专题21 有关化学方程式的计算
考点01 纯净物的化学方程式计算
考点02 含有杂质的化学方程式计算
考点03 溶液溶质质量分数的计算
考点1 纯净物的化学方程式计算
1．（2024广州，17）甲醛是一种重要的化工原料，同时也是一种常见的室内空气污染物。利用羟基磷灰石【Ca5(PO4)3OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质，反应过程的微观示意图如下：
（1）羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，羟基磷灰石的作用是________。
（2）甲醛的化学式为________，上述转化反应的化学方程式为________。
（3）将1.5 g甲醛完全转化为无污染的物质，需要消耗氧气的质量为________g。
（4）羟基磷灰石可用机械球磨法制备：将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应10 Ca(OH)2 + 3 P2O5 = 2 Ca5(PO4)3OH + 9 H2O。机械球磨法的工作原理如图所示。
① 机械球磨的目的是________。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水，发生反应的化学方程式为________。
② 按照绿色化学思想，反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加入的质量比为________。
【相对分子质量：CaO 56 Ca(OH)2 74 P2O5 142】
【答案】
（1）催化
（2）CH2O CH2O + O2 CO2 + H2O
（3）1.6
（4）① 增大反应物的接触面积，加快反应速率 CaO + H2O = Ca(OH)2 ② 252∶37∶213
【解析】
（1）羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，说明羟基磷灰石是该反应的催化剂，其作用是催化。
（2）根据微观示意图，该反应是CH2O、O2在羟基磷灰石的催化作用下反应生成CO2、H2O，所以甲醛的化学式为CH2O，该反应的化学方程式为CH2O + O2 CO2 + H2O。
（3）设需要消耗氧气的质量为x
CH2O + O2 CO2 + H2O
30 32
1.5 g x
x = 1.6 g
（4）①反应物的接触面积越大，反应速率越快，所以机械球磨的目的是：增大反应物的接触面积，加快反应速率。
生石灰（CaO）与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为CaO + H2O = Ca(OH)2。
②为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5完全转化为Ca5(PO4)3OH。根据题目信息，将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应10 Ca(OH)2 + 3 P2O5 = 2 Ca5(PO4)3OH + 9 H2O，将此化学方程式与CaO + H2O = Ca(OH)2联立，得出总化学方程式为：3 CaO + Ca(OH)2 + 3 P2O5 = 2 Ca5(PO4)3OH，则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加入的质量比为(9×56)∶(74)∶(3×142) = 252∶37∶213。
2．（2024广东深圳，16）中国天宫空间站三名航天员每日需要2.4 kg O2，固体燃料氧气发生器制氧，是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠（NaClO3）；点燃铁粉，铁粉剧烈燃烧，放出大量的热，NaClO3受热分解为NaCl和O2。
（1）氯酸钠受热分解所需的能量来自于________________；
（2）三名航天员4天所需O2共9.6 kg，则理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为多少？（NaClO3的相对分子质量为106.5，列出化学方程式写出完整过程计算）
（3）① 加热KClO3和MnO2混合物制取O2的化学方程式________________；
② 在一定条件下，制取相同质量的O2，则加热分解______（选填KClO3/NaClO3）所需质量更少。
【答案】
（1）铁粉的剧烈燃烧
（2）解：设理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为x
2 NaClO3 2 NaCl + 3 O2↑
2×106.5 3×32
x 9.6 kg
=
x = 21.3 kg
答：理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为21.3 kg。
（3）① 2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑ ② NaClO3
【解析】
（1）根据题目信息，点燃铁粉，铁粉剧烈燃烧，放出大量的热，NaClO3受热分解为NaCl和O2，所以氯酸钠受热分解所需的能量来自于铁粉的剧烈燃烧。
（2）NaClO3受热分解为NaCl和O2，化学方程式为2 NaClO3 2 NaCl + 3 O2↑，O2的质量（9.6 kg）为已知量，据此可通过化学方程式计算出所需NaClO3的质量，详见答案。
（3）①加热KClO3和MnO2混合物生成KCl、O2，化学方程式为2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑。
②根据化学方程式2 NaClO3 2 NaCl + 3 O2↑，每213份质量的NaClO3能分解产生96份质量的O2，根据化学方程式2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑，每245份质量的KClO3能分解产生96份质量的O2，则制取相同质量的O2，则加热分解NaClO3所需质量更少。
3．（2023广州，15）磷及其化合物广泛应用于新能源汽车电池的制造，如LiFePO4等。
（1）白磷保存在水中可以防止自燃，主要原因是______。
（2）测定空气中氧气含量时，消耗0.4 g氧气至少有______g红磷参加反应。
（3）磷有多种化合价，PCl5读作______；已知PCl5 + 4 H2O = 5 HCl + H3PO4（磷酸），磷酸根离子的化学符号是______；根据化合物的分类，LiFePO4属于______。
【答案】
（1）隔绝氧气
（2）0.31
（3）五氯化磷 PO43－ 盐
【解析】
（1）白磷的着火点很低，容易缓慢氧化放热引起自燃，所以白磷保存在水中，其目的是隔绝氧气，防止自燃；
（2）设消耗0.4 g氧气至少需要红磷的质量为x，则有
4 P + 5 O2 2 P2O5
124 160
x 0.4 g
=
解得x = 0.31g
即测定空气中氧气含量时，消耗0.4 g氧气至少有0.31 g红磷参加反应；
（3）根据化合物的读法：由两种元素组成的化合物，一般从右向左读作某化某，有时候要读出化学式中各种元素的原子个数，所以PCl5读作五氯化磷；
根据磷酸中氢离子显示+1价，根据在化合物中正负化合价代数和为0的原则，则磷酸根离子显示－3价，则磷酸根离子带3个单位的负电荷，根据离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略，若表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字。磷酸根离子的化学符号表示为PO43－；
根据化合物的分类，LiFePO4是由金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物，属于盐。
4．（2023深圳，16）定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
（1）铝和氧气生成致密的______。
（2）打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应，出现的反应现象：______。
（3）如图是探究白磷燃烧条件的图像：
从图中得知白磷燃烧的条件是______。
（4）某同学向相同体积的5% H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂，现象如下表：
催化剂 现象
MnO2 有大量气泡
Fe2O3 少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示：______。
（5）某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时，反应生成气体的质量与时间的关系如图所示，求反应90 s时消耗H2O2的质量。（写出计算过程）
【答案】
（1）氧化铝或Al2O3
（2）铝丝表面有红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色
（3）与氧气接触
（4）二氧化锰的催化效果比氧化铁好（合理即可）
（5）解：由图可知，反应90 s时，生成氧气的质量为1.60 g，设消耗过氧化氢的质量为x，
2 H2O2 2 H2O + O2↑
68 32
x 1.60 g
=
x = 3.4 g
答：反应90 s时消耗H2O2的质量为3.4 g。
【解析】
（1）铝和氧气生成致密的氧化铝保护膜；
（2）打磨后的铝丝放入硫铜溶液中，铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，出现的反应现象为铝丝表面有红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色；
（3）左边白磷与氧气接触、温度达到白磷的着火点，可以燃，右边白磷没有与氧气接触、温度达到白磷的着火点，不能燃烧，二者对比，说明白磷燃烧的条件是与氧气接触；
（4）向相同体积的5% H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂，加入二氧化锰的产生大量气泡，加入氧化铁的产生少量气泡，根据气泡生成多少，说明二氧化锰的催化效果比氧化铁好（合理即可）；
（5）见答案。
5．（2022广东省卷）铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
（1）“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的______（填“强”或“弱”）。
（2）“过滤”后滤液的主要成分是______（写化学式）。
（3）若用该工艺制备了1000 g铁铜双金属粉末产品，其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量（写出计算过程）。
（4）“干燥还原”可在不同的温度下进行，产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若（3）中产品是在500℃时干燥还原后得到的，则其中最多含Fe元素______g（产品中只含三种元素）。
【答案】（1）强 （2）FeSO4
（3）解：1000 g铁铜双金属粉末中铜的质量为1000 g×19.2% = 192 g，设需还原铁粉的质量为x；
答：需还原铁粉的质量为168 g；
（4）804
【解析】
（1）“搅拌”时铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是利用了铁的金属活动性比铜的强；
（2）由流程图可知，最终产品是铁铜双金属粉末，说明加入的铁粉过量，则“过滤”后滤液的主要成分是硫酸亚铁或FeSO4；
（3）见答案；
（4）产品中只含有铁、铜、氧三种元素，若是含铜的氧化物，则铁元素的质量最少，要使铁元素的质量最大，混合物中只能是铁的氧化物，根据质量守恒定律，铁铜双金属粉末产品中铁元素的质量最多为1000 g－192 g－1000 g × 0.4% = 804 g。
6．（2023深圳市一模，16）天宫课堂点燃科学梦想。天宫空间站获取O2的主要方式是电解水，实验小组在课本实验的启发下，研究影响电解水反应快慢的因素，在15℃，1个标准大气压下，用12 V直流电进行以下实验，数据记录如下表：（15℃，1个标准大气压下，1L水中，能溶解约30 mL O2，能溶解约0.001 mL H2）
实验编号 NaOH溶液浓度/% 电极材料 H2体积/mL O2体积/mL 电解时间/s
① 10 碳棒 20 9.7 270
② 10 铂丝 20 9.9 455
③ 5 碳棒 20 9.8 522
④ 5 铂丝 20 9.9 638
（1）上图中，___________（填“a”或“b”）玻璃管接电源正极端。
（2）对比表中实验①②，选择___________（填“碳棒”或“铂丝”）做电极材料，电解水的速率更快。
（3）对比表中实验___________（填实验编号）可知，NaOH溶液浓度也是影响电解水反应快慢的因素之一。
（4）分析表中数据发现，H2与O2的体积比大于2∶1，原因是___________。
（5）若用电解水的方法制取16 g的O2，消耗水的质量是多少？（根据化学方程式计算）
【答案】
（1）b
（2）碳棒
（3）①③（或②④，填一组即可）
（4）其他条件相同时，氧气溶解能力比氢气强
（5）解：设理论上消耗水的质量为x
2 H2O 2 H2↑ + O2↑
36 32
x 16 g
=
x = 18 g
答：理论上消耗水的质量为18 g。
【解析】
（1）电解水实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，体积比为1:2，上图中，b玻璃管产生气体少，故b玻璃管接电源正极端；
（2）对比表中实验①②可知，产生等体积的氢气，碳棒电极所需的时间更少，故选择碳棒做电极材料，电解水的速率更快；
（3）对比表中实验①③或②④可知，氢氧化钠溶液浓度越大，反应速率越快；
（4）氢气难溶于水，氧气不易溶于水，其他条件相同时，氧气溶解能力比氢气强；氧气与电极材料发生反应，氢气不反应；导致H2与O2的体积比大于2∶1；
（5）解析见答案。
7．（2024湖北武汉，12）暖宝宝是常见的局部取暖贴剂，使用后的固体中含Fe2O3、Fe(OH)3、NaCl、铁粉、碳粉和蛭石。为探究其中各组分的性质和含量，化学项目小组进行如下实验。（已知：蛭石呈黄褐色，不溶于水，不参加反应；Cu + Fe2(SO4)3 = CuSO4 + 2 FeSO4）
（1）取出使用后暖宝宝中的固体，观察到部分呈黑色。呈黑色的物质是________。
（2）称取15.00 g样品，加入足量水，充分搅拌，过滤得到14.00 g滤渣甲。向滤渣甲中加入过量的硝酸铜溶液，充分反应后过滤，得到15.20 g滤渣乙。铁与硝酸铜反应的化学方程式为__________。
（3）向滤渣乙中加入稀硫酸至过量，充分反应后过滤，得到滤液和10.18 g滤渣丙，滤渣丙中有紫红色固体。所得滤液中的阳离子是_______（填离子符号）。
（4）将滤渣丙放入硬质玻璃管中，用如图所示装置继续实验（装置中试剂均足量）。
加热硬质玻璃管中的固体至恒重，其质量为11.06 g。装置D的质量增加4.40 g。
① 滤渣丙中铜的质量为________（结果精确到0.01 g）。
② 若所测样品中Fe(OH)3的质量分数偏大，可能的原因是_______（填标号）。
a．没有连接装置E b．点燃酒精灯前未先通入一段时间氧气
c．硬质玻璃管中产生的气体未被完全吸收 d．实验结束硬质玻璃管中仍有紫红色固体残留
【答案】（1）铁粉、碳粉
（2）Fe + Cu(NO3)2 = Cu + Fe(NO3)2
（3）Cu2+、Fe2+、H+
（4）① 8.32 g ② cd
【解析】
（1）暖宝宝使用后的固体中含Fe2O3、Fe(OH)3、NaCl、铁粉、碳粉和蛭石，观察到部分呈黑色，其中呈黑色的物质是铁粉、碳粉；
（2）铁与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，化学方程式为Fe + Cu(NO3)2 = Cu + Fe(NO3)2；
（3）称取15.00 g样品，加入足量水，充分搅拌，过滤得到14.00 g滤渣甲，则滤渣甲中含有Fe2O3、Fe(OH)3、铁粉、碳粉和蛭石，向滤渣甲中加入过量的硝酸铜溶液，铁与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，充分反应后过滤得到15.20 g滤渣乙，则滤渣乙中含有向Fe2O3、Fe(OH)3、碳粉、蛭石和铜，向滤渣乙中加入稀硫酸至过量，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，氢氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，铜与硫酸铁反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，碳粉、铜、蛭石与稀硫酸不反应，充分反应后过滤得到滤液和10.18 g滤渣丙，滤渣丙中有紫红色固体，说明铜有剩余，则溶液中硫酸铁完全反应，则所得滤液中含有硫酸铜、硫酸亚铁和过量的稀硫酸，则滤液中含有的阳离子是Cu2+、Fe2+、H+；
（4）由第（3）小问分析可知，滤渣丙中含有铜、碳粉和蛭石，硬质玻璃管中发生的反应是碳与氧气在加热条件下反应生成二氧化碳，铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，装置D的质量增加4.40 g，则该质量为生成二氧化碳气体的质量，设滤渣丙中碳粉的质量为x
则滤渣丙中铜和蛭石的总质量为10.18 g－1.20 g = 8.98 g，加热硬质玻璃管中的固体至恒重，其质量为11.06 g，铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，蛭石不参与反应，根据质量守恒定律可知，反应前后物质总质量不变，则与铜反应的氧气质量为10.18 g－8.98 g = 2.08 g，设滤渣丙中铜的质量为y，
故滤渣丙中铜的质量为8.32 g；
没有连接装置E，空气中的二氧化碳进入装置D，使得装置D增重质量偏大，则碳粉的质量偏大，会导致Fe(OH)3的质量偏小，则所测样品中Fe(OH)3的质量分数偏小，a不符合题意；点燃酒精灯前未先通入一段时间氧气，装置内空气中的二氧化碳进入装置D，使得装置D增重质量偏大，则碳粉的质量偏大，会导致Fe(OH)3的质量偏小，则所测样品中Fe(OH)3的质量分数偏小，b不符合题意；硬质玻璃管中产生的气体未被完全吸收，使得装置D增重质量偏小，则碳粉的质量偏小，会导致Fe(OH)3的质量偏大，则所测样品中Fe(OH)3的质量分数偏大，c符合题意；实验结束硬质玻璃管中仍有紫红色固体残留，说明铜没有完全反应，则铜的质量偏小，会导致Fe(OH)3的质量偏大，则所测样品中Fe(OH)3的质量分数偏大，d符合题意。
8．（2024湖北武汉，13）化学项目小组用图1所示装置验证质量守恒定律。点燃红磷前电子天平示数为106.23 g（见图1）。验证质量守恒定律后，待白烟完全沉降取下橡胶塞，片刻后再一起称量，电子天平示数稳定为106.28 g（见图2）。
回答下列问题：
（1）仪器甲的名称为__________（填“锥形瓶”或“烧杯”）。
（2）计算参加反应红磷的质量（结果精确到0.01 g）。
【答案】
（1）锥形瓶
（2）解：该实验中，红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开橡胶塞，空气进入装置中，进入装置内空气的质量约等于消耗氧气的质量
参加反应的氧气的质量为：106.28 g－106.23 g = 0.05 g
设参加反应的红磷的质量为x
4 P + 5 O2 2 P2O5
124 160
x 0.05 g
=
x ≈ 0.04 g
答：参加反应的红磷的质量为0.04 g。
【解析】
（1）由图可知，仪器甲的名称为锥形瓶；
（2）见答案。
9．（2024天津卷，18）2024年“中国水周”活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。
（1）下列做法符合“中国水周”活动主题的是______（填序号）。
A．实验室中的废液直接倒入下水道
B．农业上以喷灌或滴灌形式浇灌
（2）如图为电解水的实验示意图。
① 在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为______。
② 切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到______（填“a”或“b”）中气体使木条燃烧更旺。
③ 写出电解水的化学方程式______。
（3）某新能源汽车以氢气为燃料，使用1 kg氢气平均可行驶150 km。若通过电解水产生氢气，54 kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶______km。
【答案】
（1）B
（2）① 2∶1 ② b ③ 2 H2O 2 H2↑ + O2↑
（3）900
【解析】
（1）实验室中的废液直接倒入下水道，可能会腐蚀管道，污染水源，A不符合题意；
农业上以喷灌或滴灌形式浇灌，可以节约用水，保护水资源，B符合题意。
（2）① 在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，a管与负极相连，产生的是氢气，b管与正极相连，产生的是氧气，故一段时间后，a、b管内气体体积比约为：2:1；
② 由①的分析可知，b管中收集的是氧气，氧气具有助燃性，故b中气体使木条燃烧更旺；
③ 水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为2 H2O 2 H2↑ + O2↑；
（3）解：设54 kg水分解生成氢气的质量为x
x = 6 kg
使用1 kg氢气平均可行驶150 km，则使用6 kg氢气理论上可供这辆汽车行驶的距离为：150 km/kg × 6 kg = 900 km。
10．（2024北京，39）氢化钛（TiH2）作为储氢材料备受关注。用钛粉（Ti）生产TiH2的反应为Ti + H2 TiH2。若制得100 kg TiH2，计算参加反应的H2的质量（写出计算过程及结果）。
【答案】解：设：参加反应的H2的质量为x
Ti + H2 TiH2
2 50
x 100 kg
x = 4 kg；
答：参加反应的H2的质量为4kg。
【解析】见答案。
11．（2024江苏南通，15）利用CO2合成甲醇（CH3OH）是捕集CO2的一种方法。
（1）CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2 + 3H2 CH3OH + H2O。
①该反应________（填“属于”或“不属于”）置换反应。
②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH，计算CO2的转化率。_____
（CO2的转化率＝×100%CO2，请将计算过程写到答题卡上）
（2）CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH，该反应的化学方程式为_____。
【答案】
（1）① 不属于 ② 解：设消耗CO2的质量为x。
则CO2的转化率为
答：CO2的转化率为25%。
（2）
【解析】
（1）①根据化学方程式CO2 + 3H2 CH3OH + H2O，该反应不符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，不属于置换反应；
②计算过程见答案；
（2）CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH，该反应的化学方程式为CO + 2H2 CH3OH。
12．（2024福建，18）生产乙醇（C2H6O）的两个反应如下：
① C2H4 + H2O C2H6O ② C6H12O6 2 C2H6O + 2 CO2↑
（1）若用反应①制取23 g乙醇，理论上至少需要乙烯（C2H4）的质量是多少
（2），它是绿色化学的重要指标。上述两个反应中，原子经济性更好的是反应 （填“①”或“②”）。
【答案】
（1）解：设制取23 g乙醇，理论上至少需要乙烯的质量为x。
x = 14 g
答：制取23 g乙醇，理论上至少需要乙烯的质量为14 g。
（2）①
【解析】
（1）见答案。
（2）根据原子经济性公式，①中反应物完全转化为生成物，原子经济性百分之百，②中反应物未完全转化为生成物，原子经济性小于百分之百，故原子经济性更好的是反应①。
13．（2024河南，19）铝与稀硫酸反应的化学方程式为 ；镁、铝分别放入质量相等且足量的稀硫酸中，充分反应后所得的两溶液质量仍相等，则反应的镁与铝的质量比为 。
【答案】2 Al + 3 H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3 H2↑ 32∶33
【解析】铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，该反应的化学方程式为2 Al + 3 H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3 H2↑；
镁、铝分别放入质量相等且足量的稀硫酸中，充分反应后所得的两溶液质量仍相等，说明溶液的增加量相等，设溶液的增加量为m
解：设参加反应的镁的质量为x
x=
设参加反应的铝的质量为y
y = ，则参加反应的镁与铝的质量比为：∶ = 32∶33。
14．（2024河南，25）碳元素对人类有十分重要的意义。碳和碳的化合物是化学研究的重要内容。
（1）“低碳行动”中的“碳”指的是 （填“C”“CO”或“CO2”）。
（2）如图是元素周期表中的一格。碳原子核外电子数为 。
（3）关于金刚石和石墨的说法中，不正确的是 (填字母)。
a．金刚石和石墨都属于碳的单质
b．石墨转化为金刚石属于物理变化
c．它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳
d．金刚石和石墨里碳原子排列方式不同
（4）探究炼铁原理的实验装置如图。在V形管内反应的化学方程式为 （写出一个即可）；从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法为 。
（5）植物光合作用可表示为：二氧化碳+水有机物+氧气，推测该有机物中一定含有的元素是 。探究光合作用原料的装置如图（实验过程略去）。
① 实验时，乙中的植物叶片能检测出光合作用生成的有机物，而甲中的不能。请加以解释 。
② 请设计方案，检验实验后的烧碱溶液中生成的新物质 。（写出选用的试剂和现象即可）
（6）用CO2和H2作原料可制取甲醇，化学方程式为CO2 + 3 H2 CH3OH + H2O，该反应在发展清洁能源及减少碳排放等方面具有重要意义。若生产48 t甲醇，理论上能够吸收CO2的质量是多少？
【答案】
（1）CO2
（2）6
（3）b
（4）Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2、CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O 将尾气点燃（或进行收集）
（5）C、H（或碳、氢） 甲中的二氧化碳被烧碱溶液吸收，植物不能进行光合作用 取样于试管中，加入适量氯化钙溶液，产生白色沉淀
（6）解：设理论上能够吸收CO2的质量为x
x = 66 t
答：理论上能够吸收CO2的质量是66 t。
【解析】
（1）“低碳行动”中的“碳”指的是CO2，“低碳”是指较低的二氧化碳的排放；
（2）在元素周期表中，元素名称左上角的数字表示原子序数，在原子中，原子序数=质子数 = 核外电子数，故碳原子核外电子数为6；
（3）金刚石和石墨均是由碳元素组成的纯净物，均属于碳单质，a不符合题意；石墨和金刚石是两种不同的物质，故石墨转化为金刚石，有新物质生成，属于化学变化，b符合题意；金刚石和石墨均属于碳单质，它们完全燃烧后的产物均是二氧化碳，c不符合题意；金刚石和石墨均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，d不符合题意。
（4）V形管内反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O；一氧化碳具有可燃性，故处理尾气的方法为将尾气点燃（或进行收集）；
（5）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含C、H、O，生成物氧气由氧元素组成，故该有机物中一定含有的元素是C、H；①光合作用是二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气，二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，甲中的二氧化碳被烧碱溶液吸收，植物不能进行光合作用，故实验时，乙中的植物叶片能检测出光合作用生成的有机物，而甲中的不能；②二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，故设计方案，检验实验后的烧碱溶液中生成的新物质：取样于试管中，加入适量氯化钙溶液，产生白色沉淀；
（6）见答案。
15．（2024湖北，17）钛（Ti）和钛合金广泛用干火箭、导弹、航天飞机和通讯设备等。工业上生产钛的反应为TiCl4 + 2 Mg 2 MgCl2 + Ti。
（1）TiCl4中钛、氯元素的质量比为 。
（2）若要生产12 t钛，至少需要镁的质量是多少？（写出计算过程）
【答案】
（1）24∶71
（2）解：设至少需要镁的质量为x
x = 12 t
答：至少需要镁的质量为12 t。
【解析】
（1）TiCl4中钛、氯元素的质量比为(48×1)∶(35.5×4) = 24∶71；
（2）见答案。
16．（2024江苏连云港，14）CO2的捕集与资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。利用CaO高温捕集CO2是目前很有前景的技术之一。
（1）制备CaO。
以蛋壳（主要成分为CaCO3，还有少量有机物等杂质）为原料可采用两种方法制备CaO：
方法一：将蛋壳粉碎后，800℃煅烧，得到CaO。
方法二：将蛋壳粉碎后，用醋酸（CH3COOH）将蛋壳中的碳酸钙转化为醋酸钙[Ca(CH3COO)2]后，800℃煅烧，得到CaO。
已知：a．醋酸钙在空气中800℃煅烧时，反应的化学方程式为Ca(CH3COO)2 + 4 O2 CaO + 4 CO2 + 3 H2O；b．制得的CaO固体越疏松多孔，捕集CO2的效果越好。
①方法一煅烧过程中有烧焦羽毛的气味，说明蛋壳中含有 （填字母）。
a．蛋白质 b．糖类 c．油脂
②含有Ca2+的盐称为钙盐。下列关于方法二中醋酸与碳酸钙的反应，说法正确的是 （填字母）。
a．CaCO3和Ca(CH3COO)2均属于钙盐
b．无色酚酞溶液遇醋酸溶液显红色
c．醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时，有CO2气体生成
③研究表明：方法二制得的CaO捕集CO2的效果比方法一的更好，原因是 。
（2）捕集CO2。640℃时CaO能与CO2反应生成CaCO3，固定封存CO2。28gCaO最多能捕集CO2的质量是多少？（写出计算过程，否则不得分）
（3）CO2的资源化利用。光照条件下，将捕集的CO2催化转化为高价值燃料的反应过程如题图所示。该转化过程分两步进行：
第一步：光照时，H2在催化剂表面失去e－转化为H+。
第二步：CO2在催化剂表面获得不同数目的e－和H+，分别转化为甲、乙、丙等含一个碳原子的分子。
① 图中产物甲的化学式为 。
② 已知生成1个乙分子时有2 e－参加反应，则生成一个丙分子时，需要有 e－参加反应。
【答案】
（1）a a、c 获得等量CaO固体，方法二产生的气体比方法一的多，导致方法二生成的CaO更疏松多孔
（2）解：设28 g CaO多能捕集CO2的质量为x
x = 22 g
答：28 g CaO最多能捕集22 g CO2。
（3）CH4 6
【解析】
（1）①蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味，所以煅烧过程中有烧焦羽毛的气味，说明蛋壳中含有蛋白质，故选a。
②CaCO3和Ca(CH3COO)2均含有钙离子，均属于钙盐，a正确；酚酞遇酸性、中性溶液不变色，为无色。醋酸溶液呈酸性，不能使酚酞变色，b错误；醋酸溶液中含有氢离子，碳酸钙中含有碳酸根离子，氢离子和碳酸根离子结合生成二氧化碳和水，所以醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时，有CO2气体生成，c正确。
（2）见答案。
（3）①1个二氧化碳分子由2个氧原子和一个碳原子组成，所以表示碳原子。1个氢气分子由2个氢原子组成，所以表示氢原子，所以甲的化学式为CH4。
②分子不带电。参与反应的二氧化碳不带电，氢离子带1个单位的正电荷，电子带一个单位的负电荷，所以参加反应的氢离子数目和电子数目相等。生成1个乙分子需要2个氢离子夺走1个二氧化碳分子中的1个氧原子，所以需要2 e－参加反应。生成1个丙分子需要2个氢离子夺走1个二氧化碳分子中的1个氧原子，同时还需要4个氢离子进入1个丙分子中，所以一共需要6个氢离子，则需要6 e－参加反应。
17．（2024四川成都，16）几种作物的无土栽培营养液部分溶质的质量分数如表，配制溶液的仪器如图。
几种作物营养液溶质的质量分数（%）
番茄 甜瓜 茄子
硝酸钾（KNO3） 4.04 6.07 7.08
磷酸二氢铵（NH4H2PO4） 0.77 1.53 1.15
（1）表1中对磷元素需求最多的作物是 。
（2）硝酸钾和磷酸二氢铵均属于 肥。
（3）配制质量分数为7.08%的硝酸钾溶液200 g，需要硝酸钾 g（精确到0.1g）。
（4）将质量分数为7.08%的硝酸钾溶液稀释为4.04%，需选择图1中的烧杯和 （填序号）。
（5）利用化学方程式计算。磷酸二氢铵与熟石灰混合使用会降低肥效，其原理是：2 Ca(OH)2 + 2 NH4H2PO4 Ca3(PO4)2 + 2 NH3↑ + 6 H2O，产生3.4 g氨气消耗熟石灰的质量是多少？
【答案】
（1）甜瓜
（2）复合
（3）14.2
（4）③④⑤
（5）解：设产生3.4 g氨气消耗熟石灰的质量是x
答：产生3.4 g氨气消耗熟石灰的质量是22.2 g。
【解析】
（1）由图可知，表1中对磷元素需求最多的作物是甜瓜；
（2）硝酸钾含氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素和钾元素，磷酸二氢铵含氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素和磷元素，均属于复合肥；
（3）配制质量分数为7.08%的硝酸钾溶液200g，需要硝酸钾200g×7.08%=14.2g；
（4）将质量分数为7.08%的硝酸钾溶液稀释为4.04%，需选择图1中的烧杯、胶头滴管、玻璃棒和量筒，需选择③④⑤；
（5）解析见答案。
18．（2024四川遂宁，13）我国力争在2060年前实现“碳中和”，实现二氧化碳的相对“零排放”。使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。氢化钙（CaH2）是一种重要的制氢剂，氢化钙可与物质M反应生成氢气，反应的化学方程式为CaH2 + 2 M = Ca(OH)2 + 2 H2↑，请完成下列各题：
（1）CaH2中钙元素和氢元素的质量比为 （化为最简整数比）。
（2）M的化学式为 。
（3）若制取8 kg氢气，计算理论上需要CaH2的质量（写出计算过程）。
【答案】
（1）20∶1
（2）H2O
（3）解：设需要CaH2的质量为x
答：理论上需要CaH2的质量是84 kg。
【解析】
（1）CaH2中钙元素和氢元素的质量比为40∶（1×2）= 20∶1；
（2）化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前有1Ca、2H，反应后有1Ca、6H、2O，则2M中有4H、2O，M为H2O。
（3）详见答案。
19．（2024四川宜宾，20）某火力发电厂为防止燃煤烟气中的SO2排出后污染环境，选择使用石灰石进行烟气脱疏，这个过程中会发生化学反应：2 CaCO3 + 2 SO2 + O2 2 CaSO4 + 2 X。回答下列问题：
（1）大量排放SO2引起的环境问题是 。
（2）X是 （填化学式）。
（3）若火力发电厂每天燃煤产生48 t SO2，通过以上反应进行烟气脱硫，每天至少需要消耗CaCO3的质量是多少t？（写出计算过程）
【答案】
（1）酸雨
（2）CO2
（3）解：设每天至少需要消耗碳酸钙的质量是x
x = 75 t
答：每天至少需要消耗CaCO3的质量是75 t。
【解析】
（1）二氧化硫能与水反应生成酸性物质，大量排放二氧化硫引起的环境问题是酸雨；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Ca、C、O、S的个数分别是2、2、12、2，生成物中含Ca、C、O、S的个数分别是2、0、8、2，生成物中还应含2个C、4个O，故X的化学式为CO2；
（3）见答案。
考点2 含有杂质的化学方程式计算
20．（2024广东，21）科研人员提出一种回收利用铝冶炼产生的废渣赤泥（含Fe2O3）的新方法，助力产业逐“绿”前行。应用新方法从赤泥中提取铁的装置示意图如题21－1图所示。
（1）Fe2O3中铁元素的化合价是 ① ，铁、氧元素的质量比为 ② 。
（2）应用新方法从赤泥中提取铁发生反应的化学方程式：
3 H2 + Fe2O3 3 H2O + 2 Fe。
i．以该方法处理某赤泥样品的实验数据如题21－2图所示。据图计算，反应从开始至10分钟，提取铁的质量为 ③ g。
ii．我国每年产生赤泥约9000万吨，假设赤泥中Fe2O3的质量分数为30%，用新方法处理9000万吨赤泥，理论上可提取铁 ④ 万吨（写出计算过程）。
iii．传统方法通常使用CO还原Fe2O3，新方法能使产业更加绿色环保的原因是 ⑤ （写一种）。
【答案】
（1）① +3
② 7∶3
（2）③ 2.58
④ 解：设理论上可提取铁的质量为x
x=1890万吨
答：理论上可提取铁1890万吨。
⑤ 新方法产物是水，对环境无污染（合理即可）
【解析】
（1）Fe2O3中氧元素显－2价，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则铁元素的化合价是+3价；铁、氧元素的质量比为（56×2）∶（16×3）=7∶3；
（2）i．0分钟时，铁的质量为15.0 g × 28.0% = 4.2 g；10分钟时，铁的质量为9.0 g × 18.0% = 1.62 g；故反应从开始至10分钟，提取铁的质量为4.2 g－1.62 g = 2.58 g；
ii．见答案；
iii．传统方法通常使用CO还原Fe2O3，新方法用氢气在一定条件下还原氧化铁，生成铁和水，能使产业更加绿色环保的原因是氢气还原氧化铁产物为水，对环境无污染。
21．（2023广东，21）羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如题21－1图所示。
（1）Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比为 ① 。
（2）反应1的化学方程式为Fe + 5 CO Fe(CO)5。用100 kg含铁96%的海绵铁，理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少 （写出计算过程） ②
（3）反应2的化学方程式为Fe(CO)5 Fe + 5 CO↑。196 kg Fe(CO)5分解生成基铁粉的质量随时间的变化如下图所示。在t1时，剩余 ③ kg Fe(CO)5未分解；在 ④ 时Fe(CO)5恰好完全分解。
（4）制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是 ⑤ 。
【答案】（1）3∶4
（2）设理论上可制备Fe(CO)5的质量为x
Fe + 5 CO Fe(CO)5
56 196
100 kg × 96% x
x = 336 kg
答：理论上可制备Fe(CO)5的质量是336 kg。
（3）98 t3
（4）CO或一氧化碳
【解析】（1）Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比 = (12×5)∶(16×5) = 3∶4。
（2）见答案。
（3）由图可知，t1时生成羰基铁粉的质量为28 kg，设t1时，反应的Fe(CO)5质量为y
Fe(CO)5 Fe + 5 CO↑
196 56
y 28 kg
y = 98 kg
则还未分解的Fe(CO)5质量为196 kg－98 kg = 98 kg。由图可知，在t3时，羰基铁粉质量不再增加，Fe(CO)5恰好完全分解。
（4）由反应的化学方程式可知，CO既是反应物又是生成物，则制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是CO。
22．（2024安徽，17）《天工开物》记载了锡的冶炼方法：入砂（指锡砂）数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲（指鼓入空气）熔化，用铅少许，（锡）沛然流注。其反应原理为C + SnO2 Sn + CO2↑。
（1）炼锡时加入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 。
（2）现有151 kg含SnO2 20%的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少（写出计算过程）？
【答案】
（1）合金的熔点降低
（2）解：设理论上可以炼出锡的质量是x
C + SnO2 Sn + CO2↑
151 119
151 kg × 20% x
x = 23.8 kg
答：理论上可以炼出锡的质量是23.8 kg。
【解析】
（1）由于炼锡时加入少许铅形成合金，合金的熔点降低，所以产物更易熔化流出。
（2）详见答案。
23．（2024甘肃白银，17）生铁一般用于铸造或炼钢。某炼铁厂实验室欲检验某批次的生铁是否合格（含碳量在2%～6.69%之间为合格）。某校兴趣小组的同学参与这次的检验，设计实验如下：称取生铁样品50 g，把500 g稀硫酸分5次加入样品中，测得实验数据如下表所示（杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）：
实验序号 加入稀硫酸的质量/g 剩余固体的质量/g
第1次 100 38.8
第2次 100 27.6
第3次 100 m
第4次 100 5.2
第5次 100 1.5
（1）上表中m的数值是 。
（2）计算该稀硫酸中溶质的质量分数（写出计算的过程）。
（3）判断这批生铁是否合格（写出计算的过程）。
【答案】
（1）16.4
（2）解：设该稀硫酸中溶质的质量分数为x
x = 19.6%
答：该稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%
（3）解：由表格数据可知，剩余固体的质量为生铁中碳的质量，则50 g生铁样品中的含碳量为×100% = 3%，由于2% <3% < 6.69%，因此这批生铁是合格的。
【解析】
（1）生铁是铁的合金，其主要成分是铁，铁能与硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，由表格数据可知，第1次加入100 g稀硫酸消耗铁的质量是50 g － 38.8 g = 11.2 g；第2次加入100 g稀硫酸消耗铁的质量是38.8 g － 27.6 g = 11.2 g，说明100 g稀硫酸能与11.2 g铁恰好完全反应；第5次加入100 g稀硫酸消耗铁的质量为5.2 g － 1.5 g = 3.7 g，说明第5次加入稀硫酸时铁完全反应，稀硫酸过量，则第3、4次分别加入100 g稀硫酸都能消耗11.2 g铁，则m = 27.6 － 11.2 = 5.2 + 11.2 = 16.4；
（2）计算过程见答案；
（3）计算过程见答案。
24．（2024湖南，23）老师和同学们在开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动中，选取过氧化氢溶液和二氧化锰，利用供氧器制取氧气。解答下列问题：
（1）根据反应的化学方程式分析，过氧化氢的质量反应后比反应前 。
（2）现需要制得3.2 g氧气，至少需要多少g溶质质量分数为5%得过氧化氢溶液（请写出计算过程）
【答案】
（1）减少
（2）设现需要制得3.2 g氧气，至少需要溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液的质量为x
x = 136 g
答：现需要制得3.2 g氧气，至少需要溶质质量分数为5%得过氧化氢溶液的质量为136 g。
【解析】
（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2 H2O2 2 H2O + O2↑；每68份质量的过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成36份质量的水和32份质量的氧气，所以过氧化氢的质量反应后比反应前减少；
（2）见答案。
25．（2024江苏盐城，18）2024年5月17日，中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线，顺利实现新能源汽车转型升级。
（1）汽车烤漆工艺既能助力汽车美观，更能防止车身生锈。其防锈原理是 。
（2）铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统，说明铜具有优良的 （填写物理性质）。
（3）新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂（LiFePO4）的锂电池为汽车提供动力，LiFePO4中PO43－显－3价，则Li元素的化合价为 价。
（4）生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是______（选填字母序号）。
A．合金的强度一般比组成它们的纯金属更大
B．合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低
C．合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好
（5）生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1000 t含氧化铁（Fe2O3）80%的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁的质量为 （写出计算过程）。
【答案】
（1）隔绝氧气和水
（2）导电性
（3）+1
（4）ABC
（5）解：设产生铁的质量为x。
x = 560 t
答：可以炼出纯铁的质量为560 t。
【解析】
（1）铁在潮湿的空气中容易生锈，则烤漆的防锈原理是隔绝水和氧气；
（2）铜具有优良的导电性，则用于制作导线、铜质电路主板等；
（3）磷酸亚铁锂（LiFePO4）中磷酸根为－3价，铁元素化合价是+2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知：x+（+2）+（－3）=0，x = +1，Li元素化合价是+1；
（4）合金的强度一般比组成它们的纯金属更大，A正确；合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低，B正确；合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好，C正确。
（5）见答案。
26．（2024江苏扬州，25）葡萄糖酸具有酸性，广泛应用于医药、食品等。葡萄糖酸钙可用作钙营养强化剂。
（1）制备葡萄糖酸。葡萄糖与O2在酶的催化下转化为葡萄糖酸（化学式为C6H12O7，可用HA表示），制备时向含有酶的葡萄糖溶液中鼓入空气，充分反应后，所得溶液经处理得到HA产品。
① 鼓入空气除能提供O2外，还能起到 作用，促进反应充分进行。
② 酶的催化效率与溶液pH的关系如下图所示。反应过程中需缓慢添加适量NaOH溶液，作用是 。加入NaOH对产品产生的不利影响是 。
（2）制备葡萄糖酸钙晶体。以贝壳为原料，处理后得到高纯CaCO3。
I．将CaCO3与足量HA溶液充分反应，得到葡萄糖酸钙溶液；向其中加入适量无水乙醇，析出大量葡萄糖酸钙晶体（可用CaA2·H2O表示）。
①标志CaCO3与HA反应完全的现象是 。
②相同温度下，CaA2在无水乙醇中的溶解度 CaA2在水中的溶解度（填“大于”“小于”或“等于”）。
Ⅱ．煅烧CaCO3得到CaO；CaO与水反应制得石灰乳，再加入足量HA与其充分反应；将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶，得到CaA2·H2O。
①CaCO3高温分解生成CaO的化学方程式为 。
②控制其他条件相同，实验室中取两份相同质量的CaO，分别加入50 mL、70 mL的水制得石灰乳，与HA反应后，最终所得CaA2·H2O的质量见表。根据实验结果，实际生产制备CaA2·H2O时，选择向每份质量的CaO中加水50 mL而非70 mL，原因是 。
实验编号 1 2
水的体积/mL 50 70
CaA2·H2O的质量/g 20.5 20.6
③若贝壳中CaCO3的质量分数为90%，计算100 g贝壳理论上可制得CaA2·H2O的质量 （写出计算过程）。已知：CaA2·H2O的相对分子质量为448。
【答案】
（1）搅拌 随着反应的进行，溶液的酸性增强，酶的催化效率下降，加入NaOH调节溶液的pH，保证酶的催化效率 引入NaA杂质，降低HA纯度
（2）固体完全溶解，没有气泡产生 小于 CaCO3 CaO + CO2↑ 增加20mL水，产品质量增加不大，且液体过多不利于固体析出，节约用水 碳酸钙高温煅烧：CaCO3 CaO + CO2↑，氧化钙和水反应：CaO + H2O = Ca(OH)2，氢氧化钙和HA反应：Ca(OH)2 + 2 HA = CaA2 + 2 H2O，将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶，得到CaA2·H2O，故可得关系式：CaCO3～CaA2·H2O
解：设100 g贝壳理论上可制得CaA2·H2O的质量为x
x=403.2g
答：100 g贝壳理论上可制得CaA2·H2O的质量为403.2 g
【解析】（1）①鼓入空气除能提供 O2 外，还能起到搅拌作用，增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；
②葡萄糖与O2在酶的催化下转化为葡萄糖酸，葡萄糖酸显酸性，由图可知，在实验研究范围内，pH值越小，催化效率越低，故随着反应的进行，溶液的酸性增强，酶的催化效率下降，加入 NaOH溶液，可以调节溶液的 pH ，保证酶的催化效率；
氢氧化钠能与葡萄糖酸反应生成NaA和水，故加入NaOH 对产品产生的不利影响是：引入NaA杂质，降低 HA 纯度；
（2）I、①碳酸钙能与葡萄糖酸反应生成葡萄糖酸钙、二氧化碳和水，且碳酸钙难溶于水，故标志 CaCO3与 HA 反应完全的现象是：固体完全溶解，没有气泡产生；
②向葡萄糖酸钙溶液中加入适量无水乙醇，可析出大量葡萄糖酸钙晶体，故相同温度下， CaA2 在无水乙醇中的溶解度小于CaA2在水中的溶解度；
Ⅱ、①碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO3 CaO + CO2↑；
②由表中数据可知，增加20 mL水，产品质量增加不大，且液体过多不利于固体析出，且加水50 mL，可以节约用水，故选择向每份质量的 CaO 中加水50 mL而非70 mL；
③见答案。
27．（2024山东烟台，24）化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数。先将10 g样品放入质量为50 g的锥形瓶中，再逐滴加入稀盐酸充分反应（如下图所示）。反应过程中测得滴加稀盐酸的总质量与充分反应后锥形瓶及瓶内剩余物质总质量的数据如下表所示。
（该石灰石中杂质不溶解于水，也不与酸反应）
加入稀盐酸的总质量/g 0 10 25 35
锥形瓶及瓶内剩余物质总质量/g 60.00 69.12 82.80 92.36
回答下列问题：
（1）10 g该石灰石样品与稀盐酸恰好完全反应时，消耗的稀盐酸的总质量是 g，产生二氧化碳的总质量是 g。
（2）该样品中碳酸钙的质量分数为多少？（写出计算过程）
（3）这种测定方法产生误差的原因可能是 （写1条）。
【答案】
（1）30 2.64
（2）设该样品中碳酸钙的质量为x。
该样品中碳酸钙的质量分数为。
答：该样品中碳酸钙的质量分数为60%。
（3）二氧化碳有少部分溶于水
【解析】碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，减少的质量为生成的二氧化碳的质量。（1）由质量守恒定律可知，参加反应的反应物的总质量等于生成的生成物的总质量，由表格数据可知，加入稀盐酸的质量为10 g时，生成的二氧化碳的质量为10 g + 10 g + 50 g - 69.12 g = 0.88 g，加入稀盐酸的质量为25 g时，生成的二氧化碳的质量为25 g + 10 g + 50 g - 82.80 g = 2.2 g，若样品没有反应完全，加入稀盐酸的质量为35g时，生成的二氧化碳的质量为2.2 g + 0.88 g = 3.08 g，实际生成的二氧化碳的质量为35 g + 10 g + 50 g - 82.80 g = 2.64 g，则加入稀盐酸的质量为35g时，样品反应完全，产生二氧化碳的总质量是2.64g，消耗的稀盐酸的总质量是。
（2）解析见答案。
（3）二氧化碳溶于水，稀盐酸中含有水，碳酸钙和稀盐酸反应生成的二氧化碳有少量溶于水，使计算的生成的二氧化碳的质量减少，产生实验误差，则这种测定方法产生误差的原因可能是二氧化碳有少部分溶于水。
28．（2024山西，15）根据情景要求，完成“一定溶质质量分数的碳酸钠溶液的配制”和化学方程式的计算。
（1）配制如图所示的100 g 10%的碳酸钠溶液，应该怎样操作？
【温馨提示】①计算要写出过程 ②实验要写出具体操作步骤 ③语言描述要简练规范
（2）若取配制好的碳酸钠溶液5.3 g与一定质量的澄清石灰水恰好完全反应，理论上可生成沉淀的质量是多少？
【答案】
（1）通过计算可得需碳酸钠质量=100 g×10%=10g，配制时水的质量是100 g－10 g = 90 g，90 g合90 mL；用天平称取10 g碳酸钠，倒入烧杯中；再用100 mL量筒量取90 mL的水，倒入烧杯中；用玻璃棒不断搅拌，使碳酸钠完全溶解；碳酸钠完全溶解后，将碳酸钠溶液转移到指定容器中，贴上标签。
（2）设：可生成沉淀的质量是为x
x=0.5g。
答：可生成沉淀的质量是为0.5 g。
【解析】
（1）溶液的配制一般需要经过①计算 ②量取 ③溶解；配制100 g 10%的碳酸钠溶液需碳酸钠质量，配制时水的质量是100 g－10 g = 90 g，90 g合90 mL，量取水选取能一次量取全部液体最小规格的量筒，量取90 mL水选用100 mL量筒；配制的步骤是：用天平称取10 g碳酸钠，倒入烧杯中，再用100 mL量筒量取90 mL的水，倒入烧杯中，用 玻璃棒不断搅拌，使碳酸钠完全溶解，碳酸钠完全溶解后，将碳酸钠溶液转移到指定容器中，贴上标签。
（2）见答案。
29．（2024四川广安，17）碱石灰（CaO、NaOH）常用作气体的干燥剂。化学兴趣小组为测定某种碱石灰中CaO的质量分数，将10 g碱石灰加入到80 g Na2CO3溶液中，发生反应：CaO + H2O + Na2CO3 = CaCO3 + 2 NaOH。待碱石灰中CaO完全反应后，测得生成CaCO3固体的质量为10 g。
回答下列问题：
（1）除去CaCO3固体后，所得溶液的质量为 g。
（2）求该碱石灰中CaO的质量分数。（写出计算过程）
【答案】
（1）80
（2）解：消耗氧化钙的质量为x。
x=5.6g
碱石灰中CaO的质量分数=
答：碱石灰中CaO的质量分数为56%。
【解析】（1）根据质量守恒定律，10 g碱石灰加入到80 g Na2CO3溶液中，生成10 g碳酸钙沉淀，则所得溶液的质量为10 g + 80 g－10 g = 80 g；
（2）见答案。
30．（2024四川乐山，21）发酵粉常用于制作馒头、糕点等，其主要成分为NaHCO3。某同学为测定某发酵粉样品中NaHCO3的质量分数进行如下实验：取一个10.2 g空烧杯，向其中加入10.0 g发酵粉后缓慢加入50.0 g质量分数为20%的稀硫酸，待发酵粉中NaHCO3完全反应后，测得烧杯及烧杯中物质的总质量为65.8 g。
已知：①2 NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2↑；
②样品中其它成分不与硫酸反应。
回答下列问题：
（1）NaHCO3中碳元素的化合价为 价。
（2）NaHCO3中碳元素和氧元素的质量比为 。
（3）计算发酵粉样品中NaHCO3的质量分数。（写出计算过程）
【答案】
（1）+4
（2）1∶4
（3）解：由质量守恒定律可知：反应生成的CO2的质量为：10.2 g + 10.0 g + 50.0 g - 65.8 g = 4.4 g
设发酵粉样品中NaHCO3的质量为y
发酵粉样品中NaHCO3的质量分数：
答：发酵粉样品中NaHCO3的质量分数为84%。
【解析】（1）设NaHCO3中碳元素的化合价为x，已知钠元素化合价为+1价，氢元素化合价为+1价，氧元素化合价为－2价，依据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知：(+1) + (+1) + x + (－2)×3 = 0，x = + 4，NaHCO3中碳元素的化合价为+4。
（2）NaHCO3中碳元素和氧元素的质量比=(1×12)∶(16×3) = 1∶4。
（3）解析见答案。
考点3 溶液溶质质量分数的计算
31．（2022广东广州卷）二甲基亚砜（DMSO）工业废渣含NaNO3及少量有毒的NaNO2，以该废渣为原料制备农用KNO3，既实现资源回收利用又保护了环境。工艺流程如下：
（1）农用KNO3为农作物提供的营养元素有_______。
（2）步骤1的作用是除去NaNO2，NaNO2中氮元素的化合价为_______。
（3）结合溶解度曲线分析，步骤3“加热蒸发”时可控制只析出NaCl固体，原因是_______。
（4）步骤4的操作是_______、过滤。
（5）KCl用量的估算依据是 （填标号）。
A．KCl与NaNO3的粒子个数比为1∶1
B．KCl与NaNO3的质量比为1∶1
C．KCl与NaNO3在溶液中的质量分数之比为1∶1
（6）该工艺所得农用KNO3混有一定量NaCl。取25 g样品加足量水溶解，向溶液中加入足量的AgNO3溶液，生成沉淀的质为14.35 g，则样品中杂质NaCl的质量是_____g，样品含KNO3_______%（质量分数）。
（相对分子质量：KNO3－101 NaCl－58.5 AgNO3－170 AgCl－143.5）
【答案】
（1）钾元素和氮元素
（2）+3
（3）硝酸钾溶解度受温度影响比较大，氯化钠受温度影响比较小
（4）降温结晶
（5）A
（6）① 5.85 ② 76.6
【解析】
（1）KNO3为农作物提供的营养元素有钾元素和氮元素。
（2）NaNO2中钠元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为－2价，设氮元素的化合价为x，根据“化合物中各元素的化合价之和为0”可知，1+x+（－2）×2=0，解得x=+3。
（3）硝酸钾溶解度受温度影响比较大，氯化钠受温度影响比较小，则“加热蒸发”时只析出氯化钠。
（4）由图可知，通过步骤4分离出了硝酸钾，而硝酸钾受温度影响比较大，且溶液2的温度比较高，则步骤4为降温结晶。
（5）加入氯化钾的目的是使溶液中的氯离子和钠离子结合为氯化钠析出，则因使氯化钾与硝酸钠的粒子个数比为1∶1，故选A。
（6）设样品中杂质NaCl的质量是x，则：
解得，x = 5.85 g
则样品中含KNO3的质量为
。
32．（2022广东广州卷）某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2，产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。
（1）废液成分的确定
①写出制备CO2的化学方程式_______。
②推测废液所含溶质
推测一：_______ 推测二：CaCl2和HCl
③若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？_______（填标号）
A．石蕊溶液 B．AgNO3溶液 C．锌粒 D．CuO粉末
（2）废液的处理
实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl，小组决定用Na2CO3除去它们。
【提出问题】如何估算Na2CO3固休的用量？
【进行实验】取100 mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。
【结果讨论】
① a→b阶段，观察到烧杯中的现象是_______。
② b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为_______。
③ c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明处理100 mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积_______120 mL。（填“大于”“等于”或“小于”）
④ 将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重，质量为4 g。若处理10 L该废液，理论上需要Na2CO3固体___g。（实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1 g/cm3）
【答案】
（1）① CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ ② CaCl2 ③ ACD （2）① 有气泡产生 ② Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2 NaCl ③ 小于 ④ 530
【解析】（1）①实验室用大理石（或 石灰石）和稀盐酸制取CO2，大理石的主要成分碳酸钙和盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。
②碳酸钙和盐酸恰好完全反应时溶质只有氯化钙，则推测一：氯化钙；盐酸过量时推测二：CaCl2和HCl；
③根据推测，主要是证明盐酸的有无即可判断是哪种推测；盐酸会使石蕊试液变红色；则样品滴加石蕊试液后变红了，则有盐酸，推测二成立；如果石蕊试液不变色，推测一成立，A正确；溶液中有氯化钙，提供了氯离子，硝酸银和氯化钙反应产生氯化银沉淀和硝酸，盐酸和硝酸银也会产生氯化银沉淀，所以不能用硝酸银溶液验证是否有盐酸，B错误；盐酸和锌反应产生氯化锌和氢气，会产生气体；则锌粒中加入样品后产生气泡，则有盐酸，推测二成立；如果没有气泡，推测一成立，C正确；氧化铜和盐酸反应产生氯化铜和水，固体会减少或消失，溶液变蓝色；则氧化铜中加入样品后固体会减少或消失，溶液变蓝色，则有盐酸，推测二成立；如果固体不减少，溶液不变蓝色，推测一成立，D正确。
（2）①废液中的溶质是CaCl2和HCl，向其中加入碳酸钠，碳酸钠先和盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳，然后碳酸钠和氯化钙反应产生碳酸钙沉淀和氯化钠，根据图像a→b阶段，是碳酸钠和盐酸反应，则会观察到烧杯中有气泡产生。
②碳酸钠溶液显碱性，b点后曲线平缓阶段，是碳酸钠和氯化钙反应，氯化钠溶液显中性，反应的化学方程式为Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2 NaCl。
③c点时，溶液显碱性，碳酸钠过量，结合图像分析，说明处理100 mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积小于120 mL。
④100 mL废液，产生碳酸钙的质量是4 g，设要碳酸钠的质量是x。
所需碳酸钠溶液的体积为：4.24 g ÷ 5.3% ÷ 1 g/mL = 80 mL，即80 mL碳酸钠溶液中含有碳酸钠4.24 g，100 mL碳酸钠溶液中含有碳酸钠4.24 g × 100 mL÷80 mL = 5.3 g，因此若处理10 L（即：10000 mL）该废液，理论上需要Na2CO3固体质量为10000 mL÷100 mL × 5.3g = 530 g。
33．（2023深圳福田区一模，16）过氧化氢水溶液是一种“绿色”供氧剂。某科学小组利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，并探究氧气的相关性质。
（1）下列对氧气的认识正确的是________（填序号）。
A．空气中氧气的质量分数为五分之一
B．火箭发射时需要用到氧气，是因为氧气具有可燃性
C．氧气可以供给呼吸，可用于医疗急数
D．硫粉在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
（2）利用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气的过程中，二氧化锰所起的作用是________。
（3）实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氯化锰制取氧气，实验中物质的总质量随时间变化如图所示。计算过氧化氢溶液中H2O2的质量分数。（根据化学方程式进行计算）
（4）小明用排水法收集一瓶氧气后，想利用这瓶氧气进行蜡烛燃烧实验，以此证明石蜡中是否含有氢元素。小明按照下图所示的装置进行实验，当观察到集气瓶内壁有水珠时，认为石蜡中含有氢元素。但小红认为小明方案不能得出该结论，原因是________。
【答案】
（1）C
（2）催化作用
（3）由图可知：溶液总质量从70 g减少到66.8 g，所以生成氧气的质量 = 70 g－66.8 g = 3.2 g
解：设溶液中H2O2的质量为x
x = 6.8 g
H2O2的质量分数：×100% = 10%
答：这瓶过氧化氢中H2O2的质量分数为10%。
（4）排水法收集后，瓶内已经有水，无法判断是否是蜡烛燃烧后产生的水。（过氧化氢溶液分解后产生的氧气中已经含有水，无法判断是否是蜡烛燃烧后产生的水）
【解析】
（1）空气中氧气的体积分数为五分之一，不是质量分数，故A错误，不符合题意；氧气能支持燃烧，具有助燃性，常用作助燃剂，氧气自己本身不燃烧，不具有可燃性，故B错误，不符合题意；气可以供给呼吸，可用于医疗急数，故C正确，符合题意；硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，而不是淡蓝色火焰，故D错误，不符合题意；
（2）氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气的过程中，二氧化锰所起的作用是催化剂。故填：催化剂。
（3）详解见答案。
（4）小明按照下图所示的装置进行实验，当观察到集气瓶内壁有水珠时，不能认定石蜡中含有氢元素，因为排水法收集后，瓶内已经有水，无法判断是否是蜡烛燃烧后产生的水。（过氧化氢溶液分解后产生的氧气中已经含有水，无法判断是否是蜡烛燃烧后产生的水）
34．（2023深圳盐田区一模，16）小深同学做实验发现：向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始没有气泡生成，滴加一定量后才有气泡产生。
【查阅资料】
向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，先发生的反应是：Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3；当Na2CO3全部转化成NaHCO3后，再发生反应：NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑。
【实验设计】
为此他用如图所示装置进行了如下实验：
步骤 实验现象
步骤一：在广口瓶中加入20 g质量分数为5.3%的Na2CO3溶液，用注射器向瓶中缓慢注入少量7.3%的稀盐酸。 观察到广口瓶内无明显现象。
步骤二：继续用注射器向瓶中注入稀盐酸。 一段时间后，观察到广口瓶内出现的现象是__________；烧杯中澄清石灰水出现的现象是__________。
【解决问题】
（1）Na2CO3中碳元素的化合价为__________。
（2）上述实验中，加入稀盐酸质量是多少后，才开始产生CO2 （根据化学方程式写出计算过程）
【答案】
产生气泡 变浑浊
（2）+4
（3）解：设加入盐酸溶质的质量为x后，才开始产生CO2。
稀盐酸质量= = 5 g
答：加入稀盐酸质量为5 g后，才开始产生CO2。
【解析】
（1）由于Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3；NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑。所以继续用注射器向瓶中注入稀盐酸。一段时间后，观察到广口瓶内出现的现象是产生气泡；烧杯中澄清石灰水变浑浊。故填：产生气泡；变浑浊。
（2）碳酸钠中钠元素化合价为+1，氧元素化合价为－2，设Na2CO3中碳元素的化合价为x。根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的规则，可得：
（+1）× 2 + x +（－2）× 3 = 0，解得：x = +4。
（3）详见答案。
35．（2024天津卷，26）烧杯中盛有金属铜和氧化铜的固体粉末10 g，其中氧元素的质量分数为16%，向烧杯中加入140 g一定溶质质量分数的稀硫酸，恰好完全反应得到硫酸铜溶液。计算：
（1）原固体粉末中金属铜的质量。
（2）所得溶液中溶质的质量分数（结果精确到0.1%）。
（3）若用60%的硫酸（密度为1.5 g/cm3）配制上述所用140 g一定溶质质量分数的稀硫酸，需要60%的硫酸多少毫升（1 cm3 = 1 mL；结果精确到0.1）。
【答案】
（1）烧杯中盛有金属铜和氧化铜的固体粉末10 g，其中氧元素的质量分数为16%，氧元素的质量= 10 g × 16% = 1.6 g，氧化铜的质量 = 1.6 g ÷（ × 100%）= 8 g ，原固体粉末中金属铜的质量：10 g－8 g = 2 g。
答：原固体粉末中金属铜的质量2 g。
（2）设生成硫酸铜的质量为x，硫酸的质量为y
所得溶液的质量：8 g + 140 g = 148 g
所得溶液中溶质的质量分数：
答：所得溶液中溶质的质量分数10.8%。
（3）需要60%的硫酸的体积 = (9.8 g ÷ 60%) ÷ 1.5g/cm3 = 10.9 cm3 = 10.9 mL
答：需要60%的硫酸10.9 mL。
【解析】
（1）解析见答案。
（2）解析见答案。
（3）解析见答案。
36．（2024江苏常州，25）如图装置可用于制取二氧化碳并验证其性质。
（1）仪器a的名称是___________。
（2）用该套装置进行实验的优点是___________。
（3）实验中可观察到___________（选填“干燥”或“湿润”）的紫色石蕊小纸花变红；澄清石灰水___________（填现象），化学方程式为___________。
（4）实验中用含CaCO3的质量分数为80%的大理石2.5 g与足量的稀盐酸反应，该实验条件下CO2的密度为2 g·L－1，理论上能生成CO2的体积是多少？写出计算过程。
【答案】
（1）铁架台
（2）操作简便，可以控制反应速率，节约药品
（3）① 湿润 ② 变浑浊 ③ Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
（4）设理论上能生成二氧化碳的质量为x
解得x = 0.88 g
CO2的体积为0.88 g ÷2 g·L－1 = 0.44 L
答：理论上能生成CO2的体积是0.44 L。
【解析】
（1）仪器a的名称为铁架台，故填：铁架台；
（2）该套实验装置将活塞旋开可以验证二氧化碳能是澄清石灰水变浑浊，可以验证二氧化碳能使湿润的紫色纸花变红，因此用该套装置进行实验的优点是操作简便，可以控制反应速率，节约药品，故填：操作简便，可以控制反应速率，节约药品；
（3）二氧化碳与水反应生成碳酸，能使紫色石蕊小纸花变红，实验中可观察到湿润的紫色石蕊小纸花变红，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，是因为氢氧化钙与二氧化碳反应生成水和碳酸钙沉淀，化学方程式为 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O；
（4）见答案。
37．（2024江苏宿迁，16）化学实践小组为测定实验室一瓶失去标签的稀盐酸的溶质质量分数。取该稀盐酸50 g，利用传感器实时监测稀盐酸与溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液反应过程中pH的变化情况，测定结果如图所示。
（1）该实验是将______滴入另一溶液中。
（2）b点所对应溶液中的溶质有______（填化学式）。
（3）计算该瓶稀盐酸的溶质质量分数（写出计算过程）。
【答案】
（1）氢氧化钠溶液
（2）NaCl、NaOH
（3）恰好完全反应时消耗氢氧化钠溶液质量为40 g，其中溶质质量为：40 g × 10% = 4 g；
解：设该瓶稀盐酸的溶质质量分数为x
x=7.3%
答：该瓶稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
【解析】
（1）由图可知，一开始溶液的pH＜7，随着反应的进行，溶液的pH逐渐增大，最后大于7，则该实验是将氢氧化钠溶液滴入稀盐酸中了；
（2）氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，b点处pH＞7，说明此时氢氧化钠过量，则b点所对应溶液中的溶质有NaCl、NaOH；
（3）解析见答案。
38．（2024河北，21）为测定某稀硫酸中溶质的质量分数，向盛有100 g该稀硫酸的烧杯中，分三次加入一定质量的锌粉，生成气体的质量与加入锌粉质量的关系如图所示。请计算：
（1）m的值为 。
（2）该稀硫酸中溶质的质量分数。
【答案】
（1）0.4
（2）设：该稀硫酸中溶质的质量分数为y。
y = 24.5%
答：该稀硫酸中溶质的质量分数为24.5%。
【解析】
（1）根据图示可知，m 的值为13 g锌与硫酸反应产生的氢气质量。
设：13 g锌与硫酸反应产生的氢气质量为x。
x = 0.4 g；
（2）根据图示可知，100 g硫酸与足量的锌反应生成的氢气质量为0.5 g，见答案。
39．（2024江苏苏州，25）氨气是制备各类含氮化合物的基础原料，在生产和使用过程中会产生氨氮废水，需处理达标后才能排放。
I．氨的合成
（1）工业上利用N2 + 3 H2 2 NH3合成氨气。
①可通过分离液态空气获得原料N2，该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
②催化剂可用Fe3O4。高温下，部分Fe3O4被H2还原为FeO，转化过程中固体所含铁元素的质量分数 （填“升高”或“降低”）。
Ⅱ．氨的应用
（2）液氨可用作制冷剂。氨气转化为液氨过程中，发生改变的是 （从微观角度解释）。
（3）利用NH3去除汽车尾气中的NO，生成水和一种气体单质。该过程中化合价发生变化的元素是 （填元素符号）。
Ⅲ．氨氮测定
（4）测定氨氮含量：取200 mL氨氮废水，将氮元素完全转化为NH3，完全吸收所得NH3需要消耗9.8 g 10%的稀硫酸[反应原理2 NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4]。计算该废水中的氮元素含量。（含量以g L－1表示，写出计算过程。H2SO4的相对分子质量为98） 。
Ⅳ．氨氮废水处理
某工厂的氨氮废水处理流程如图：
已知：水体中的氮元素通常以氨氮（NH4+或NH3）、硝氮（NO2－或NO3－）形式存在。
（5）“吹脱”时，加入物质X，将NH转化为NH3，并通入热空气将NH3吹出。物质X可选用_______（填字母）。
A．稀盐酸 B．NaOH溶液 C．NaCl溶液 D．生石灰
（6）“氧化”时，次氯酸钠投入质量m(NaClO)对废水中的氨氮去除率(×100%)和总氮残留率(×100%)的影响如图所示。
① NaClO将NH3反应转化为N2的化学方程式为 。
② 当m(NaClO)＞m1时，废水中总氮残留率上升的原因是 。
【答案】
（1）物理变化 升高
（2）氨气分子间的间隙
（3）N
（4）设吸收氨气的质量为x
=
x=0.34g
氮元素的质量为：0.34g××100%=0.28g
废水中的氮元素含量==1.4g L－1
答：废水中的氮元素含量为1.4g L－1
（5）BD
（6）3 NaClO + 2 NH3 = N2 + 3 NaCl + 3 H2O 部分氨气被转化为NO或NO，留在废水中
【解析】
（1）①可通过分离液态空气获得原料N2，该过程中没有新物质生成，属于物理变化；
②Fe3O4中铁元素的质量分数为，FeO中铁元素的质量分数为，所以该转化过程中固体所含铁元素的质量分数升高；
（2）氨气转化为液氨过程中，氨气分子间的间隙变小；
（3）利用NH3去除汽车尾气中的NO，生成水和一种气体单质，由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，则该气体为氮气，反应前NH3中氮元素的化合价为－3价，氢元素的化合价为+1价，NO中氮元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为－2价，反应后水中氢元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为－2价，氮气中氮元素的化合价为0价，则该过程中化合价发生变化的元素是N；
（4）解析见答案；
（5）铵根和氢氧根结合可以生成氨气；稀盐酸中不含氢氧根，故A选项不符合题意；NaOH溶液中含氢氧根，故B选项符合题意；NaCl溶液中不含氢氧根，故C选项不符合题意；生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙溶液中含氢氧根，故D选项符合题意；
（6）①NaClO与NH3反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为：3 NaClO + 2 NH3 = N2 + 3 NaCl + 3 H2O；
②从图可以看出，当m(NaClO)＞m1时，废水中总氮残留率上升，但氨氮去除率为100%，则说明氮元素不以氨气或铵根离子的形式残留。结合“已知：水体中的氮元素通常以氨氮、硝氮形式存在。”可知，此时废水中的氮元素以硝氮形式存在。所以废水中总氮残留率上升，是因为部分氨气被转化为NO2－或NO3－，留在废水中。
40．（2024江西，20）碳酸钾（K2CO3）俗称钾碱，主要用于印染、玻璃等领域。为测定某钾碱样品中碳酸钾的质量分数，化学小组将7 g钾碱样品加入烧杯，再加入50 g足量的稀硫酸，测得反应后烧杯中物质的总质量为54.8 g。（杂质不参加反应）
（1）碳酸钾在农业上可用作 （选填“氮”、“磷”或“钾”）肥。
（2）反应过程中生成气体的质量为 g。
（3）计算该钾碱样品中碳酸钾的质量分数。（写出计算过程，结果精确到0.1%）
（4）该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数 （选填“≥”或“≤”）9.8%。
【答案】
（1）钾
（2）2.2
（3）解：设钾碱样品中碳酸钾的质量为x。
钾碱样品中碳酸钾的质量分数
答：钾碱样品中碳酸钾的质量分数为98.6%。
（4）≥
【解析】
（1）碳酸钾中的营养元素是钾元素，属于钾肥；
（2）根据质量守恒定律，产生气体的质量为：7g+50g－54.8g=2.2g；
（3）见答案；
（4）解：设50 g足量的稀硫酸中至少有硫酸的质量为y
解得y = 4.9 g
该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数至少是。
41．（2024山东滨州，25）黄铜（铜和锌的合金）是一种重要的金属材料，常用于制造轴承、齿轮等机器零件。为回收黄铜中的铜，某化学兴趣小组的同学取黄铜样品粉末32.5 g，放入烧杯中，然后逐渐加入稀硫酸至过量。所加稀硫酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示。
试计算：
（1）黄铜样品中铜的质量为 g；
（2）恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量分数是多少？
【答案】
（1）26
（2）由图可知，参加反应的锌的质量为32.5 g － 26 g = 6.5 g；
设恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量为x，反应生成氢气的质量为y
则所得溶液的溶质质量分数为
答：所得溶液的溶质质量分数为16.1%。
【解析】
（1）由金属活动性锌＞氢＞铜可知，锌可与稀硫酸反应，而铜不与稀硫酸反应，结合图像可知，黄铜样品中铜的质量为26 g；
（2）解析见答案。
42．（2024山东烟台，23）《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制、烘干。兴趣小组根据记载，利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动，在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后，为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【查阅资料】①BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3↓ + 2 NaCl；②BaCl2溶液呈中性；
③碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，能吸收水和二氧化碳。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种
【实验设计与实施】
（1）
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取少量废液于试管中，加入足量的氯化钡稀溶液。 废液中有Na2CO3
步骤2：取少量步骤1中的上层清液于试管中， 。 废液中有NaOH
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验，取100 g废液样品放入装置A的锥形瓶中，先通入一会儿N2，然后称量装置C、D的质量，再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸，至不再产生气体，继续通一会儿N2后，测得装置C、D分别增重2.1 g和0.1 g。
（2）锥形瓶中不再产生气体后，需要继续通一会儿N2，其原因是 。
（3）装置C中反应的化学方程式是 。
（4）废液中碳酸钠的溶质质量分数是 （保留到0.1%）。
（5）如果缺少装置B，会使测定的碳酸钠含量 （填“偏大”或“偏小”）。
【任务三】废液的处理
（6）为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用，需根据废液中碳酸钠的含量，加入一定量的某种物质，该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
【答案】
（1）产生白色沉淀 加入适量无色酚酞试液 溶液变红
（2）使反应生成的二氧化碳全部被吸收，防止部分气体残留在装置中，影响实验结果
（3）CO2 + 2 NaOH = Na2CO3 + H2O
（4）5.3%
（5）偏大
（6）Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2 NaOH
【解析】（1）步骤1：取少量废液于试管中，加入足量的氯化钡稀溶液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明废液中含碳酸钠，且足量的氯化钡溶液能将碳酸钠除尽；
步骤2：氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，故取少量步骤1中的上层清液于试管中，加入适量无色酚酞试液，溶液变红，说明废液中含氢氧化钠；
（2）锥形瓶中不再产生气体后，需要继续通一会儿氮气，原因是：使反应生成的二氧化碳全部被吸收，防止部分气体残留在装置中，影响实验结果；
（3）装置C中发生反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为CO2 + 2 NaOH = Na2CO3 + H2O；
（4）装置C、D中增加的质量为反应生成二氧化碳的质量，则生成二氧化碳的质量为：2.1 g + 0.1 g = 2.2 g
解：设废液中碳酸钠的溶质质量分数是x
x=5.3%
答：废液中碳酸钠的溶质质量分数是5.3%；
（5）如果缺少装置B，气体从A装置中携带出的水蒸气会被D装置吸收，导致测得的二氧化碳的质量偏大，则计算出的碳酸钠的含量偏大；
（6）氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故可加入适量的氢氧化钙溶液将碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用，该反应的化学方程式为Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2 NaOH。
43．（2024四川达州，18）化学兴趣小组的同学做实验时不慎把稀盐酸洒在实验室的磨石地板上，发现有气泡冒出。查阅资料得知，磨石中含有碳酸钙，同学们用同种磨石进行了如下实验（假设磨石中的其它成分不参与反应，也不溶于水，生成的气体全部逸出）。
请完成下列问题：
（1）生成二氧化碳的质量为 g。
（2）计算反应后烧杯内溶液的溶质质量分数（写出计算过程）。
【答案】
（1）4.4
（2）设：生成4.4 g的二氧化碳需碳酸钙的质量为x，同时生成氯化钙质量为y
x=10g；
y=11.1g；
反应后烧杯内溶液的溶质质量分数=；或
反应后烧杯内溶液的溶质质量分数=。
答：反应后烧杯内溶液的溶质质量分数为10%。
【解析】
（1）稀盐酸与碳酸钙反应会生成氯化钙、水和二氧化碳，反应过程中二氧化碳逸出，根据质量守恒定律，生成二氧化碳的质量= 12.5 g + 105.4 g －113.5 g = 4.4 g；
（2）见答案。
44．（2024四川眉山，20）实验室有一瓶标签被腐蚀的Na2SO4溶液。某化学兴趣小组的同学为测定该Na2SO4溶液的溶质质量分数，取100 g Na2SO4溶液于烧杯中，然后加入BaCl2溶液。生成沉淀的质量与加入BaCl2溶液的质量关系如图所示：
计算：
（1）两种物质恰好完全反应时，生成沉淀的质量是 g。
（2）该Na2SO4溶液的溶质质量分数是多少（请写出简明计算过程）？
【答案】
（1）2.33
（2）解：设该Na2SO4溶液的溶质质量分数为x
x=1.42%
答：该Na2SO4溶液的溶质质量分数是1.42%。
【解析】
（1）Na2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀、NaCl，化学方程式为Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + NaCl。根据图象，加入60 g BaCl2溶液时沉淀的质量已达最大值2.33 g，所以两种物质恰好完全反应时，生成沉淀的质量是2.33 g。
（2）BaSO4的质量为2.33 g，据此可通过化学方程式Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + NaCl计算出该Na2SO4溶液的溶质质量分数，详见答案。
45．（2024四川南充，21）为测定某食用小苏打（标签如图）中NaHCO3的质量分数，取16.9g样品于烧杯中，分两次加入稀硫酸（该条件下杂质不参与反应），充分反应。测得实验数据如表所示。
食用小苏打 主要成分：NaHCO3 NaHCO3含量：≥99%
加入稀硫酸的次数 第一次 第二次
加入稀硫酸的质量/g 50.0 50.0
生成气体的质量/g 5.0 3.8
（1）两次加稀硫酸后，生成二氧化碳的总质量是 g。
（2）通过计算说明样品中NaHCO3含量与标签是否相符（写出计算过程）。（反应的化学方程式为2 NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2↑）
【答案】
（1）8.8
（2）解：设样品中碳酸氢钠的质量为x。
样品中碳酸氢钠的质量分数：
答：样品中碳酸氢钠含量与标签相符。
【解析】
（1）第一次加入50.0 g稀硫酸生成二氧化碳5.0 g，第二次加入50.0 g稀硫酸生成二氧化碳3.8 g，说明样品中碳酸氢钠完全反应，第二次加入的稀硫酸过量；则共生成二氧化碳的质量为5.0 g + 3.8 g = 8.8 g；
（2）见答案。
46．（2024云南省卷，27）为测定某过氧化氢溶液的溶质质量分数，实验中记录的相关数据如表。
反应前物质的质量 完全反应后物质的质量
过氧化氢溶液质量 二氧化锰质量 固体与液体混合物质量 氧气质量
34.0g 0.1g 33.3g _______g
请计算：
（1）表中氧气的质量为 g。
（2）该过氧化氢溶液的溶质质量分数。（温馨提示：2 H2O2 2 H2O + O2↑）
【答案】
（1）0.8 g
（2）解：设该过氧化氢溶液中溶质的质量为x
氧化氢溶液的溶质质量分数=
答：该过氧化氢溶液的溶质质量分数为5%。
【解析】
（1）依据质量守恒定律可知：生成氧气的质量 = 34.0 g + 0.1 g－33.3 g = 0.8 g。
（2）解析见答案。
47．（2024重庆A卷，24）Na2SO3曾作为照相中的显影剂，可由2 NaHSO3 + Na2CO3 2 Na2SO3 + CO2↑ + H2O制得。取100 g NaHSO3溶液，加入5.3 gNa2CO3固体，两者恰好完全反应。（不考虑水的挥发）试计算：
（可能用到的部分相对分子质量：NaHSO3 104 Na2SO3 126）
（1）Na2SO3中钠元素与氧元素的质量比为 。
（2）NaHSO3溶液中溶质的质量分数（结果精确到0.1%，下同）。
（3）所得溶液中溶质的质量分数。
【答案】
（1）23∶24
（2）设NaHSO3的质量为x，生成的Na2SO3质量为y，生成的CO2质量为z
NaHSO3溶液种溶质质量分数为：
答：NaHSO3溶液种溶质质量分数为10.4%；
（3）反应后溶液质量为100 g + 5.3 g - 2.2 g = 103.1 g，所得溶液中溶质质量分数为
答：所得溶液中溶质质量分数为12.2%。
【解析】
（1）Na2SO3中钠元素与氧元素的质量比为（23×2）:（16×3）=23:24；
（2）见答案；
（3）见答案。
48．（2024重庆B卷，24）某工业生产铜的过程中，可发生反应：2 FeSO4 + CuSO4 Cu↓ + Fe2(SO4)3。实验室模拟这一反应时，用FeSO4溶液103.2 g和CuSO4溶液100 g在该条件下恰好完全反应，得到3.2 g固体。试计算：
[可能用到的部分相对分子质量：Fe2(SO4)3 400]
（1）CuSO4中质量分数最小的元素是 。
（2）原CuSO4溶液中溶质的质量分数。
（3）反应后所得溶液中溶质的质量分数。
【答案】
（1）硫元素/硫/S
（2）解：设原硫酸铜溶液中溶质的质量分数为x
x=8%
答：原CuSO4溶液中溶质的质量分数为8%
（3）解：设反应生成硫酸铁的质量为y
y=20g
故反应后所得溶液中溶质的质量分数为：
答：反应后所得溶液中溶质的质量分数为10%
【解析】
（1）硫酸铜中Cu、S、O元素的质量比为：64∶32∶(16×4) = 2∶1∶2，故硫元素的质量分数最小；
（2）见答案；
（3）见答案。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题21 有关化学方程式的计算
考点01 纯净物的化学方程式计算
考点02 含有杂质的化学方程式计算
考点03 溶液溶质质量分数的计算
考点1 纯净物的化学方程式计算
1．（2024广州，17）甲醛是一种重要的化工原料，同时也是一种常见的室内空气污染物。利用羟基磷灰石【Ca5(PO4)3OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质，反应过程的微观示意图如下：
（1）羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，羟基磷灰石的作用是________。
（2）甲醛的化学式为________，上述转化反应的化学方程式为________。
（3）将1.5 g甲醛完全转化为无污染的物质，需要消耗氧气的质量为________g。
（4）羟基磷灰石可用机械球磨法制备：将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应10 Ca(OH)2 + 3 P2O5 = 2 Ca5(PO4)3OH + 9 H2O。机械球磨法的工作原理如图所示。
① 机械球磨的目的是________。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水，发生反应的化学方程式为________。
② 按照绿色化学思想，反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加入的质量比为________。
【相对分子质量：CaO 56 Ca(OH)2 74 P2O5 142】
2．（2024广东深圳，16）中国天宫空间站三名航天员每日需要2.4 kg O2，固体燃料氧气发生器制氧，是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠（NaClO3）；点燃铁粉，铁粉剧烈燃烧，放出大量的热，NaClO3受热分解为NaCl和O2。
（1）氯酸钠受热分解所需的能量来自于________________；
（2）三名航天员4天所需O2共9.6 kg，则理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为多少？（NaClO3的相对分子质量为106.5，列出化学方程式写出完整过程计算）
（3）① 加热KClO3和MnO2混合物制取O2的化学方程式________________；
② 在一定条件下，制取相同质量的O2，则加热分解______（选填KClO3/NaClO3）所需质量更少。
3．（2023广州，15）磷及其化合物广泛应用于新能源汽车电池的制造，如LiFePO4等。
（1）白磷保存在水中可以防止自燃，主要原因是______。
（2）测定空气中氧气含量时，消耗0.4 g氧气至少有______g红磷参加反应。
（3）磷有多种化合价，PCl5读作______；已知PCl5 + 4 H2O = 5 HCl + H3PO4（磷酸），磷酸根离子的化学符号是______；根据化合物的分类，LiFePO4属于______。
4．（2023深圳，16）定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
（1）铝和氧气生成致密的______。
（2）打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应，出现的反应现象：______。
（3）如图是探究白磷燃烧条件的图像：
从图中得知白磷燃烧的条件是______。
（4）某同学向相同体积的5% H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂，现象如下表：
催化剂 现象
MnO2 有大量气泡
Fe2O3 少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示：______。
（5）某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时，反应生成气体的质量与时间的关系如图所示，求反应90 s时消耗H2O2的质量。（写出计算过程）
5．（2022广东省卷）铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
（1）“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的______（填“强”或“弱”）。
（2）“过滤”后滤液的主要成分是______（写化学式）。
（3）若用该工艺制备了1000 g铁铜双金属粉末产品，其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量（写出计算过程）。
（4）“干燥还原”可在不同的温度下进行，产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若（3）中产品是在500℃时干燥还原后得到的，则其中最多含Fe元素______g（产品中只含三种元素）。
6．（2023深圳市一模，16）天宫课堂点燃科学梦想。天宫空间站获取O2的主要方式是电解水，实验小组在课本实验的启发下，研究影响电解水反应快慢的因素，在15℃，1个标准大气压下，用12 V直流电进行以下实验，数据记录如下表：（15℃，1个标准大气压下，1L水中，能溶解约30 mL O2，能溶解约0.001 mL H2）
实验编号 NaOH溶液浓度/% 电极材料 H2体积/mL O2体积/mL 电解时间/s
① 10 碳棒 20 9.7 270
② 10 铂丝 20 9.9 455
③ 5 碳棒 20 9.8 522
④ 5 铂丝 20 9.9 638
（1）上图中，___________（填“a”或“b”）玻璃管接电源正极端。
（2）对比表中实验①②，选择___________（填“碳棒”或“铂丝”）做电极材料，电解水的速率更快。
（3）对比表中实验___________（填实验编号）可知，NaOH溶液浓度也是影响电解水反应快慢的因素之一。
（4）分析表中数据发现，H2与O2的体积比大于2∶1，原因是___________。
（5）若用电解水的方法制取16 g的O2，消耗水的质量是多少？（根据化学方程式计算）
7．（2024湖北武汉，12）暖宝宝是常见的局部取暖贴剂，使用后的固体中含Fe2O3、Fe(OH)3、NaCl、铁粉、碳粉和蛭石。为探究其中各组分的性质和含量，化学项目小组进行如下实验。（已知：蛭石呈黄褐色，不溶于水，不参加反应；Cu + Fe2(SO4)3 = CuSO4 + 2 FeSO4）
（1）取出使用后暖宝宝中的固体，观察到部分呈黑色。呈黑色的物质是________。
（2）称取15.00 g样品，加入足量水，充分搅拌，过滤得到14.00 g滤渣甲。向滤渣甲中加入过量的硝酸铜溶液，充分反应后过滤，得到15.20 g滤渣乙。铁与硝酸铜反应的化学方程式为__________。
（3）向滤渣乙中加入稀硫酸至过量，充分反应后过滤，得到滤液和10.18 g滤渣丙，滤渣丙中有紫红色固体。所得滤液中的阳离子是_______（填离子符号）。
（4）将滤渣丙放入硬质玻璃管中，用如图所示装置继续实验（装置中试剂均足量）。
加热硬质玻璃管中的固体至恒重，其质量为11.06 g。装置D的质量增加4.40 g。
① 滤渣丙中铜的质量为________（结果精确到0.01 g）。
② 若所测样品中Fe(OH)3的质量分数偏大，可能的原因是_______（填标号）。
a．没有连接装置E b．点燃酒精灯前未先通入一段时间氧气
c．硬质玻璃管中产生的气体未被完全吸收 d．实验结束硬质玻璃管中仍有紫红色固体残留
8．（2024湖北武汉，13）化学项目小组用图1所示装置验证质量守恒定律。点燃红磷前电子天平示数为106.23 g（见图1）。验证质量守恒定律后，待白烟完全沉降取下橡胶塞，片刻后再一起称量，电子天平示数稳定为106.28 g（见图2）。
回答下列问题：
（1）仪器甲的名称为__________（填“锥形瓶”或“烧杯”）。
（2）计算参加反应红磷的质量（结果精确到0.01 g）。
9．（2024天津卷，18）2024年“中国水周”活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。
（1）下列做法符合“中国水周”活动主题的是______（填序号）。
A．实验室中的废液直接倒入下水道
B．农业上以喷灌或滴灌形式浇灌
（2）如图为电解水的实验示意图。
① 在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为______。
② 切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到______（填“a”或“b”）中气体使木条燃烧更旺。
③ 写出电解水的化学方程式______。
（3）某新能源汽车以氢气为燃料，使用1 kg氢气平均可行驶150 km。若通过电解水产生氢气，54 kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶______km。
10．（2024北京，39）氢化钛（TiH2）作为储氢材料备受关注。用钛粉（Ti）生产TiH2的反应为Ti + H2 TiH2。若制得100 kg TiH2，计算参加反应的H2的质量（写出计算过程及结果）。
11．（2024江苏南通，15）利用CO2合成甲醇（CH3OH）是捕集CO2的一种方法。
（1）CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2 + 3H2 CH3OH + H2O。
①该反应________（填“属于”或“不属于”）置换反应。
②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH，计算CO2的转化率。_____
（CO2的转化率＝×100%CO2，请将计算过程写到答题卡上）
（2）CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH，该反应的化学方程式为_____。
12．（2024福建，18）生产乙醇（C2H6O）的两个反应如下：
① C2H4 + H2O C2H6O ② C6H12O6 2 C2H6O + 2 CO2↑
（1）若用反应①制取23 g乙醇，理论上至少需要乙烯（C2H4）的质量是多少
（2），它是绿色化学的重要指标。上述两个反应中，原子经济性更好的是反应 （填“①”或“②”）。
13．（2024河南，19）铝与稀硫酸反应的化学方程式为 ；镁、铝分别放入质量相等且足量的稀硫酸中，充分反应后所得的两溶液质量仍相等，则反应的镁与铝的质量比为 。
14．（2024河南，25）碳元素对人类有十分重要的意义。碳和碳的化合物是化学研究的重要内容。
（1）“低碳行动”中的“碳”指的是 （填“C”“CO”或“CO2”）。
（2）如图是元素周期表中的一格。碳原子核外电子数为 。
（3）关于金刚石和石墨的说法中，不正确的是 (填字母)。
a．金刚石和石墨都属于碳的单质
b．石墨转化为金刚石属于物理变化
c．它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳
d．金刚石和石墨里碳原子排列方式不同
（4）探究炼铁原理的实验装置如图。在V形管内反应的化学方程式为 （写出一个即可）；从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法为 。
（5）植物光合作用可表示为：二氧化碳+水有机物+氧气，推测该有机物中一定含有的元素是 。探究光合作用原料的装置如图（实验过程略去）。
① 实验时，乙中的植物叶片能检测出光合作用生成的有机物，而甲中的不能。请加以解释 。
② 请设计方案，检验实验后的烧碱溶液中生成的新物质 。（写出选用的试剂和现象即可）
（6）用CO2和H2作原料可制取甲醇，化学方程式为CO2 + 3 H2 CH3OH + H2O，该反应在发展清洁能源及减少碳排放等方面具有重要意义。若生产48 t甲醇，理论上能够吸收CO2的质量是多少？
15．（2024湖北，17）钛（Ti）和钛合金广泛用干火箭、导弹、航天飞机和通讯设备等。工业上生产钛的反应为TiCl4 + 2 Mg 2 MgCl2 + Ti。
（1）TiCl4中钛、氯元素的质量比为 。
（2）若要生产12 t钛，至少需要镁的质量是多少？（写出计算过程）
16．（2024江苏连云港，14）CO2的捕集与资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。利用CaO高温捕集CO2是目前很有前景的技术之一。
（1）制备CaO。
以蛋壳（主要成分为CaCO3，还有少量有机物等杂质）为原料可采用两种方法制备CaO：
方法一：将蛋壳粉碎后，800℃煅烧，得到CaO。
方法二：将蛋壳粉碎后，用醋酸（CH3COOH）将蛋壳中的碳酸钙转化为醋酸钙[Ca(CH3COO)2]后，800℃煅烧，得到CaO。
已知：a．醋酸钙在空气中800℃煅烧时，反应的化学方程式为Ca(CH3COO)2 + 4 O2 CaO + 4 CO2 + 3 H2O；b．制得的CaO固体越疏松多孔，捕集CO2的效果越好。
①方法一煅烧过程中有烧焦羽毛的气味，说明蛋壳中含有 （填字母）。
a．蛋白质 b．糖类 c．油脂
②含有Ca2+的盐称为钙盐。下列关于方法二中醋酸与碳酸钙的反应，说法正确的是 （填字母）。
a．CaCO3和Ca(CH3COO)2均属于钙盐
b．无色酚酞溶液遇醋酸溶液显红色
c．醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时，有CO2气体生成
③研究表明：方法二制得的CaO捕集CO2的效果比方法一的更好，原因是 。
（2）捕集CO2。640℃时CaO能与CO2反应生成CaCO3，固定封存CO2。28gCaO最多能捕集CO2的质量是多少？（写出计算过程，否则不得分）
（3）CO2的资源化利用。光照条件下，将捕集的CO2催化转化为高价值燃料的反应过程如题图所示。该转化过程分两步进行：
第一步：光照时，H2在催化剂表面失去e－转化为H+。
第二步：CO2在催化剂表面获得不同数目的e－和H+，分别转化为甲、乙、丙等含一个碳原子的分子。
① 图中产物甲的化学式为 。
② 已知生成1个乙分子时有2 e－参加反应，则生成一个丙分子时，需要有 e－参加反应。
17．（2024四川成都，16）几种作物的无土栽培营养液部分溶质的质量分数如表，配制溶液的仪器如图。
几种作物营养液溶质的质量分数（%）
番茄 甜瓜 茄子
硝酸钾（KNO3） 4.04 6.07 7.08
磷酸二氢铵（NH4H2PO4） 0.77 1.53 1.15
（1）表1中对磷元素需求最多的作物是 。
（2）硝酸钾和磷酸二氢铵均属于 肥。
（3）配制质量分数为7.08%的硝酸钾溶液200 g，需要硝酸钾 g（精确到0.1g）。
（4）将质量分数为7.08%的硝酸钾溶液稀释为4.04%，需选择图1中的烧杯和 （填序号）。
（5）利用化学方程式计算。磷酸二氢铵与熟石灰混合使用会降低肥效，其原理是：2 Ca(OH)2 + 2 NH4H2PO4 Ca3(PO4)2 + 2 NH3↑ + 6 H2O，产生3.4 g氨气消耗熟石灰的质量是多少？
18．（2024四川遂宁，13）我国力争在2060年前实现“碳中和”，实现二氧化碳的相对“零排放”。使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。氢化钙（CaH2）是一种重要的制氢剂，氢化钙可与物质M反应生成氢气，反应的化学方程式为CaH2 + 2 M = Ca(OH)2 + 2 H2↑，请完成下列各题：
（1）CaH2中钙元素和氢元素的质量比为 （化为最简整数比）。
（2）M的化学式为 。
（3）若制取8 kg氢气，计算理论上需要CaH2的质量（写出计算过程）。
19．（2024四川宜宾，20）某火力发电厂为防止燃煤烟气中的SO2排出后污染环境，选择使用石灰石进行烟气脱疏，这个过程中会发生化学反应：2 CaCO3 + 2 SO2 + O2 2 CaSO4 + 2 X。回答下列问题：
（1）大量排放SO2引起的环境问题是 。
（2）X是 （填化学式）。
（3）若火力发电厂每天燃煤产生48 t SO2，通过以上反应进行烟气脱硫，每天至少需要消耗CaCO3的质量是多少t？（写出计算过程）
考点2 含有杂质的化学方程式计算
20．（2024广东，21）科研人员提出一种回收利用铝冶炼产生的废渣赤泥（含Fe2O3）的新方法，助力产业逐“绿”前行。应用新方法从赤泥中提取铁的装置示意图如题21－1图所示。
（1）Fe2O3中铁元素的化合价是 ① ，铁、氧元素的质量比为 ② 。
（2）应用新方法从赤泥中提取铁发生反应的化学方程式：
3 H2 + Fe2O3 3 H2O + 2 Fe。
i．以该方法处理某赤泥样品的实验数据如题21－2图所示。据图计算，反应从开始至10分钟，提取铁的质量为 ③ g。
ii．我国每年产生赤泥约9000万吨，假设赤泥中Fe2O3的质量分数为30%，用新方法处理9000万吨赤泥，理论上可提取铁 ④ 万吨（写出计算过程）。
iii．传统方法通常使用CO还原Fe2O3，新方法能使产业更加绿色环保的原因是 ⑤ （写一种）。
21．（2023广东，21）羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如题21－1图所示。
（1）Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比为 ① 。
（2）反应1的化学方程式为Fe + 5 CO Fe(CO)5。用100 kg含铁96%的海绵铁，理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少 （写出计算过程） ②
（3）反应2的化学方程式为Fe(CO)5 Fe + 5 CO↑。196 kg Fe(CO)5分解生成基铁粉的质量随时间的变化如下图所示。在t1时，剩余 ③ kg Fe(CO)5未分解；在 ④ 时Fe(CO)5恰好完全分解。
（4）制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是 ⑤ 。
22．（2024安徽，17）《天工开物》记载了锡的冶炼方法：入砂（指锡砂）数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲（指鼓入空气）熔化，用铅少许，（锡）沛然流注。其反应原理为C + SnO2 Sn + CO2↑。
（1）炼锡时加入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 。
（2）现有151 kg含SnO2 20%的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少（写出计算过程）？
23．（2024甘肃白银，17）生铁一般用于铸造或炼钢。某炼铁厂实验室欲检验某批次的生铁是否合格（含碳量在2%～6.69%之间为合格）。某校兴趣小组的同学参与这次的检验，设计实验如下：称取生铁样品50 g，把500 g稀硫酸分5次加入样品中，测得实验数据如下表所示（杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）：
实验序号 加入稀硫酸的质量/g 剩余固体的质量/g
第1次 100 38.8
第2次 100 27.6
第3次 100 m
第4次 100 5.2
第5次 100 1.5
（1）上表中m的数值是 。
（2）计算该稀硫酸中溶质的质量分数（写出计算的过程）。
（3）判断这批生铁是否合格（写出计算的过程）。
24．（2024湖南，23）老师和同学们在开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动中，选取过氧化氢溶液和二氧化锰，利用供氧器制取氧气。解答下列问题：
（1）根据反应的化学方程式分析，过氧化氢的质量反应后比反应前 。
（2）现需要制得3.2 g氧气，至少需要多少g溶质质量分数为5%得过氧化氢溶液（请写出计算过程）
25．（2024江苏盐城，18）2024年5月17日，中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线，顺利实现新能源汽车转型升级。
（1）汽车烤漆工艺既能助力汽车美观，更能防止车身生锈。其防锈原理是 。
（2）铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统，说明铜具有优良的 （填写物理性质）。
（3）新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂（LiFePO4）的锂电池为汽车提供动力，LiFePO4中PO43－显－3价，则Li元素的化合价为 价。
（4）生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是______（选填字母序号）。
A．合金的强度一般比组成它们的纯金属更大
B．合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低
C．合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好
（5）生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1000 t含氧化铁（Fe2O3）80%的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁的质量为 （写出计算过程）。
26．（2024江苏扬州，25）葡萄糖酸具有酸性，广泛应用于医药、食品等。葡萄糖酸钙可用作钙营养强化剂。
（1）制备葡萄糖酸。葡萄糖与O2在酶的催化下转化为葡萄糖酸（化学式为C6H12O7，可用HA表示），制备时向含有酶的葡萄糖溶液中鼓入空气，充分反应后，所得溶液经处理得到HA产品。
① 鼓入空气除能提供O2外，还能起到 作用，促进反应充分进行。
② 酶的催化效率与溶液pH的关系如下图所示。反应过程中需缓慢添加适量NaOH溶液，作用是 。加入NaOH对产品产生的不利影响是 。
（2）制备葡萄糖酸钙晶体。以贝壳为原料，处理后得到高纯CaCO3。
I．将CaCO3与足量HA溶液充分反应，得到葡萄糖酸钙溶液；向其中加入适量无水乙醇，析出大量葡萄糖酸钙晶体（可用CaA2·H2O表示）。
①标志CaCO3与HA反应完全的现象是 。
②相同温度下，CaA2在无水乙醇中的溶解度 CaA2在水中的溶解度（填“大于”“小于”或“等于”）。
Ⅱ．煅烧CaCO3得到CaO；CaO与水反应制得石灰乳，再加入足量HA与其充分反应；将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶，得到CaA2·H2O。
①CaCO3高温分解生成CaO的化学方程式为 。
②控制其他条件相同，实验室中取两份相同质量的CaO，分别加入50 mL、70 mL的水制得石灰乳，与HA反应后，最终所得CaA2·H2O的质量见表。根据实验结果，实际生产制备CaA2·H2O时，选择向每份质量的CaO中加水50 mL而非70 mL，原因是 。
实验编号 1 2
水的体积/mL 50 70
CaA2·H2O的质量/g 20.5 20.6
③若贝壳中CaCO3的质量分数为90%，计算100 g贝壳理论上可制得CaA2·H2O的质量 （写出计算过程）。已知：CaA2·H2O的相对分子质量为448。
27．（2024山东烟台，24）化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数。先将10 g样品放入质量为50 g的锥形瓶中，再逐滴加入稀盐酸充分反应（如下图所示）。反应过程中测得滴加稀盐酸的总质量与充分反应后锥形瓶及瓶内剩余物质总质量的数据如下表所示。
（该石灰石中杂质不溶解于水，也不与酸反应）
加入稀盐酸的总质量/g 0 10 25 35
锥形瓶及瓶内剩余物质总质量/g 60.00 69.12 82.80 92.36
回答下列问题：
（1）10 g该石灰石样品与稀盐酸恰好完全反应时，消耗的稀盐酸的总质量是 g，产生二氧化碳的总质量是 g。
（2）该样品中碳酸钙的质量分数为多少？（写出计算过程）
（3）这种测定方法产生误差的原因可能是 （写1条）。
28．（2024山西，15）根据情景要求，完成“一定溶质质量分数的碳酸钠溶液的配制”和化学方程式的计算。
（1）配制如图所示的100 g 10%的碳酸钠溶液，应该怎样操作？
【温馨提示】①计算要写出过程 ②实验要写出具体操作步骤 ③语言描述要简练规范
（2）若取配制好的碳酸钠溶液5.3 g与一定质量的澄清石灰水恰好完全反应，理论上可生成沉淀的质量是多少？
29．（2024四川广安，17）碱石灰（CaO、NaOH）常用作气体的干燥剂。化学兴趣小组为测定某种碱石灰中CaO的质量分数，将10 g碱石灰加入到80 g Na2CO3溶液中，发生反应：CaO + H2O + Na2CO3 = CaCO3 + 2 NaOH。待碱石灰中CaO完全反应后，测得生成CaCO3固体的质量为10 g。
回答下列问题：
（1）除去CaCO3固体后，所得溶液的质量为 g。
（2）求该碱石灰中CaO的质量分数。（写出计算过程）
30．（2024四川乐山，21）发酵粉常用于制作馒头、糕点等，其主要成分为NaHCO3。某同学为测定某发酵粉样品中NaHCO3的质量分数进行如下实验：取一个10.2 g空烧杯，向其中加入10.0 g发酵粉后缓慢加入50.0 g质量分数为20%的稀硫酸，待发酵粉中NaHCO3完全反应后，测得烧杯及烧杯中物质的总质量为65.8 g。
已知：①2 NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2↑；
②样品中其它成分不与硫酸反应。
回答下列问题：
（1）NaHCO3中碳元素的化合价为 价。
（2）NaHCO3中碳元素和氧元素的质量比为 。
（3）计算发酵粉样品中NaHCO3的质量分数。（写出计算过程）
考点3 溶液溶质质量分数的计算
31．（2022广东广州卷）二甲基亚砜（DMSO）工业废渣含NaNO3及少量有毒的NaNO2，以该废渣为原料制备农用KNO3，既实现资源回收利用又保护了环境。工艺流程如下：
（1）农用KNO3为农作物提供的营养元素有_______。
（2）步骤1的作用是除去NaNO2，NaNO2中氮元素的化合价为_______。
（3）结合溶解度曲线分析，步骤3“加热蒸发”时可控制只析出NaCl固体，原因是_______。
（4）步骤4的操作是_______、过滤。
（5）KCl用量的估算依据是 （填标号）。
A．KCl与NaNO3的粒子个数比为1∶1
B．KCl与NaNO3的质量比为1∶1
C．KCl与NaNO3在溶液中的质量分数之比为1∶1
（6）该工艺所得农用KNO3混有一定量NaCl。取25 g样品加足量水溶解，向溶液中加入足量的AgNO3溶液，生成沉淀的质为14.35 g，则样品中杂质NaCl的质量是_____g，样品含KNO3_______%（质量分数）。
（相对分子质量：KNO3－101 NaCl－58.5 AgNO3－170 AgCl－143.5）
32．（2022广东广州卷）某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2，产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。
（1）废液成分的确定
①写出制备CO2的化学方程式_______。
②推测废液所含溶质
推测一：_______ 推测二：CaCl2和HCl
③若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？_______（填标号）
A．石蕊溶液 B．AgNO3溶液 C．锌粒 D．CuO粉末
（2）废液的处理
实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl，小组决定用Na2CO3除去它们。
【提出问题】如何估算Na2CO3固休的用量？
【进行实验】取100 mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。
【结果讨论】
① a→b阶段，观察到烧杯中的现象是_______。
② b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为_______。
③ c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明处理100 mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积_______120 mL。（填“大于”“等于”或“小于”）
④ 将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重，质量为4 g。若处理10 L该废液，理论上需要Na2CO3固体___g。（实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1 g/cm3）
33．（2023深圳福田区一模，16）过氧化氢水溶液是一种“绿色”供氧剂。某科学小组利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，并探究氧气的相关性质。
（1）下列对氧气的认识正确的是________（填序号）。
A．空气中氧气的质量分数为五分之一
B．火箭发射时需要用到氧气，是因为氧气具有可燃性
C．氧气可以供给呼吸，可用于医疗急数
D．硫粉在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
（2）利用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气的过程中，二氧化锰所起的作用是________。
（3）实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氯化锰制取氧气，实验中物质的总质量随时间变化如图所示。计算过氧化氢溶液中H2O2的质量分数。（根据化学方程式进行计算）
（4）小明用排水法收集一瓶氧气后，想利用这瓶氧气进行蜡烛燃烧实验，以此证明石蜡中是否含有氢元素。小明按照下图所示的装置进行实验，当观察到集气瓶内壁有水珠时，认为石蜡中含有氢元素。但小红认为小明方案不能得出该结论，原因是________。
34．（2023深圳盐田区一模，16）小深同学做实验发现：向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始没有气泡生成，滴加一定量后才有气泡产生。
【查阅资料】
向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，先发生的反应是：Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3；当Na2CO3全部转化成NaHCO3后，再发生反应：NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑。
【实验设计】
为此他用如图所示装置进行了如下实验：
步骤 实验现象
步骤一：在广口瓶中加入20 g质量分数为5.3%的Na2CO3溶液，用注射器向瓶中缓慢注入少量7.3%的稀盐酸。 观察到广口瓶内无明显现象。
步骤二：继续用注射器向瓶中注入稀盐酸。 一段时间后，观察到广口瓶内出现的现象是__________；烧杯中澄清石灰水出现的现象是__________。
【解决问题】
（1）Na2CO3中碳元素的化合价为__________。
（2）上述实验中，加入稀盐酸质量是多少后，才开始产生CO2 （根据化学方程式写出计算过程）
35．（2024天津卷，26）烧杯中盛有金属铜和氧化铜的固体粉末10 g，其中氧元素的质量分数为16%，向烧杯中加入140 g一定溶质质量分数的稀硫酸，恰好完全反应得到硫酸铜溶液。计算：
（1）原固体粉末中金属铜的质量。
（2）所得溶液中溶质的质量分数（结果精确到0.1%）。
（3）若用60%的硫酸（密度为1.5 g/cm3）配制上述所用140 g一定溶质质量分数的稀硫酸，需要60%的硫酸多少毫升（1 cm3 = 1 mL；结果精确到0.1）。
36．（2024江苏常州，25）如图装置可用于制取二氧化碳并验证其性质。
（1）仪器a的名称是___________。
（2）用该套装置进行实验的优点是___________。
（3）实验中可观察到___________（选填“干燥”或“湿润”）的紫色石蕊小纸花变红；澄清石灰水___________（填现象），化学方程式为___________。
（4）实验中用含CaCO3的质量分数为80%的大理石2.5 g与足量的稀盐酸反应，该实验条件下CO2的密度为2 g·L－1，理论上能生成CO2的体积是多少？写出计算过程。
37．（2024江苏宿迁，16）化学实践小组为测定实验室一瓶失去标签的稀盐酸的溶质质量分数。取该稀盐酸50 g，利用传感器实时监测稀盐酸与溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液反应过程中pH的变化情况，测定结果如图所示。
（1）该实验是将______滴入另一溶液中。
（2）b点所对应溶液中的溶质有______（填化学式）。
（3）计算该瓶稀盐酸的溶质质量分数（写出计算过程）。
38．（2024河北，21）为测定某稀硫酸中溶质的质量分数，向盛有100 g该稀硫酸的烧杯中，分三次加入一定质量的锌粉，生成气体的质量与加入锌粉质量的关系如图所示。请计算：
（1）m的值为 。
（2）该稀硫酸中溶质的质量分数。
39．（2024江苏苏州，25）氨气是制备各类含氮化合物的基础原料，在生产和使用过程中会产生氨氮废水，需处理达标后才能排放。
I．氨的合成
（1）工业上利用N2 + 3 H2 2 NH3合成氨气。
①可通过分离液态空气获得原料N2，该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
②催化剂可用Fe3O4。高温下，部分Fe3O4被H2还原为FeO，转化过程中固体所含铁元素的质量分数 （填“升高”或“降低”）。
Ⅱ．氨的应用
（2）液氨可用作制冷剂。氨气转化为液氨过程中，发生改变的是 （从微观角度解释）。
（3）利用NH3去除汽车尾气中的NO，生成水和一种气体单质。该过程中化合价发生变化的元素是 （填元素符号）。
Ⅲ．氨氮测定
（4）测定氨氮含量：取200 mL氨氮废水，将氮元素完全转化为NH3，完全吸收所得NH3需要消耗9.8 g 10%的稀硫酸[反应原理2 NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4]。计算该废水中的氮元素含量。（含量以g L－1表示，写出计算过程。H2SO4的相对分子质量为98） 。
Ⅳ．氨氮废水处理
某工厂的氨氮废水处理流程如图：
已知：水体中的氮元素通常以氨氮（NH4+或NH3）、硝氮（NO2－或NO3－）形式存在。
（5）“吹脱”时，加入物质X，将NH转化为NH3，并通入热空气将NH3吹出。物质X可选用_______（填字母）。
A．稀盐酸 B．NaOH溶液 C．NaCl溶液 D．生石灰
（6）“氧化”时，次氯酸钠投入质量m(NaClO)对废水中的氨氮去除率(×100%)和总氮残留率(×100%)的影响如图所示。
① NaClO将NH3反应转化为N2的化学方程式为 。
② 当m(NaClO)＞m1时，废水中总氮残留率上升的原因是 。
40．（2024江西，20）碳酸钾（K2CO3）俗称钾碱，主要用于印染、玻璃等领域。为测定某钾碱样品中碳酸钾的质量分数，化学小组将7 g钾碱样品加入烧杯，再加入50 g足量的稀硫酸，测得反应后烧杯中物质的总质量为54.8 g。（杂质不参加反应）
（1）碳酸钾在农业上可用作 （选填“氮”、“磷”或“钾”）肥。
（2）反应过程中生成气体的质量为 g。
（3）计算该钾碱样品中碳酸钾的质量分数。（写出计算过程，结果精确到0.1%）
（4）该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数 （选填“≥”或“≤”）9.8%。
41．（2024山东滨州，25）黄铜（铜和锌的合金）是一种重要的金属材料，常用于制造轴承、齿轮等机器零件。为回收黄铜中的铜，某化学兴趣小组的同学取黄铜样品粉末32.5 g，放入烧杯中，然后逐渐加入稀硫酸至过量。所加稀硫酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示。
试计算：
（1）黄铜样品中铜的质量为 g；
（2）恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量分数是多少？
42．（2024山东烟台，23）《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制、烘干。兴趣小组根据记载，利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动，在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后，为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【查阅资料】①BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3↓ + 2 NaCl；②BaCl2溶液呈中性；
③碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，能吸收水和二氧化碳。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种
【实验设计与实施】
（1）
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取少量废液于试管中，加入足量的氯化钡稀溶液。 废液中有Na2CO3
步骤2：取少量步骤1中的上层清液于试管中， 。 废液中有NaOH
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验，取100 g废液样品放入装置A的锥形瓶中，先通入一会儿N2，然后称量装置C、D的质量，再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸，至不再产生气体，继续通一会儿N2后，测得装置C、D分别增重2.1 g和0.1 g。
（2）锥形瓶中不再产生气体后，需要继续通一会儿N2，其原因是 。
（3）装置C中反应的化学方程式是 。
（4）废液中碳酸钠的溶质质量分数是 （保留到0.1%）。
（5）如果缺少装置B，会使测定的碳酸钠含量 （填“偏大”或“偏小”）。
【任务三】废液的处理
（6）为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用，需根据废液中碳酸钠的含量，加入一定量的某种物质，该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
43．（2024四川达州，18）化学兴趣小组的同学做实验时不慎把稀盐酸洒在实验室的磨石地板上，发现有气泡冒出。查阅资料得知，磨石中含有碳酸钙，同学们用同种磨石进行了如下实验（假设磨石中的其它成分不参与反应，也不溶于水，生成的气体全部逸出）。
请完成下列问题：
（1）生成二氧化碳的质量为 g。
（2）计算反应后烧杯内溶液的溶质质量分数（写出计算过程）。
44．（2024四川眉山，20）实验室有一瓶标签被腐蚀的Na2SO4溶液。某化学兴趣小组的同学为测定该Na2SO4溶液的溶质质量分数，取100 g Na2SO4溶液于烧杯中，然后加入BaCl2溶液。生成沉淀的质量与加入BaCl2溶液的质量关系如图所示：
计算：
（1）两种物质恰好完全反应时，生成沉淀的质量是 g。
（2）该Na2SO4溶液的溶质质量分数是多少（请写出简明计算过程）？
45．（2024四川南充，21）为测定某食用小苏打（标签如图）中NaHCO3的质量分数，取16.9g样品于烧杯中，分两次加入稀硫酸（该条件下杂质不参与反应），充分反应。测得实验数据如表所示。
食用小苏打 主要成分：NaHCO3 NaHCO3含量：≥99%
加入稀硫酸的次数 第一次 第二次
加入稀硫酸的质量/g 50.0 50.0
生成气体的质量/g 5.0 3.8
（1）两次加稀硫酸后，生成二氧化碳的总质量是 g。
（2）通过计算说明样品中NaHCO3含量与标签是否相符（写出计算过程）。（反应的化学方程式为2 NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2↑）
46．（2024云南省卷，27）为测定某过氧化氢溶液的溶质质量分数，实验中记录的相关数据如表。
反应前物质的质量 完全反应后物质的质量
过氧化氢溶液质量 二氧化锰质量 固体与液体混合物质量 氧气质量
34.0g 0.1g 33.3g _______g
请计算：
（1）表中氧气的质量为 g。
（2）该过氧化氢溶液的溶质质量分数。（温馨提示：2 H2O2 2 H2O + O2↑）
47．（2024重庆A卷，24）Na2SO3曾作为照相中的显影剂，可由2 NaHSO3 + Na2CO3 2 Na2SO3 + CO2↑ + H2O制得。取100 g NaHSO3溶液，加入5.3 gNa2CO3固体，两者恰好完全反应。（不考虑水的挥发）试计算：
（可能用到的部分相对分子质量：NaHSO3 104 Na2SO3 126）
（1）Na2SO3中钠元素与氧元素的质量比为 。
（2）NaHSO3溶液中溶质的质量分数（结果精确到0.1%，下同）。
（3）所得溶液中溶质的质量分数。
48．（2024重庆B卷，24）某工业生产铜的过程中，可发生反应：2 FeSO4 + CuSO4 Cu↓ + Fe2(SO4)3。实验室模拟这一反应时，用FeSO4溶液103.2 g和CuSO4溶液100 g在该条件下恰好完全反应，得到3.2 g固体。试计算：
[可能用到的部分相对分子质量：Fe2(SO4)3 400]
（1）CuSO4中质量分数最小的元素是 。
（2）原CuSO4溶液中溶质的质量分数。
（3）反应后所得溶液中溶质的质量分数。
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