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第五单元 化学方程式
考点复习
考点1:质量守恒定律
一、质量守恒定律的理解
1、质量守恒定律:参加化学反应的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
注意:
(1)适用范围:所有化学变化(物理变化不讨论质量守不守恒的关系)。
(2)守恒概念:质量守恒,不是体积、密度、分子个数等守恒。
(3)质量范围:所有参加反应的反应物质量(不包括没有反应完的部分和催化剂的质量)
和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。
2、微观解释质量守恒定律的原因:
电解水反应微观过程
化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是:
化学反应是分子破裂成原子,原子重新组合成新的分子。
化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不变。
归纳化学变化前后变与不变:
3、质量守恒定律的应用
(1)求某种反应物或生成物的质量。 (2)推断反应物或生成物的组成(化学式)
(3)推断反应物是否全部参加了反应。 (4)利用原子、分子知识解释质量守恒原因。
二、验证质量守恒定律实验
实验1 红磷燃烧P + O2 → P2O5
1、实验装置
2、实验现象
红磷燃烧,产生大量白烟,放出大量的热,气球膨胀,待装置冷却后,气球变瘪。
反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等,天平保持平衡。
实验分析
(1)气球变化的原因?
结论:气球先胀大是因为红磷燃烧放热,后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气,使瓶内气体压强小于外界大气压;
(2)气球的作用是什么?
红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒,能扩散到空气中,从而损失五氧化二磷;另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积,从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。
实验2:铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu
实验装置
步骤1:铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量
步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中,观察天平的平衡情况
2、实验现象
铁钉表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变为浅绿色,反应前后,物质的总质量不变,天平保持平衡。
实验3:化学实验验证质量守恒定律的注意事项
实验方案 实验步骤: 1.小烧杯放碳酸钠粉末,小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。 2.倾斜试管,倒入稀盐酸,发生反应。 3.实验完成,称量m2。 实验步骤: 1.称量砂纸打磨镁条和石棉网质m1。 2.在石棉网上方点燃镁条。 3.实验完成,称量m2。
实验现象 白色粉末溶解,有大量气泡迅速产生。天平向右偏转。 产生白色固体(还有少量白烟产生), 天平不平衡,发出耀眼的白光,放出热量。
反应原理 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2
实验分析 由于镁条燃烧,消耗了空气中的氧气,生成氧化镁,根据质量守恒定律,应该是生成物氧化镁的质量等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和,所以实验理论结果应该是m2﹥m1。但是在实际反应时,镁条不仅和空气中的氧气反应,还和空气中的氮气发生反应生成氮化镁(Mg3N2),和二氧化碳反应生成氧化镁和碳,所以反应后固体的质量可能增大。但伴随着白烟现象,如果逸散的白烟质量小于增加的气体质量,m1m2。
实验结论 所有的化学反应均遵守质量守恒定律;有气体参加或气体生成(或者有烟、雾状物质生成的反应),要验证质量守恒定律,必须在密闭容器里进行。
三、化学方程式的概念、读法和含义
1、化学方程式的概念:化学方程式的概念是用化学式来表示化学反应的式子;
2、化学方程式的读法有三种,具体以化学方程式:C+O2CO2为例,表达如下:
(1)碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳;
(2)每12份质量的碳跟32份质量的氧气完全反应,生成44份质量的二氧化碳;
(3)每一个碳原子与一个氧分子在点燃的条件下反应生成一分子二氧化碳;
3、化学方程式的含义也有三个,它们分别是:
(1)表示反应物、生成物和反应条件(可简记为“反、生、条”);
(2)表示各物质之间的质量关系(即各物质之间的质量比);
(3)表示各物质之间的粒子个数关系(即该物质之间的粒子个数比)。
考点2:如何正确书写化学方程式
一、书写化学方程式、文字表达式
1、书写学方程式步骤
写——左写反应物,右写生成物,中间连短线;
配——配平;使反应前后各原子总数相等;
等——短线改等号;
注——在等号的上方或下方注明反应条件(点燃、加热“△”、高温、通电、催化剂等);
标——标出生成物中气体与沉淀(气体符号“↑”:反应物无气体,生成物中有气体,在气体的化学式右边标)反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不需注“↑”号;沉淀符号“↓”:溶液中反应如果生成物是固体,在固体生成物的化学式右边标,如果反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不需注“↓”号)
查——检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标注准确。
2、书写文字表达式的步骤一般分为两步:
(1)根据实验事实,将反应物和生成物的名称分别写在式子的左、右两边,并在式子的左、右两边之间标出一个指向生成物的箭头(即“→”);当反应物或生成物有多种时,中间用加号(即“+”)连接起来;
(2)标明化学反应发生的条件(因为化学反应只有在一定的条件下才能发生);如点燃、加热、催化剂、通电等,并且一般都写在箭头的上面,若有两个条件,箭头上面写一个下面写一个。
二、化学方程式的配平
1、最小公倍数法步骤:
(1)找出两边各出现一次的元素,选择同种原子的个数最多的原子 ,求最小公倍数 ,得分子个数;
(2)使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数;
(3)一般先从氧原子入手,再配平其他原子。
例1: KClO3——KCl+ O2 例2: Al + Fe3 O4—— Fe + Al2O3
2、观察法步骤:
(1)从化学式较复杂的一种生成物(反应物)推求有关反应物(生成物)化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数;
(2)根据求得的化学式的化学计量数,再找出其它化学式的相应计量数,这样即可配平。
例1: Fe2O3+ CO——Fe + CO2 例2: H2 O + Fe —— Fe3 O4+ H2
3、奇数配偶法这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现,并且两边的该元素原子总数有一奇一偶;步骤:
(1)找出在化学反应中出现次数最多的元素;
(2)从原子数为单数的元素入手(一般为氧元素),即乘2;
(3)由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。
例1: C2 H2 +O2 ——CO2 +H2 O 例2: FeS2+ O2 ——Fe2O3 + SO2
4、分数配平法此方法能配平有单质参加反应或有单质生成的化学反应;步骤:
(1)先配平化合物中各元素的原子;
(2)用分数配平单质元素的原子;
(3)去分母,使配平后的化学计量数为整数。
例1: C2H2 + O2—— CO2+ H2O
5、定一法找到化学方程式中关键的化学式,定其化学式前计量数为1,然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数,再将各计量数同乘以同一整数,化分数为整数,这种先定关键化学式计量数为1的配平方法,称为归一法。
例1: CH3OH+O2——H2O+CO2 例2: C2H5OH+O2——H2O+CO2
一般来说,观察和配平的顺序为:有氢看氢,无氢看氧,原子团优先配平,单质最后配平.
考点3:利用化学方程式的简单计算
一、常见化学反应中的质量关系
1、常见化学反应中的质量关系:通过相对分子质量(或相对原子质量)来表示化学反应中各物质的实际质量关系(即质量比);把相对分子质量(或相对原子质量)乘以碳-12原子质量的1/12后,得到了分子(或原子)的实际质量,在计算物质的质量比的时候,又被当成约数约分掉了;所以,可以用相对分子质量(或相对原子质量)来表示化学反应中各物质的实际质量比;
2、常见化学反应中的质量关系的具体计算方法是将化学方程式中的各物质的相对分子质量(或相对原子质量)乘以其化学式前面的化学计量数。
二、根据化学反应方程式的计算
1、计算依据:利用化学方程式能反映物质间的质量比,且质量比呈正比例关系。
2、计算步骤:
(1)设未知数;
(2)根据题意写出方程式;
(3)根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比;
(4)列出比例式,并求出未知数;
(5)答
注意:①由于方程式只能反映物质间的质量比,因此代入方程式中的各个量必须是质量。
②由于方程式中各物质是纯净物,因此代入方程式中的量必须是纯净物的质量。
③单位必须统一。
3、计算中常用的关系式:
(1)m=ρv
(2)单位换算:1L=1000mL,1mL=1cm3
(3)物质的纯度=纯物质的质量/不纯物质的质量×100%
变形:纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的纯度
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的纯度
(4)物质的纯度(纯物质的质量分数)=1-杂质的质量分数。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 S-32 C1-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127
【考点1 质量守恒定律】
【典例1】(2023春 环翠区校级期末)下列现象可以用质量守恒定律解释的是( )
A.50g冰融化后,变成水的质量还是50g
B.木条燃烧后,灰烬的质量比木条的质量少
C.5g蔗糖溶于95g水中,得到100g蔗糖水
D.50mL水和50mL酒精混合后,所得液体的总体积小于100mL
【典例2】(2023春 恒山区校级期中)(多选)在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生某化学反应,一段时间后测得有关数据如表,下列说法中错误的是( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量(g) 36 24 16 26
反应后的质量(g) X 49 0 53
A.反应后物质甲的质量为1.0g B.该反应有两种反应物
C.乙是生成物 D.反应中甲、丙的质量为5:4
【典例3】(2023春 乾安县期中)用如图装置进行实验。
(1)将试管中的稀硫酸倒入烧杯中。
①反应的化学方程式为 。
②电子天平示数减小,该变化 (填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。
(2)为验证反应前后质量守恒,可将稀硫酸替换为 (填序号)。
A.稀盐酸 B.硫酸铜溶液 C.氯化镁溶液 D.硝酸银溶液
【典例4】(2023春 环翠区校级期末)在验证质量守恒定律时,某学习小组三位同学分别做了如下实验:(已知:红磷燃烧产生的五氧化二磷会刺激人体呼吸道)
(1)如图A所示,点燃红磷后观察到的现象是剧烈燃烧、产生大量 、放出热量,其中小气球的作用是 。
(2)如图验证质量守恒定律的实验中,不能达到实验目的的是 (填字母),请你解释不能验证质量守恒的原因是 。
(3)另一个学习小组的同学用镁条在空气中燃烧完成验证实验。实验前,同学们预测生成物的质量比镁条的质量大,原因是
。而反应后实际测量的结果却是小于镁条的质量,其原因可能是
(任写一条)。
【考点2 如何正确书写化学方程式】
【典例5】(2023春 高青县期中)对于化学方程式CH4+2O2CO2+2H2O的读法,正确的是( )
A.甲烷加氧气点燃等于二氧化碳加水
B.1个甲烷和2个氧气点燃生成1个二氧化碳和2个水
C.甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水
D.1份质量甲烷和2份质量氧气在点燃条件下生成1份质量二氧化碳和2份质量水
【典例6】(2022春 牟平区期中)(多选)下列关于化学方程式H2SO3+2H2S═3S↓+3H2O的理解,错误的是( )
A.生成物有沉淀
B.反应物是H2SO3和H2S,生成物是S和H2O
C.反应物中硫元素、氢元素的化合价在反应前后都发生了改变
D.每1份质量的H2SO3和2份质量的H2S恰好完全反应,生成3份质量的S和3份质量的H2O
【典例7】(2023春 威海期中)写出下列变化的化学方程式。
(1)铁丝在氧气中燃烧 。
(2)在汽车的排气管上安装催化转换器,让CO与NO反应,生成大气中的无毒气体。反应的化学方程式是: 。
(3)酒精溶液(主要成分是乙醇C2H6O)在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水,写出其反应的化学方程式 。
(4)“嫦娥四号”光伏发电板的主要构成材料是硅(Si),单质硅由石英固体(SiO2)和碳在高温下反应制得,同时产生可燃性气体CO,该反应的化学方程式是 。
(5)硬水中的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]在煮沸后生成了一种不溶性物质碳酸钙、水和二氧化碳 。
(6)其中,属于化合反应的有 (填序号)。
【典例8】(2023 信阳一模)化学知识跟日常生活关系非常密切,用化学方程式解释下列有关问题。
(1)铝的化学性质活泼,但铝制品却具有很好的抗腐蚀性 。
(2)酒精可用作酒精灯、内燃机等的燃料 。
【考点3 利用化学方程式的简单计算】
【典例9】(2023 河西区校级一模)已知A、B、C、D四种物质中有如下转化关系:A+3B═2C+2D,已知A的质量是3.6g,B的质量是6.4g,生成的C和D的质量比是2:8,又知B的相对分子质量是64,则D的相对分子质量是( )
A.80 B.40 C.120 D.240
【典例10】(2022秋 东丽区期末)(多选)下列说法正确的是( )
A.3g碳在68g氧气中充分燃烧生成71g二氧化碳
B.质量相等的CO2和CO中所含碳原子的个数比是7:11
C.31.6g高锰酸钾和24.5g氯酸钾分别充分加热分解制氧气,则高锰酸钾放出的O2多
D.用含杂质的铁10g(杂质不与酸反应,也不溶于水)和50g稀硫酸恰好完全反应后,滤出杂质,所得滤液质量为55.4g,则含杂质的铁中铁的质量分数为56%
【典例11】(2023 扶沟县二模)已知难溶性的碱受热易分解,生成金属氧化物和水,请写出氢氧化铜受热分解的化学方程式 ;若将10g含少量碳酸钠的碳酸氢钠样品充分加热至质量不再改变,称得剩余固体的质量为6.9g,则样品中碳酸氢钠的质量分数为 。
【典例12】(2023 永州模拟)为了分析锌粉和铜粉混合物样品的组成,某同学称取10.0g样品,加入到足量的稀H2SO4溶液中,充分反应完全后,过滤、洗涤、干燥,称量剩余固体的质量为3.5g。请计算:
(1)样品中锌粉的质量为 g。
(2)若在上述反应条件下H2的密度为0.09g/L,试计算产生H2的体积(写出详细的计算过程,保留小数点后一位)。
1.(2023 青秀区校级开学)某有机化合物在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳与水的质量比是22:9,则该有机物的化学式可能是( )
A.CH4 B.C3H6 C.C2H2 D.C2H5OH
2.(2023 鄂州)密闭容器里有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下反应,测得反应前及反应过程中的某个时刻各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是( )
A.b=8%
B.丁可能是该反应的催化剂
C.参加反应的甲和乙的质量比为5:1
D.该反应可以表示工业合成氨:N2+3H2 2NH3
3.(2022秋 定远县期末)将“神舟七号”飞船送入太空的是“长征二号”F运载火箭,火箭工作中发生的反应为:C2H8N2+2R=3N2+4H2O+2CO2;其中R的化学式是( )
A.N2O4 B.NO2 C.N2O D.CH4
4.(2023 洪山区校级模拟)下列关于C+O2CO2的说法中,不合理的是( )
A.表示碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳
B.参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:1
C.参加反应的碳和氧气的质量比为1:1
D.反应前后碳元素和氧元素的质量均不变
5.(2023春 荣成市期中)根据化学方程式CH4+2O22H2O+CO2,获得的相关信息不正确的是( )
A.甲烷和氧气在点燃条件下,生成水和二氧化碳
B.每1份质量的甲烷和2份质量的氧气在点燃条件下生成2份质量的水和1份质量的二氧化碳
C.每1个甲烷分子和2个氧分子在点燃条件下成生2个水分子和1个二氧化碳分子
D.参加反应的氧气与生成的二氧化碳的质量比是16:11
6.(2023春 新乡期中)将20g铁粉放入100g硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到的滤液质量为98g,则参加反应的铁粉质量为( )
A.7g B.10g C.14g D.20g
7.(2023 汝阳县二模)镁和铝分别与足量的稀盐酸反应,若生成氢气的质量相等,则参加反应的镁和铝的质量之比为( )
A.3:2 B.4:3 C.1:1 D.1:2
8.(2023春 环翠区期中)在2A+B=2C+4D反应中,3.6gA与足量B恰好完全反应生成2.8gC和一定量的D。若B的化学式量(相对分子质量)为56,C的化学式量(相对分子质量)为14,则B和D的化学式量之比为( )
A.7:1 B.7:2 C.7:8 D.6:7
9.(2023 唐河县一模)央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧,其中有许多古今对比。净水—明代《天工开物》一书记载了明矾净水,明矾中钾离子的符号是 ;如今使用高铁酸钾(K2FeO4)不仅能净水,还能消毒,其中涉及反应的化学方程式为4K2FeO4+10X═4Fe(OH)3↓+8KOH+3O2↑,则X的化学式为 。
10.(2023春 张店区期中)写出下列反应的化学方程式。
(1)常温下,铝和氧气发生反应,在铝表面形成致密的三氧化二铝膜 。
(2)氧化铜和碳在高温条件下反应生成铜和二氧化碳 。
(3)碳单质包括金刚石,石墨和C60等,它们的化学性质相似,写出C60在空气中完全燃烧的化学方程式 。
11.(2023春 莱西市校级月考)在反应2A+B=C+2D中,A、B、C 三 种物质的质量比为5:2:3,现用15g A与足量B反应,可生成 g D;若已知C的相对分子质量为m,则D的相对分子质量为 。
12.(2023春 栖霞市期中)某兴趣小组的同学探究氧气性质的实验如图,请回答下列问题:
(1)图1的蜡烛燃烧过程中,通过现象 可以说明生成了水,检验另一种产物的方法是 。蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧更为剧烈,其原因从微观上看是由于 。
(2)镁不仅能够在氧气中燃烧,还能在氮气中燃烧生成氮化镁,已知氯化镁中氮元素显﹣3价,请你写出镁在氮气中燃烧的化学方程式 。若用镁来代替铜粉测定空气中氧气的含量,则会使实验测定的结果 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)小军发现铁丝燃烧后,生成的黑色固体的质量大于铁丝的质量,认为这个反应不遵循质量守恒定律。你是否同意小军的观点并说明理由 。实验证明,铁丝在空气中不能燃烧,而铁粉在空气中可以燃烧,说明铁在空气中能否燃烧和铁与氧气的 有关,请写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 。
13.(2023春 右玉县校级月考)向一定量的澄清石灰水中通入适量的二氧化碳,使氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀,得到的沉淀质量为10g。计算澄清石灰水中含氢氧化钙的质量。(计算结果保留一位小数)
14.(2023春 环翠区校级期末)王华同学在学习了化学反应的定量计算方法后,独立完成了一道计算题。请你认真阅读,并对发现的错误进行改正。
题目:某化学兴趣小组的同学在实验室利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。小明同学取了34g过氧化氢溶液倒入到盛有0.3g二氧化锰的锥形瓶(锥形瓶的质量为60g)中,当完全反应后,再称量,其质量变为93.5g。试计算参加反应的过氧化氢的质量。
(1)王华同学很快计算出生成的氧气的质量为 g。
(2)下面是王华同学的计算过程,请你按照正确的解题格式在下面的方框内帮他改正错误:
解:设有xg过氧化氢参加了反应。
H2O2H2↑+O2↑
34 32
xg 0.8
x=0.85
答:参加反应的过氧化氢的质量为0.85g。
15.(2023 高要区一模)有一种石灰石样品的成分是CaCO3和SiO2(已知SiO2既不溶于水也不与盐酸反应).现取8g石灰石样品与足量的50g稀盐酸完全反应后,称得容器内的物质总质量为55.36g.
试回答下列问题:
(1)反应后容器内的物质有 .
(2)反应产生二氧化碳的质量为 .
(3)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少?
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第五单元 化学方程式
考点复习
考点1:质量守恒定律
一、质量守恒定律的理解
1、质量守恒定律:参加化学反应的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
注意:
(1)适用范围:所有化学变化(物理变化不讨论质量守不守恒的关系)。
(2)守恒概念:质量守恒,不是体积、密度、分子个数等守恒。
(3)质量范围:所有参加反应的反应物质量(不包括没有反应完的部分和催化剂的质量)
和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。
2、微观解释质量守恒定律的原因:
电解水反应微观过程
化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是:
化学反应是分子破裂成原子,原子重新组合成新的分子。
化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不变。
归纳化学变化前后变与不变:
3、质量守恒定律的应用
(1)求某种反应物或生成物的质量。 (2)推断反应物或生成物的组成(化学式)
(3)推断反应物是否全部参加了反应。 (4)利用原子、分子知识解释质量守恒原因。
二、验证质量守恒定律实验
实验1 红磷燃烧P + O2 → P2O5
1、实验装置
2、实验现象
红磷燃烧,产生大量白烟,放出大量的热,气球膨胀,待装置冷却后,气球变瘪。
反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等,天平保持平衡。
实验分析
(1)气球变化的原因?
结论:气球先胀大是因为红磷燃烧放热,后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气,使瓶内气体压强小于外界大气压;
(2)气球的作用是什么?
红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒,能扩散到空气中,从而损失五氧化二磷;另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积,从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。
实验2:铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu
实验装置
步骤1:铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量
步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中,观察天平的平衡情况
2、实验现象
铁钉表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变为浅绿色,反应前后,物质的总质量不变,天平保持平衡。
实验3:化学实验验证质量守恒定律的注意事项
实验方案 实验步骤: 1.小烧杯放碳酸钠粉末,小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。 2.倾斜试管,倒入稀盐酸,发生反应。 3.实验完成,称量m2。 实验步骤: 1.称量砂纸打磨镁条和石棉网质m1。 2.在石棉网上方点燃镁条。 3.实验完成,称量m2。
实验现象 白色粉末溶解,有大量气泡迅速产生。天平向右偏转。 产生白色固体(还有少量白烟产生), 天平不平衡,发出耀眼的白光,放出热量。
反应原理 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2
实验分析 由于镁条燃烧,消耗了空气中的氧气,生成氧化镁,根据质量守恒定律,应该是生成物氧化镁的质量等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和,所以实验理论结果应该是m2﹥m1。但是在实际反应时,镁条不仅和空气中的氧气反应,还和空气中的氮气发生反应生成氮化镁(Mg3N2),和二氧化碳反应生成氧化镁和碳,所以反应后固体的质量可能增大。但伴随着白烟现象,如果逸散的白烟质量小于增加的气体质量,m1m2。
实验结论 所有的化学反应均遵守质量守恒定律;有气体参加或气体生成(或者有烟、雾状物质生成的反应),要验证质量守恒定律,必须在密闭容器里进行。
三、化学方程式的概念、读法和含义
1、化学方程式的概念:化学方程式的概念是用化学式来表示化学反应的式子;
2、化学方程式的读法有三种,具体以化学方程式:C+O2CO2为例,表达如下:
(1)碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳;
(2)每12份质量的碳跟32份质量的氧气完全反应,生成44份质量的二氧化碳;
(3)每一个碳原子与一个氧分子在点燃的条件下反应生成一分子二氧化碳;
3、化学方程式的含义也有三个,它们分别是:
(1)表示反应物、生成物和反应条件(可简记为“反、生、条”);
(2)表示各物质之间的质量关系(即各物质之间的质量比);
(3)表示各物质之间的粒子个数关系(即该物质之间的粒子个数比)。
考点2:如何正确书写化学方程式
一、书写化学方程式、文字表达式
1、书写学方程式步骤
写——左写反应物,右写生成物,中间连短线;
配——配平;使反应前后各原子总数相等;
等——短线改等号;
注——在等号的上方或下方注明反应条件(点燃、加热“△”、高温、通电、催化剂等);
标——标出生成物中气体与沉淀(气体符号“↑”:反应物无气体,生成物中有气体,在气体的化学式右边标)反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不需注“↑”号;沉淀符号“↓”:溶液中反应如果生成物是固体,在固体生成物的化学式右边标,如果反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不需注“↓”号)
查——检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标注准确。
2、书写文字表达式的步骤一般分为两步:
(1)根据实验事实,将反应物和生成物的名称分别写在式子的左、右两边,并在式子的左、右两边之间标出一个指向生成物的箭头(即“→”);当反应物或生成物有多种时,中间用加号(即“+”)连接起来;
(2)标明化学反应发生的条件(因为化学反应只有在一定的条件下才能发生);如点燃、加热、催化剂、通电等,并且一般都写在箭头的上面,若有两个条件,箭头上面写一个下面写一个。
二、化学方程式的配平
1、最小公倍数法步骤:
(1)找出两边各出现一次的元素,选择同种原子的个数最多的原子 ,求最小公倍数 ,得分子个数;
(2)使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数;
(3)一般先从氧原子入手,再配平其他原子。
例1: KClO3——KCl+ O2 例2: Al + Fe3 O4—— Fe + Al2O3
2、观察法步骤:
(1)从化学式较复杂的一种生成物(反应物)推求有关反应物(生成物)化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数;
(2)根据求得的化学式的化学计量数,再找出其它化学式的相应计量数,这样即可配平。
例1: Fe2O3+ CO——Fe + CO2 例2: H2 O + Fe —— Fe3 O4+ H2
3、奇数配偶法这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现,并且两边的该元素原子总数有一奇一偶;步骤:
(1)找出在化学反应中出现次数最多的元素;
(2)从原子数为单数的元素入手(一般为氧元素),即乘2;
(3)由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。
例1: C2 H2 +O2 ——CO2 +H2 O 例2: FeS2+ O2 ——Fe2O3 + SO2
4、分数配平法此方法能配平有单质参加反应或有单质生成的化学反应;步骤:
(1)先配平化合物中各元素的原子;
(2)用分数配平单质元素的原子;
(3)去分母,使配平后的化学计量数为整数。
例1: C2H2 + O2—— CO2+ H2O
5、定一法找到化学方程式中关键的化学式,定其化学式前计量数为1,然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数,再将各计量数同乘以同一整数,化分数为整数,这种先定关键化学式计量数为1的配平方法,称为归一法。
例1: CH3OH+O2——H2O+CO2 例2: C2H5OH+O2——H2O+CO2
一般来说,观察和配平的顺序为:有氢看氢,无氢看氧,原子团优先配平,单质最后配平.
考点3:利用化学方程式的简单计算
一、常见化学反应中的质量关系
1、常见化学反应中的质量关系:通过相对分子质量(或相对原子质量)来表示化学反应中各物质的实际质量关系(即质量比);把相对分子质量(或相对原子质量)乘以碳-12原子质量的1/12后,得到了分子(或原子)的实际质量,在计算物质的质量比的时候,又被当成约数约分掉了;所以,可以用相对分子质量(或相对原子质量)来表示化学反应中各物质的实际质量比;
2、常见化学反应中的质量关系的具体计算方法是将化学方程式中的各物质的相对分子质量(或相对原子质量)乘以其化学式前面的化学计量数。
二、根据化学反应方程式的计算
1、计算依据:利用化学方程式能反映物质间的质量比,且质量比呈正比例关系。
2、计算步骤:
(1)设未知数;
(2)根据题意写出方程式;
(3)根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比;
(4)列出比例式,并求出未知数;
(5)答
注意:①由于方程式只能反映物质间的质量比,因此代入方程式中的各个量必须是质量。
②由于方程式中各物质是纯净物,因此代入方程式中的量必须是纯净物的质量。
③单位必须统一。
3、计算中常用的关系式:
(1)m=ρv
(2)单位换算:1L=1000mL,1mL=1cm3
(3)物质的纯度=纯物质的质量/不纯物质的质量×100%
变形:纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的纯度
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的纯度
(4)物质的纯度(纯物质的质量分数)=1-杂质的质量分数。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 S-32 C1-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127
【考点1 质量守恒定律】
【典例1】(2023春 环翠区校级期末)下列现象可以用质量守恒定律解释的是( )
A.50g冰融化后,变成水的质量还是50g
B.木条燃烧后,灰烬的质量比木条的质量少
C.5g蔗糖溶于95g水中,得到100g蔗糖水
D.50mL水和50mL酒精混合后,所得液体的总体积小于100mL
【答案】B
【分析】化学反应遵循质量守恒定律,即参加反应的物质的质量之和,等于反应后生成的物质的质量之和.
【解答】解:A、冰融化后变成水,只是水的状态发生改变,没有生成新物质,属于物理变化,物理变化不能用质量守恒定律解释;
B、木条燃烧生成水、二氧化碳等物质,属于化学变化,灰烬的质量比木条的质量少,是因为木条燃烧生成的水蒸气和二氧化碳逸散到空气中,因此可以用质量守恒定律解释;
C、食盐溶于水后形成溶液,没有生成新物质,属于物理变化,物理变化不能用质量守恒定律解释;
D、50mL水和50mL酒精混合后没有生成新物质,属于物理变化,物理变化不能用质量守恒定律解释。
故选:B。
【典例2】(2023春 恒山区校级期中)(多选)在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生某化学反应,一段时间后测得有关数据如表,下列说法中错误的是( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量(g) 36 24 16 26
反应后的质量(g) X 49 0 53
A.反应后物质甲的质量为1.0g
B.该反应有两种反应物
C.乙是生成物
D.反应中甲、丙的质量为5:4
【答案】AD
【分析】根据质量守恒,反应前后物质的总质量不变,由表中数据可知,X=36+24+16+26﹣49﹣53=0;反应后甲的质量减少了36g﹣0g=36g,则甲是反应物;反应后乙的质量增加了49g﹣24g=25g,则乙是生成物;反应后丙的质量减少了16g﹣0g=16g,则丙也是反应物;反应后丁的质量增加了53g﹣26g=27g,则丁也是生成物;该反应是甲和丙反应生成乙和丁;据此分析解答。
【解答】解:A、由表中数据可知,X=36+24+16+26﹣49﹣53=0,即反应后物质甲的质量为0g,故选项说法错误。
B、反应后甲、丙的质量减小,则甲、丙是反应物,即该反应有两种反应物,故选项说法正确。
C、反应后乙的质量增加,则乙是生成物,故选项说法正确。
D、反应中甲、丙的质量为36g:16g=9:4,故选项说法错误。
故选:AD。
【典例3】(2023春 乾安县期中)用如图装置进行实验。
(1)将试管中的稀硫酸倒入烧杯中。
①反应的化学方程式为 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 。
②电子天平示数减小,该变化 符合 (填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。
(2)为验证反应前后质量守恒,可将稀硫酸替换为 BD (填序号)。
A.稀盐酸
B.硫酸铜溶液
C.氯化镁溶液
D.硝酸银溶液
【答案】(1)①Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;②符合;
(2)BD。
【分析】(1)①根据锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,进行分析解答。
②根据任何化学反应均遵守质量守恒定律,进行分析解答。
(2)验证反应前后质量守恒,若有气体参加反应或生成物以气体、白烟或雾的形式逸散到空气中,反应必须在密闭容器中进行,若是敞口装置,应是无气体参加的反应或是无气体生成的反应。
【解答】(1)①锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
②锌与稀硫酸反应属于化学变化,化学变化都符合质量守恒定律,电子天平示数减小,是由于生成的氢气逃逸。
(2)A、稀盐酸与锌反应有氢气生成,该装置为敞口装置,将稀硫酸替换为稀盐酸不能验证反应前后质量守恒,故选项错误。
B、硫酸铜与锌反应生成铜和硫酸锌,该反应无气体参加的反应,无气体生成,在密闭容器中与敞口装置中都可验证反应前后质量守恒,故选项正确。
C、质量守恒定律适用范围是化学变化,氯化镁溶液与锌不反应,不能验证反应前后质量守恒,故选项错误。
D、硝酸银溶液能与锌反应生成银和硝酸锌,该反应无气体参加的反应,无气体生成,在密闭容器中与敞口装置中都可验证反应前后质量守恒,故选项正确。
故答案为:
(1)①Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;②符合;
(2)BD。
【典例4】(2023春 环翠区校级期末)在验证质量守恒定律时,某学习小组三位同学分别做了如下实验:(已知:红磷燃烧产生的五氧化二磷会刺激人体呼吸道)
(1)如图A所示,点燃红磷后观察到的现象是剧烈燃烧、产生大量 白烟 、放出热量,其中小气球的作用是 可以防止白烟进入空气,同时起到缓冲作用 。
(2)如图验证质量守恒定律的实验中,不能达到实验目的的是 C (填字母),请你解释不能验证质量守恒的原因是 食盐固体溶于水的过程中没有发生化学变化 。
(3)另一个学习小组的同学用镁条在空气中燃烧完成验证实验。实验前,同学们预测生成物的质量比镁条的质量大,原因是 镁条在空气中燃烧,是与空气中的氧气发生反应生成氧化镁的过程,生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量 。而反应后实际测量的结果却是小于镁条的质量,其原因可能是 镁带燃烧时有一缕白烟(为生成的氧化镁)向空气中扩散,造成氧化镁的损失或镁带燃烧时夹镁带的坩埚钳上有一层白色粉末,此粉末为氧化镁,造成氧化镁的损失 (任写一条)。
【答案】(1)白烟;可以防止白烟进入空气,同时起到缓冲作用;
(2)C;食盐固体溶于水的过程中没有发生化学变化;
(3)镁条在空气中燃烧,是与空气中的氧气发生反应生成氧化镁的过程,生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量;镁带燃烧时有一缕白烟(为生成的氧化镁)向空气中扩散,造成氧化镁的损失或镁带燃烧时夹镁带的坩埚钳上有一层白色粉末,此粉末为氧化镁,造成氧化镁的损失。
【分析】(1)根据红磷燃烧的现象分析;小气球起到缓冲的作用;
(2)根据质量守恒定律使用的条件进行分析;
(3)根据镁条在空气中燃烧的化学方程式和现象进行分析;根据质量守恒定律,在化学反应中,参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。
【解答】解:(1)红磷燃烧时放出热量,放出大量白烟;小气球能防止白烟进入空气,起到缓冲的作用;
(2)质量守恒定律是化学变化过程中物质质量变化规律,上图验证质量守恒定律的实验中,不能达到实验目的是C,不能验证质量守恒的原因是食盐固体溶于水的过程中没有发生化学变化;
(3)镁条在空气中燃烧,是与空气中的氧气发生反应生成氧化镁的过程,根据质量守恒定律,生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量,所以生成物的质量比原来镁条的质量增加了;镁燃烧时的现象为发出耀眼的白光并有白烟生成,白烟是氧化镁固体小颗粒,这一部分扩散到空气中;做实验时镁带要用坩埚钳夹住进行实验,所以燃烧后的白色粉末可能粘在坩埚钳上,导致质量减轻。
故答案为:
(1)白烟;可以防止白烟进入空气,同时起到缓冲作用;
(2)C;食盐固体溶于水的过程中没有发生化学变化;
(3)镁条在空气中燃烧,是与空气中的氧气发生反应生成氧化镁的过程,生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量;镁带燃烧时有一缕白烟(为生成的氧化镁)向空气中扩散,造成氧化镁的损失或镁带燃烧时夹镁带的坩埚钳上有一层白色粉末,此粉末为氧化镁,造成氧化镁的损失。
【考点2 如何正确书写化学方程式】
【典例5】(2023春 高青县期中)对于化学方程式CH4+2O2CO2+2H2O的读法,正确的是( )
A.甲烷加氧气点燃等于二氧化碳加水
B.1个甲烷和2个氧气点燃生成1个二氧化碳和2个水
C.甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水
D.1份质量甲烷和2份质量氧气在点燃条件下生成1份质量二氧化碳和2份质量水
【答案】C
【分析】从化学方程式获得的信息主要有:反应物、生成物、反应条件、各物质间质量的关系,据此结合题意进行分析判断。
【解答】解:A、在反应中“+”读作“和”,“═”读应作“生成”,故选项A读法错误。
B、该反应可读作:点燃条件下,甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水,不能读作1个甲烷和2个氧气点燃生成1个二氧化碳和2个水,故选项B读法错误。
C、该反应可读作:点燃条件下,甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水,故选项C读法正确。
D、该反应可读作:每16份质量的甲烷和64份质量的氧气在点燃条件下恰好反应生成44份质量的二氧化碳和36份质量的水,故选项D读法错误。
故选:C。
【典例6】(2022春 牟平区期中)(多选)下列关于化学方程式H2SO3+2H2S═3S↓+3H2O的理解,错误的是( )
A.生成物有沉淀
B.反应物是H2SO3和H2S,生成物是S和H2O
C.反应物中硫元素、氢元素的化合价在反应前后都发生了改变
D.每1份质量的H2SO3和2份质量的H2S恰好完全反应,生成3份质量的S和3份质量的H2O
【答案】CD
【分析】化学方程式可表示:反应物和生成物的种类;反应的条件;反应物和生成物的微观粒子个数比;反应物和生成物的质量比等。
【解答】解:A、由H2SO3+2H2S═3S↓+3H2O,生成物中硫是沉淀,故选项说法正确。
B、由H2SO3+2H2S═3S↓+3H2O,反应物是H2SO3和H2S,生成物是S和H2O,故选项说法正确。
C、H2SO3、H2S中硫元素的化合价分别是+4价、﹣2价,反应前后硫元素的化合价由+4价、﹣2价变为0价,氢元素的化合价没有发生改变,故选项说法错误。
D、该反应可读作:每82份质量的亚硫酸和68份质量的硫化氢在点燃条件下恰好反应生成96份质量的硫和54份质量的水,故选项说法错误。
故选:CD。
【典例7】(2023春 威海期中)写出下列变化的化学方程式。
(1)铁丝在氧气中燃烧 3Fe+2O2Fe3O4 。
(2)在汽车的排气管上安装催化转换器,让CO与NO反应,生成大气中的无毒气体。反应的化学方程式是: 2CO+2NO2CO2+N2 。
(3)酒精溶液(主要成分是乙醇C2H6O)在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水,写出其反应的化学方程式 C2H6O+3O22CO2+3H2O 。
(4)“嫦娥四号”光伏发电板的主要构成材料是硅(Si),单质硅由石英固体(SiO2)和碳在高温下反应制得,同时产生可燃性气体CO,该反应的化学方程式是 SiO2+2CSi+2CO↑ 。
(5)硬水中的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]在煮沸后生成了一种不溶性物质碳酸钙、水和二氧化碳 Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑ 。
(6)其中,属于化合反应的有 (1) (填序号)。
【答案】(1)3Fe+2O2Fe3O4;
(2)2CO+2NO2CO2+N2;
(3)C2H6O+3O22CO2+3H2O;
(4)SiO2+2CSi+2CO↑;
(5)Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑;
(6)(1)。
【分析】首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤(写、配、注、等)进行书写即可。
【解答】解:(1)铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁,反应的化学方程式为:3Fe+2O2Fe3O4。
(2)在汽车的排气管上安装催化转换器,让CO与NO反应,生成大气中的无毒气体,由质量守恒定律,反应前后元素种类不变,生成的气体是二氧化碳和氮气,反应的化学方程式为:2CO+2NO2CO2+N2。
(3)乙醇和氧气在点燃的条件下完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:C2H6O+3O22CO2+3H2O。
(4)二氧化硅和碳在高温的条件下反应生成硅和一氧化碳,反应的化学方程式为:SiO2+2CSi+2CO↑。
(5)碳酸氢钙在加热的条件下反应生成碳酸钙、水和二氧化碳,故反应的化学方程式为:Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑。
(6)(1)铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁,该反应符合“多变一”的形式,符合化合反应的特征,属于化合反应。
故答案为:
(1)3Fe+2O2Fe3O4;
(2)2CO+2NO2CO2+N2;
(3)C2H6O+3O22CO2+3H2O;
(4)SiO2+2CSi+2CO↑;
(5)Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑;
(6)(1)。
【典例8】(2023 信阳一模)化学知识跟日常生活关系非常密切,用化学方程式解释下列有关问题。
(1)铝的化学性质活泼,但铝制品却具有很好的抗腐蚀性 4Al+3O2═2Al2O3 。
(2)酒精可用作酒精灯、内燃机等的燃料 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 。
【答案】(1)4Al+3O2═2Al2O3;
(2)C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
【分析】首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤(写、配、注、等)进行书写即可。
【解答】解:(1)铝具有很好的抗腐蚀性能,是因为铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,反应的化学方程式为:4Al+3O2═2Al2O3。
(2)酒精燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
故答案为:
(1)4Al+3O2═2Al2O3;
(2)C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
【考点3 利用化学方程式的简单计算】
【典例9】(2023 河西区校级一模)已知A、B、C、D四种物质中有如下转化关系:A+3B═2C+2D,已知A的质量是3.6g,B的质量是6.4g,生成的C和D的质量比是2:8,又知B的相对分子质量是64,则D的相对分子质量是( )
A.80 B.40 C.120 D.240
【答案】C
【分析】根据化学方程式的计算方法进行解答。
【解答】解:根据质量守恒定律可得,C和D的质量之和为3.6g+6.4g=10g,又生成的C和D的质量比是2:8,则生成C的质量为10g×=2g,生成D的质量为10g﹣2g=8g,设D的相对分子质量为x
A+3B═2C+2D
192 2x
6.4g 8g
x=120
故选:C。
【典例10】(2022秋 东丽区期末)(多选)下列说法正确的是( )
A.3g碳在68g氧气中充分燃烧生成71g二氧化碳
B.质量相等的CO2和CO中所含碳原子的个数比是7:11
C.31.6g高锰酸钾和24.5g氯酸钾分别充分加热分解制氧气,则高锰酸钾放出的O2多
D.用含杂质的铁10g(杂质不与酸反应,也不溶于水)和50g稀硫酸恰好完全反应后,滤出杂质,所得滤液质量为55.4g,则含杂质的铁中铁的质量分数为56%
【答案】BD
【分析】A、根据碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳进行分析;
B、根据二氧化碳和一氧化碳的质量相等进行计算;
C、根据高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气进行分析;
D、随着铁与硫酸的反应,溶液的质量逐渐增加,根据反应的化学方程式,判断出溶液增加量与参加反应铁的质量关系,即可由反应前后溶液的增加求出样品中含铁的质量,从而求得样品中杂质的质量分数.
【解答】解:A、由化学方程式C+O2CO2可知,碳与二氧化碳的质量比为12:44,3g碳在68g氧气中充分燃烧生成11g二氧化碳,故A错误;
B、设CO2和CO的质量为m,质量相等的CO2和CO中所含二氧化碳分子的个数比为::=7:11,1个二氧化碳分子中含有1个碳原子,1个一氧化碳分子中含有1个碳原子,所以质量相等的CO2和CO中所含碳原子的个数比是7:11故B正确;
C、由化学方程式:
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
31.6g 3.2g
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
24.5g 9.6g
可知31.6g高锰酸钾和24.5g氯酸钾分别充分加热分解制氧气,则氯酸钾放出的O2多,故C错误;
D、反应后溶液种类增加了55.4g﹣50g=5.4g,溶液增加的质量为参加反应的铁的质量减去反应生成氢气的质量,设参加反应的铁的质量为x。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ 溶液质量增加
56 2 56﹣2=54
x 55.4g﹣50g=5.4g
=
x=5.6g
x=5.6g,则含杂质的铁中铁的质量分数为:。故D正确。
故选:BD。
【典例11】(2023 扶沟县二模)已知难溶性的碱受热易分解,生成金属氧化物和水,请写出氢氧化铜受热分解的化学方程式 Cu(OH)2CuO+H2O ;若将10g含少量碳酸钠的碳酸氢钠样品充分加热至质量不再改变,称得剩余固体的质量为6.9g,则样品中碳酸氢钠的质量分数为 84% 。
【答案】Cu(OH)2CuO+H2O;84%。
【分析】根据难溶性的碱受热易分解生成金属氧化物和水来分析;
根据碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、二氧化碳和水,充分加热至质量不再改变,减少的质量是生成二氧化碳和水的质量和,结合题中数据来分析。
【解答】解:已知难溶性的碱受热易分解,生成金属氧化物和水,则氢氧化铜受热分解成氧化铜和水,反应的化学方程式为:Cu(OH)2CuO+H2O。
碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、二氧化碳和水,充分加热至质量不再改变,减少的质量是生成二氧化碳和水的质量和,
设样品中碳酸氢钠的质量为x。
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 质量减少△m
168 106 168﹣106=62
x 10g﹣6.9g=3.1g
x=8.4g
则样品中碳酸氢钠的质量分数为:×100%=84%。
故答案为:
Cu(OH)2CuO+H2O;84%。
【典例12】(2023 永州模拟)为了分析锌粉和铜粉混合物样品的组成,某同学称取10.0g样品,加入到足量的稀H2SO4溶液中,充分反应完全后,过滤、洗涤、干燥,称量剩余固体的质量为3.5g。请计算:
(1)样品中锌粉的质量为 6.5 g。
(2)若在上述反应条件下H2的密度为0.09g/L,试计算产生H2的体积(写出详细的计算过程,保留小数点后一位)。
【答案】(1)6.5;
(2)2.2L。
【分析】(1)锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜与硫酸不反应,故剩余固体为铜的质量;
(2)根据锌的质量,利用化学方程式求出氢气质量,进一步求出氢气体积。
【解答】解:(1)锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜与硫酸不反应,故剩余固体为铜的质量,锌的质量=10.0g﹣3.5g=6.5g;
(2)设生成氢气质量为x。
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 2
6.5g x
x=0.2g
产生氢气体积为≈2.2L
答:产生H2的体积为2.2L。
故答案为:
(1)6.5;
(2)2.2L。
1.(2023 青秀区校级开学)某有机化合物在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳与水的质量比是22:9,则该有机物的化学式可能是( )
A.CH4 B.C3H6 C.C2H2 D.C2H5OH
【答案】B
【分析】本题可以利用化学方程式来比较得出答案,也可以根据质量守恒定律,化学反应前后元素的质量相等来计算,后者更为简便.
【解答】解:根据二氧化碳和水的质量比为22:9,可计算出碳、氢两种元素的质量比为(22×):(9×)=6:1,根据质量守恒定律可知碳、氢元素均来自该化合物,所以其中碳氢原子的个数比是:=1:2,观察选项只有B中碳氢原子的个数比是1:2,其它均不符合两者的个数比。
故选:B。
2.(2023 鄂州)密闭容器里有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下反应,测得反应前及反应过程中的某个时刻各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是( )
A.b=8%
B.丁可能是该反应的催化剂
C.参加反应的甲和乙的质量比为5:1
D.该反应可以表示工业合成氨:N2+3H2 2NH3
【答案】C
【分析】化学反应遵循质量守恒定律,即参加反应的物质的质量之和,等于反应后生成的物质的质量之和,是因为化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变,据以上分析解答。
【解答】解:A.由图中数据可知,a=100%﹣14%﹣6%﹣70%=10%;b=100%﹣40%﹣10%﹣42%=8%;故正确;
B.由图中数据可知,a=100%﹣14%﹣6%﹣70%=10%;图示丁的质量分数也为10%,丁可能是该反应的催化剂,反应前后质量不变,故正确;
C.该反应中,甲和乙的质量比为(70%﹣42%):(14%﹣8%)=14:3,故错误;
D.该反应中,甲、乙、丙的质量比为(70%﹣42%):(14%﹣8%):(40%﹣6%)=14:3:17,所以该反应可以表示工业合成氨:N2+3H2 2NH3,故正确;
故选:C。
3.(2022秋 定远县期末)将“神舟七号”飞船送入太空的是“长征二号”F运载火箭,火箭工作中发生的反应为:C2H8N2+2R=3N2+4H2O+2CO2;其中R的化学式是( )
A.N2O4 B.NO2 C.N2O D.CH4
【答案】A
【分析】由质量守恒定律:反应前后,原子种类、数目均不变,据此由反应的化学方程式推断R的化学式。
【解答】解:由质量守恒定律:反应前后,原子种类、数目均不变,由反应的化学方程式,反应前碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、8、2、0,反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、8、6、8,根据反应前后原子种类、数目不变,则2R分子中含有4个氮原子和8个氧原子,则每个R分子由2个氮原子和4个氧原子构成,则物质R的化学式为N2O4。
故选:A。
4.(2023 洪山区校级模拟)下列关于C+O2CO2的说法中,不合理的是( )
A.表示碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳
B.参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:1
C.参加反应的碳和氧气的质量比为1:1
D.反应前后碳元素和氧元素的质量均不变
【答案】C
【分析】化学方程式可表示:反应物和生成物的种类;反应的条件;反应物和生成物的微观粒子个数比;反应物和生成物的质量比等。但要注意读化学方程式时,“+”应读作“和”,“═”应读作“生成”。
【解答】解:A、该化学方程式可表示碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳,故选项说法正确。
B、从微观上,点燃条件下,每1个碳原子和1个氧分子反应生成1个二氧化碳分子,参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:1,故选项说法正确。
C、参加反应的碳和氧气的质量比为12:32=3:8,故选项说法错误。
D、化学反应遵守质量守恒定律,反应前后碳元素和氧元素的质量均不变,故选项说法正确。
故选:C。
5.(2023春 荣成市期中)根据化学方程式CH4+2O22H2O+CO2,获得的相关信息不正确的是( )
A.甲烷和氧气在点燃条件下,生成水和二氧化碳
B.每1份质量的甲烷和2份质量的氧气在点燃条件下生成2份质量的水和1份质量的二氧化碳
C.每1个甲烷分子和2个氧分子在点燃条件下成生2个水分子和1个二氧化碳分子
D.参加反应的氧气与生成的二氧化碳的质量比是16:11
【答案】B
【分析】化学方程式可表示:反应物和生成物的种类;反应的条件;反应物和生成物的微观粒子个数比;反应物和生成物的质量比等.但要注意读化学方程式时,“+”应读作“和”,“═”应读作“生成”。
【解答】解:A、根据化学方程式可知,甲烷和氧气在点燃条件下,生成水和二氧化碳,正确;
B、根据化学方程式可知,每16份质量的甲烷和64份质量的氧气在点燃条件下生成36份质量的水和44份质量的二氧化碳,错误;
C、根据化学方程式可知,每1个甲烷分子和2个氧分子在点燃条件下成生2个水分子和1个二氧化碳分子,正确;
D、根据化学方程式可知,参加反应的氧气与生成的二氧化碳的质量比是64:44,化简为16:11,正确;
故选:B。
6.(2023春 新乡期中)将20g铁粉放入100g硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到的滤液质量为98g,则参加反应的铁粉质量为( )
A.7g B.10g C.14g D.20g
【答案】C
【分析】根据铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,然后依据化学反应中溶液质量的变化结合题中所给的数据进行解答。
【解答】解:设参加反应的铁粉质量为x。
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 溶液质量减轻
56 160 152 160﹣152=8
x 100g﹣98g=2g
解得:x=14g
由以上计算可知,C符合题意。
故选:C。
7.(2023 汝阳县二模)镁和铝分别与足量的稀盐酸反应,若生成氢气的质量相等,则参加反应的镁和铝的质量之比为( )
A.3:2 B.4:3 C.1:1 D.1:2
【答案】B
【分析】稀盐酸和镁反应生成氯化镁和氢气,稀盐酸和铝反应生成氯化铝和氢气,根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解:假设都生成1g氢气,需要镁的质量为x,需要铝的质量为y,
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,
24 2
x 1g
x=12g
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54 6
y 1g
y=9g
参加反应的镁和铝的质量之比为12g:9g=4:3。
故选:B。
8.(2023春 环翠区期中)在2A+B=2C+4D反应中,3.6gA与足量B恰好完全反应生成2.8gC和一定量的D。若B的化学式量(相对分子质量)为56,C的化学式量(相对分子质量)为14,则B和D的化学式量之比为( )
A.7:1 B.7:2 C.7:8 D.6:7
【答案】B
【分析】根据方程式计算出参加反应B的质量,再根据质量守恒定律,计算出生成D的质量,由反应的化学方程式列式计算出B和D的化学式量之比即可。
【解答】解:设参加反应的B的质量为x。
2A+B=2C+4D
56 28
x 2.8g
x=5.6g
根据质量守恒定律可知,D的质量=(3.6g+5.6g)﹣2.8g=6.4g。
设D的化学式量为y。
2A+B=2C+4D
28 4y
2.8g 6.4g
y=16
所以,则B和D的化学式量之比=56:16=7:2。
故选:B。
9.(2023 唐河县一模)央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧,其中有许多古今对比。净水—明代《天工开物》一书记载了明矾净水,明矾中钾离子的符号是 K+ ;如今使用高铁酸钾(K2FeO4)不仅能净水,还能消毒,其中涉及反应的化学方程式为4K2FeO4+10X═4Fe(OH)3↓+8KOH+3O2↑,则X的化学式为 H2O 。
【答案】K+;H2O。
【分析】根据离子的表示方法:在元素符号的右上角标出所带电荷的正负和数字,数字在前,正负在后,若为“1”省略,质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变进行分析。
【解答】解:离子的表示方法:在元素符号的右上角标出所带电荷的正负和数字,数字在前,正负在后,若为“1”省略,每个钾离子带一个单位的正电荷,所以钾离子的符号是K+;根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变,反应前钾、铁、氧、氢原子个数分别为8、4、16、0,反应前钾、铁、氧、氢原子个数分别为8、4、26、20,故X为H2O。故答案为:K+;H2O。
10.(2023春 张店区期中)写出下列反应的化学方程式。
(1)常温下,铝和氧气发生反应,在铝表面形成致密的三氧化二铝膜 4Al+3O2═2Al2O3 。
(2)氧化铜和碳在高温条件下反应生成铜和二氧化碳 C+2CuO2Cu+CO2↑ 。
(3)碳单质包括金刚石,石墨和C60等,它们的化学性质相似,写出C60在空气中完全燃烧的化学方程式 C60+60O260CO2 。
【答案】(1)4Al+3O2═2Al2O3;
(2)C+2CuO2Cu+CO2↑;
(3)C60+60O260CO2。
【分析】首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤(写、配、注、等)进行书写即可。
【解答】解:(1)常温下,铝和氧气发生反应,在铝表面形成致密的三氧化二铝膜,该反应的化学方程式为:4Al+3O2═2Al2O3。
(2)碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为:C+2CuO2Cu+CO2↑。
(3)C60在空气中完全燃烧生成二氧化碳,该反应的化学方程式为:C60+60O260CO2。
故答案为:
(1)4Al+3O2═2Al2O3;
(2)C+2CuO2Cu+CO2↑;
(3)C60+60O260CO2。
11.(2023春 莱西市校级月考)在反应2A+B=C+2D中,A、B、C 三 种物质的质量比为5:2:3,现用15g A与足量B反应,可生成 12 g D;若已知C的相对分子质量为m,则D的相对分子质量为 。
【答案】12;。
【分析】根据质量守恒定律考虑本题:参加反应的A和B的质量和等于生成的C和D的质量,A、B、C三种物质的质量比为5:2:3,所以A、B、C、D三种物质的质量比为5:2:3:4,进行解答。
【解答】解:在2A+B=C+2D中,A、B、C三种物质的质量比为5:2:3,所以A、B、C、D三种物质的质量比为5:2:3:4,所以A和D质量比为5:4,所以15gA与足量B反应生成D的质量是15g×=12g;
C和D的质量为3:4,设D的相对分子质量为x。
2A+2B﹦C+2D
m 2x
3 4
解得x=。
故答案为:12;。
12.(2023春 栖霞市期中)某兴趣小组的同学探究氧气性质的实验如图,请回答下列问题:
(1)图1的蜡烛燃烧过程中,通过现象 瓶壁有水雾生成 可以说明生成了水,检验另一种产物的方法是 向瓶中倒入少量的澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊 。蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧更为剧烈,其原因从微观上看是由于 单位体积空间里氧分子的数目越多,碰撞几率越大,反应就越剧烈 。
(2)镁不仅能够在氧气中燃烧,还能在氮气中燃烧生成氮化镁,已知氯化镁中氮元素显﹣3价,请你写出镁在氮气中燃烧的化学方程式 3Mg+N2Mg3N2 。若用镁来代替铜粉测定空气中氧气的含量,则会使实验测定的结果 偏大 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)小军发现铁丝燃烧后,生成的黑色固体的质量大于铁丝的质量,认为这个反应不遵循质量守恒定律。你是否同意小军的观点并说明理由 不同意,参加反应的铁和氧气的质量之和等于生成的四氧化三铁的质量,因此四氧化三铁的质量大于铁的质量 。实验证明,铁丝在空气中不能燃烧,而铁粉在空气中可以燃烧,说明铁在空气中能否燃烧和铁与氧气的 浓度 有关,请写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 3Fe+2O2Fe3O4 。
【答案】(1)瓶壁有水雾生成;向瓶中倒入少量的澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊;单位体积空间里氧分子的数目越多,碰撞几率越大,反应就越剧烈;
(2)3Mg+N2Mg3N2;偏大;
(3)不同意,参加反应的铁和氧气的质量之和等于生成的四氧化三铁的质量,因此四氧化三铁的质量大于铁的质量(答案合理即可);浓度;3Fe+2O2Fe3O4。
【分析】(1)根据图1的蜡烛燃烧过程中,通过瓶壁有水雾生成可以说明生成了水,另一种产物为二氧化碳,检验的方法是向瓶中倒入少量的澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊。蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧更为剧烈,因为单位体积空间里氧分子的数目越多,碰撞几率越大,反应就越剧烈进行分析;
(2)根据镁在氮气中燃烧生成氮化镁,氯化镁中氮元素显﹣3价,镁元素显+2价,氮化镁写为Mg3N2;用镁来代替铜粉测定空气中氧气的含量,镁和空气中的氧气、氮气均反应,会使实验测定的结果偏大进行分析;
(3)根据参加反应的铁和氧气的质量之和等于生成的四氧化三铁的质量,因此四氧化三铁的质量大于铁的质量,反应遵循质量守恒定律。铁丝在空气中不能燃烧,而铁粉在氧气中可以燃烧,说明铁在空气中能否燃烧和铁与氧气的浓度有关,铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁进行分析。
【解答】解:(1)图1的蜡烛燃烧过程中,通过瓶壁有水雾生成可以说明生成了水,另一种产物为二氧化碳,检验的方法是向瓶中倒入少量的澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊。蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧更为剧烈,因为单位体积空间里氧分子的数目越多,碰撞几率越大,反应就越剧烈;
(2)镁在氮气中燃烧生成氮化镁,氯化镁中氮元素显﹣3价,镁元素显+2价,氮化镁写为Mg3N2,化学方程式为:3Mg+N2 Mg3N2。用镁来代替铜粉测定空气中氧气的含量,镁和空气中的氧气、氮气均反应,会使实验测定的结果偏大;
(3)不同意小军的观点,参加反应的铁和氧气的质量之和等于生成的四氧化三铁的质量,因此四氧化三铁的质量大于铁的质量,反应遵循质量守恒定律。铁丝在空气中不能燃烧,而铁粉在氧气中可以燃烧,说明铁在空气中能否燃烧和铁与氧气的浓度有关,铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,化学方程式为:3Fe+2O2Fe3O4。
故答案为:(1)瓶壁有水雾生成;向瓶中倒入少量的澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊;单位体积空间里氧分子的数目越多,碰撞几率越大,反应就越剧烈;
(2)3Mg+N2Mg3N2;偏大;
(3)不同意,参加反应的铁和氧气的质量之和等于生成的四氧化三铁的质量,因此四氧化三铁的质量大于铁的质量(答案合理即可);浓度;3Fe+2O2Fe3O4。
13.(2023春 右玉县校级月考)向一定量的澄清石灰水中通入适量的二氧化碳,使氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀,得到的沉淀质量为10g。计算澄清石灰水中含氢氧化钙的质量。(计算结果保留一位小数)
【答案】7.4g。
【分析】氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解:设澄清石灰水中含氢氧化钙的质量为x。
Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,
74 100
x 10g
x=7.4g
答:澄清石灰水中含氢氧化钙的质量为7.4g。
14.(2023春 环翠区校级期末)王华同学在学习了化学反应的定量计算方法后,独立完成了一道计算题。请你认真阅读,并对发现的错误进行改正。
题目:某化学兴趣小组的同学在实验室利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。小明同学取了34g过氧化氢溶液倒入到盛有0.3g二氧化锰的锥形瓶(锥形瓶的质量为60g)中,当完全反应后,再称量,其质量变为93.5g。试计算参加反应的过氧化氢的质量。
(1)王华同学很快计算出生成的氧气的质量为 0.8 g。
(2)下面是王华同学的计算过程,请你按照正确的解题格式在下面的方框内帮他改正错误:
解:设有xg过氧化氢参加了反应。
H2O2H2↑+O2↑
34 32
xg 0.8
x=0.85
答:参加反应的过氧化氢的质量为0.85g。
【答案】(1)0.8;
(2)解:设参加反应的过氧化氢质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 0.8g
x=1.7g
答:参加反应的过氧化氢的质量为1.7g。
【分析】(1)根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变来分析;
(2)根据化学方程式计算的步骤“设、写、标、列、解、答”来分析。
【解答】解:(1)根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变,则生成氧气的质量为:34g+0.3g+60g﹣93.5g=0.8g。
(2)正确的解答如下:
解:设参加反应的过氧化氢质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 0.8g
x=1.7g
答:参加反应的过氧化氢的质量为1.7g。
故答案为:
(1)0.8;
(2)解:设参加反应的过氧化氢质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 0.8g
x=1.7g
答:参加反应的过氧化氢的质量为1.7g。
15.(2023 高要区一模)有一种石灰石样品的成分是CaCO3和SiO2(已知SiO2既不溶于水也不与盐酸反应).现取8g石灰石样品与足量的50g稀盐酸完全反应后,称得容器内的物质总质量为55.36g.
试回答下列问题:
(1)反应后容器内的物质有 SiO2、CaCl2、HCl、H2O .
(2)反应产生二氧化碳的质量为 2.64g .
(3)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少?
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据反应进行后的生成物以及不反应的物质情况分析解答;
(2)根据质量守恒定律计算生成二氧化碳的质量即可;
(3)利用所得的二氧化碳质量利用方程式即可计算碳酸钙的质量,从而可得该石灰石样品中碳酸钙的质量分数;
【解答】解:(1)由于石灰石样品中碳酸钙能与盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳,而烧杯中还含有不反应的二氧化硅以及剩余的盐酸,所以反应后容器内的物质有:SiO2、CaCl2、HCl、H2O;
(2)由质量守恒定律可知该反应生成的二氧化碳质量为:8g+50g﹣55.36g=2.64g;
(3)解:设石灰石样品中碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 2.64g
x=6g
石灰石样品中碳酸钙的质量分数为:×100%=75%
故答案为:(1)SiO2、CaCl2、HCl、H2O;(2)2.64g;(3)答:石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%;
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