[疑难聚焦]有关化学方程式的计算

[疑难聚焦]有关化学方程式的计算
1.主要考查方式
(1)由一种纯净的反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量；
(2)由含杂质的反应物的质量求该物质的纯度或由该反应物的质量求生成物的质量；
(3)根据化学反应分析有关图像或表格数据，求反应后某一个物理量；
(4)与化学方程式相结合求有关溶液中溶质的质量分数。
2.解答此类题目应注意以下几点
(1)解题时要把握三个要领，抓住三个关键，明确两个注意事项。即：
两个注意事项：计算时各物理量的单位要对应统一；方程式中各代入量均指纯净物的质量，对于有杂质的物质，需先换算出纯净物的质量，然后再代入化学方程式进行计算。
(2)解答有关图像及数据分析题时，以化学方程式作为分析推理的主要依据，找准解题的关键以及图像的横纵坐标含义、起始点、转折点、变化趋势、终点等，逐层推导，分类讨论、判断并计算。
(3)对于与化学方程式相结合求有关溶液中溶质的质量分数的计算题，解答时要明确以下几点：
①溶液是混合物，要用溶质的质量列比例式计算。
②求溶液中溶质的质量分数时要明确溶质是什么，还要求出反应后溶液的质量。求反应后溶液的质量一般有以下两种方法：
考点一 利用化学方程式的简单计算
1．根据化学方程式计算的步骤
（1）设：根据题意设未知数；
（2）写：书写正确的化学方程式；
（3）找：找出已知量和未知量的质量关系；
（4）列：列出比例式并求解；
（5）答：检查结果，简明作答。
2．根据化学方程式计算应该注意的事项
（1）正确书写化学方程式，准确列出有关反应物或生成物的质量比；
（2）列式时，各物质的质量单位必须统一，对应关系要正确；
（3）反应物、生成物都必须是纯净物，如果是混合物，应该不纯物的质量按题意转化为纯净物的质量；
（4）解题的过程要完整，规范
（5）设未知数是要指明物理量，不要带单位。
考点二 有关含杂质物质的化学方程式的计算
含杂质物质的化学方程式的计算：先把含杂质的物质换算成纯净物的质量，再进行计算。
纯度（%）= ×100%
= ×100%
=1—杂质的质量分数
纯物质的质量=混合物的质量×纯度（%）
=混合物的质量×（1—杂质的质量分数）
考点三 与函数图像相结合的计算
此类题目通常将反应时生成物的质量与反应速率的快慢结合起来，通过反应速率的快慢，可以推断金属的活动性；利用产生气体的多少 ，可以确定反应物的相对分子质量或相对原子质量。解题的关键是要分析准确每条函数曲线代表的物质及交点表示的意义。
另外，还要结合函数图像上的数字，从中找出有用的信息，将其转化成题目中的已知量。
【典例1】(2011·达州中考)26 g黄铜(Cu-Zn合金)与100 g稀硫酸在烧杯中恰好完全反应，反应后测得烧杯中剩余物的总质量为125.8 g。求：(1)黄铜中铜的质量分数；(2)反应后所得溶液中溶质质量分数。(计算结果精确到0.1%)
【解析】根据质量守恒定律知生成氢气的质量为
26 g+100 g-125.8 g=0.2 g，
设锌的质量为x，生成硫酸锌的质量为y，则
Zn+ H2SO4====ZnSO4+H2↑
65 161 2
x y 0.2 g
65∶x=2∶0.2 g x=6.5 g
161∶y=2∶0.2 g y=16.1 g
黄铜中铜的质量分数：
反应后所得溶液中溶质质量分数：
答案：(1)75% (2)15.1%
【典例2】实验室有一瓶标签已破损的过氧化氢溶液，同学们为了测定瓶内溶液的溶质质量分数，他们取该溶液34 g于烧杯中，加入3 g MnO2完全反应后，称得烧杯内剩余物质的总质量为33.8 g，请你和他们一起计算：
(1)反应后生成氧气的质量是多少？
(2)所取溶液中溶质的质量是多少？
(3)该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数是多少？
【解析】本题属于根据化学方程式的计算，由反应前后物质的质量差可以求得反应生成氧气的质量为：
34 g+3 g-33.8 g=3.2 g。设参加反应的过氧化氢的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 3.2 g
68∶32 =x∶3.2 g x=6.8 g
则该瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数为：6.8 g/34 g×100%=20%
答案：(1)3.2 g (2)6.8 g (3)20%
【典例3】(2011·龙岩中考)人体胃液中含少量HCl，正常情况下胃液的pH为0.8～1.5，相应含HCl的溶质质量分数为0.2%～0.4%，胃酸过多与过少都不利于人体健康。某人出现反胃、吐酸水的症状，经检查其胃液中HCl的质量分数为1.495%(胃液密度约为1 g/cm3)。
(1)若人的胃液总量约为100 mL，请完成下列表格：
(2)医生给该患者开了一瓶胃舒平(每片含氢氧化铝0.39 g)，并要求病人每次服用2片，请根据化学方程式计算在食用该药片后被除去的HCl的质量是_____
_________(发生反应的化学方程式为Al(OH)3+3HCl====AlCl3+3H2O)，医生还提醒该胃药不宜过量服用，可能原因是________________________________。(答一点即可)
【解析】(1)正常情况下胃液中HCl的质量范围为100 cm3×1 g/cm3×0.2%～100 cm3×1 g/cm3×0.4%，即0.2～0.4 g；该患者胃液中HCl的质量=100 cm3×1 g/cm3×1.495%=1.495 g；该患者至少要除去的HCl的质量是1.495 g-0.4 g
=1.095 g。
(2)2片胃舒平所含氢氧化铝的质量为0.39 g×2，然后根据化学方程式即可求出HCl的质量。
设食用该药片后被除去的HCl的质量是x
Al(OH)3 + 3HCl====AlCl3+3H2O
78 109.5
2×0.39 g x
78∶109.5=2×0.39 g∶x
x=1.095 g
答案：(1)0.2～0.4 g 1.495 g 1.095 g
(2)1.095 g
过多的胃药因消耗胃内过多盐酸，不利于健康(其他合理答案也可)
【典例4】(2011·江西中考)某地一辆满载浓硫酸的罐车翻倒，导致25 t溶质的质量分数为98%的浓硫酸泄漏，并向路基两边蔓延，接到报警后消防官兵立即赶来并用石灰浆(主要成分为氢氧化钙)中和硫酸解除了险情。请回答：
(1)25 t溶质的质量分数为98%的浓硫酸中含H2SO4的质量为_____t；
(2)计算：中和泄漏的硫酸，理论上需要多少吨氢氧化钙？
(3)处理一定量的硫酸，理论上既可用m1吨氢氧化钙粉末，也可选用m2吨氧化钙粉末，还可用m3吨碳酸钙粉末，则m1、m2、m3的数值大小关系为____________。
【解析】(1)25 t溶质质量分数为98%的浓硫酸中含H2SO4的质量为：25 t×98%=24.5 t；
(2)可利用氢氧化钙与硫酸反应的化学方程式根据硫酸的质量来求氢氧化钙的质量；
(3)根据三种物质与硫酸反应的化学方程式：
H2SO4+Ca(OH)2====CaSO4+2H2O
98 74
H2SO4+CaO====CaSO4+H2O
98 56
H2SO4+CaCO3====CaSO4+H2O+CO2↑
98 100
比较三个化学方程式可知中和相同质量的硫酸，需要碳酸钙的质量最多，其次是氢氧化钙，需要氧化钙的质量最少。
答案：(1)24.5
(2)解：设理论上需要氢氧化钙的质量为x
H2SO4 + Ca(OH)2====CaSO4+2H2O
98 74
24.5 t x
x=18.5 t
(3)m3＞m1＞m2
【典例5】(2010·潼南中考)10克碳酸钙与稀盐酸反应的关系如图。
(1)当加入73克稀盐酸时，稀盐酸与碳酸钙恰好完全反应。
①当加入73克稀盐酸时，反应生成的气体的质量是多少？
②当加入73克稀盐酸时，反应后溶液中溶质的质量分数是多少？
(2)当加入120克稀盐酸时，溶液中溶质是__________。
【解析】本题中涉及的化学反应是碳酸钙与稀盐酸的反应，反应生成了氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑。根据化学方程式和反应的碳酸钙的质量可以计算出生成气体的质量和氯化钙的质量；不能根据稀盐酸的质量来进行计算，因为稀盐酸是混合物，不是纯净物，化学方程式计算中所涉及到的质量都是纯净物的质量。反应后所得溶液中的溶质是可溶性的氯化钙；生成的气体已经离开了溶液，不能再算作所得溶液的质量，因此反应后所得溶液的质量可用反应前碳酸钙的质量加上稀盐酸的质量减去生成气体的质量来得到，根据质量分数的计算公式就可以计算出所得溶液中溶质的质量分数。当加入120 g稀盐酸时，溶液中的溶质除了氯化钙外，还有未反应的氯化氢。
(1)设生成气体的质量为x，生成氯化钙的质量为y。
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
100 111 44
10g y x
(2)当加入120克稀盐酸时，溶液中溶质除生成的氯化钙外，还有未反应的氯化氢。
答案：(1)①4.4 g ②14.1%
(2)氯化钙和氯化氢