一、类型
1.根据化学式计算和根据化学方程式的计算。
2.根据化学方程式的计算中,往往会结合质量守恒定律、溶液中溶质质量分数和物质纯度的计算。
二、方法
首先要注意化学式和化学方程式的正确书写以及它们所代表的含义,因为这是化学计算的前提;其次要注意审题,理清题目的已知量和未知量,明确各量的关系;最后在书写时要注意格式。
例1、二甲基硅油(C6H18OSi2)是洗发水中的常见成分之一,无味,透明度高,具有一定的耐热性、耐寒性和导热性。二甲基硅油无毒无味,具有良好的化学稳定性。若该物质超过标准,很容易产生二恶烷(C4H8O2)物质对肌肤以及头发造成严重影响。
(1)“透明度高”属于二甲基硅油的 (填“物理”或“化学”)性质。
(2)C6H18OSi2中C、H、O、Si四种元素的原子个数比为 。
(3)二恶烷(C4H8O2)中碳元素的质量分数为 。(结果精确到0.1%)
例2、小乐将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。
(1)当稀盐酸质量小于10克时,铁钉表面看不到明显的气泡,原因是 。
(2)生成氢气的质量为多少克?
例3、已知食用级碳酸钙中含有少量杂质,且杂质不与酸反应。某同学为测定某品牌食用级碳酸钙中碳酸钙的含量,利用图甲装置进行实验:①称取样品12克加入锥形瓶中,塞紧瓶塞,从左侧持续缓慢鼓入空气;②一段时间后打开分液漏斗活塞,缓慢注入足量的稀盐酸,并开始计时;③待装置D总质量不再增加时停止鼓入空气。实验过程中测得装置D增加的质量随时间变化的图像如图乙所示。(CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑)
(1)计算该样品中碳酸钙的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
(2)下列情况中,会导致测得的碳酸钙质量分数偏大的是 。
①去掉装置A,将空气直接鼓入装置B②去掉装置C,将装置B与D直接相连
③当气泡停止产生时立即停止鼓入空气④将稀盐酸快速注入锥形瓶中与样品反应
例4、实验室有一瓶碳酸钙和氯化钙粉末组成的均匀混合物,小科用相同溶质质量分数的稀盐酸和该混合物反应(所得溶液均为不饱和溶液),四组实验数据记录如表,请分析计算:
实验组别 一 二 三 四
稀盐酸质量/g 100.0 100.0 100.0 100.0
混合物质量/g 3.0 6.0 9.0 12.0
所得溶液质量/g 101.9 103.8 105.0 a
剩余固体质量/g 0 0 m n
(1)反应后,稀盐酸还有剩余的是第 组;
(2)求混合物中碳酸钙和氯化钙质量之比;
(3)表中a的值为 ;
(4)求表中m的值。
1.芹菜中的芹黄素(C15H10O5)具有抗肿瘤、抗病毒等生物学活性。
(1)芹黄素(C15H10O5)中碳、氢、氧的原子个数比为 。
(2)芹黄素(C15H10O5)的相对分子质量是 。
(3)2.7g芹黄素(C15H10O5)中含碳元素的质量是 。
2.侯德榜是我国著名的化学家,发明了侯氏制碱法,其反应原理如下:
,请简答:
(1)反应产物中NH4Cl可以用于农业生产,它属于化肥中的 肥。
(2)生产16.8t碳酸氢钠,理论上需要氯化钠的质量是多少?
3.实验室现有一瓶水垢样品,其成分为氢氧化镁和碳酸钙。已知:氢氧化镁受热易分解,反应的化学方程式为:Mg(OH)2MgO+H2O;碳酸钙高温下分解,某兴趣小组为测定其中各成分的质量分数,取12.9g水垢样品加热,加热过程中剩余固体的质量随加热时间的变化如图所示。请据图分析并计算:
(1)Mg(OH)2受热分解生成的水的质量为 g。
(2)水垢样品中Mg(OH)2的质量分数为多少?(结果精确到0.1%)
(3)x的值为多少?
(4)当剩余固体中钙元素的质量分数为36.0%,此时剩余固体处于图中的 段。(填“ab”、“bc”、“cd”或“de”)
4.某合金可能由铜与镁、锌中的一种组成,现欲测定其组成,进行如下实验:取该合金样品10.0g放入烧杯中,然后将56.0g溶质质量分数为14.0%的稀硫酸平均分四等份依次加入该烧杯中,每次均充分反应。实验数据记录如表,试求:
编 号 1 2 3 4
加入硫酸的质量/g 14 14 14 14
剩余固体的质量/g 8.7 7.4 6.1 6.0
(1)该合金中铜的质量是 克。
(2)第一次反应,消耗金属 克,消耗硫酸中的溶质 克。
(3)该合金除铜外,另一种金属是什么呢?(写出计算分析的过程)。
5.为了测定某石灰石样品的组成,某化学兴趣小组的同学进行了以下实验,取四份相同质量的样品分别放入四个等质量的烧杯中,然后分别加入稀盐酸(杂质不与盐酸反应),充分反应后用天平称量,记录实验数据如下:
试验次序 第1次 第2次 第3次 第4次
所取样品的质量/g 25.0 25.0 25.0 25.0
加入稀盐酸的质量/g 50.0 100.0 150.0 200.0
反应后烧杯中物质的总质量/g 72.5 120.0 167.5 216.2
请回答下列问题并计算:
(1)经分析,在第1次实验结束后,反应物 完全反应完了。
(2)25.0g样品与足量稀盐酸反应最多能生成气体 g。
(3)计算样品中碳酸钙的质量分数(写出具体计算过程)。
(4)请在图中画出加入稀盐酸的质量与生成气体的质量的变化关系(标注必要的数值)。
1.我国新疆盛产棉花,纤维素是棉花的主要成分,其化学式为(C6H10O5)n(n约为103~104)。请根据以上信息回答下列问题。
(1)C、H、O三种元素的质量比为 。
(2)纤维素中氧元素的质量分数约为多少?
2.某环保小组监测到一工厂向河水中排放的酸性废液中含有CuSO4。
(1)实验室实验时,我们观察到的CuSO4溶液的颜色为 ;
(2)为了测定废液中CuSO4的质量分数,该小组取了50g废液,逐滴加入NaOH溶液至过量。测得生成Cu(OH)2沉淀(无其它1.96g沉淀)的质量与所加NaOH溶液的质量关系如图所示:
①图中的OA段表示氢氧化钠溶液与废液中的酸性物质发生反应,没有沉淀产生。AB段表示氢氧化钠溶液与CuSO4发生反应,反应结束后生成沉淀质量是 克。
②计算50g废液中CuSO4的质量?
3.汽车尾气是导致酸雨的重要原因之一。在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,可减少汽车尾气的污染,同时也可减少二氧化碳的排放。按照中国的国家标准,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。乙醇完全燃烧的化学方程式可表示为:
C2H5OH + 3O2 3H2O + 2CO2
(1)乙醇属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)完全燃烧23千克乙醇汽油和等质量的普通汽油,前者能减少多少千克二氧化碳的排放量?(已知1千克普通汽油完全燃烧约能产生3千克二氧化碳)
4.实验室制备二氧化碳后的废液中含有氯化钙和氯化氢,小敏想了解废液中氯化氢的质量分数,小科恰好有一份混有氯化钠的纯碱样品,他想了解样品中纯碱的含量。于是,他俩合作了以下实验,将纯碱样品分成两份,分别加入到盛有100g废液的烧杯中,反应后称取烧杯的总质量,然后过滤,将滤渣烘干、称量。两组实验数据如下表:
组别 烧杯质量/g 废液质量/g 样品质量/g 反应后烧杯总质量/g 滤渣质量/g
第一组 32 100 10 139.8 2.5
第二组 35 100 20 152.8 7.5
(1)第一组反应中放出二氧化碳的质量为 g;
(2)每10g纯碱样品中纯碱的质量为多少?
(3)100g废液中,氯化氢的质量分数为多少?
5.实验室有一变质的氧化钠样品(样品中只含碳酸钠杂质,且成分均匀),为测量样品中Na2CO3的质量分数,小榕称取150克氢氧化钠样品放入烧杯中,加入40克水完全溶解,将10克稀盐酸平均分6份依次加入到烧杯中(烧杯的质量为50克),每次充分反应后都用电子天平进行称量(假设产生的气体完全逸出),实验数据如表所示,如图2表示产生气体的质量与加入稀盐酸质量的关系。
实验次数 1 2 3 4 5 6
加入稀盐酸的质量(克) 25 25 25 25 25 25
电子天平的示数(克) 125 150 175 199.7 M 248.9
(1)分析表格数据和图2,判断表中M的值为 。
(2)计算氢氧化钠样品中Na2CO3的质量分数。
(3)通过实验加计算,小裕发现:加稀盐酸,若氢氧化钠溶液不变质,不会产生二氧化碳;氢氧化钠变质的量越多,产生的二氧化碳越多;氢氧化钠完全变质,产生的二氧化碳最多。于是小榕推测:样品中氢氧化钠变质的量越多,完全反应所需的稀盐酸的质量越大。请判断小榕的推测是否正确并说明理由。
参考答案
例1、解:(1)“透明度高”,不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质。
(2)1个二甲基硅油分子是由6个碳原子、18个氢原子、1个氧原子和2个硅原子构成的,则C6H18OSi2中C、H、O、Si四种元素的原子个数比为6:18:1:2.
(3)二恶烷(C4H8O2)中碳元素的质量分数为100%≈54.5%。
故答案为:
(1)物理;
(2)6:18:1:2;
(3)54.5%。
例2、(1)稀盐酸和铁钉表面的铁锈反应,未产生气泡。
(2)与铁反应消耗的氯化氢质量=(60克-10克)×14.6%=7.3克
设:生成氢气的质量为x
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
73 2
7.3克 x
x=0.2克
答:生成氢气的质量为0.2克。(其他合理解答亦可)
例3、解:(1)解:设CaCO3质量为x
2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 4.4g
x=10g,碳酸钙质量分数83.3%;
答:样品中碳酸钙的质量分数为83.3%。
故答案为:83.3%。
(2)①去掉装置A后,空气中的二氧化碳进入装置内,增加二氧化碳的质量,计算所得碳酸钙质量增加,导致碳酸钙质量分数增大,选项①符合题意;
②去掉装置C,带出的水蒸气进入D中在,增加了D的质量,从而使的气体质量变大,计算所得碳酸钙质量增加,导致碳酸钙质量分数增大,选项②符合题意;
③气泡停止时停止鼓入空气,则残留的二氧化碳不能被完全收集,气体质量减小,计算所得碳酸钙质量减小,导致碳酸钙质量分数偏小,选项③不符合题意;
④稀盐酸快速注入锥形瓶内,不利于反应充分进行,气体无法被完全吸收,气体质量减小,计算所得碳酸钙质量减小,导致碳酸钙质量分数偏小,选项④不符合题意;
故答案为:①②。
例4、解:(1)根据图表中数据分析,每消耗3.0g混合物,溶液增加1.9g,第三次加入混合物9.0g,溶液增加质量为5.0g小于1.9g×3,说明混合物剩余,稀盐酸完全反应;第一、二组稀盐酸还有剩余,故填:一、二;
(2)由第一组数据可知,二氧化碳的质量为100.0+3.0g﹣101.9g=1.1g
设3.0g混合物中碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,
100 44
x 1.1g
x=2.5g
混合物中碳酸钙和氯化钙质量之比为2.5g:(3.0g﹣2.5g)=5:1;故填:5:1;
(3)由于第三组混合物剩余,稀盐酸完全反应;所以第四组比第三组多溶解了12.0g﹣9.0g=3.0g混合物中的氯化钙,3.0g混合物中的氯化钙质量为3.0g0.5g,所以a=105.0+0.5=105.5,故填:105.5;
(4)第三组中产生二氧化碳的质量为100.0g+9.0g﹣105.0g﹣m=4.0g﹣m
设反应的碳酸钙的质量为y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,
100 44
y 4.0g﹣m
y,
9.0g混合物中的碳酸钙质量为9.0g7.5g
所以m=7.5g
m=1.25g,故填:1.25。
1.解:(1)由化学式可知,芹黄素(C15H10O5)中碳、氢、氧的原子个数比为15:10:5=3:2:1;故填:3:2:1;
(2)芹黄素(C15H10O5)的相对分子质量是12×15+1×10+16×5=270,故填:270;
(3)2.7g芹黄素(C15H10O5)中含碳元素的质量是2.7g1.8g;故填:1.8g。
2.(1)氮肥;(2)11.7t;
3.解:(1)由题意可知,碳酸钙高温下分解放出了二氧化碳气体,固体的质量要减少,完全反应后,固体的质量不再减少。由此可知:ab段是氢氧化镁分解,cd段是碳酸钙分解;氢氧化镁受热易分解生成了水蒸气,固体的质量要减少,ab段减少的质量即为水的质量,故Mg(OH)2受热分解生成的水的质量为12.9g﹣12.0g=0.9g;故填:0.9g;
(2)设氢氧化镁的质量为y,生成氧化镁为m
Mg(OH)2MgO+H2O
58 40 18
y m 0.9g
解得:y=2.9g m=2g
水垢样品中Mg(OH)2的质量分数为100%≈22.5%
答:水垢样品中Mg(OH)2的质量分数为22.5%;
(3)碳酸钙高温下分解放出了二氧化碳气体,固体的质量要减少,完全反应后,固体的质量不再减少,x即为生成的氧化钙和氧化镁的质量,由上述计算可知,碳酸钙的质量为:12.9g﹣2.9g=10g
设生成氧化钙的质量为n
CaCO3CaO+CO2↑
100 56
10g n
n=5.6g
因此x=5.6+2g=7.6g;
答:x=7.6g;
(4)由上述计算可知,碳酸钙的质量为:12.9g﹣2.9g=10g
在碳酸钙和氧化镁的混合物中钙元素的质量分数是:100%≈33.3%;
若碳酸钙完全分解,则剩余固体中钙元素的质量分数是100%≈52.6%;
由于剩余固体中钙元素的质量分数为36.0%,52.6>36.0%>33.3%,说明了氢氧化镁已完全分解,碳酸钙没有完全分解,则剩余固体的成分为CaCO3、MgO、CaO,即当剩余固体中钙元素的质量分数为36.0%,此时剩余固体处于图中的cd段;故填:cd;
4.解:(1)铜不与硫酸反应,根据实验数据可知,样品中铜的质量为6.0g,
(2)第一次反应,消耗金属质量为10.0g﹣8.7g=1.3g;由于硫酸完全反应,所以消耗硫酸中的溶质的质量为14g×14.0%=1.96g
(3)(取到第三次的实验数据为准)设M金属单质的相对原子质量为x。
参加反应的金属的质量=10.0g﹣6.1g=3.9g。而参加反应的硫酸溶液的质量为14g×3=42g。
M+H2SO4═MSO4+H2↑
x 98
3.9g 42g×14.0%
x=65 因此该金属是锌。
(也可选取第一次或第二次实验的数据计算)
答:(1)6.0;(2)1.3;1.96;(3)该合金除了铜外,另一种金属的是锌。
5.解:(1)有题目给出的信息可知:第1次加入50.0g盐酸,生成二氧化碳气体的质量为25.0g+50.0g﹣72.5g=2.5g、第2次加入 100.0g盐酸,生成二氧化碳气体的质量为25.0g+100.0g﹣120.0g=5.0g,说明每消耗50.0g盐酸生成二氧化碳气体的质量为2.5g,第3次加入 150.0g盐酸,生成二氧化碳气体的质量为25.0g+150.0g﹣167.5g=7.5g,第4次加入 200.0g盐酸,生成二氧化碳气体的质量为25.0g+200.0g﹣216.2g=8.8g,说明第1、2、3次盐酸完全反应,第4次酸有剩余,碳酸钙全部反应。故答案为:稀盐酸;
(2)根据(1)中分析25.0g样品与足量稀盐酸反应最多能生成气体8.8g;故答案为:8.8;
(3)设25.0g样品中碳酸钙的质量为x,需要盐酸的质量为y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 8.8g
x=20.0g
样品中碳酸钙的质量分数:100%=80.0%
答:样品中锌的质量分数为80.0%
(4)每消耗50.0g盐酸生成二氧化碳气体的质量为2.5g,设生成8.8g二氧化碳时需要盐酸的质量为y
y=176g
所以加入稀盐酸的质量与生成气体的质量的变化关系图为:
。
1.解:(1)纤维素中碳、氢、氧三种元素的质量比=(12×6n):(1×10n):(16×5n)=36:5:40;
(2)纤维素中氧元素的质量分数约为:49.4%。
答:纤维素中氧元素的质量分数约为49.4%。
故答案为:(1)36:5:40;(2)49.4%。
2.(1)蓝色
(2)1.96g;设废液中CuSO4的质量为x
CuSO4+2NaOH= Cu(OH)2↓+Na2SO4
160 98
x 1.96g
x=3.2g
答:50g废液中CuSO4的质量是3.2g。
3.(1)可再生
(2)设23kg乙醇完汽油中乙醇质量为23kg×10%=2.3kg,设完全燃烧生成二氧化碳质量为x
C2H5OH + 3O2 3H2O + 2CO2
46 88
2.3kg x
46:88=2.3kg:x
x=4.4kg, 1千克普通汽油完全燃烧约能产生3千克二氧化碳,则2.3kg普通汽油燃烧产生二氧化碳质量为2.3kg×3=6.9kg, 完全燃烧23千克乙醇汽油和等质量的普通汽油,前者能减少二氧化碳排放质量为6.9kg-4.4kg=2.5kg.
【知识点】根据化学反应方程式的计算;能源的种类
【解析】【分析】(1)可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们在自然界可以循环再生。是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动再生。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称之为可再生能源。非再生能源包括煤炭、石油、天然气、化学能等。它们随着大规模地开采利用,其储量越来越少,总有枯竭之时。
(2)先计算出23千克乙醇汽油中的乙醇质量,再代入方程式中计算出生成二氧化碳质量,从而计算减少二氧化碳的质量。
【解答】(1)乙醇可用粮食发酿生成,属于可再生能源。
(2)设23kg乙醇完汽油中乙醇质量为23kg×10%=2.3kg,设完全燃烧生成二氧化碳质量为x
C2H5OH + 3O2 3H2O + 2CO2
46 88
2.3kg x
46:88=2.3kg:x
x=4.4kg, 1千克普通汽油完全燃烧约能产生3千克二氧化碳,则2.3kg普通汽油燃烧产生二氧化碳质量为2.3kg×3=6.9kg, 完全燃烧23千克乙醇汽油和等质量的普通汽油,前者能减少二氧化碳排放质量为6.9kg-4.4kg=2.5kg.
故答案为:(1)可再生;(2)2.5kg.
4.解:根据两组数据对比可以知道,第一组恰好完全反应,而第二组中样品有剩余。根据质量守恒定律可知,质量前后变化为生成的二氧化碳的质量,生成二氧化碳的质量为32g+100g+10g﹣139.8g=2.2g
设与盐酸反应的碳酸钠的质量为x,100g废液中,氯化氢的质量分数为y
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
x 100gy 2.2g
x=5.3g
y=3.65%
设与氯化钙反应的碳酸钠的质量为z
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
106 100
z 2.5g
z=2.65g
每10g纯碱样品中纯碱的质量为5.3g+2.65g=7.95g
答:(1)第一组反应中放出二氧化碳的质量为 2.2g;
(2)每10g纯碱样品中纯碱的质量为7.95g;
(3)100g废液中,氯化氢的质量分数为3.65%。
5.解:
根据图和表格进行分析可知,加入第五个25g的盐酸时盐酸已经过量,所以继续加入盐酸,气体不会产生,质量不再变化,M=248.9g﹣25g=223.9g。生成的二氧化碳的质量(40g+10g+50g+150g)﹣248.9g=1.1g
设氢氧化钠样品中Na2CO3的质量分数为x
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10gx 1.1g
x=26.5%
根据Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑和
NaOH+HCl=NaCl+H2O
可知,氢氧化钠变质与否,不影响消耗的盐酸的质量。
故答案为:
(1)223.9;
(2)26.5%;
(3)不正确;氢氧化钠变质与否,不影响消耗的盐酸的质量。
【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义(二十五)
化学计算
氢气的质量/克
稀盐酸的质量/克
10 60