专题训练 质量守恒定律的应用(二)——常见化学方程式的计算类型
类型一 文字表述型
1.实验室用氯酸钾与少量二氧化锰混合共热制取氧气,现称取122.5 g氯酸钾和少量二氧化锰放在制氧气的发生装置中加热,理论上能收集到氧气的质量为( )
A.96 g B.48 g C.24 g D.12 g
2.在进行“氧气的实验室制取与性质”实验前,化学老师预计本次实验共需要收集45瓶氧气,通过计算得知这些氧气的总质量约是16 g。请计算要想制取足够的氧气,至少需要准备多少克高锰酸钾?
3.2020·荆州将12.5 g混有二氧化锰的氯酸钾固体加热至质量不再减少,冷却后称量固体的质量为7.7 g。
(1)反应时生成氧气的质量为________g。
(2)计算反应前固体中二氧化锰的质量分数。(要求写出计算过程)
类型二 表格数据型
4.小明在实验室中将氯酸钾和二氧化锰的混合物15 g,充分加热到质量不再减少为止,实验的数据如图下表。
时间/min 6.2 6.3 6.4 6.5
剩余固体质量/g 13.9 12.6 10.2 10.2
(1)生成氧气的质量为多少克?
(2)参加反应的氯酸钾的质量是多少克?
5.某同学为了测定某地区石灰石中碳酸钙的质量分数,取该样品15 g,现将75 mL稀盐酸分三次加入石灰石样品中,每次充分反应后测量生成气体的质量,实验数据如图下表(CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑),请计算:
实验 第一次 第二次 第三次
加入稀盐酸的量/mL 25 25 25
生成气体的质量/g 2.2 m 1.1
(1)m的值是________。
(2)样品中碳酸钙的质量分数。(精确至0.1%)
类型三 坐标图像型
6.2020·黔西南改编实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氧化锰制取氧气,实验中非气态物质的总质量随时间变化如图所示。回答下列问题。
(1)反应中二氧化锰的作用是________________。
(2)计算参加反应的过氧化氢的质量。(写出计算过程)
7.为测定某过氧化钠样品的纯度,将2 g该样品与足量水发生如图下反应(杂质不参与反应):2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,生成气体质量与时间的关系如图所示。
(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。
类型四 实验分析型
8.某兴趣小组测定了实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量分数,实验测得相关数据如图所示。
+
(1)剩余的混合物中二氧化锰的质量为______g,反应生成氧气的质量为________g。
(2)计算该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量。
答案
1.B 设生成的氧气的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
122.5 g x
= x=48 g
2.解:设至少需要高锰酸钾的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
x 16 g
= x=158 g
答:至少需要准备158 g高锰酸钾。
3.(1)4.8
(2)解:设氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
x 4.8 g
=
x=12.25 g
二氧化锰的质量为12.5 g-12.25 g=0.25 g,二氧化锰的质量分数为×100%=2%。
答:反应前固体中二氧化锰的质量分数是2%。
氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气,反应前后固体的质量差即为反应生成的氧气质量,根据反应的化学方程式及提供数据可以进行相关方面的计算,计算时要注意规范性和准确性。
4.解:(1)根据质量守恒定律,反应生成氧气的质量为15 g-10.2 g=4.8 g。
(2)设参加反应的氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
x 4.8 g
= x=12.25 g
答:(1)生成氧气的质量是4.8 g;(2)参加反应的氯酸钾的质量是12.25 g。
5.(1)2.2
(2)解:共产生CO2的质量为2.2 g+2.2 g+1.1 g=5.5 g。
设石灰石中CaCO3的质量为x。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 5.5 g
= x=12.5 g
石灰石样品中CaCO3的质量分数为×100%=83.3%。
答:样品中碳酸钙的质量分数为83.3%。
6.(1)催化作用
(2)解:产生氧气的质量是68 g+2 g-66.8 g=3.2 g。
设产生3.2 g氧气需要H2O2的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 3.2 g
= x=6.8 g
答:参加反应的过氧化氢的质量是6.8 g。
7.(1)0.32
(2)解:设样品中过氧化钠的质量为x。
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
156 32
x 0.32 g
=
x=1.56 g
该样品中过氧化钠的质量分数为×100%=78%。
答:该样品中过氧化钠的质量分数为78%。
8.(1)1.0 1.6
(2)解:设该过氧化氢溶液中含有过氧化氢的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6 g
= x=3.4 g
答:该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为3.4 g。
二氧化锰是该反应的催化剂,反应前后质量不变。根据质量守恒定律,反应后混合物减少的质量即为反应产生氧气的质量;根据氧气的质量,利用化学方程式即可计算出参加反应的过氧化氢的质量。