课题3 利用化学方程式的简单计算
5分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
1.为使书写的化学方程式遵守______________定律，要在化学方程式两边的化学式的前面配上适当的______________，使化学方程式等号两边各种原子的____________和_________都相同，这个过程叫配平。正确的化学方程式应当是配平的，反应物和生成物之间用_________连接，还要标明化学反应发生的______________。如果______________中无气体，__________中有气体，在______________的气体______________边要注___________号；溶液中的反应，如果生成物中有______________，则在固体物质的化学式的右边要注______________号。
答案：质量守恒化学计量数种类数目等号条件反应物生成物生成右↑ 沉淀↓
2.在2A+B====2C的反应中，1.2 g A完全反应生成2 g C，又知B的式量是32，则C的式量为___________。
思路解析：据质量守恒定律，参加反应的B的质量为2 g-1.2 g=0.8 g。
设C的式量为x。
2A+B====2C
32 2x
0.8 1.2 g
。
答案：40
10分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.在反应X+2Y====R+2M中，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，且反应生成的R和M的质量之比为11∶9，则在此反应中Y和M的质量之比为( )
A.23∶9 B.16∶9 C.32∶9 D.46∶9
思路解析：此题考查的知识是物质之间发生的反应按一定的质量比进行，反应物和生成物的质量总和相等（即质量守恒）。
设生成M的质量为x。
X+2Y====R + 2M
11 9
4.4 g x
（1）11/4.4 g=9/x，x= 3.6 g。
（2）根据质量守恒定律：Y的质量为：4.4 g+3.6 g－1.6 g=6.4 g。
Y和M的质量之比是：6.4 g∶3.6 g=16∶9。
答案：B
2.氯酸钾和二氧化锰的混合物共A克，加热完全反应后得到B克氧气和C克氯化钾，则混合物中二氧化锰的质量为( )
A.（A+B-C）克 B.（A-B-C）克 C.（A+B+C）克 D.（A+C）克
思路解析：根据质量守恒定律，二氧化锰质量在反应前后不变，氧气和氯化钾的总质量等于反应前氯酸钾的总质量。即：氯酸钾的总质量=（B+C） g，二氧化锰的质量=A g-（B+C） g=A-B-C克。
答案：B
3.已知在反应3A+2B====2C+D中，反应物A、B的质量比为3∶4。当反应生成C和D的质量共140 g时，B消耗的质量为___________g。
思路解析：此题能根据质量守恒定律，由于生成物C和D的质量共140 g，所以A和B的质量之和也应为140 g。由于反应物A、B的质量比为3∶4，则可将物质总质量视为7份（3+4=7），A占其中3份，B占其中4份。所以消耗B的质量为140 g÷7×4＝80 g。
答案：80
4.蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳和水，由质量守恒定律可知，石蜡的组成中一定含有_______、_________元素。（填写元素名称）
思路解析：根据质量守恒定律的微观含义，即“三不变”原则：反应前后原子（或元素）种类不变，原子数目不变，原子质量不变。产物中存在C、H两种元素，反应前石蜡中也一定含有C、H两种元素。
答案：氢氧
5.在化学反应3X+4Y====2Z中，已知X和Z的相对分子质量分别是32和102，则Y的相对分子质量为____________。
思路解析：此题是根据质量守恒定律确定Y的相对分子质量。解题时，首先要确定4Y的值，即3×32＋4Y＝2×102，4Y＝2×102－3×32＝108，Y＝27。
答案：27
快乐时光
老师：“这作业都是你自己做的吗？”?
学生：“不，爸爸帮我做的。”?
老师：“回去对你爸爸说，星期天他也要补课。”
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1.已知A物质与B物质反应生成C物质，现有12克A与32克B恰好完全反应，则生成C物质的质量是( )
A.44克 B.32克 C.22克 D.12克
思路解析：根据质量守恒定律：反应物A和B的总质量等于生成物C的总质量。32 g+12 g=44 g。
答案：A
2.已知A物质发生分解反应生成B物质和C物质，当一定量的A反应片刻后，生成56克B和44克C；则实际发生分解的A物质的质量为( )
A.12克 B.44克 C.56克 D.100克
思路解析：根据质量守恒定律，实际发生分解的A物质的质量等于分解后生成的物质B和C的质量总和。即物质A的质量等于56克+44克=100克。
答案：D
3.(经典回放)只含铜和氧两种元素的固体样品9.0 g，测得铜的质量为8.0 g。已知铜的氧化物有CuO和Cu2O，下列说法正确的是( )
A.固体样品的组成只有两种情况
B.固体样品一定是CuO与Cu2O的混合物
C.固体样品可能是Cu2O
D.若固体样品由两种物质组成，则其中一种质量分数为4/9
思路解析:本题主要考查学生根据元素和元素的质量比判断物质组成的能力。由铜和氧两种元素组成的固体有以下几种情况：①只为CuO②只为Cu2O③CuO与Cu2O的混合物④CuO与Cu的混合物⑤Cu2O与Cu的混合物⑥CuO、Cu2O、Cu三种物质组成的混合物。又因为固体样品中铜为8 g，氧为（9 g-8 g）=1g，而CuO中m（Cu）∶m（O）=4∶1，Cu2O中m（Cu）∶m（O）=8∶1。若固体样品由两种物质组成，则上述组合中③、⑤不成立，④的组合中CuO质量为5 g，Cu的质量为4 g。综合可知选项C、D正确。本题的D选项属难点，若不能将固体样品组合，进行定量分析，则易得出错误结论。
答案：CD
4.中国登山协会为纪念我们首次攀登珠穆朗玛峰成功50周年，再次组织攀登珠穆朗玛峰活动。阿旺扎西等一行登山运动员成功登顶。假如每位运动员冲顶时消耗自带的液氧4.8 g。求：
（1）这些氧气在标准状况下的体积是多少升？（标准状况下氧气密度为1.43 g·L-1）
（2）若在实验室用高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气，需要多少千克的高锰酸钾？
（3）用这种方法给登山运动员供氧，是否可行？简述理由。
解答：（1）4.8 kg氧气在标准状况下的体积为=3 356.6 L。
（2）设需要高锰酸钾的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+ MnO2+O2↑
316 32
x 4.8 kg
47.4 kg
（3）不行。此法成本太高，经济上不合算；或在实验室制如此多氧气，耗时太长。
此题难度不高，主要考查学生有关化学方程式计算的两个重要的注意点：（1）气体体积和气体质量的换算（即气体体积=气体质量÷气体密度）；（2）化学方程式中单位的换算，如题目中出现“kg”与“g”之间的换算。此题中不仅仅是一道有知识背景的简单计算，还考查了学生在物质制备时是否考虑原料成本和反应时间的因素。
5.小强同学前往当地的石灰石矿区进行调查，他取回了若干块矿石样品，对样品中碳酸钙的质量分数进行检测，采用的办法如下：取用8 g这种石灰石样品，把40 g稀盐酸分4次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含的杂质不溶于水，不与盐酸反应）。请计算：
（1）8 g石灰石样品中含有杂质多少克？
（2）样品中碳酸钙的质量分数是多少？
（3）下表中m的数值应该为多少？
序号 加入稀盐酸质量/g 剩余固体质量/g
第1次 10 5.5
第2次 10 m
第3次 10 1.2
第4次 10 1.2
（4）要得到280 kg CaO，需要质量分数为80%的石灰石多少千克？(化学方程式：CaCO3CaO+CO2↑)
思路解析：（1）8 g石灰石样品中含有杂质为1.2 g。
（2）样品中碳酸钙的质量分数＝＝85％。
（3）m＝5.5 g-（8 g-5.5 g）＝3 g。
（4）设需要80%的石灰石的质量为x。
CaCO3CaO + CO2↑
100 56
x×80％ 280 kg
625 kg
此题通过不断改变所加入的稀盐酸的质量，观察剩余固体的质量来判断稀盐酸何时不足，石灰石中CaCO3何时完全反应。由表中数据可知，在第三次加入10 g盐酸后，固体剩余物质量不再减少，说明剩余的1.2 g固体不和稀盐酸反应，应为杂质。然后，用8 g石灰石样品质量－杂质质量＝CaCO3质量。再除以样品质量，即可求出样品中碳酸钙的质量分数。第(3)问也可从题意得出正解，即第一次加10 g酸时固体的质量减少应和第二次一样，所以第二次剩余的固体质量就是3 g。最后一问可利用含杂质问题的解题方法处理。
答案：(1)1.2 g (2)85% (3)3 (4)625 kg
6.(2005福建福州中考，30)某综合实践活动小组同学，对我市某化工厂排放的污水进行检测，发现主要的污染物为氢氧化钠。为测定污水中氢氧化钠的含量，取100 g污水于烧杯中，加入36.5 g质量分数为10%的稀盐酸恰好完全反应。（假设污水中其他成分不与稀盐酸反应，反应的化学方程式为：HCl+NaOH====NaCl+H2O）
求：（1）100 g污水中含氢氧化钠多少克？
（2）污水中所含氢氧化钠的质量分数。
思路解析：设100 g污水中含NaOH质量为x。
HCl+NaOH====NaCl+H2O
36.5 40
36.5×10% x
x=4 g
污水中所含NaOH的质量分数为：100%=4%。
答案：（1）4 g(2)4%
7.火力发电厂用石灰石泥浆吸收废气中的二氧化硫以防止污染环境，其反应方程式为：2CaCO3(粉末) + 2SO2+ O2====2CaSO4+ 2CO2。
（1）若100克废气中含6.4克二氧化硫，则处理100克这种废气需含碳酸钙（CaCO3）的石灰石__________克。
（2）处理上述100克废气，可得到含CaSO4 85%的粗产品_________克。
思路解析：题中给出的化学方程式，即为计算的依据。
设需含CaCO3 80%的石灰石的质量为x，生成纯CaSO4的质量为y。
2CaCO3+2SO2+O2====2CaSO4+2CO2
200 128 272
0.8x 6.4克 y
，x=12.5克
y=13.6克
13.6克÷85%=16克
答案：（1）12.5 （2）16
8.早在17世纪，质量守恒定律发现之前，英国化学家波义耳曾经做过一个实验：在密闭的容器中燃烧金属时，得到了金属灰，然后打开容器盖，称量金属灰的质量，发现比原来金属质量增加了。
（1）试解释金属灰质量比原金属质量增加的原因。
（2）由于波义耳称量方法上的原因，他错过了发现质量守恒定律的机会。请你改进他的称量方法，以验证质量守恒定律。
解答：（1）金属燃烧是金属和氧气发生化合反应，生成金属氧化物。根据质量守恒定律可知，参加反应的金属与氧气的质量之和等于生成的金属氧化物的质量。生成的金属灰是金属氧化物，所以金属灰的质量比原来金属的质量增加了。
（2）分别称量反应前后密闭容器的质量。利用化学方程式的简单计算
我夯基 我达标
1.在反应X+2Y====R+2M中，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，且反应生成的R和M的质量之比为11∶9，则在此反应中Y和M的质量之比为（ ）
A.23∶9 B.16∶9 C.32∶9 D.46∶9
思路解析：此题考查的知识是物质之间发生的反应按一定的质量比进行，反应物和生成物的质量总和相等（即质量守恒）。
X+2Y====R + 2M
质量之比： 11 9
1.6 g 4.4 g x?
（1）11/4.4 g=9/x x=3.6 g
（2）根据质量守恒定律：Y的质量为：4.4 g+3.6 g-1.6 g=6.4 g
Y与M的质量之比是：6.4 g∶3.6 g=16∶9。
答案：B
2.利用化学方程式进行计算的依据是（ ）
A.化学方程式表示了一种化学反应的过程
B.化学方程式表示了反应物、生成物和反应条件
C.化学方程式表示了反应前后反应物和生成物的质量关系
D.化学方程式中，各反应物质量比等于各生成物质量比
思路解析：化学方程式的计算理论依据是化学方程式的量的意义（质量比、粒子数目比）。
答案：C
3.向密闭的容器中通入氧气（含a个氧气分子）和一氧化氮（含有b个一氧化氮分子）气体，已知：2NO+O2====2NO2，则最终容器内氧原子和氮原子个数之比为（ ）
A.2(a+b)/b ?B.2a/b? C.（2a+b）/b ? D.b/a?
思路解析：此题为质量守恒定律的运用题。质量守恒定律不仅体现在宏观上总质量相等、元素的质量相等，还体现在微观上原子个数相等。NO和O2发生反应，反应前后氮原子和氧原子个数保持不变，即氮原子数为b个，氧原子数为（2a+b）个。
答案：C
4.将A、B、C三种物质各16 g混合加热，充分反应后混合物中有12 g A、27 g C和一定质量的D，已知B完全反应。若A、B、C、D的相对分子质量分别为16、32、44、18，则该反应的化学方程式可表示为（ ）
A.2A+B====C+2D B.A+2B====C+2D C.2A+B====2C+D D.A+B====C+D
思路解析：此题由反应物、生成物间反应的质量比去确定化学方程式中各物质前的化学计量数。解题的关键是理解反应各物质的质量、相对分子质量与化学计量数三者间的关系。解题时首先根据质量守恒定律确定A、B、C、D的质量。
答案：B
5.在反应2A+B====2C中，1.6 g的A完全反应生成2 g C，又知B的相对分子质量为32，则C的相对分子质量为（ ）
A.28 B.64 C.44 D.80
思路解析：本题是将质量守恒定律的具体内容应用于利用化学方程式计算中的综合题。在列比例式关系时一定要明确质量守恒定律的具体内容与化学方程式中化学式前的化学计量数无关，即参加反应的B物质的质量不等于2×2 g-2×1.6 g；而物质的相对分子质量总和却与化学方程式中化学式前的化学计量数有关。
答案：D
我综合 我发展
6.图5-3是分析一种化合物组成的实验装置。
图5-3
实验结果如下：
实验前 实验后
铜的氧化物+玻璃管 137.8 g 131.4 g
氯化钙+U形管 100.8 g 108.0 g
注：玻璃管质量为80.2 g。
试根据实验数据求：
（1）完全反应后生成水的质量为_______g。
（2）生成的水中氧元素的质量为_______g。
（3）铜的氧化物中铜元素的质量为_______g。
（4）铜的氧化物中铜元素和氧元素的质量比为_______。
（5）铜的氧化物中铜、氧原子个数的最简整数比为_______（已知铜和氧的相对原子质量分别为64和16）；
（6）写出铜的氧化物的化学式：____________________________。
思路解析：（1）完全反应后生成的水的质量为：108.0 g－100.8 g=7.2 g。
（2）生成的水中氧元素的质量为：137.8 g-131.4 g=6.4 g。
（3）铜的氧化物中铜元素的质量为：137.8 g-80.2 g-6.4 g=51.2 g。
（4）铜的氧化物中铜元素和氧元素的质量比为：51.2 g∶6.4 g=8∶1。
（5）铜的氧化物中铜、氧原子个数的最简整数比为：（8∶1）/（64∶16）=2∶1。
（6）铜的氧化物的化学式：Cu2O。
答案：（1）7.2 （2）6.4 （3）51.2 （4）8∶1 （5）2∶1 （6）Cu2O
7.学校研究性学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的含量，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200 g，平均分成4份，进行实验。
实验 1 2 3 4
加入样品的质量/g 5 10 15 20
生成CO2的质量/g 1.76 3.25 4.4 M
(1)哪几次反应矿石有剩余 _______________。
(2)上表中M的数值是____________。
(3)试计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数。
思路解析：第一次实验中样品全部反应，盐酸有剩余，第二次实验中样品也全部反应，盐酸仍有剩余，因为反应的样品质量与生成二氧化碳的质量对应成比例，在第三次实验中如果15 g样品全部参加反应，会生成1.76 g×3=5.28 g二氧化碳，实际上只生成了4.4 g。这说明样品没有全部反应，有剩余，则盐酸全部反应生成4.4 g二氧化碳。在第四次实验中，盐酸也全部反应，生成4.4 g二氧化碳。
解：设5 g石灰石中碳酸钙的质量为X。
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2
100 44
X ?1.76 g
X=4 g 4 g÷5 g=80%
答案：（1）第一、二次 （2）4.4 g （3）80%
我创新 我超越
8.工业上用电解氧化铝的方法制取单质铝的化学方程式为：2Al2O34Al+3O2。对“电解10 kg氧化铝最多可生产多少千克铝？”一题，小明和小亮两位同学分别采用了两种不同的计算方法。
小明同学的解法 小亮同学的解法
解：设铝的质量为X。2Al2O34Al+3O2204 10810 kg ?X?X=5.3 kg答：最多可生产5.3 kg铝。 解：氧化铝中铝元素的质量分数：×100%=×100%=53%铝的质量为：10 kg×53%=5.3 kg答：最多可生产5.3 kg铝。
请你完成下列下列问题：
（1）你认为他们的解题思路和方法都正确吗？
（2）对“34 kg过氧化氢完全分解可产生多少克氧气？”一题，你认为也能用上述两种方法解答吗？试试看，请把你用的解法过程写出来。
思路解析：小明同学是根据化学方程式进行计算的，小亮同学是根据在化学反应前后氧元素的质量相等来做的，所以他们的解题思路是正确的。对“34 kg过氧化氢完全分解可产生1多少克氧气？”一题，可以用小明同学的做法根据化学方程式的计算来做，但不能用小亮同学的做法，因为过氧化氢中的氧元素并没有全部转变成氧气。
答案：（1）他们的解题思路和方法都正确。
（2）16 kg
