化学人教九上分层优化测试：第五单元课题3 利用化学方程式的简单计算试(有解析)

第五单元化学方程式
课题3 利用化学方程式的简单计算
课本核心知识点精讲
知识点1 利用化学方程式计算的依据
1.理论依据：质量守恒定律。
2.基本依据：化学反应中各物质间的质量关系。
特别提醒：化学方程式中各物质间的质量比是相对分子质量与化学式前面的化学计量数的乘积之比，计算时不要漏掉化学式前面的化学计量数。
例1： (2022天津河西期中)在反应A+2B＝3C+2D中，已知A和B的相对分子质量之比为32:17,当6.4gA与一定量B恰好完全反应后，生成9.6gC,则生成D的质量为( )
A.0.2g B.1.8g C.3.6g D.4.4g
答案：C
解析：A和B的相对分子质量之比为32∶17，则设A和B的相对分子质量分别为32a、17a,设参加反应的B的质量为x。
A + 2B=3C + 2D
32a 34a
6.4g x
＝,解得x=6.8g,由质量守恒定律可知生成D的质量为6.4g+6.8g－9.6g=3.6g.
知识点2 利用化学方程式进行计算
利用化学方程式计算的步骤可概括为：“设、方、关、比、算、答”。
(1)设未知量，一般情况下，求什么设什么，未知量通常不带单位；
(2)准确完整地写出相应的化学方程式；
(3)根据化学方程式找出相关物质的相对分子质量，以及题目所给出的已知量和未知量，写在相关物质化学式的正下方；
(4)依据质量关系列出比例式；
(5)算出未知数；
(6)简明扼要地写出答案。
特别提醒：根据化学方程式进行计算
(1)把握“三个要领”：步骤要完整，格式要规范，计算要准确；
(2)抓住“三个关键”：准确书写化学式，化学方程式要配平，准确计算相对分子质量；
(3)注意“两个事项”：质量单位要统一，参与计算的质量必须为纯净物的质量。
例2： (2022辽宁大石桥期末)某兴趣小组用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，某次实验中固体的质量变化如图所示：
(1)生成氧气的质量为________g。
(2)求反应生成氯化钾的质量。
答案：(1)4.8
(2)解：设生成氯化钾的质量为x。
2KClO3KCl + 3O2↑
149 96
x 4.8g
＝ x=7.45g
答：反应生成氯化钾的质量为7.45g。
解析：(1)根据质量守恒定律分析，混合物减少的质量即为生成氧气的质量，所以生成氧气的质量为15g+5g－15.2g=4.8g。(2)根据氯酸钾分解生成氧气的化学方程式，找氯化钾与氧气的质量关系，由氧气的质量可以计算出反应生成氯化钾的质量。
核心素养全解
探究质量守恒定律的科学精神
素养解读
通过对化学史实、社会热点、时事新闻等课外材料的了解，激发学生对探究质量守恒定律的兴趣，了解科学探究的基本过程和方法，发展科学探究能力，获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能，初步形成终身学习的意识和严谨求实的科学态度，培养合作精神和社会责任感。有关对质量守恒定律的理解及探究一直是中考的热点内容。
典例剖析：
例：(2022山东沂源期中)质量守恒定律是自然界中最基本的定律之一。质量守恒定律的建立，使得化学走向了定量化、计量化的道路，成为像数学、物理学一样严谨、精密的基础自然科学。请你认真阅读下列三个材料，回答相关问题：
材料－1673年，波义耳曾经做过一个实验：在密闭的曲颈甑中加热金属时，得到了金属灰，冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现与原来金属相比质量增加了。
材料二1703年，施塔尔提出“燃素学说”，其主要观点有：①燃素是组成物体的一种成分，一般条件下被禁锢在可燃物中；②燃素在可燃物燃烧时会分离出来，且燃素可穿透一切物质。
材料三1756年，罗蒙诺索夫重做了波义耳的实验。他将金属铅装入容器后密封、称量。然后把容器放到大火上加热，银白色的金属变成了灰黄色，待容器冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化。罗蒙诺索夫对此的解释是：“容器里原来有一定量的空气，且容器中的空气质量减少多少，金属灰的质量就比金属增加多少，在化学变化中物质的质量是守恒的。”后来，拉瓦锡等科学家经过大量的定量实验，推翻了“燃素学说”，质量守恒定律得到公认。
(1)由“燃素学说”可知，物质燃烧后质量应该减少。请根据所学知识写出一个可以推翻“燃素学说”的事实：
________________________________________________________________________________。
(2)罗蒙诺索夫重做了波义耳的实验是基于金属加热后，增加的质量并非来自燃素而是来自________的假设。
(3)对比材料一和材料三，波义耳错过了发现质量守恒定律的一个重要原因是____________________。
(4)质量守恒定律的发现过程，给我们的启示是________。
A.分析问题应该全面、严谨 B.实验的成功与否，取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法 D.科学研究既要尊重事实，也要勇于创新
答案：(1)铁丝燃烧后固体质量增大(或其他合理答案) (2)空气 (3)打开容器前没有称量容器的总质量 (4)ACD
解析：本题通过对质量守恒定律发现史的了解，学习了科学家不畏艰险、执着追求真理的精神，体现了科学态度与社会责任的学科素养。
(1)铁丝等可燃物燃烧后固体质量增大，可以推翻“燃素学说”。
(2)罗蒙诺索夫重做了波义耳的实验是基于金属加热后，增加的质量并非来自燃素而是来自空气的假设。
(3)对比材料一和材料三，波义耳错过了发现质量守恒定律的一个重要原因是打开容器前没有称量容器的总质量。
课后分层优化测试
夯基知识梳理
知识点1 利用化学方程式计算的依据
1.红磷在氧气中燃烧产生五氧化二磷，该反应中红磷、氧气、五氧化二磷的质量比为 ( )
A.4:5:2 B.31:24:47 C.31:32:142 D.124:160:284
2.(2022辽宁营口期末)在2A+3B＝C+2D反应中，36gA与56gB恰好完全反应生成28gC和一定量的D。若C的相对分子质量为14，则C和D的相对分子质量之比为 ( )
A.7:1 B.7:8 C.7:16 D.7:32
知识点2 利用化学方程式进行计算
3.空运观赏鱼必须密封。为了解决鱼的吸氧问题，可在水中加入过氧化钙(CaO2),其与水反应的化学方程式为2CaO2+2H2O＝2Ca(OH)2+O2↑。若要产生3.2g氧气，应向水中投入过氧化钙的质量为 ( )
A.14.4g B.7.2g C.2g D.18.2g
4.(教材P1O2变式题)实验室需要1.2g氧气，若用加热分解高锰酸钾的方法制取这些氧气，消耗高锰酸钾的质量是多少？(计算结果精确至0.1)
5.(2022独家原创)国际首次！我国成功研发燃煤锅炉混氨燃烧技术，为我国燃煤机组实现二氧化碳减排提供了具有可行性的技术发展方向。已知氨气(NH3)完全燃烧的化学方程式为4NH3+3O26H20+2N,若充分燃烧68g氨气，会消耗常温下的氧气多少升？(常温下氧气密度约为1.4g·L-1结果保留一位小数)
6.某学习小组在实验室中用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，反应过程中固体质量变化如图所示。
请计算：
(1)制取氧气的质量是________g。
(2)原混合物中氯酸钾的质量为________g。
提优强化练习
7.(2021四川绵阳中考，9，)取20.0gKMnO4固体制氧气，加热一段时间后，固体质量减少1.6g。已分解KMnO4的质量占取用KMnO4总质量的百分率为 ( )
A.8% B.39.5% C.79% D.92%
8.(2021安徽中考，17，)某简易制氧装置的示意图如图，其原理是通过撞击火帽触发启动装置产生热量，使产氧药块分解而持续释放氧气。
(1)装置中过滤层的作用是____________________。
(2)若产氧药块由氯酸钾(KClO3)和二氧化锰等组成，为得到一个人呼吸2小时所需氧气的量(折算后质量为48g),计算产氧药块中至少含氯酸钾的质量(写出计算过程)。
9.(2022四川江油期末，24，)取氯酸钾和二氧化锰的混合物共8.0g放入大试管中加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体物质的质量(见下表)。分析表中数据，回答下列问题：
反应时间/min 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
剩余固体质量/g 7.35 6.75 6.3 6.O8 6.O8 a
(1)a的值为____________________。
(2)完全反应后，生成氧气的质量为________g。
(3)原混合物中氯酸钾的质量是多少克？(写出计算过程)
素养能力培优
10.[科学探究与创新意识]有一种管道疏通剂，主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。工作原理是：利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热，加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生氢气增加管道内的气压，利于疏通。小柯利用如图装置测定疏通剂中铝的质量分数。
I.取样品20g,倒入容积为200mL的锥形瓶中，然后在分流漏斗中加入水，置于电子天平上测出总质量m1
Ⅱ.打开活塞，加入足量的水充分反应，直到没有固体剩余，静置一段时间，测出总质量m2
Ⅲ.实验数据见下表：
反应前总质量m1 反应后总质量m2
371.84g 371.24g
回答下列问题：
(1)配平化学方程式：
2Al+2NaOH+2H2O＝___ NaAlO2+3H2↑
(2)根据化学方程式计算样品中铝的质量分数。
(3)导致样品中铝的质量分数测量结果偏高的原因可能有________。
A.向锥形瓶中倒入样品时，撒出了部分粉末 B.在反应过程中有水蒸气逸出
C.没有等装置中氢气全部排尽就称量
【参考答案及解析】
课题3 利用化学方程式的简单计算
夯基知识梳理
1.D红磷燃烧的化学方程式为4P+5O22P2O5,该反应中红磷、氧气、五氧化二磷的质量比为(31×4)：(32×5):(142×2)=124:160:284,故选D。
2.B由质量守恒定律可知，生成D的质量为36g+56g－28g=64g。设D的相对分子质量为x。
2A + 3B=C +2D
142x
28g64g
＝,解得x=16,则C和D的相对分子质量之比为14∶16=7∶8。
3.A设投入的过氧化钙的质量为x。
2CaO2+2H2O2＝Ca(0H)2+O2↑
14432
x3.2g
＝,解得x=14.4g。
4.【答案】解：设消耗高锰酸钾的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
31632
x1.2g
＝x≈11.9g
答：消耗高锰酸钾的质量为11.9g。
5.【答案】解：设消耗常温下的氧气的质量为x。
4NH3+3O26H2O+2N2
6896
68gx
＝x=96g
消耗常温下的氧气的体积为96g÷1.4g·L－1≈68.6L。
答：会消耗常温下的氧气68.6L。
6.【答案】(1)9.6(2)24.5
【解析】(1)根据质量守恒定律可知，制取氧气的质量为30g－20.4g=9.6g。
(2)设原混合物中氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
24596
x9.6g
＝
解得：x=24.5g。
提优强化练习
7.C设生成1.6g氧气需要高锰酸钾的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
31632
x1.6g
＝x=15.8g
已分解KMnO4的质量占取用KMnO4总质量的百分率为×1O00=7990
8.【答案】(1)净化氧气
(2)解：设需要氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
24596
x48g
＝
x=122.5g
答：产氧药块中含氯酸钾的质量为122.5g。
【解析】(1)装置中过滤层能除去产生的氧气中的杂质，起到净化氧气的作用。
9.【答案】(1)6.O8(2)1.92
(3)解：设原混合物中氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
24596
x1.92g
＝
x=4.9g
答：原混合物中氯酸钾的质量为4.9go
【解析】(1)从表中的数据可以看出，2.5min后固体的质量不再变化，说明氯酸钾完全反应，因此a=6.O8。
(2)根据质量守恒定律可知，生成氧气的质量为8.0g－6.08g=1.92g。
素养能力培优
10.【答案】(1)2
(2)解：反应产生的氢气的质量为371.84g－371.24g=0.6g,设参加反应的铝的质量为x。
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
546
x 0.6g
＝x=5.4g
样品中铝的质量分数为×1O0%=27%
答：样品中铝的质量分数为27%。
(3)B
【解析】(3)向锥形瓶中倒入样品时，撒出了部分粉末，导致产生气体的量偏少，使铝的质量分数测定结果偏低；在反应过程中有水蒸气逸出，会使测定的氢气的质量偏大，使铝的质量分数测定结果偏高；没有等装置中氢气全部排尽就称量，会使测定的氢气的质量偏小，使铝的质量分数测定结果偏低。