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华师大版初中科学九年级上学期 1.4根据化学方程式的简单计算
一、夯实基础
1.在反应A+3B=2C+3D中,已知A和B的相对分子质量之比为7∶8,当2.8g A与一定量B恰好完全反应后,生成3.6gD,则C的质量为( )
A.9.6g B.8.8g C.6.8g D.4.4g
2.尿素[CO(NH2)2]是一种常见的氮肥,工业上制备反应如下:CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O,请计算:
(1)尿素中氮元素的质量分数。
(2)生产6t尿素,理论上需要氨气的质量是多少?
3.加热3.16gKMnO4,当剩余固体的质量为3.0g时,停止加热。计算:(需写出计算过程)
(1)参加反应的高锰酸钾的质量。
(2)剩余固体中锰和氧两种元素的质量比。(结果化成最简整数比)
4.实验室用加热氯酸钾与0.3g二氧化锰混合物制取氧气,加热前称得混合物总质量为24.8g,加热一段时间后,称得剩余固体质量为20.0g。
(1)反应产生的氧气质量为多少克?
(2)计算反应后剩余固体中氯化钾的质量分数。
(3)剩余固体中钾元素的质量分数为多少?
二、能力提升。
5.某同学用如图装置验证质量守恒定律。称取一定质量的碳酸钠装入气球,将气球套在锥形瓶上。将药品全部倒入装有足量稀盐酸的锥形瓶中,气球迅速胀大。称量反应前后装置的总质量,实验数据如表中所示
实验次数 1 2 3
碳酸钠质量/g 0.53 1.06 2.12
反应前装置总质量/g 66.33 66.86 67.92
反应后装置总质量/g 66.19 66.62 67.42
(1)计算第1次反应产生的二氧化碳质量。
(2)分析数据发现每次反应前后装置的总质量均不相等,请以第1次反应为例,通过计算说明该反应是否遵循质量守恒定律。(空气密度取1.3g/L,二氧化碳密度取2.0g/L,结果精确到0.01,g取10N/kg)
6.为了节能减排,科学家发明了一种以某种镁硅酸盐矿石[主要成分Mg3Si2O5(OH)4]为原料的新型绿色水泥。全球镁硅酸盐储量丰富,新型绿色水泥不必担心原材料,推广潜力很大。新型绿色水泥与传统水泥对比如图。
(1)传统水泥和绿色水泥的生产过程分别涉及以下反应:
CaCO3 CaO+CO2↑;
Mg3Si2O5(OH)4 3MgO+2SiO2+2H2O↑。
以上两个反应都属于 (填基本反应类型)。
(2)与传统水泥相比,每生产并使用1t绿色水泥能够减少排放 t二氧化碳。
(3)传统水泥生产中,高温煅烧某种石灰石50t,可产生二氧化碳多少吨?已知该石灰石中碳酸钙含量为80%,杂质不参加反应。
三、拓展创新
7.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),四组实验数据记录见表。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。
8.某钙片的标签如图,此钙片成分中只有碳酸钙含有钙元素。
(1)请通过计算说明此标签中的钙含量是错误的。
(2)为了测定其真实的含钙量,小东同学每次取10片钙片放入已经称量的含足量稀盐酸的烧杯中,充分反应后再称取烧杯和剩余物的总质量。小东同学做了四次实验,数据见表:
物质的质量 第一次 第二次 第三次 第四次
反应前:烧杯+盐酸 22g 22g 22g 22g
10片钙片 8g 8g 8g 8g
反应后:烧杯+剩余物 26.7g 26.5g 26.9g 26.7g
①请列式计算每片钙片含碳酸钙的质量。
②请列式计算每片钙片的含钙量,并就厂家如何修改标签给出建议。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】在化学反应中,反应物的质量之比等于相对分子质量和系数的乘积之比,据此计算反应物A、B的质量之比。再计算出A与D的质量之比,然后根据质量守恒定律计算出A和C的质量之比,最后利用A的质量计算出C的质量即可。
【解答】根据反应式A+3B=2C+3D和相对分子质量之比7:8得到:
参加反应的物质质量:A:B=(1×7);(3×8)=7:24;
参加反应的A和D的质量之比为:A:D=2.8g:3.6g=7:9;
根据质量守恒定律得到:7+24=C+9,那么C=22;
即A与C的质量之比为:7:22;
设C的质量为x,得到:7:22=2.8g:x;
解得:x=8.8g。
故选B。
2.【答案】(1)尿素中氮元素的质量分数为 ×100%≈46.7%。
(2)设理论上需要氨气的质量是x。
CO2+ 2NH3 CO(NH2)2+H2O
34 60
x 6t
,x=3.4t。
【知识点】有关化学式的计算和推断;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)元素的质量分数=;
(2)写出二氧化碳和氨气制取尿素的方程式,利用尿素的质量计算出需要氨气的质量即可。
3.【答案】(1)根据质量守恒定律,当剩余固体的质量为3.0g时,生成O2的质量为3.16g-3.0g=0.16g,设生成0.16gO2消耗KMnO4的质量为x。
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+ O2↑
316 32
x 0.16g
,
x=1.58g,
即参加反应的高锰酸钾的质量为1.58g。
(2)3.16g高锰酸钾中锰元素的质量为3.16g× ×100%=1.1g,
3.16g高锰酸钾中氧元素的质量为3.16g× ×100%=1.28g,
根据质量守恒定律,剩余固体中锰和氧两种元素的质量比为1.1g∶(1.28g-0.16g)=55∶56。
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)反应前后固体的质量之差就是生成氧气的质量,再写出高锰酸钾分解制取氧气的方程式,利用计算出的氧气质量,根据比例关系计算参加反应的高锰酸钾的质量;
(2)首先用高锰酸钾的质量×氧元素的质量分数计算出原来固体中氧元素的质量,再减去生成氧气的质量得到剩余固体中氧元素的质量;锰元素的质量保持不变,用高锰酸钾的质量×锰元素的质量分数计算出剩余固体中锰元素的质量,最后将两种元素的质量作比即可。
4.【答案】(1)根据质量守恒定律,反应产生的氧气质量为24.8g-20.0g=4.8g。
(2)设剩余固体中氯化钾的质量为x。
2KClO3 2KCl+ 3O2↑
149 96
x 4.8g
,
x=7.45g,
反应后剩余固体中氯化钾的质量分数为 ×100%=37.25%。
(3)反应前氯酸钾的质量为24.8g-0.3g=24.5g,
氯酸钾中钾元素的质量为 ×100%×24.5g=7.8g,
剩余固体中钾元素的质量分数为 ×100%=39%。
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)根据质量守恒定律可知,反应前后剩余固体的质量之差就是生成氧气的质量;
(2)写出氯酸钾分解制取氧气的化学方程式,利用生成氧气的质量,根据比例关系计算出生成氯化钾的质量,最后根据计算即可;
(3)首先用反应前固体的总质量减去二氧化锰的质量计算出其中氯酸钾的质量,再根据氯酸钾质量×钾元素的质量分数计算出其中钾元素的质量,最后根据计算即可。
5.【答案】(1)设第1次反应产生的二氧化碳质量为x。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑
106 44
0.53g x
,
x=0.22g。
(2)第1次反应前后装置质量减少66.33g-66.19g=0.14g,产生的二氧化碳体积为V= =0.11L。
解法一:产生的0.11L体积二氧化碳使气球胀大所排开的空气质量为m排=ρ空气V排=1.3kg/m3×0.11×10-3m3=0.14×10-3kg=0.14g,0.11L的空气质量=反应前后装置所减少的质量,所以符合质量守恒定律。
解法二:产生的0.11L体积二氧化碳使气球胀大,装置受到空气的浮力增加,F浮=ρ空气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×0.11×10-3m3=1.43×10-3N,
m排= =0.14g,
所以符合质量守恒定律。
【知识点】密度公式的应用;质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)写出碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式,利用碳酸钠的质量计算出生成二氧化碳的质量即可;
(2)生成二氧化碳气体后,气球的体积会膨胀,那么它受到的浮力会增大,因此整个装置对天平的压力会减小,所以示数会减小。如果能够证明气球排开空气的质量与整个装置减小的质量相等,那么就可以证明整个装置的质量不变,即符合质量守恒定律。
以第1次实验数据为准,计算出反应前后装置的质量的减小量,并根据计算出生成二氧化碳的体积。
解法一:根据m排=ρ空气V排计算出排开空气的质量,然后与装置的质量减少量进行比较;
解法二:根据F浮=ρ空气gV排计算出气球受到的浮力,然后根据F浮=G排=m排g计算出排开空气的质量,再与装置质量的减少量进行比较即可。
6.【答案】(1)分解反应
(2)0.6
(3)该石灰石中含CaCO3质量为50t×80%=40t。
设产生二氧化碳的质量为m。
CaCO3 CaO+ CO2↑
100 44
40t m
,
m=17.6t。
【知识点】化合反应和分解反应;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)一种物质生成两种或多种物质的反应叫分解反应;
(2)首先根据产生量-吸收量计算出两种方法多生成二氧化碳的质量,然后再将多生成的二氧化碳质量相减即可;
(3)首先用石灰石的质量× 质量分数计算出其中碳酸钙的质量,然后写出碳酸钙分解生成二氧化碳的化学方程式,利用碳酸钙的质量计算出生成二氧化碳的质量即可。
【解答】(1)根据反应的方程式可知,两个反应的反应物都只有一种,而生成物有多种,符合分解反应的定义,都属于分解反应;
(2)传统水泥多生成二氧化碳质量:0.8t-0.3t=0.5t;
绿色水泥多生成二氧化碳质量:0.5t-0.6t=-0.1t;
那么绿色水泥比传统水泥能够减少排放:0.5t-(-0.1t)=0.6t。
(3)该石灰石中含CaCO3质量为50t×80%=40t。
设产生二氧化碳的质量为m,
;
100 44
40t m
;
解得:m=17.6t。
7.【答案】(1)一和二
(2)实验一中生成的CO2质量为100.0g+3.0g-101.9g=1.1g,
设3g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,
则3g混合物中氯化钙的质量为3g-2.5g=0.5g,
碳酸钙和氯化钙质量之比为2.5g∶0.5g=5∶1。
(3)105.5
(4)实验三中的碳酸钙未完全反应,生成的二氧化碳的质量和未反应的碳酸钙的质量之和为100g+9g-105g=4g,9g混合物中碳酸钙的质量为9g× ×100%=7.5g,未反应的碳酸钙的质量为m,
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
7.5g-m 4g-m
,
m=1.25g。
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)氯化钙能够溶于水,碳酸钙和能与稀盐酸反应,如果溶液中没有固体存在,说明碳酸钙完全反应,而稀盐酸有剩余;如果溶液中有固体存在,说明稀盐酸完全反应;
(2)以第一组数据为例,反应前后溶液质量之差就是生成二氧化碳的质量,据此利用碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式计算出参加反应的碳酸钙的质量,用混合物质量减去碳酸钙质量得到氧化钙质量,最后计算出二者的质量之比;
(3)第三次实验中,稀盐酸已经完全反应,所以在第四次加入12g混合物后,其中的碳酸钙会全部沉淀,只有氯化钙会进入溶液中。根据增加的混合物质量×氯化钙的质量分数计算出第四次比第三次多进入溶液的氯化钙的质量,最后用第三次溶液质量加上氯化钙的质量即可。
(4)在实验三中,碳酸钙有剩余,那么根据质量守恒定律计算出的质量差其实是生成二氧化碳和剩余碳酸钙的质量之和。用混合物质量×碳酸钙的质量分数计算出9g混合物中碳酸钙的质量,设未反应的碳酸钙的质量为m,那么参加反应的碳酸钙的质量为(7.5g-m),生成二氧化碳的质量为(4g-m),根据碳酸钙和稀盐酸反应的方程式进行计算即可。
【解答】(1)根据表格可知,在第一、二组实验中,剩余固体的质量为零,即碳酸钠完全反应,那么稀盐酸有剩余;
(2)实验一中生成的CO2质量为100.0g+3.0g-101.9g=1.1g,
设3g混合物中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
100 44
x 1.1g
;
解得:x=2.5g;
则3g混合物中氯化钙的质量为3g-2.5g=0.5g;
碳酸钙和氯化钙质量之比为2.5g∶0.5g=5∶1。
(3)在实验四中,比实验三多进入溶液的氯化钙的质量为:;
那么实验四中溶液的质量为:105g+0.5g=105.5g;
(4)实验三中的碳酸钙未完全反应,
生成的二氧化碳的质量和未反应的碳酸钙的质量之和为:100g+9g-105g=4g;
9g混合物中碳酸钙的质量为9g× ×100%=7.5g,未反应的碳酸钙的质量为m,
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
7.5g-m 4g-m
;
解得:m=1.25g。
8.【答案】(1)每片钙片质量为40g÷50=0.8g,
0.8g碳酸钙中钙元素质量为0.8g× ×100%=0.32g,
因为钙片中其他成分不含钙元素,则此标签中的含钙量每片含钙应该小于0.32g,因此此标签中的含钙量是错误的。
(2)根据质量守恒定律,生成二氧化碳的质量为22g+8g-26.7g=3.3g,
设10片钙片中含碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 3.3g
,x=7.5g,
则每片钙片含碳酸钙的质量为7.5g÷10=0.75g。
每片钙片含钙元素的质量为0.75g× ×100%=0.3g,
根据计算可以知道每片钙片中含钙的质量为0.3g,所以应该将标签中的含钙量改为每片含钙0.3g。
【知识点】有关化学式的计算和推断;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)首先用钙片的总质量除以片数计算出一片钙片的质量,然后用一片钙片的质量×碳酸钙中钙元素的质量分数计算出钙元素的质量,最后与标签上的含量进行比较即可;
(2)①将反应后烧杯和剩余物的总质量相加,然后除以实验次数,计算出平均值,作为剩余总质量的准确值。根据质量守恒定律可知,反应前后总质量的差就是生成二氧化碳的质量,根据碳酸钙和稀盐酸反应的方程式计算出参加反应的碳酸钙的质量,再除以钙片的片数10计算出每片钙片中含有碳酸钙的质量,最后用碳酸钙的质量×钙元素的质量分数计算出含钙量,并据此修改标签即可。
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华师大版初中科学九年级上学期 1.4根据化学方程式的简单计算
一、夯实基础
1.在反应A+3B=2C+3D中,已知A和B的相对分子质量之比为7∶8,当2.8g A与一定量B恰好完全反应后,生成3.6gD,则C的质量为( )
A.9.6g B.8.8g C.6.8g D.4.4g
【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】在化学反应中,反应物的质量之比等于相对分子质量和系数的乘积之比,据此计算反应物A、B的质量之比。再计算出A与D的质量之比,然后根据质量守恒定律计算出A和C的质量之比,最后利用A的质量计算出C的质量即可。
【解答】根据反应式A+3B=2C+3D和相对分子质量之比7:8得到:
参加反应的物质质量:A:B=(1×7);(3×8)=7:24;
参加反应的A和D的质量之比为:A:D=2.8g:3.6g=7:9;
根据质量守恒定律得到:7+24=C+9,那么C=22;
即A与C的质量之比为:7:22;
设C的质量为x,得到:7:22=2.8g:x;
解得:x=8.8g。
故选B。
2.尿素[CO(NH2)2]是一种常见的氮肥,工业上制备反应如下:CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O,请计算:
(1)尿素中氮元素的质量分数。
(2)生产6t尿素,理论上需要氨气的质量是多少?
【答案】(1)尿素中氮元素的质量分数为 ×100%≈46.7%。
(2)设理论上需要氨气的质量是x。
CO2+ 2NH3 CO(NH2)2+H2O
34 60
x 6t
,x=3.4t。
【知识点】有关化学式的计算和推断;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)元素的质量分数=;
(2)写出二氧化碳和氨气制取尿素的方程式,利用尿素的质量计算出需要氨气的质量即可。
3.加热3.16gKMnO4,当剩余固体的质量为3.0g时,停止加热。计算:(需写出计算过程)
(1)参加反应的高锰酸钾的质量。
(2)剩余固体中锰和氧两种元素的质量比。(结果化成最简整数比)
【答案】(1)根据质量守恒定律,当剩余固体的质量为3.0g时,生成O2的质量为3.16g-3.0g=0.16g,设生成0.16gO2消耗KMnO4的质量为x。
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+ O2↑
316 32
x 0.16g
,
x=1.58g,
即参加反应的高锰酸钾的质量为1.58g。
(2)3.16g高锰酸钾中锰元素的质量为3.16g× ×100%=1.1g,
3.16g高锰酸钾中氧元素的质量为3.16g× ×100%=1.28g,
根据质量守恒定律,剩余固体中锰和氧两种元素的质量比为1.1g∶(1.28g-0.16g)=55∶56。
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)反应前后固体的质量之差就是生成氧气的质量,再写出高锰酸钾分解制取氧气的方程式,利用计算出的氧气质量,根据比例关系计算参加反应的高锰酸钾的质量;
(2)首先用高锰酸钾的质量×氧元素的质量分数计算出原来固体中氧元素的质量,再减去生成氧气的质量得到剩余固体中氧元素的质量;锰元素的质量保持不变,用高锰酸钾的质量×锰元素的质量分数计算出剩余固体中锰元素的质量,最后将两种元素的质量作比即可。
4.实验室用加热氯酸钾与0.3g二氧化锰混合物制取氧气,加热前称得混合物总质量为24.8g,加热一段时间后,称得剩余固体质量为20.0g。
(1)反应产生的氧气质量为多少克?
(2)计算反应后剩余固体中氯化钾的质量分数。
(3)剩余固体中钾元素的质量分数为多少?
【答案】(1)根据质量守恒定律,反应产生的氧气质量为24.8g-20.0g=4.8g。
(2)设剩余固体中氯化钾的质量为x。
2KClO3 2KCl+ 3O2↑
149 96
x 4.8g
,
x=7.45g,
反应后剩余固体中氯化钾的质量分数为 ×100%=37.25%。
(3)反应前氯酸钾的质量为24.8g-0.3g=24.5g,
氯酸钾中钾元素的质量为 ×100%×24.5g=7.8g,
剩余固体中钾元素的质量分数为 ×100%=39%。
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)根据质量守恒定律可知,反应前后剩余固体的质量之差就是生成氧气的质量;
(2)写出氯酸钾分解制取氧气的化学方程式,利用生成氧气的质量,根据比例关系计算出生成氯化钾的质量,最后根据计算即可;
(3)首先用反应前固体的总质量减去二氧化锰的质量计算出其中氯酸钾的质量,再根据氯酸钾质量×钾元素的质量分数计算出其中钾元素的质量,最后根据计算即可。
二、能力提升。
5.某同学用如图装置验证质量守恒定律。称取一定质量的碳酸钠装入气球,将气球套在锥形瓶上。将药品全部倒入装有足量稀盐酸的锥形瓶中,气球迅速胀大。称量反应前后装置的总质量,实验数据如表中所示
实验次数 1 2 3
碳酸钠质量/g 0.53 1.06 2.12
反应前装置总质量/g 66.33 66.86 67.92
反应后装置总质量/g 66.19 66.62 67.42
(1)计算第1次反应产生的二氧化碳质量。
(2)分析数据发现每次反应前后装置的总质量均不相等,请以第1次反应为例,通过计算说明该反应是否遵循质量守恒定律。(空气密度取1.3g/L,二氧化碳密度取2.0g/L,结果精确到0.01,g取10N/kg)
【答案】(1)设第1次反应产生的二氧化碳质量为x。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑
106 44
0.53g x
,
x=0.22g。
(2)第1次反应前后装置质量减少66.33g-66.19g=0.14g,产生的二氧化碳体积为V= =0.11L。
解法一:产生的0.11L体积二氧化碳使气球胀大所排开的空气质量为m排=ρ空气V排=1.3kg/m3×0.11×10-3m3=0.14×10-3kg=0.14g,0.11L的空气质量=反应前后装置所减少的质量,所以符合质量守恒定律。
解法二:产生的0.11L体积二氧化碳使气球胀大,装置受到空气的浮力增加,F浮=ρ空气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×0.11×10-3m3=1.43×10-3N,
m排= =0.14g,
所以符合质量守恒定律。
【知识点】密度公式的应用;质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)写出碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式,利用碳酸钠的质量计算出生成二氧化碳的质量即可;
(2)生成二氧化碳气体后,气球的体积会膨胀,那么它受到的浮力会增大,因此整个装置对天平的压力会减小,所以示数会减小。如果能够证明气球排开空气的质量与整个装置减小的质量相等,那么就可以证明整个装置的质量不变,即符合质量守恒定律。
以第1次实验数据为准,计算出反应前后装置的质量的减小量,并根据计算出生成二氧化碳的体积。
解法一:根据m排=ρ空气V排计算出排开空气的质量,然后与装置的质量减少量进行比较;
解法二:根据F浮=ρ空气gV排计算出气球受到的浮力,然后根据F浮=G排=m排g计算出排开空气的质量,再与装置质量的减少量进行比较即可。
6.为了节能减排,科学家发明了一种以某种镁硅酸盐矿石[主要成分Mg3Si2O5(OH)4]为原料的新型绿色水泥。全球镁硅酸盐储量丰富,新型绿色水泥不必担心原材料,推广潜力很大。新型绿色水泥与传统水泥对比如图。
(1)传统水泥和绿色水泥的生产过程分别涉及以下反应:
CaCO3 CaO+CO2↑;
Mg3Si2O5(OH)4 3MgO+2SiO2+2H2O↑。
以上两个反应都属于 (填基本反应类型)。
(2)与传统水泥相比,每生产并使用1t绿色水泥能够减少排放 t二氧化碳。
(3)传统水泥生产中,高温煅烧某种石灰石50t,可产生二氧化碳多少吨?已知该石灰石中碳酸钙含量为80%,杂质不参加反应。
【答案】(1)分解反应
(2)0.6
(3)该石灰石中含CaCO3质量为50t×80%=40t。
设产生二氧化碳的质量为m。
CaCO3 CaO+ CO2↑
100 44
40t m
,
m=17.6t。
【知识点】化合反应和分解反应;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)一种物质生成两种或多种物质的反应叫分解反应;
(2)首先根据产生量-吸收量计算出两种方法多生成二氧化碳的质量,然后再将多生成的二氧化碳质量相减即可;
(3)首先用石灰石的质量× 质量分数计算出其中碳酸钙的质量,然后写出碳酸钙分解生成二氧化碳的化学方程式,利用碳酸钙的质量计算出生成二氧化碳的质量即可。
【解答】(1)根据反应的方程式可知,两个反应的反应物都只有一种,而生成物有多种,符合分解反应的定义,都属于分解反应;
(2)传统水泥多生成二氧化碳质量:0.8t-0.3t=0.5t;
绿色水泥多生成二氧化碳质量:0.5t-0.6t=-0.1t;
那么绿色水泥比传统水泥能够减少排放:0.5t-(-0.1t)=0.6t。
(3)该石灰石中含CaCO3质量为50t×80%=40t。
设产生二氧化碳的质量为m,
;
100 44
40t m
;
解得:m=17.6t。
三、拓展创新
7.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),四组实验数据记录见表。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。
【答案】(1)一和二
(2)实验一中生成的CO2质量为100.0g+3.0g-101.9g=1.1g,
设3g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,
则3g混合物中氯化钙的质量为3g-2.5g=0.5g,
碳酸钙和氯化钙质量之比为2.5g∶0.5g=5∶1。
(3)105.5
(4)实验三中的碳酸钙未完全反应,生成的二氧化碳的质量和未反应的碳酸钙的质量之和为100g+9g-105g=4g,9g混合物中碳酸钙的质量为9g× ×100%=7.5g,未反应的碳酸钙的质量为m,
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
7.5g-m 4g-m
,
m=1.25g。
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)氯化钙能够溶于水,碳酸钙和能与稀盐酸反应,如果溶液中没有固体存在,说明碳酸钙完全反应,而稀盐酸有剩余;如果溶液中有固体存在,说明稀盐酸完全反应;
(2)以第一组数据为例,反应前后溶液质量之差就是生成二氧化碳的质量,据此利用碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式计算出参加反应的碳酸钙的质量,用混合物质量减去碳酸钙质量得到氧化钙质量,最后计算出二者的质量之比;
(3)第三次实验中,稀盐酸已经完全反应,所以在第四次加入12g混合物后,其中的碳酸钙会全部沉淀,只有氯化钙会进入溶液中。根据增加的混合物质量×氯化钙的质量分数计算出第四次比第三次多进入溶液的氯化钙的质量,最后用第三次溶液质量加上氯化钙的质量即可。
(4)在实验三中,碳酸钙有剩余,那么根据质量守恒定律计算出的质量差其实是生成二氧化碳和剩余碳酸钙的质量之和。用混合物质量×碳酸钙的质量分数计算出9g混合物中碳酸钙的质量,设未反应的碳酸钙的质量为m,那么参加反应的碳酸钙的质量为(7.5g-m),生成二氧化碳的质量为(4g-m),根据碳酸钙和稀盐酸反应的方程式进行计算即可。
【解答】(1)根据表格可知,在第一、二组实验中,剩余固体的质量为零,即碳酸钠完全反应,那么稀盐酸有剩余;
(2)实验一中生成的CO2质量为100.0g+3.0g-101.9g=1.1g,
设3g混合物中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
100 44
x 1.1g
;
解得:x=2.5g;
则3g混合物中氯化钙的质量为3g-2.5g=0.5g;
碳酸钙和氯化钙质量之比为2.5g∶0.5g=5∶1。
(3)在实验四中,比实验三多进入溶液的氯化钙的质量为:;
那么实验四中溶液的质量为:105g+0.5g=105.5g;
(4)实验三中的碳酸钙未完全反应,
生成的二氧化碳的质量和未反应的碳酸钙的质量之和为:100g+9g-105g=4g;
9g混合物中碳酸钙的质量为9g× ×100%=7.5g,未反应的碳酸钙的质量为m,
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
7.5g-m 4g-m
;
解得:m=1.25g。
8.某钙片的标签如图,此钙片成分中只有碳酸钙含有钙元素。
(1)请通过计算说明此标签中的钙含量是错误的。
(2)为了测定其真实的含钙量,小东同学每次取10片钙片放入已经称量的含足量稀盐酸的烧杯中,充分反应后再称取烧杯和剩余物的总质量。小东同学做了四次实验,数据见表:
物质的质量 第一次 第二次 第三次 第四次
反应前:烧杯+盐酸 22g 22g 22g 22g
10片钙片 8g 8g 8g 8g
反应后:烧杯+剩余物 26.7g 26.5g 26.9g 26.7g
①请列式计算每片钙片含碳酸钙的质量。
②请列式计算每片钙片的含钙量,并就厂家如何修改标签给出建议。
【答案】(1)每片钙片质量为40g÷50=0.8g,
0.8g碳酸钙中钙元素质量为0.8g× ×100%=0.32g,
因为钙片中其他成分不含钙元素,则此标签中的含钙量每片含钙应该小于0.32g,因此此标签中的含钙量是错误的。
(2)根据质量守恒定律,生成二氧化碳的质量为22g+8g-26.7g=3.3g,
设10片钙片中含碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 3.3g
,x=7.5g,
则每片钙片含碳酸钙的质量为7.5g÷10=0.75g。
每片钙片含钙元素的质量为0.75g× ×100%=0.3g,
根据计算可以知道每片钙片中含钙的质量为0.3g,所以应该将标签中的含钙量改为每片含钙0.3g。
【知识点】有关化学式的计算和推断;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)首先用钙片的总质量除以片数计算出一片钙片的质量,然后用一片钙片的质量×碳酸钙中钙元素的质量分数计算出钙元素的质量,最后与标签上的含量进行比较即可;
(2)①将反应后烧杯和剩余物的总质量相加,然后除以实验次数,计算出平均值,作为剩余总质量的准确值。根据质量守恒定律可知,反应前后总质量的差就是生成二氧化碳的质量,根据碳酸钙和稀盐酸反应的方程式计算出参加反应的碳酸钙的质量,再除以钙片的片数10计算出每片钙片中含有碳酸钙的质量,最后用碳酸钙的质量×钙元素的质量分数计算出含钙量,并据此修改标签即可。
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