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第一部分 物质科学
第12讲 有关化学方程式的计算
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 质量守恒定律
考点二 化学方程式的意义和书写
考点三 结合化学方程式进行计算
考点四 含一定杂质的化学方程式的计算
04题型精研·考向洞悉
题型一 化学方程式的化学式、系数的确定
题型二 纯净物的计算
题型三 不纯物质的计算
题型四 反应物中有一种过量的计算
题型五 无数据或数据缺失的计算
题型六 实验类计算
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点要求 课标要求 考查频次 命题预测
有关化学方程式的计算 1、认识质量守恒定律，并用它解释常见的现象;了解质量守恒定律的微观本质。 2、知道化学反应可以用化学方程式表示，了解化学方程式表示的意义及书写规则，能根据化学方程式进行简单的计算。 24年考查6分 1.质量守恒定律的命题点有：①根据宏观质量守恒计算物质的质量；②根据微观原子守恒计算物质的化学式；③根据物质的质量关系表格或坐标图写化学反应的表达式、判断化学反应类型等，多在选择题和填空题中出现，填空题中多以方框中的微粒变化等形式考察． 2化学方程式书写及其含义的命题点有：①化学方程式的配平；②根据信息书写化学方程式；③判断化学方程式是否书写正确；④判断化学方程式的含义是否正确，说出化学方程式的含义等，命题时常常在选择题或填空题中出现． 3.方程式计算命题点有：①方程式计算的基本步骤；②化学方程式计算与溶液的质量分数结合考察等．多在填空题和计算解答题中出现．
考点一 质量守恒定律
1. 定义：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
2.用质量守恒定律解释化学反应过程中的“变”与“不变”:
（1）六个“不变”：
① 原子——原子的个数、种类、质量不变;
② 元素——元素的种类、质量不变;
③ 物质的总质量不变。
（2）两个“一定改变”:物质的种类一定改变,物质的粒子构成一定改变。
（3）两个“可能改变”:元素的化合价可能改变,分子的数目可能改变。
（2024 湖州二模）古人会将炉甘石（ZnCO3）和木炭粉混合，加热到高温后可得到金属锌，实验过程中有如下反应发生：
①ZnCO3ZnO+CO2↑
②C+2ZnO2Zn+X↑
下列有关说法中错误的是（ ）
A．X的化学式为CO2
B．反应②中C做氧化剂
C．反应①前后各元素化合价均不改变
D．反应前后锌元素质量不变
（2024 舟山模拟）在一个密闭容器中放入X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如表，则下列关于反应的认识，正确的是（ ）
物质 X Y Z Q
反应前质量（g） 20 2 1 37
反应后质量（g） 待测a 32 待测b 12
A．a的取值范围：0≤a≤16
B．该反应类型一定属于化合反应
C．当a＝15时，物质Z在反应中起催化作用
D．当b＝1时，反应中X、Q的相对分子质量比为1：5
考点二 化学方程式的意义和书写
定义：用化学式表示化学反应的式子。
书写原则:以客观事实为依据，遵守质量守恒定律。
化学方程式的书写
（1）写:写出反应物和生成物的化学式;
（2）配:配平化学方程式;
（3）标:标明化学反应的条件，标出生成物的状态，把短线改为等号；
（4）查:检查化学式,配平是否正确,生成物状态(上下标)是否标注,反应条件是否标明。
4．意义
如反应2H2O22H2O＋O2↑表示的意义为：
(1)宏观①质的方面：过氧化氢在MnO2催化作用下反应生成水和氧气。
②量的方面：每68份质量的过氧化氢在催化剂作用下反应生成36份质量的水和32份质量的氧气。
(2)微观：2个过氧化氢分子在催化剂作用下反应生成2个水分子和1个氧气分子。
（2023 杭州模拟）小明笔记中有处错误你认为是图中的哪一处（ ）
A．a处 B．b 处 C．c处 D．d 处
（2024 温州模拟）明朝宋应星所著的《天工开物》，下面双引号部分为该书记载的内容。
（1）颜料制取：“水银入石亭脂（天然的硫），同研……得银朱（HgS）。”银朱是古代作画的红色颜料，制取银朱的化学方程式是 。
（2）生石灰的制取：“每煤饼一层，垒石（石灰石）一层，铺薪其底，灼火燔（灼烧）之，火力到后，烧酥石性。”“灼火燔之”发生的化学反应主要是CaCO3CaO+CO2↑，该反应的基本反应类型是 反应。
（3）池盐结晶：盐池内的溶质有氯化钠和硫酸镁。“待夏秋之交，南风（热风） 大起，则一宵（一夜） 结成，名曰颗盐（粗盐）。”若刮东北风（冷风），盐析出时则味苦（含硫酸镁）色恶，不堪食用。气温升高，盐池有氯化钠析出；气温降低，盐池有硫酸镁析出。请推测硫酸镁的溶解度随温度的变化规律。 。
考点三 结合化学方程式进行计算
1．知道反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量。
2．根据质量守恒定律的化学方程式的计算
解题步骤：
(1)设未知量，用x、y等字母表示(不带单位)；
(2)正确写出有关的化学方程式(注意配平)；
(3)找出相关物质间的质量关系，写在对应化学式的下面；
(4)列出比例式，求出未知量；
(5)简明写出答案。
①根据化学方程式计算要注意解题格式化，准确列出有关反应物或生成物质量比，特别是相对分子质量的计算；
②题设中未知数没有单位，求出的未知数应带单位；
③计算中已知量每步都要带单位。
（2024 浙江模拟）为了在太空中给航天员提供充足的氧气，其中一种解决方法是利用萨巴蒂尔反应并配合水的电解来实现氧气的再生，同时吸收二氧化碳，大致流程如图所示。其中，萨巴蒂尔反应的化学方程式为CO2+4H2X+2H2O。
（1）根据萨巴蒂尔反应的化学方程式，推断X的化学式为 。
（2）请根据以上信息分析，制取4.8kg氧气的同时，理论上可吸收多少质量的二氧化碳？
【新考法】（2024 瓯海区模拟）在已平衡的托盘天平左右托盘上各放一等质量的烧杯，并分别往烧杯中注入7.3%盐酸100g。向左盘烧杯中放入ag CaCO3粉末，往右盘烧杯中加入xg A物质粉末，充分反应后天平仍保持平衡。
（1）若A为KHCO3，且两只烧杯中均无固态物质存在，则x的取值必须满足的条件是 。
（2）若A为NaHCO3：
①当a≤10时，x的值为 （用含a的代数式表示，下同）。
②当12.4≥a＞10时，x的值为 。
③当a＞12.4时，x的值为 。
考点四 含一定杂质的化学方程式的计算
1．有关混合物的计算(混合物中杂质不参加反应或混合物中只有一种物质参加反应)。
2．原理：将不纯物质的质量转化为纯净物质的质量代入化学方程式进行计算，一般不纯物质有：样品、合金、矿石、溶液等。
3．公式
(1)纯净物的质量＝混合物的质量×纯度(或质量分数)
(2)纯度＝×100%
(3)纯净物的质量分数＝1－杂质的质量分数
①化学方程式中每一项都应是纯净的物质；
②化学方程式中每一种物质代入或算出的质量都是纯净的质量；
③有些参加反应的物质中还要分析是否完全反应，如反应不完全，该未反应部分质量不能按反应的质量进行计算
（2024 金华三模）氯化铁可作净化絮凝剂、清水剂、线路板蚀刻剂等多种用途，是非常重要的化工产品。小金同学想测一测实验室内一瓶FeCl3溶液的溶质质量分数，利用了一定质量的NaOH固体粉末做实验。四次实验结果如表所示：
实验次数 NaOH质量/g FeCl3溶液质量/g Fe（OH）3质量/g
1 12 200 10.7
2 24 200 21.4
3 48 300 32.1
4 60 400 42.8
根据实验结果回答下列问题：
（1）实验过程中可以观察到有 色沉淀生成；
（2）第 次实验，FeCl3和NaOH恰好完全反应；
（3）求实验中所用FeCl3溶液中溶质的质量分数（写出计算过程）。
（2024 拱墅区校级一模）某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查，测定石灰石中碳酸钙的质量分数，采用的方法如下：取该石灰石样品16g，把80g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水，不与稀盐酸反应）。请计算：
序号 加入稀盐酸的质量/g 剩余固体的质量/g
第1次 20 11
第2次 20 6
第3次 20 2.8
第4次 20 n
（1）上表中n的数值为 。
（2）样品中碳酸钙的质量分数是 。
（3）求盐酸中溶质的质量分数。
题型一 化学方程式的化学式、系数的确定
【新考法】（2024 瓯海区一模）“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如图所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．空气反应器中发生的反应为：2Cu2O+O24CuO
B．X中氮气的含量比空气中高
C．与直接燃烧相比，“化学链燃烧”有利于二氧化碳的捕集
D．等质量的甲烷直接燃烧比“化学链燃烧”消耗氧气多
（2024 杭州模拟）我国首台80吨液氧甲烷发动机“天鹊”（TQ﹣12）以甲烷为推进剂，液氧为助燃剂，下列有关说法正确的是（ ）
A．液氧甲烷发动机中发生的化学反应是CH4+2O2CO2+2H2O
B．在物质分类上，甲烷属于混合物
C．工业上主要通过加热高锰酸钾制取大量氧气
D．甲烷是由1个碳原子和4个氢原子构成
（2024 上城区校级三模）汽车尾气净化装置内装有含钯等元素的催化剂，汽车尾气中的部分物质在催化剂表面作用的机理如图所示。请回答：
（1）钯的其中一种天然同位素是108Pd，表示其质子数为46，相对原子质量为108，则一个108Pd原子中的中子数为 。
（2）尾气净化装置中，在催化剂表面发生总反应的化学方程式为 ，该过程中化合价上升的元素为： 。
题型二 纯净物的计算
（2024 温州模拟）纳米铁粉是指颗粒小到纳米级的铁粉，可用于处理废水中的许多重金属离子。例如：利用纳米铁粉与硫酸铜溶液反应除去重金属铜离子。
（1）写出纳米铁粉与硫酸铜反应的化学方程式 。
（2）相同条件下，等质量的纳米铁粉比普通铁粉去除重金属离子速率快得多，其原因是 。
（3）制备纳米铁粉的原理：FeCl2+H22HCl+Fe，如图为某次制备纳米铁粉过程中的部分质质量情况，则x＝ （用数据a、b、m和n表示）。
（2024 浙江模拟）常温下，向一定量的稀盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量。测得水的质量、氯化钠的质量随氢氧化钠溶液质量的变化关系如图甲、乙所示。求：
（1）图像 表示氯化钠的质量随氢氧化钠溶液质量的变化关系。
（2）当加入40gNaOH溶液时，所得溶液的溶质质量分数。
（3）a的值。
（4）稀盐酸的溶质质量分数。（计算结果精确至0.1%）
题型三 不纯物质的计算
（2024 温州模拟）建筑工地废弃的大理石边角料（主要成分为CaCO3，杂质不参加反应）可用于制备轻质碳酸钙（常用作牙膏中的摩擦剂）。大理石边角料经高温灼烧后分解生成生石灰（主要成分为CaO），生石灰随后与水反应生成石灰乳（主要成分为Ca（OH）2），最后向石灰乳中通入CO2即可得到轻质碳酸钙，工艺流程如下：
（1）操作a的具体步骤包括 、洗涤、干燥。
（3）计算本实验中使用的大理石边角料样品中碳酸钙（CaCO3）的质量分数。
（2024 浙江模拟）钙属于难溶性的盐，能与稀盐酸反应，碳酸锶（SrCO3）也能与稀盐酸发生类似反应。用碳取的玻璃，吸收X射线能力较强。小科为测定某碳酸锶样品中SrCO3的质量分数，取碳酸锶样品100g加在烧杯中，依次加入一定量的稀盐酸（样品中的其他物质不与稀盐酸反应），反应后烧杯和剩余物质的总质量，所得数据如表所示。
实验次数 1 2 3 4
加入稀盐酸质量（g） 100 100 100 100
反应后烧杯和剩余物质的总质量（g） 362.8 460.6 559.5 m
（1）碳酸锶与稀盐酸反应的化学方程式为 。
（2）m的值为 。
（3）实验所用烧杯的质量为 g。
（4）求碳酸锶样品中SrCO3的质量分数。
题型四 反应物中有一种过量的计算
（2024 温州模拟）小明向一定质量的氧化铜固体中加入过量的稀硫酸，充分反应后得到了只含（CuSO4和 H2SO4的废液。各取50克废液三份，向其中分别逐渐加入等浓度的氢氧化钠溶液，三组实验的数据与图像如下：
实验组数 第一组 第二组 第三组
加入氢氧化钠溶液质量/克 50 100 80
产生沉淀的质量/克 0.98 2.94 2.94
（1）计算50克废液中硫酸铜溶质的质量（写出计算过程）。
（2）若三组数据中，只有一组加入的氢氧化钠溶液与废液恰好完全反应，则如图中a的数值为 。
（3）请在图中画出生成沉淀质量随氢氧化钠溶液质量变化的图像。
（2024 莲都区二模）某科学兴趣小组在稀HCl和FeCl3的混合溶液中加入200g10%的NaOH溶液，溶液的pH随加入的NaOH溶液质量的变化如图所示。
（1）配制200g10%的NaOH溶液，需NaOH固体 g。
（2）从离子角度分析，a→b段发生的化学反应的实质是 。
（3）在图丙中画出沉淀质量与所加氢氧化钠溶液质量的关系图。（先写出计算过程，再作图）
题型五 无数据或数据缺失的计算
（2023 慈溪市校级模拟）有甲、乙、丙、丁四种物质，它们的微观示意图和在密闭容器中反应的质量变化如下表所示。下列说法正确的是（ ）
物质序号 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 68 100 0 0
反应后质量/g 0 4 x y
A．x：y＝9：32
B．乙、丙、丁都是氧化物
C．该反应中只有硫元素的化合价发生了改变
D．反应前后元素的种类发生了变化
（2023 镇海区模拟）某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如下表所示，下列有关该反应的说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 32 200 1 0
反应后质量/g 0 x y z
A．甲物质由碳原子和氢原子直接构成
B．该反应属于置换反应
C．参加反应的反应物分子个数比为1：1
D．x+y+z＝233
题型六 实验类计算
（2024 青田县模拟）小明为测量某品牌碳酸钙颗粒中碳酸钙的质量分数，采用不同的方法。
组序 反应前总质量/克 反应后总质量/克 二氧化碳的质量/克
1 237.71 237.25 0.46
2 232.06 231.62 0.44
3 220.00 219.58 0.42
（1）方法一：体积法。利用如图甲所示的装置进行实验，经检查该装置气密性良好。先将空注射器活塞从20毫升处开始推至底部，流入量筒内水的体积为13毫升；然后，实验中将20毫升的稀盐酸（足量）注入锥形瓶中与样品充分反应后，排出水的体积记为V，则生成二氧化碳的体积为 毫升。
（2）方法二：质量法。利用如图乙所示的装置，检测气密性良好后，取该品牌碳酸钙颗粒2克与足量盐酸反应，比较反应前后的总质量求出了生成二氧化碳的质量，重复3次实验，得到数据如表1所示。根据表格数据，计算出该品牌碳酸钙颗粒中碳酸钙的质量分数。（CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，钙片中的其它成分不与盐酸反应） 。
（3）从测量精确度角度考虑，你认为以上两种方法中哪种方法较好并说说你的理由。 。
（2024 舟山模拟）铁粉在潮湿的空气中容易生锈。现有a克部分生锈的铁粉样品，小金同学按如图所示装置进行实验，测定该样品中氧化铁的质量分数。（铁锈按氧化铁处理）
（1）该实验装置存在不足之处，请改正 。
（2）B装置中，在导管口连接一只带孔玻璃球泡的目的是 。
（3）实验过程中，小金认为CO气体起到多个作用：①作为氧化剂；②实验开始时，排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸：③将反应生成的CO2气体完全压入B装置中。你认为以上说法合理的是 。
（4）完全反应后，小金同学称得装置B增重c克，则该铁粉样品中氧化铁的质量分数为 。
基础巩固
（2024 杭州二模）手机芯片的核心材料是高纯硅，工业冶炼高纯硅过程中涉及了如下化学反应：SiCl4+2H2Si+4X，下列说法错误的是（ ）
A．该反应中X的化学式为HCl
B．该反应属于置换反应
C．该反应中分子种类发生改变
D．该反应中化合价升高的元素是氯元素
（2024 西湖区模拟）下列四个图像反映对应变化关系正确的是（ ）
A．图（1）是一定量的镁在过量的氧气中充分燃烧
B．图（2）是红磷在密闭容器中燃烧
C．图（3）是等质量的碳酸钙与足量溶质质量分数相同的稀盐酸反应
D．图（4）是电解水实验，生成的氢气和氧气之间的质量关系
（2024 瓯海区一模）某兴趣小组在研究Zn﹣Cu合金、Zn﹣Fe合金、Fe﹣Al合金、Fe﹣Cu合金时，发现其中一种合金9g与足量稀盐酸充分反应产生了0.4g气体，该合金可能是（ ）
A．Zn﹣Cu合金 B．Zn﹣Fe合金 C．Fe﹣Al合金 D．Fe﹣Cu合金
（2024 舟山模拟）在半导体硅元件生产中，常用氢氟酸（HF）来清除硅表面的氧化膜，反应原理可表示为SiO2+6HF═H2SiF6+2X。已知硅元素显+4价。下列说法错误的是（ ）
A．生成物X的化学式是H2O
B．H2SiF6中氟元素显﹣1价
C．该反应是复分解反应
D．地壳中硅元素含量仅次于氧元素
（2024 西湖区模拟）一包混合均匀的不纯碳酸钠固体，杂质可能是CuSO4、KNO3、CaCl2、NaHCO3中的一种或几种。现取该样品溶于水得到无色澄清溶液；另取样品10.6 g，加入100 g稀硫酸恰好完全反应，产生气体4.2 g（已知H2SO4+2NaHCO3═Na2SO4+2H2O+2CO2↑），则下列判断不正确的是（ ）
A．样品中一定没有CuSO4、CaCl2
B．样品中一定含有KNO3，可能含有NaHCO3
C．样品中一定含有NaHCO3，可能含有KNO3
D．所加的稀硫酸溶质的质量分数小于9.8%
（2024 西湖区模拟）最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn+2MnO2+X═ZnO+2MnOOH．下列说法正确的是（ ）
A．X为H2O
B．该反应中MnO2为催化剂
C．该反应为复分解反应
D．该反应中锌元素的化合价没有发生改变
（2024 西湖区校级二模）“化学——我们的生活，我们的未来”
（1）电解食盐水制烧碱：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+X↑，则X的化学式是 。
（2）如用刀片将玉米子粒从中央纵向剖开，在剖面上满一滴碘液，被染成蓝色的是 。
（2024 玉环市模拟）碳酸钠俗称纯碱，是重要的化工原料。我国化学先驱侯德榜发明的“侯氏制碱法”使我国在上世纪20年代的制碱工艺得到了极大的提升。化学反应2NaHCO3Na2CO3+X+CO2↑，是制碱工艺中的一环。
（1）上述化学方程式中X的化学式是 。
（2）生成物中的Na2CO3在物质分类上属于 。
（3）从化学反应类型角度分析，上述化学反应属于 。
（2024 鹿城区校级三模）2024年4月30日18时，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。载人飞船中常用过氧化钠（Na2O2）作为氧气再生剂，该物质在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2。为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验。
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式 。
（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是 。
（3）D瓶收集气体验满的操作是 。
（2024 鹿城区校级三模）我国科学家成功利用二氧化碳人工合成葡萄糖，该方法先用碳电还原法将二氧化碳转化为醋酸，再利用微生物发酵获得葡萄糖，如图所示。
（1）通电条件下，装置1中CO2分解成CO和常见气体单质X，X的化学式为 。
（2）从物质分类的角度看，该方案的中间产物醋酸（C2H4O2）属于化合物中的 。
（3）合成葡萄糖的总化学方程式为：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2，则理论上合成葡萄糖所需CO2与H2O的质量比为 。（填最简整数比）
能力提升
（2024 鹿城区校级一模）为了在2060年之前实现“碳中和”的目标，中国正在加快氢能、新能源汽车等相关技术和产业的发展，为宜居地球和绿色地球贡献中国力量。请回答下列问题：
（1）单质硼（B）可与水反应制取氢气，化学方程式为：2B+6H2O2B（OH）3+3H2↑，该化学反应属于 反应（填化学反应的基本类型）。
（2）合金Mg2Cu是一种潜在的储氢材料，该合金在一定条件下完全吸收氢气发生反应：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。MgH2固体与水混合，会反应生成Mg（OH）2并释放出H2，该反应的化学方程式为 。
（3）目前大多新能源电动汽车使用锂电池驱动。锂电池中的正极材料之一为LiFePO4，已知LiFePO4中Li和P元素的化合价分别为+1价和+5价，则Fe的化合价为 价。
（2024 柯桥区模拟）造纸术是中国四大发明之一，请根据题意回答问题：
（1）造纸过程中需要将生石灰和草木灰（主要成分K2CO3）混合配制浸泡用的“灰水”，该过程中发生的化学反应有： （写一个化学方程式）。小柯同学为了检验反应所得的上层清液中是否存在，设计了如下的实验方案，请你对该方案作出评价并说明理由 。
实验方案 现象 结论
取适量样品于试管中，滴加少量稀盐酸 溶液无气泡生成 溶液中不含
（2）小柯进行了下一个实验：测定m克草木灰中K2CO3的含量（忽略草木灰中其他成分对实验的影响，常温常压下，二氧化碳的密度为ρ克/毫升）。
①小柯利用如图装置开展实验，用排水法测量产生气体的体积，请正确绘制集气瓶中的导管。
②正确连接装置后，通过注射器向锥形瓶中持续注入稀硫酸至10毫升时，瓶内不再产生气泡，最终在量筒内收集到48毫升水。为了减小水残留在导管中等因素的影响，小柯用相同的实验装置，向锥形瓶中注入10毫升水，最终在量筒中只收集到4毫升水，则测得草木灰中K2CO3含量约为 （用m、ρ等表示）。
【新考法】（2024 杭州一模）二氧化碳是光合作用的原料，当二氧化碳浓度太低时，植物的光合作用速率会减低甚至停止。图甲是自然状态下大棚内二氧化碳浓度随时间变化的曲线图，日出后随着光照的增强二氧化碳浓度不断降低。图乙为一天中光照强度随时间的变化曲线。为提高棚内蔬菜瓜果的产量，人们常常向大棚内补充二氧化碳，以增强光合作用的强度。
（1）植物经过一夜的呼吸作用，使大棚内二氧化碳的浓度升高，产生的二氧化碳从植物叶片上的 （填结构）离开植物体内，进入大气。但是白天二氧化碳的浓度又会下降，结合图甲、图乙，分析从7：00到11：00大棚内二氧化碳浓度变化的原因 。
（2）图丙是一种“二氧化碳发生器”的装置图，在反应仓内放入原料碳酸氢铵（NH4HCO3），启动加热装置后发生化学反应：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。反应生成的混合气体进入水箱，其中氨气（NH3）溶于水并留在水箱中，二氧化碳经过出气管由排气装置排放到大棚的空气中，为棚内蔬菜提供光合作用所需的原料。结合下表中氨气与二氧化碳在水中的溶解度，解释氨气留在水箱中而二氧化碳逸出的原因 。
温度 溶解度（克） 物质 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NH3 89.9 68.3 52.9 40.9 31.6
CO2 0.33 0.23 0.17 0.13 0.1
（3）大棚内装有二氧化碳浓度及光感双控装置，当棚内二氧化碳浓度值低于0.1%时加热装置自动启动，分解NH4HCO3产生CO2，使大棚内CO2%维持在0.1%～0.12%；日落时光照减弱，加热装置自动关闭，停止产生CO2。已知该二氧化碳发生器中碳酸氢铵的分解速率为0.79千克/小时，请结合图甲计算该二氧化碳发生器一天中产生CO2的质量为 千克。
（2024 杭州模拟）家庭食用碱的主要成分是Na2CO3为测定食用碱中Na2CO3的质量分数。小金取了40 g食用碱平均分成四份，每份中滴入CaCl2溶液的质量及生成沉淀的质量见表，假设该食用碱中不含难溶性杂质且杂质均不与CaCl2溶液产生沉淀，分析回答：
实验一 实验二 实验三 实验四
食用碱的质量/g 10 10 10 10
加入CaCl2溶液的质量/g 20 40 60 80
生成沉淀的质量/g 3 6 8 m
（1）表格中m的值应为 ；
（2）Na2CO3在实验 （填数字）中是反应完全的；
（3）计算该食用碱中Na2CO3的质量分数是多少（结果精确到0.1%）？
（2024 舟山模拟）为了更好地培养学生的实验探究能力，加强科学综合性实践活动，某校兴趣小组欲测定金华双龙洞”石笋”中碳酸钙的含量，实验过程如下：取一定量的石笋样品碾碎，放置于烧杯中，加入80g稀盐酸，将烧杯置于电子秤上，在化学反应过程中对烧杯及其剩余物质进行了5次读数，记录数据如表（反应后经测试盐酸仍有剩余，假设反应匀速进行，生成气体全部逸出，杂质不与盐酸反应，烧杯质量为20g）：
反应时间/s 20 40 60 80 100
烧杯和药品质量/g 113.8 111.6 m 110.5 110.5
请计算：
（1）称得固体质量为 克。
（2）表中的m值为 。
（3）计算该石笋样品中碳酸钙的质量分数。（结果保留一位小数）。
是78.1%。
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第一部分 物质科学
第12讲 有关化学方程式的计算
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 质量守恒定律
考点二 化学方程式的意义和书写
考点三 结合化学方程式进行计算
考点四 含一定杂质的化学方程式的计算
04题型精研·考向洞悉
题型一 化学方程式的化学式、系数的确定
题型二 纯净物的计算
题型三 不纯物质的计算
题型四 反应物中有一种过量的计算
题型五 无数据或数据缺失的计算
题型六 实验类计算
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点要求 课标要求 考查频次 命题预测
有关化学方程式的计算 1、认识质量守恒定律，并用它解释常见的现象;了解质量守恒定律的微观本质。 2、知道化学反应可以用化学方程式表示，了解化学方程式表示的意义及书写规则，能根据化学方程式进行简单的计算。 24年考查6分 1.质量守恒定律的命题点有：①根据宏观质量守恒计算物质的质量；②根据微观原子守恒计算物质的化学式；③根据物质的质量关系表格或坐标图写化学反应的表达式、判断化学反应类型等，多在选择题和填空题中出现，填空题中多以方框中的微粒变化等形式考察． 2化学方程式书写及其含义的命题点有：①化学方程式的配平；②根据信息书写化学方程式；③判断化学方程式是否书写正确；④判断化学方程式的含义是否正确，说出化学方程式的含义等，命题时常常在选择题或填空题中出现． 3.方程式计算命题点有：①方程式计算的基本步骤；②化学方程式计算与溶液的质量分数结合考察等．多在填空题和计算解答题中出现．
考点一 质量守恒定律
1. 定义：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
2.用质量守恒定律解释化学反应过程中的“变”与“不变”:
（1）六个“不变”：
① 原子——原子的个数、种类、质量不变;
② 元素——元素的种类、质量不变;
③ 物质的总质量不变。
（2）两个“一定改变”:物质的种类一定改变,物质的粒子构成一定改变。
（3）两个“可能改变”:元素的化合价可能改变,分子的数目可能改变。
（2024 湖州二模）古人会将炉甘石（ZnCO3）和木炭粉混合，加热到高温后可得到金属锌，实验过程中有如下反应发生：
①ZnCO3ZnO+CO2↑
②C+2ZnO2Zn+X↑
下列有关说法中错误的是（ ）
A．X的化学式为CO2
B．反应②中C做氧化剂
C．反应①前后各元素化合价均不改变
D．反应前后锌元素质量不变
【解答】解：A、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应②中反应物含C、Zn、O的个数分别是1、2、2，生成物中含C、Zn、O的个数分别是0、2、0，故生成物中还应含1个C、2个O，故X的化学式为：CO2，故A正确；
B、氧化还原反应中，能夺取含氧化物中氧元素的物质具有还原性，作还原剂，C在反应②中夺取了氧化锌中的氧，做还原剂，故B错误。
C、反应①中，锌元素反应前后的化合价都为+2，氧元素反应前后的化合价都为﹣2，碳元素反应前后的化合价都为+4，故C正确；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素质量不变，因此反应前后锌元素质量不变，故D正确；
故选：B。
（2024 舟山模拟）在一个密闭容器中放入X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如表，则下列关于反应的认识，正确的是（ ）
物质 X Y Z Q
反应前质量（g） 20 2 1 37
反应后质量（g） 待测a 32 待测b 12
A．a的取值范围：0≤a≤16
B．该反应类型一定属于化合反应
C．当a＝15时，物质Z在反应中起催化作用
D．当b＝1时，反应中X、Q的相对分子质量比为1：5
【解答】解：A.依据质量守恒定律可知，20+2+1+37＝a+32+b+12，a+b＝16，a＝16﹣b，b＝0时，a＝16；b＝16时，a＝0，则a的取值范围：0≤a≤16；故A正确；
B.分析表中数据可知，Q为反应物，Y为生成物，但X、Z无法确定，则该反应的反应类型无法确定，故B错误；
C.分析表中数据可知，当a＝15时，物质Z在反应前后的质量不变，但催化剂特点是反应前后质量和化学性质不变，改变其它反应速率，则物质Z在反应中不一定起催化作用，故C错误；
D.分析表中数据可知，当b＝1时，反应中X、Q的质量比为5：25＝1：5，无法确定其相对分子质量之比，故D错误；
故选：A。
考点二 化学方程式的意义和书写
定义：用化学式表示化学反应的式子。
书写原则:以客观事实为依据，遵守质量守恒定律。
化学方程式的书写
（1）写:写出反应物和生成物的化学式;
（2）配:配平化学方程式;
（3）标:标明化学反应的条件，标出生成物的状态，把短线改为等号；
（4）查:检查化学式,配平是否正确,生成物状态(上下标)是否标注,反应条件是否标明。
4．意义
如反应2H2O22H2O＋O2↑表示的意义为：
(1)宏观①质的方面：过氧化氢在MnO2催化作用下反应生成水和氧气。
②量的方面：每68份质量的过氧化氢在催化剂作用下反应生成36份质量的水和32份质量的氧气。
(2)微观：2个过氧化氢分子在催化剂作用下反应生成2个水分子和1个氧气分子。
（2023 杭州模拟）小明笔记中有处错误你认为是图中的哪一处（ ）
A．a处 B．b 处 C．c处 D．d 处
【解答】解：A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，故选项说法正确。
B、一氧化碳夺取了氧化铁中的氧发生了氧化反应，具有还原性，故选项说法错误。
C、该反应的条件是高温，故选项说法正确。
D、该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故选项说法正确。
故选：B。
（2024 温州模拟）明朝宋应星所著的《天工开物》，下面双引号部分为该书记载的内容。
（1）颜料制取：“水银入石亭脂（天然的硫），同研……得银朱（HgS）。”银朱是古代作画的红色颜料，制取银朱的化学方程式是 。
（2）生石灰的制取：“每煤饼一层，垒石（石灰石）一层，铺薪其底，灼火燔（灼烧）之，火力到后，烧酥石性。”“灼火燔之”发生的化学反应主要是CaCO3CaO+CO2↑，该反应的基本反应类型是 反应。
（3）池盐结晶：盐池内的溶质有氯化钠和硫酸镁。“待夏秋之交，南风（热风） 大起，则一宵（一夜） 结成，名曰颗盐（粗盐）。”若刮东北风（冷风），盐析出时则味苦（含硫酸镁）色恶，不堪食用。气温升高，盐池有氯化钠析出；气温降低，盐池有硫酸镁析出。请推测硫酸镁的溶解度随温度的变化规律。 。
【解答】解：（1）由题意可知，硫和汞反应生成HgS，化学方程式为Hg+S＝HgS；
（2）该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
（3）根据若刮东北风（冷风），盐析出时则味苦（含硫酸镁）色恶，不堪食用。气温升高，盐池有氯化钠析出；气温降低，盐池有硫酸镁析出，说明温度降低，硫酸镁会析出晶体，说明硫酸镁溶解度随温度降低而减少。
考点三 结合化学方程式进行计算
1．知道反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量。
2．根据质量守恒定律的化学方程式的计算
解题步骤：
(1)设未知量，用x、y等字母表示(不带单位)；
(2)正确写出有关的化学方程式(注意配平)；
(3)找出相关物质间的质量关系，写在对应化学式的下面；
(4)列出比例式，求出未知量；
(5)简明写出答案。
①根据化学方程式计算要注意解题格式化，准确列出有关反应物或生成物质量比，特别是相对分子质量的计算；
②题设中未知数没有单位，求出的未知数应带单位；
③计算中已知量每步都要带单位。
（2024 浙江模拟）为了在太空中给航天员提供充足的氧气，其中一种解决方法是利用萨巴蒂尔反应并配合水的电解来实现氧气的再生，同时吸收二氧化碳，大致流程如图所示。其中，萨巴蒂尔反应的化学方程式为CO2+4H2X+2H2O。
（1）根据萨巴蒂尔反应的化学方程式，推断X的化学式为 。
（2）请根据以上信息分析，制取4.8kg氧气的同时，理论上可吸收多少质量的二氧化碳？
【解答】解：（1）萨巴蒂尔反应的化学方程式为：CO2+4H2X+2H2O，反应前碳、氢、氧的原子个数分别为1、8、2，反应后碳、氢、氧的原子个数分别为0、4、2，根据质量守恒定律可知，一个X分子由1个碳原子和4个氢原子构成，故X的化学式为CH4；故答案为：CH4；
（2）设理论上可吸收二氧化碳的质量为x，根据 CO2+4H2CH4+2H2O和2H2O2H2↑+O2↑，可得：
CO2～4H2～2O2
44 64
x 4.8kg
＝
x＝3.3kg
答：理论上可吸收3.3kg质量的二氧化碳。
【新考法】（2024 瓯海区模拟）在已平衡的托盘天平左右托盘上各放一等质量的烧杯，并分别往烧杯中注入7.3%盐酸100g。向左盘烧杯中放入ag CaCO3粉末，往右盘烧杯中加入xg A物质粉末，充分反应后天平仍保持平衡。
（1）若A为KHCO3，且两只烧杯中均无固态物质存在，则x的取值必须满足的条件是 。
（2）若A为NaHCO3：
①当a≤10时，x的值为 （用含a的代数式表示，下同）。
②当12.4≥a＞10时，x的值为 。
③当a＞12.4时，x的值为 。
【解答】解：（1）分析KHCO3+HCl＝KCl+H2O+CO2↑和CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑反应可知，由于KHCO3、CaCO3的相对分子质量都为100，向左盘烧杯中放入ag CaCO3粉末，往右盘烧杯中加入KHCO3的质量也为ag，充分反应后天平仍保持平衡，两只烧杯中均无固态物质存在，说明ag物质都已反应完，
设与7.3%盐酸100g恰好反应时，需要碳酸钙的质量为x，生成二氧化碳的质量为z
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 73 44
x 100g×7.3% z
＝ ＝
x＝10g z＝4.4g
若A为KHCO3，且两只烧杯中均无固态物质存在，则x的取值必须满足的条件是x＝a≤10，故填：x＝a≤10；
（2）设与7.3%盐酸100g恰好反应时，需要碳酸氢钠的质量为y，生成二氧化碳的质量为B
NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑
84 36.5 44
y 100g×7.3% B
＝＝
y＝16.8g B＝8.8g
①当a≤10时，说明盐酸过量，
设向左盘烧杯中放入ag CaCO3粉末增量为A
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 增量△M
100 44 56
ag A
＝
A＝
设往右盘烧杯中加入xg NaHCO3物质粉末，充分反应后天平仍保持平衡
NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑ 增量△M
84 44 40
xg
＝
x＝1.176a
则当a≤10时，x的值为1.176a，故填：1.176a；
②通过以上分析可知，当12.4≥a＞10时，ag碳酸钙与100g7.3%盐酸恰好完全反应，生成4.4g二氧化碳，左盘的增量为（a﹣4.4）g，右盘xgNaHCO3完全反应，设往右盘烧杯中加入xg NaHCO3物质粉末，充分反应后天平仍保持平衡，
NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑ 增量△M
84 44 40
xg （a﹣4.4）g
＝
x＝2.1a﹣9.24
则当12.4≥a＞10时，x的值为2.1a﹣9.24；故填：2.1a﹣9.24；
③通过以上分析可知，当a≥16.8时，两盘的固体粉末都有剩余，100g7.3%的盐酸都已反应完，保持天平平衡应满足a﹣4.4＝x﹣8.8，解得x＝a+4.4。
当12.4＜a＜16.8时，左盘碳酸钙有剩余反应，增量为（a﹣4.4）g，右盘碳酸氢钠完全反应，设右盘增量为A，NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑ 增量△m
84 44 A
＝，A＝g
则g＝（a﹣4.4）g，x＝2.1（a﹣4.4）
故填：a+4.4或2.1（a﹣4.4）。
考点四 含一定杂质的化学方程式的计算
1．有关混合物的计算(混合物中杂质不参加反应或混合物中只有一种物质参加反应)。
2．原理：将不纯物质的质量转化为纯净物质的质量代入化学方程式进行计算，一般不纯物质有：样品、合金、矿石、溶液等。
3．公式
(1)纯净物的质量＝混合物的质量×纯度(或质量分数)
(2)纯度＝×100%
(3)纯净物的质量分数＝1－杂质的质量分数
①化学方程式中每一项都应是纯净的物质；
②化学方程式中每一种物质代入或算出的质量都是纯净的质量；
③有些参加反应的物质中还要分析是否完全反应，如反应不完全，该未反应部分质量不能按反应的质量进行计算
（2024 金华三模）氯化铁可作净化絮凝剂、清水剂、线路板蚀刻剂等多种用途，是非常重要的化工产品。小金同学想测一测实验室内一瓶FeCl3溶液的溶质质量分数，利用了一定质量的NaOH固体粉末做实验。四次实验结果如表所示：
实验次数 NaOH质量/g FeCl3溶液质量/g Fe（OH）3质量/g
1 12 200 10.7
2 24 200 21.4
3 48 300 32.1
4 60 400 42.8
根据实验结果回答下列问题：
（1）实验过程中可以观察到有 色沉淀生成；
（2）第 次实验，FeCl3和NaOH恰好完全反应；
（3）求实验中所用FeCl3溶液中溶质的质量分数（写出计算过程）。
【解答】解：（1）氢氧化钠和氯化铁溶液反应生成红褐色沉淀氢氧化铁和氯化钠，则实验过程中可以观察到有红褐色沉淀生成；
（2）第1次12g氢氧化钠与200g氯化铁溶液反应生成沉淀为10.7g，第2次24g氢氧化钠与200g氯化铁溶液反应生成沉淀为21.4g，第3次48g氢氧化钠与300g氯化铁溶液反应生成沉淀为32.1g，第4次60g氢氧化钠与400g氯化铁溶液反应生成沉淀为42.8g，分析以上数据可知，第2次实验，FeCl3和NaOH恰好完全反应，即200g氯化铁溶液和24g氢氧化钠粉末恰好完全反应生成沉淀21.4g；
（3）设200g氯化铁溶液中溶质氯化铁的质量为x，
FeCl3+3NaOH＝Fe（OH）3↓+3NaCl
162.5 107
x 21.4g
＝
x＝32.5g
则实验中所用FeCl3溶液中溶质的质量分数为×100%＝16.25%；
答：实验中所用FeCl3溶液中溶质的质量分数为16.25%。
（2024 拱墅区校级一模）某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查，测定石灰石中碳酸钙的质量分数，采用的方法如下：取该石灰石样品16g，把80g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水，不与稀盐酸反应）。请计算：
序号 加入稀盐酸的质量/g 剩余固体的质量/g
第1次 20 11
第2次 20 6
第3次 20 2.8
第4次 20 n
（1）上表中n的数值为 。
（2）样品中碳酸钙的质量分数是 。
（3）求盐酸中溶质的质量分数。
【解答】解：（1）根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g，说明此时碳酸钙已反应完，不再产生气体，故表中n的数值为2.8。
（2）样品中碳酸钙的质量分数＝×100%＝82.5%。
（3）由试题分析20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应
解：设第一次参与反应的HCl质量为x，
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
5g x
解之得：x＝3.65g，
盐酸中溶质的质量分数为：×100%＝18.25%。
故答案为：（1）2.8；（2）82.5%；（3）答：盐酸中溶质的质量分数为18.25%。
题型一 化学方程式的化学式、系数的确定
【新考法】（2024 瓯海区一模）“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如图所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．空气反应器中发生的反应为：2Cu2O+O24CuO
B．X中氮气的含量比空气中高
C．与直接燃烧相比，“化学链燃烧”有利于二氧化碳的捕集
D．等质量的甲烷直接燃烧比“化学链燃烧”消耗氧气多
【解答】解：A、空气反应器中Cu2O和氧气反应生成氧化铜，反应的化学方程式为2Cu2O+O24CuO，故选项说法正确。
B、空气反应器中Cu2O和氧气反应生成氧化铜，氧气被消耗，则X中氮气的含量比空气中高，故选项说法正确。
C、与直接燃烧相比，“化学链燃烧”产生的气体生成物只有二氧化碳和水蒸气，水蒸气冷却后变为液态水，有利于二氧化碳的捕集，故选项说法正确。
D、根据质量守恒定律可知，消耗等质量甲烷，生成的二氧化碳和水的质量不变，参加反应的氧气的质量也不变，则等质量的甲烷直接燃烧和“化学链燃烧”消耗的氧气一样多，故选项说法错误。
故选：D。
（2024 杭州模拟）我国首台80吨液氧甲烷发动机“天鹊”（TQ﹣12）以甲烷为推进剂，液氧为助燃剂，下列有关说法正确的是（ ）
A．液氧甲烷发动机中发生的化学反应是CH4+2O2CO2+2H2O
B．在物质分类上，甲烷属于混合物
C．工业上主要通过加热高锰酸钾制取大量氧气
D．甲烷是由1个碳原子和4个氢原子构成
【解答】解：A、在点燃的条件下，甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，选项说法正确；
B、甲烷是由一种物质组成的，因此属于纯净物，选项说法错误；
C、工业上主要通过分离液态空气法制取大量氧气，选项说法错误；
D、甲烷是由甲烷分子构成的，1个甲烷分子是由1个碳原子和4个氢原子构成，选项说法错误。
故选：A。
（2024 上城区校级三模）汽车尾气净化装置内装有含钯等元素的催化剂，汽车尾气中的部分物质在催化剂表面作用的机理如图所示。请回答：
（1）钯的其中一种天然同位素是108Pd，表示其质子数为46，相对原子质量为108，则一个108Pd原子中的中子数为 。
（2）尾气净化装置中，在催化剂表面发生总反应的化学方程式为 ，该过程中化合价上升的元素为： 。
【解答】解：（1）钯的其中一种天然同位素是108Pd，表示其质子数为46，相对原子质量为108，则一个108Pd原子中的中子数为108﹣46＝62；故答案为：62；
（2）尾气净化装置中，在催化剂表面，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和一氧化碳反应生成氮气和二氧化碳，总的反应是在催化剂表面，一氧化氮、氧气、一氧化碳反应生成氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2。该反应中，氮元素由+2价变成0，碳元素的化合价为+2价变成+4价，部分氧元素的化合价由零变成﹣2价，则该过程中化合价上升的元素为碳元素；故答案为：2NO+O2+4CO4CO2+N2；碳元素。
题型二 纯净物的计算
（2024 温州模拟）纳米铁粉是指颗粒小到纳米级的铁粉，可用于处理废水中的许多重金属离子。例如：利用纳米铁粉与硫酸铜溶液反应除去重金属铜离子。
（1）写出纳米铁粉与硫酸铜反应的化学方程式 。
（2）相同条件下，等质量的纳米铁粉比普通铁粉去除重金属离子速率快得多，其原因是 。
（3）制备纳米铁粉的原理：FeCl2+H22HCl+Fe，如图为某次制备纳米铁粉过程中的部分质质量情况，则x＝ （用数据a、b、m和n表示）。
【解答】解：（1）纳米铁粉与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
（2）相同条件下，等质量的纳米铁粉比普通铁粉去除重金属离子速率快得多，其原因是纳米铁粉颗粒更小，反应时的接触面更大，反应速度更快。
（3）反应的氢气质量是bg﹣ng，反应的氯化亚铁的质量是ag，反应生成氯化氢质量是mg，根据质量守恒定律可知，纳米铁粉x＝a+b﹣n﹣m。
（2024 浙江模拟）常温下，向一定量的稀盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量。测得水的质量、氯化钠的质量随氢氧化钠溶液质量的变化关系如图甲、乙所示。求：
（1）图像 表示氯化钠的质量随氢氧化钠溶液质量的变化关系。
（2）当加入40gNaOH溶液时，所得溶液的溶质质量分数。
（3）a的值。
（4）稀盐酸的溶质质量分数。（计算结果精确至0.1%）
【解答】解：（1）由图像看出，甲中物质的质量从0开始，乙中反应前物质有一定的质量，常温下，向一定量的稀盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，开始氯化钠质量为0，因此图像甲表示氯化钠的质量随氢氧化钠溶液质量的变化关系；故答案为：甲；
（2）由图像看出当加入20g氢氧化钠溶液时生成氯化钠5.85g，当加入40gNaOH溶液时，恰好完全反应，因此生成氯化钠质量为5.85g×2＝11.7g，所得溶液的溶质质量分数为：×100%＝10%；
答：当加入40gNaOH溶液时，所得溶液的溶质质量分数为10%；
（3）设氯化氢的质量为x，氢氧化钠的质量为y，生成水的质量为z。
HCl+NaOH＝NaCl+H2O
36.5 40 58.5 18
x y 11.7g z
＝ ＝ ＝
x＝7.3g y＝8g z＝3.6g
a＝105.3g﹣3.6g﹣（40g﹣8）＝69.7g；
答：a的值为69.7g；
（4）稀盐酸的溶质质量分数为：×100%≈9.5%；
答：稀盐酸的溶质质量分数9.5%。
题型三 不纯物质的计算
（2024 温州模拟）建筑工地废弃的大理石边角料（主要成分为CaCO3，杂质不参加反应）可用于制备轻质碳酸钙（常用作牙膏中的摩擦剂）。大理石边角料经高温灼烧后分解生成生石灰（主要成分为CaO），生石灰随后与水反应生成石灰乳（主要成分为Ca（OH）2），最后向石灰乳中通入CO2即可得到轻质碳酸钙，工艺流程如下：
（1）操作a的具体步骤包括 、洗涤、干燥。
（3）计算本实验中使用的大理石边角料样品中碳酸钙（CaCO3）的质量分数。
【解答】解：（1）操作a的具体步骤包括过滤、洗涤、干燥。
故答案为：过滤。
（2）设大理石边角料样品中碳酸钙（CaCO3）的质量分数是x。
反应生成二氧化碳质量是10g﹣6.7g＝3.3g。
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
10gx 3.3g
＝
x＝75%
答：大理石边角料样品中碳酸钙（CaCO3）的质量分数是75%。
（2024 浙江模拟）钙属于难溶性的盐，能与稀盐酸反应，碳酸锶（SrCO3）也能与稀盐酸发生类似反应。用碳取的玻璃，吸收X射线能力较强。小科为测定某碳酸锶样品中SrCO3的质量分数，取碳酸锶样品100g加在烧杯中，依次加入一定量的稀盐酸（样品中的其他物质不与稀盐酸反应），反应后烧杯和剩余物质的总质量，所得数据如表所示。
实验次数 1 2 3 4
加入稀盐酸质量（g） 100 100 100 100
反应后烧杯和剩余物质的总质量（g） 362.8 460.6 559.5 m
（1）碳酸锶与稀盐酸反应的化学方程式为 。
（2）m的值为 。
（3）实验所用烧杯的质量为 g。
（4）求碳酸锶样品中SrCO3的质量分数。
【解答】解：（1）碳酸锶和盐酸反应生成氯化锶、水和二氧化碳，化学方程式为SrCO3+2HCl═SrCl2+CO2↑+H2O；
（2）由数据可知，实验2中的物质反应后产生CO2的质量为：362.8g+100g﹣460.6g＝2.2g，实验3中的物质反应后产生CO2的质量为：460.6g+100g﹣559.5g＝1.1g，说明碳酸锶已经完全反应，可得实验1生成CO2的质量为2.2g；所以m＝559.5+100＝659.5；
（3）实验所用烧杯的质量为362.8g+2.2g﹣100g﹣100g＝165g；
（4）设碳酸锶的质量为x，
由表中数据可知，碳酸锶完全反应生成二氧化碳质量是5.5g，
SrCO3+2HCl═SrCl2+CO2↑+H2O
148 44
x 5.5g
x＝18.5g
碳酸锶样品中SrCO3的质量分数是：×100%＝18.5%，
答：碳酸锶样品中SrCO3的质量分数是18.5%。
题型四 反应物中有一种过量的计算
（2024 温州模拟）小明向一定质量的氧化铜固体中加入过量的稀硫酸，充分反应后得到了只含（CuSO4和 H2SO4的废液。各取50克废液三份，向其中分别逐渐加入等浓度的氢氧化钠溶液，三组实验的数据与图像如下：
实验组数 第一组 第二组 第三组
加入氢氧化钠溶液质量/克 50 100 80
产生沉淀的质量/克 0.98 2.94 2.94
（1）计算50克废液中硫酸铜溶质的质量（写出计算过程）。
（2）若三组数据中，只有一组加入的氢氧化钠溶液与废液恰好完全反应，则如图中a的数值为 。
（3）请在图中画出生成沉淀质量随氢氧化钠溶液质量变化的图像。
【解答】解：（1）设废液中硫酸铜的质量为x，氢氧化钠的质量为y。
CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4
160 80 98
x y 2.94g
＝
x＝4.8g y＝2.4g
答：50克废液中硫酸铜溶质的质量为4.8g；
（2）从数据分析，硫酸铜与氢氧化钠完全反应会生成2.94g沉淀。第一组只生成0.98g沉淀，不会恰好完全反应。如果氢氧化钠完全反应，加入的氢氧化钠溶液质量越大，产生的沉淀越多；第二组加入氢氧化钠溶液质量比第三组多，但生成的沉淀质量相同。所以第二组有氢氧化钠剩余，不会恰好完全反应。如有一组加入的氢氧化钠溶液与废液恰好完全反应，一定为第三组；故a的值为：80g+50g﹣2.94g＝127.06g；故答案为：127.06；
（3）分析第一组和第三组数据可知，增加30g氢氧化钠溶液，沉淀增加1.96g，但是第一组实验加入50g氢氧化钠溶液，只产生0.98g沉淀，说明有部分氢氧化钠先与硫酸，反应，再与硫酸铜反应。故刚开始无明显现象，一段时间后产生蓝色沉淀，由于氢氧化钠溶液每增加30g，沉淀的质量就增加1.96g，通过比例法：30g：1.96g＝x：0.98g，可以计算出第一组生成沉淀用去氢氧化钠溶液的质量x＝15g，则与稀硫酸反应的质量是50g﹣15g＝35g，所以起点是（35，0）。由于第三组是恰好完全反应，所以拐点是（80，2.94），终点是（100，2.94）。根据数据作图即可；图像为：；
（2024 莲都区二模）某科学兴趣小组在稀HCl和FeCl3的混合溶液中加入200g10%的NaOH溶液，溶液的pH随加入的NaOH溶液质量的变化如图所示。
（1）配制200g10%的NaOH溶液，需NaOH固体 g。
（2）从离子角度分析，a→b段发生的化学反应的实质是 。
（3）在图丙中画出沉淀质量与所加氢氧化钠溶液质量的关系图。（先写出计算过程，再作图）
【解答】解：（1）配制200g10%的NaOH溶液，需NaOH固体的质量为200g×10%＝20g；
（2）氢氧化钠溶液先和稀盐酸反应，生成氯化钠和水，当稀盐酸完全反应后，氢氧化钠再和氯化铁反应，生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，a→b段发生的化学反应的实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水分子（H++OH﹣＝H2O）；
（3）由图可知，与盐酸反应的氢氧化钠溶液为40g，与氯化铁反应的氢氧化钠溶液为160g﹣40g＝120g，
设生成氢氧化铁的质量为x。
3NaOH+FeCl3═Fe（OH）3↓+3NaCl
120 107
120g×10% x
x＝10.7g
所以沉淀质量与所加氢氧化钠溶液质量的关系图为。
题型五 无数据或数据缺失的计算
（2023 慈溪市校级模拟）有甲、乙、丙、丁四种物质，它们的微观示意图和在密闭容器中反应的质量变化如下表所示。下列说法正确的是（ ）
物质序号 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 68 100 0 0
反应后质量/g 0 4 x y
A．x：y＝9：32
B．乙、丙、丁都是氧化物
C．该反应中只有硫元素的化合价发生了改变
D．反应前后元素的种类发生了变化
【解答】解：由分子结构模型以及反应前后物质质量的变化情况可知，该反应的反应物是硫化氢和氧气，生成物是水和二氧化硫，化学方程式表示为：2H2S+3O22SO2+2H2O。
A．由化学方程式2H2S+3O22SO2+2H2O可知，反应后生成的水和二氧化硫的质量比为：（18×2）：（64×2）＝9：32，故正确；
B．氧化物是由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，反应过程中只有二氧化硫和水属于氧化物，故错误；
C．该反应中，硫元素由﹣2价变成+4价，氧元素的化合价由0价变成﹣2价，故错误；
D．由质量守恒定律可知，化学反应前后，元素的种类均不改变，故错误。
故选：A。
（2023 镇海区模拟）某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如下表所示，下列有关该反应的说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 32 200 1 0
反应后质量/g 0 x y z
A．甲物质由碳原子和氢原子直接构成
B．该反应属于置换反应
C．参加反应的反应物分子个数比为1：1
D．x+y+z＝233
【解答】解：由化学反应的反应物和生成物的微观示意图可知，该反应的方程式是：CH4+2O2CO2+2H2O。
A、由物质的构成可知，甲物质由甲烷分子构成的，故A说法不正确；
B、由物质的构成可知，该反应的生成物是两种化合物，不符合置换反应的特点，故B说法不正确；
C、由方程式可知，参加反应的反应物分子个数比为1：2或2：1，故C说法不正确。
D、由质量守恒定律可知，x+y+z＝32+200+1＝233，故D说法正确。
故选：D。
题型六 实验类计算
（2024 青田县模拟）小明为测量某品牌碳酸钙颗粒中碳酸钙的质量分数，采用不同的方法。
组序 反应前总质量/克 反应后总质量/克 二氧化碳的质量/克
1 237.71 237.25 0.46
2 232.06 231.62 0.44
3 220.00 219.58 0.42
（1）方法一：体积法。利用如图甲所示的装置进行实验，经检查该装置气密性良好。先将空注射器活塞从20毫升处开始推至底部，流入量筒内水的体积为13毫升；然后，实验中将20毫升的稀盐酸（足量）注入锥形瓶中与样品充分反应后，排出水的体积记为V，则生成二氧化碳的体积为 毫升。
（2）方法二：质量法。利用如图乙所示的装置，检测气密性良好后，取该品牌碳酸钙颗粒2克与足量盐酸反应，比较反应前后的总质量求出了生成二氧化碳的质量，重复3次实验，得到数据如表1所示。根据表格数据，计算出该品牌碳酸钙颗粒中碳酸钙的质量分数。（CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，钙片中的其它成分不与盐酸反应） 。
（3）从测量精确度角度考虑，你认为以上两种方法中哪种方法较好并说说你的理由。 。
【解答】解：（1）实验中将20毫升的稀盐酸（足量）注入锥形瓶中与样品充分反应后，排出水的体积记为V，20毫升的稀盐酸注入锥形瓶中会占据锥形瓶内的体积，则生成二氧化碳的质量为V﹣20毫升；
（2）二氧化碳的质量要求三次测出的平均值，则二氧化碳的质量为＝0.44g，
设该品牌2g碳酸钙颗粒中碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 0.44g
＝
x＝1g
该品牌碳酸钙颗粒中碳酸钙的质量分数为×100%＝50%；
（3）方法一较好，因为方法一中进入量筒中的体积是加入的盐酸体积与生成二氧化碳的体积之和，得到的二氧化碳的体积比较准确，而方法二中球形干燥管的另一端与空气相连，会吸收空气中的水蒸气，使反应后总质量偏大，得到二氧化碳的质量偏大，计算得到的碳酸钙质量偏大，质量分数也偏大。
（2024 舟山模拟）铁粉在潮湿的空气中容易生锈。现有a克部分生锈的铁粉样品，小金同学按如图所示装置进行实验，测定该样品中氧化铁的质量分数。（铁锈按氧化铁处理）
（1）该实验装置存在不足之处，请改正 。
（2）B装置中，在导管口连接一只带孔玻璃球泡的目的是 。
（3）实验过程中，小金认为CO气体起到多个作用：①作为氧化剂；②实验开始时，排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸：③将反应生成的CO2气体完全压入B装置中。你认为以上说法合理的是 。
（4）完全反应后，小金同学称得装置B增重c克，则该铁粉样品中氧化铁的质量分数为 。
【解答】解：（1）一氧化碳有毒，与氢氧化钙不反应，因此一氧化碳需要进行处理；该实验装置存在不足之处，需要在B装置中右侧的导管导出的气体进行点燃处理；
（2）乙装置中，在导管口连接一只带孔玻璃球泡的目的是：增大反应物的接触面积；
（3）CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①作为还原剂；②实验开始时，排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；③将A装置中的CO2送入乙装置的溶液中，故选：②③；
（4）完全反应后，小金同学称得装置乙增重c克，生成二氧化碳的质量为c，
设样品中氧化铁的质量为x，
3CO+Fe2O32Fe+3CO2，
160 132
x cg
＝，x＝g；该铁粉样品中氧化铁的质量分数为：×100%＝×100%。
基础巩固
（2024 杭州二模）手机芯片的核心材料是高纯硅，工业冶炼高纯硅过程中涉及了如下化学反应：SiCl4+2H2Si+4X，下列说法错误的是（ ）
A．该反应中X的化学式为HCl
B．该反应属于置换反应
C．该反应中分子种类发生改变
D．该反应中化合价升高的元素是氯元素
【解答】解：A、由分析可知，该反应中X的化学式为HCl，故选项说法正确。
B、该反应是SiCl4+2H2Si+4HCl，符合单换单、价改变的特点，属于置换反应，故选项说法正确。
C、化学反应中分子种类一定改变，所以该反应中分子种类发生改变，故选项说法正确。
D、反应前后氯元素的化合价都是﹣1，反应前氢元素的化合价是0，反应后氢元素的化合价是+1，所以该反应中化合价升高的元素是氢元素，故选项说法错误。
故选：D。
（2024 西湖区模拟）下列四个图像反映对应变化关系正确的是（ ）
A．图（1）是一定量的镁在过量的氧气中充分燃烧
B．图（2）是红磷在密闭容器中燃烧
C．图（3）是等质量的碳酸钙与足量溶质质量分数相同的稀盐酸反应
D．图（4）是电解水实验，生成的氢气和氧气之间的质量关系
【解答】解：A、一定量的镁在过量的氧气中充分燃烧，参加反应的镁和氧气的质量之和等于生成的氧化镁的质量，随着反应的进行，镁和氧气的质量减少，生成的氧化镁的质量增加，反应过程中消耗的镁的质量大于消耗的氧气的质量，故选项图像正确；
B、红磷在密闭容器中燃烧，与氧气反应生成五氧化二磷固体，固体的质量逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故选项图像错误；
C、碳酸钙的质量相等，与足量的稀盐酸反应最终生成二氧化碳的质量相等；反应物的接触面积越大，反应越剧烈，粉末状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率快，至完全反应所需时间短，故选项图像错误；
D、通电分解水，生成氢气和氧气的体积（而不是质量）之比为2：1，故选项图像错误；
故选：A。
（2024 瓯海区一模）某兴趣小组在研究Zn﹣Cu合金、Zn﹣Fe合金、Fe﹣Al合金、Fe﹣Cu合金时，发现其中一种合金9g与足量稀盐酸充分反应产生了0.4g气体，该合金可能是（ ）
A．Zn﹣Cu合金 B．Zn﹣Fe合金 C．Fe﹣Al合金 D．Fe﹣Cu合金
【解答】解：金属活动性顺序中，氢前面的金属能与稀盐酸反应生成氢气，氢后面的金属不能与稀盐酸反应产生氢气。铜位于氢后，不与稀盐酸反应，锌、铁、铝位于氢前，都能与稀盐酸反应产生氢气。
设生成0.4g氢气时消耗的锌、铁、铝的质量分别为x、y、z，则
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑
65 2
x 0.4g
解得x＝13g
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
y 0.4g
解得y＝11.2g
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54 6
z 0.4g
解得z＝3.6g
由于合金9g与足量稀盐酸充分反应产生了0.4g气体，那么合金中成分金属生成0.4g氢气，需要金属质量要有大于9g和小于9g的，或有金属与酸不反应生成氢气和需要金属质量小于9g的。
A、生成0.4g氢气，需要Zn质量13g＞9g，Cu不反应，不符合题意；
B、生成0.4g氢气，需要Zn质量13g＞9g，Fe质量11.2g＞9g，不符合题意；
C、生成0.4g氢气，需要Fe质量11.2g＞9g，Al质量3.6g＜9g，符合题意；
D、生成0.4g氢气，需要Fe质量11.2g＞9g，Cu不反应，不符合题意。
故选：C。
（2024 舟山模拟）在半导体硅元件生产中，常用氢氟酸（HF）来清除硅表面的氧化膜，反应原理可表示为SiO2+6HF═H2SiF6+2X。已知硅元素显+4价。下列说法错误的是（ ）
A．生成物X的化学式是H2O
B．H2SiF6中氟元素显﹣1价
C．该反应是复分解反应
D．地壳中硅元素含量仅次于氧元素
【解答】解：A、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，反应前硅、氧、氢、氟原子个数分别为1、2、6、6，反应后的生成物中硅、氧、氢、氟原子个数分别为1、0、2、6，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有4个氢原子和2个氧原子，则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为H2O，故选项说法正确；
B、氢元素显+1价，硅元素显+4价，设氟元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）×2+（+4）+6x＝0，则x＝﹣1价，故选项说法正确；
C、该反应不是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，不属于复分解反应，故选项说法错误；
D、地壳中硅元素含量仅次于氧元素，故选项说法正确；
故选：C。
（2024 西湖区模拟）一包混合均匀的不纯碳酸钠固体，杂质可能是CuSO4、KNO3、CaCl2、NaHCO3中的一种或几种。现取该样品溶于水得到无色澄清溶液；另取样品10.6 g，加入100 g稀硫酸恰好完全反应，产生气体4.2 g（已知H2SO4+2NaHCO3═Na2SO4+2H2O+2CO2↑），则下列判断不正确的是（ ）
A．样品中一定没有CuSO4、CaCl2
B．样品中一定含有KNO3，可能含有NaHCO3
C．样品中一定含有NaHCO3，可能含有KNO3
D．所加的稀硫酸溶质的质量分数小于9.8%
【解答】解：由于溶液是无色，故一定不会含有硫酸铜，又有碳酸钠能与氯化钙反应产生白色沉淀，所以一定不会含有氯化钙；
设10.6g纯净的碳酸钠生成二氧化碳质量为x，消耗硫酸的质量为y，
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106 98 44
10.6g y x
106：44＝10.6g：x
x＝4.4g
106：98＝10.6g：y
y＝9.8g
由于若杂质是碳酸氢钠也能生成二氧化碳，且碳酸氢钠的相对分子质量比碳酸钠小，所以同质量的碳酸氢钠比碳酸钠生成的二氧化碳要多，故杂质中可能含有碳酸氢钠，但不能全部是碳酸氢钠，硝酸钾一定含有；由于生成二氧化碳的质量小于4.4g，所以硫酸的质量分数一定小于9.8%，所以：
A、样品中一定没有CuSO4、CaCl2，故A正确；
B、样品中一定含有KNO3，可能含有NaHCO3，故B正确；
C、样品中可能含有NaHCO3，一定含有KNO3，故C错误；
D、所加的稀硫酸溶质的质量分数小于9.8%，故D正确。
故选：C。
（2024 西湖区模拟）最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn+2MnO2+X═ZnO+2MnOOH．下列说法正确的是（ ）
A．X为H2O
B．该反应中MnO2为催化剂
C．该反应为复分解反应
D．该反应中锌元素的化合价没有发生改变
【解答】解：A、由Zn+2MnO2+X═ZnO+2MnOOH可知，反应前后锌原子都是1个，锰原子都是2个，反应后氧原子是3个，反应前应该是3个，其中1个包含在X中，反应后氢原子是2个，反应前应该是2个，包含在X中，因此X是H2O，该选项说法正确；
B、该反应中MnO2为反应物，该选项说法不正确；
C、反应物中含有单质，不是复分解反应，该选项说法不正确；
D、该反应中锌元素的化合价由0变成+2，故选说法不正确。
故选：A。
（2024 西湖区校级二模）“化学——我们的生活，我们的未来”
（1）电解食盐水制烧碱：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+X↑，则X的化学式是 。
（2）如用刀片将玉米子粒从中央纵向剖开，在剖面上满一滴碘液，被染成蓝色的是 。
【解答】解：（1）根据反应的化学方程式可知反应物中钠、氯、氢、氧原子个数分别为2、2、4、2，反应后的生成物中钠、氯、氢、氧原子个数分别为2、2、2、2，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由2个氢原子构成，则物质X的化学式为H2，故答案为：H2；
（2）淀粉遇碘液变为蓝色，淀粉储存在胚乳中，故答案为：胚乳。
（2024 玉环市模拟）碳酸钠俗称纯碱，是重要的化工原料。我国化学先驱侯德榜发明的“侯氏制碱法”使我国在上世纪20年代的制碱工艺得到了极大的提升。化学反应2NaHCO3Na2CO3+X+CO2↑，是制碱工艺中的一环。
（1）上述化学方程式中X的化学式是 。
（2）生成物中的Na2CO3在物质分类上属于 。
（3）从化学反应类型角度分析，上述化学反应属于 。
【解答】解：（1）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，反应前钠、氢、碳、氧原子个数分别为2、2、2、6，反应后的生成物中钠、氢、碳、氧原子个数分别为2、0、2、5，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为H2O。
（2）碳酸钠是由钠离子和碳酸根离子构成的化合物，属于盐。
（3）由2NaHCO3Na2CO3+X+CO2↑，该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应。
（2024 鹿城区校级三模）2024年4月30日18时，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。载人飞船中常用过氧化钠（Na2O2）作为氧气再生剂，该物质在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2。为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验。
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式 。
（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是 。
（3）D瓶收集气体验满的操作是 。
【解答】解：（1）装置A中石灰石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是C中澄清石灰水变浑浊。
（3）D瓶检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已集满。
故答案为：
（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）C中澄清石灰水变浑浊；
（3）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已集满。
（2024 鹿城区校级三模）我国科学家成功利用二氧化碳人工合成葡萄糖，该方法先用碳电还原法将二氧化碳转化为醋酸，再利用微生物发酵获得葡萄糖，如图所示。
（1）通电条件下，装置1中CO2分解成CO和常见气体单质X，X的化学式为 。
（2）从物质分类的角度看，该方案的中间产物醋酸（C2H4O2）属于化合物中的 。
（3）合成葡萄糖的总化学方程式为：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2，则理论上合成葡萄糖所需CO2与H2O的质量比为 。（填最简整数比）
【解答】解：（1）通电条件下，装置1中CO2分解成CO和常见单质X，该反应的化学方程式为2CO22CO+X，根据质量守恒定律可知，反应前后原子种类、个数不变，反应前C、O原子个数分别为2、4，反应后已知的生成物中C、O原子个数分别为2、2，则X的化学式为O2。
（2）含有碳元素的化合物一般为有机物，从物质分类的角度看，该方案的中间产物醋酸（C2H4O2）属于化合物中的有机化合物；
（3）二氧化碳合成葡萄糖的原理为6CO2+6H2OC6H12O6+6O2，则理论上合成葡萄糖所需CO2与H2O的质量比为[6×（12+16×2）]：[6×（1×2+16×1）]＝22：9。
故答案为：
（1）O2；
（2）有机化合物；
（3）22：9。
能力提升
（2024 鹿城区校级一模）为了在2060年之前实现“碳中和”的目标，中国正在加快氢能、新能源汽车等相关技术和产业的发展，为宜居地球和绿色地球贡献中国力量。请回答下列问题：
（1）单质硼（B）可与水反应制取氢气，化学方程式为：2B+6H2O2B（OH）3+3H2↑，该化学反应属于 反应（填化学反应的基本类型）。
（2）合金Mg2Cu是一种潜在的储氢材料，该合金在一定条件下完全吸收氢气发生反应：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。MgH2固体与水混合，会反应生成Mg（OH）2并释放出H2，该反应的化学方程式为 。
（3）目前大多新能源电动汽车使用锂电池驱动。锂电池中的正极材料之一为LiFePO4，已知LiFePO4中Li和P元素的化合价分别为+1价和+5价，则Fe的化合价为 价。
【解答】解：（1）单质硼（B）可与水反应制取氢气，化学方程式为：2B+6H2O2B（OH）3+3H2↑，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。
（2）MgH2固体与水混合，会反应生成Mg（OH）2并释放出H2，反应的化学方程式为MgH2+2H2O═Mg（OH）2+2H2↑。
（3）LiFePO4中Li和P元素的化合价分别为+1价和+5价，氧元素显﹣2价，设铁元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）+x+（+5）+（﹣2）×4＝0，则x＝+2价。
故答案为：
（1）置换；
（2）MgH2+2H2O═Mg（OH）2+2H2↑；
（3）+2。
（2024 柯桥区模拟）造纸术是中国四大发明之一，请根据题意回答问题：
（1）造纸过程中需要将生石灰和草木灰（主要成分K2CO3）混合配制浸泡用的“灰水”，该过程中发生的化学反应有： （写一个化学方程式）。小柯同学为了检验反应所得的上层清液中是否存在，设计了如下的实验方案，请你对该方案作出评价并说明理由 。
实验方案 现象 结论
取适量样品于试管中，滴加少量稀盐酸 溶液无气泡生成 溶液中不含
（2）小柯进行了下一个实验：测定m克草木灰中K2CO3的含量（忽略草木灰中其他成分对实验的影响，常温常压下，二氧化碳的密度为ρ克/毫升）。
①小柯利用如图装置开展实验，用排水法测量产生气体的体积，请正确绘制集气瓶中的导管。
②正确连接装置后，通过注射器向锥形瓶中持续注入稀硫酸至10毫升时，瓶内不再产生气泡，最终在量筒内收集到48毫升水。为了减小水残留在导管中等因素的影响，小柯用相同的实验装置，向锥形瓶中注入10毫升水，最终在量筒中只收集到4毫升水，则测得草木灰中K2CO3含量约为 （用m、ρ等表示）。
【解答】解：（1）生石灰是氧化钙的俗称，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，反应的化学方程式分别为CaO+H2O═Ca（OH）2、Ca（OH）2+K2CO3═CaCO3↓+2KOH，根据上述分析可知，上层清液中一定有KOH，加入盐酸，盐酸先于KOH反应，KOH完全消耗后，才可能与碳酸钾反应，则该实验方案不合理，理由是加入盐酸的量少，只与碱发生反应，没有与碳酸钾反应产生气体；
（2）①二氧化碳的密度小于瓶内液体的密度，集气瓶中的导管应短进长出，便于排出集气瓶的水，得到较准确的气体体积，则正确绘制集气瓶中的导管为；
②根据题意可知，反应过程中生成二氧化碳的体积为48毫升﹣4毫升＝44毫升，则二氧化碳的质量为44毫升×ρ克/毫升＝44ρ克；
设m克草木灰中碳酸钾的质量为x，
K2CO3+H2SO4＝K2SO4+CO2↑+H2O
138 44
x 44ρ克
＝
x＝138ρ克
则测得草木灰中K2CO3含量约为×100%＝%。
【新考法】（2024 杭州一模）二氧化碳是光合作用的原料，当二氧化碳浓度太低时，植物的光合作用速率会减低甚至停止。图甲是自然状态下大棚内二氧化碳浓度随时间变化的曲线图，日出后随着光照的增强二氧化碳浓度不断降低。图乙为一天中光照强度随时间的变化曲线。为提高棚内蔬菜瓜果的产量，人们常常向大棚内补充二氧化碳，以增强光合作用的强度。
（1）植物经过一夜的呼吸作用，使大棚内二氧化碳的浓度升高，产生的二氧化碳从植物叶片上的 （填结构）离开植物体内，进入大气。但是白天二氧化碳的浓度又会下降，结合图甲、图乙，分析从7：00到11：00大棚内二氧化碳浓度变化的原因 。
（2）图丙是一种“二氧化碳发生器”的装置图，在反应仓内放入原料碳酸氢铵（NH4HCO3），启动加热装置后发生化学反应：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。反应生成的混合气体进入水箱，其中氨气（NH3）溶于水并留在水箱中，二氧化碳经过出气管由排气装置排放到大棚的空气中，为棚内蔬菜提供光合作用所需的原料。结合下表中氨气与二氧化碳在水中的溶解度，解释氨气留在水箱中而二氧化碳逸出的原因 。
温度 溶解度（克） 物质 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NH3 89.9 68.3 52.9 40.9 31.6
CO2 0.33 0.23 0.17 0.13 0.1
（3）大棚内装有二氧化碳浓度及光感双控装置，当棚内二氧化碳浓度值低于0.1%时加热装置自动启动，分解NH4HCO3产生CO2，使大棚内CO2%维持在0.1%～0.12%；日落时光照减弱，加热装置自动关闭，停止产生CO2。已知该二氧化碳发生器中碳酸氢铵的分解速率为0.79千克/小时，请结合图甲计算该二氧化碳发生器一天中产生CO2的质量为 千克。
【解答】解：（1）产生的二氧化碳从植物叶片上的气孔离开植物体内，进入大气；植物的光合作用会消耗空气中的二氧化碳，从7：00到11：00时，光照强度增大，植物的光合作用增强，会吸收大量的二氧化碳，因此大棚内二氧化碳浓度减低；故答案为：气孔；从7：00到11：00时，光照强度增大，植物的光合作用增强，会吸收大量的二氧化碳，因此大棚内二氧化碳浓度减低；
（2）由表格中的数据可知，相同温度下，氨气的溶解度远远大于二氧化碳的溶解度，因此氨气留在水箱中而二氧化碳逸出；故答案为：相同温度下，氨气的溶解度远远大于二氧化碳的溶解度；
（3）由图甲可知，约在9：00时，空气中二氧化碳的含量低于0.1%，在17：00时，加热装置自动关闭，停止产生CO2。则碳酸氢铵分解的时间为8小时，消耗碳酸氢铵的质量为0.79千克/小时×8小时＝6.32千克，设生成二氧化碳的质量为x，则：
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
79 44
6.32kg x
x＝3.52kg
答：该二氧化碳发生器一天中产生CO2的质量约为3.52kg。
（2024 杭州模拟）家庭食用碱的主要成分是Na2CO3为测定食用碱中Na2CO3的质量分数。小金取了40 g食用碱平均分成四份，每份中滴入CaCl2溶液的质量及生成沉淀的质量见表，假设该食用碱中不含难溶性杂质且杂质均不与CaCl2溶液产生沉淀，分析回答：
实验一 实验二 实验三 实验四
食用碱的质量/g 10 10 10 10
加入CaCl2溶液的质量/g 20 40 60 80
生成沉淀的质量/g 3 6 8 m
（1）表格中m的值应为 ；
（2）Na2CO3在实验 （填数字）中是反应完全的；
（3）计算该食用碱中Na2CO3的质量分数是多少（结果精确到0.1%）？
【解答】解：（1）由表中的数据可知，每加入20g氯化钙溶液得到3g沉淀，而加入60g氯化钙溶液得到8g沉淀，说明碳酸钠已完全反应，则加入80g氯化钙溶液也得到8g沉淀，则m＝8。
（2）由上述分析可知，碳酸钠在实验三、四中是完全反应。
（3）设10g食用碱中 Na2CO3的质量分数为x。
CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl
106 100
10gx 8g
解得：x＝84.8%
答：该食用碱中Na2CO3的质量分数是84.8%。
故答案为：（1）8；
（2）三、四；
（3）84.8%。
（2024 舟山模拟）为了更好地培养学生的实验探究能力，加强科学综合性实践活动，某校兴趣小组欲测定金华双龙洞”石笋”中碳酸钙的含量，实验过程如下：取一定量的石笋样品碾碎，放置于烧杯中，加入80g稀盐酸，将烧杯置于电子秤上，在化学反应过程中对烧杯及其剩余物质进行了5次读数，记录数据如表（反应后经测试盐酸仍有剩余，假设反应匀速进行，生成气体全部逸出，杂质不与盐酸反应，烧杯质量为20g）：
反应时间/s 20 40 60 80 100
烧杯和药品质量/g 113.8 111.6 m 110.5 110.5
请计算：
（1）称得固体质量为 克。
（2）表中的m值为 。
（3）计算该石笋样品中碳酸钙的质量分数。（结果保留一位小数）。
【解答】解：（1）反应匀速进行，由20s﹣40s可知生成二氧化碳质量是113.8g﹣111.6g＝2.2g，称得固体质量为113.8g+2.2g﹣80g﹣20g＝16g。
故答案为：16。
（2）40s﹣80s时，生成二氧化碳质量是1.1g，说明60s时，碳酸钙已经完全反应，表中的m值为110.5。
故答案为：110.5。
（3）反应生成二氧化碳质量是116g﹣110.5g＝5.5g。
设该石笋样品中碳酸钙的质量分数是x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
16gx 5.5g
＝
x≈78.1%
答：该石笋样品中碳酸钙的质量分数是78.1%。
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