氧剂,久置易变质。为了测定某呼吸面具供氧剂中过氧化钠的质量分数,小吴同学进行了如下实验:向5.0g供氧剂样品中加入适量的水,使其充分反应,化学反应方程式为(无其它产生氧气的反应),测得产生氧气的质量与时间关系如图所示:
(1)充分反应后,产生氧气的质量为___________g。
(2)计算该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)0.8
(2)解:设该供氧剂样品中过氧化钠的质量为x。
x=3.9g
该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数为
答:该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数为78%。
【解析】(1)由图可知,横坐标为时间,纵坐标为氧气的质量,当反应结束后,氧气质量不再随时间变化,此时对应的纵坐标数值就是产生氧气的质量,即0.8g。
(2)根据氧气的质量计算,见答案。
9.(2025·四川凉山·中考真题)某班同学在探究制取O2的多种方法时,通过查阅资料得知过氧化钠(Na2O2)能与H2O反应生成O2。为测定实验室中某过氧化钠样品的纯度(质量分数),他们将2g该样品与足量水反应(反应原理为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,杂质不参与反应),并测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。请完成下列题目:
(1)生成氧气的质量是______g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
【答案】(1)0.32
(2)解:设该样品中过氧化钠的质量分数为x
x=78%
答:该样品中过氧化钠的质量分数为78%。
【解析】(1)由图可知,生成氧气的质量是0.32g;
(2)见答案。
10.(2026·吉林·模拟预测)国产大型客机C919,机身、机翼大量使用高强度铝合金,以减轻重量,提升强度。制备金属铝的核心反应为。
(1)中铝元素氧元素质量的最简整数比______。
(2)如要生产54t纯净的铝,则至少需要准备多少吨碳?
【答案】(1)9:8
(2)解:设至少需要准备碳的质量为x
答:至少需要准备36吨碳。
【解析】(1)化合物中元素质量比 = (元素相对原子质量×原子个数)之比,因此中铝、氧元素质量比为: 。
(2)根据铝与碳的质量比可计算出碳的质量,详细计算过程可参考答案。
11.(2026·上海·三模)在“天宫空间站”中为提高物质的利用率,通过如图途径实现物质循环利用。
(1)由上图可知,空间站通过物质循环获得的途径共有________条。
(2)过程Ⅱ发生反应的化学方程式为________;两名航天员平均一天要消耗1.6 kg的,若用电解水的方法满足两名航天员一天所需要的,理论上需要水的质量为________kg(根据化学方程式列式计算)。
(3)过程III发生反应的化学方程式为________。
【答案】(1)三/3
(2) 解:设理论上需要水的质量为x
,。
答:理论上需要水1.8kg。
(3)
【解析】(1)根据流程图,尿液净化能得到水;部分水蒸气冷凝;二氧化碳和氢气发生反应产生水,共3条途径。
(2)略。
(3)由图可知过程III是二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,方程式略。
12.(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 =
13.(2026·江苏南通·二模)碳酸钡(BaCO3)是制造高级光学玻璃的重要原料,工业上将重晶石(主要成分BaSO4)粉碎后与适量的煤粉混合后高温加热,生成BaS和CO。将生成的 BaS与(NH4)2CO3溶液反应可制得BaCO3。发生的反应为。
(1)(NH4)2CO3中氮元素与碳元素的质量比为___________。
(2)当BaS的转化率(×100%)为84.5%时,理论上20吨BaS与足量(NH4)2CO3反应生成BaCO3质量为多少吨?(将计算过程写到答题卡上)
【答案】(1)7:3
(2)解:参加反应的BaS质量=,设生成BaCO3质量为x
答:生成BaCO3质量为19.7t。
【解析】(1)1个中含2个N原子、1个C原子,N相对原子质量为14,C相对原子质量为12,因此氮、碳元素质量比= 。
(2)解析见答案。
14.(2026·云南昆明·模拟预测)在生产生活中,根据不同的应用场景,可选用不同的方式制取氧气。
(1)鱼塘制氧
过氧化钠()固体和过氧化钙()固体分别与足量水作用生成氧气的质量随时间变化的曲线如图所示。给鱼池增氧时,试剂的最佳选择为__________,理由是______________________________(写出一个合理即可)。
(2)潜艇制氧
潜艇中常选择过氧化钠,以实现快速、大流量制氧,过氧化钠固体在常温下与水反应生成氧气,该反应的化学方程式为:。
①X的化学式为__________;
②若用与足量的水充分反应,计算产生氧气的质量是多少__________?(写出计算过程)
【答案】(1) 过氧化钙/ 等质量的比反应产生的氧气更多(或持续反应释放氧气时间更长)
(2) 解:设产生氧气的质量为x
答:产生氧气的质量为
【解析】(1)见答案;
(2)①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Na、O、H的个数分别是4、6、4,已知生成物中含Na、O、H的个数分别是0、2、0,故生成物中还应含4个Na、4个O、4个H,则X的化学式为:NaOH;
②见答案。
15.(2026·安徽·二模)液氨()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)含硝酸钠的废水可通过电催化转化为氨气,反应的原理为:。若要生产氨气(),理论上至少需要含硝酸钠的废水多少(写出计算过程)?
【答案】(1)高
(2)解:设生产氨气,理论上至少需要含的废水质量为。
答:生产氨气,理论上至少需要含的废水。
【解析】(1)从图像可知,液氨的沸点比液氢高。
(2)略
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