(共50张PPT)
题型五 综合计算
【题型分析】
综合计算主要涉及化学方程式的计算,是中考化学的重要题型,
具有区分度高、选拔性强、命题和立意鲜明的特点,综合考查学生理
解、分析、实验、探究、创新等多项能力。对比 2019-2025 年,化学
方程式的综合计算难度有所降低,考查范围虽仍以化学方程式的计算
为主,但更加强调情境化命题探索,以实际生活中的问题为背景,考
查学生的探究欲望、主动思考和解决问题的综合能力。常见的考查类
型有结合工艺流程类、结合小推断类、坐标图像和表格分析类。
【基本解题步骤】
类型 1
例题 1
结合工艺流程类
《天工开物》中记述了金、铜、锌、铁等金属的开采和
冶炼方法。其中关于铜的冶炼记述:“凡铜供世用,出山与出炉止有
赤铜。以炉甘石或倭铅参和,转色为黄铜。”
(1)请写出炉甘石(ZnCO3)和木炭粉在高温下反应生成倭铅(锌的
古称)和二氧化碳的化学方程式:___________________________。
2ZnCO3+C
2Zn+3CO2↑
(2)用废铜屑(含 Cu、CuO、Fe2O3 等)制备胆矾的流程如图:
①“溶解”时,铜发生的反应为 Cu+H2SO4 +H2O2===CuSO4 +
2X,其中 X 为__________。
H2O
②请写出用氧化铜调节 pH 的化学方程式:___________________
___________________。
CuO+H2SO4===
CuSO4+H2O
(3)《天工开物》另记述:“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,
其中蕴含的化学原理主要是铁与硫酸铜反应。若用 200 g 溶质质量分
数为 20%的硫酸铜溶液参加反应,理论上最多生成铜的质量是多少?
(利用化学方程式计算,写出完整计算过程)
CuSO4 的质量为 200 g×20%=40 g
设最多生成铜的质量为 x。
Fe+CuSO4===Cu+FeSO
160
40 g
64
x
x=16 g
答:理论上最多生成铜的质量为 16 g。
【解题指引】
(1)根据题目信息书写化学方程式:________________________。
(2)①根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类不变,推出 X
的化学式:________;
②根据流程信息,前面加入了过量稀硫酸,故考查的是氧化铜与
硫酸反应的化学方程式:________________________。
(3)根据化学方程式进行计算:
①明确反应原理:涉及计算用到的化学方程式为_____________;
②找准有用数据:找出可以代入化学方程式中的计算的物质(硫
酸铜)质量为________________;
③代入化学方程式计算:根据化学方程式,由已知硫酸铜质量求
生成铜的质量。
设未知数:
写化学方程式:
标出相关数据:
列出比例式:
解出未知数:
答:
1.十二水硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2·12H2O,相对分子质量为 453]是
一种提高能源效率的热能存储体材料,一种制备的工艺流程如图。
(1)“反应器 1”中发生反应的化学方程式:__________________
__________________。
Al2O3+3H2SO4===
(2)“结晶器”中的操作顺序:蒸发浓缩、__________、过滤。
(3)“反应器 2”的反应为 Al2(SO4)3+(NH4)2SO4+24H2O===
2NH4Al(SO4)2·12H2O,若要制得 90.6 t 的十二水硫酸铝铵,至少需消
冷却结晶
耗 10%的(NH4)2SO4 溶液的质量是多少?(写出计算过程)
132 t(过程略)
Al2(SO4)3+3H2O
(4)取 453 g 的 NH4Al(SO4)2·12H2O 固体加热,固体质量随温度的
变化如图。
300 ℃
Al2(SO4)3
ⅰ.当温度为__________,剩余固体质量为 237 g。
ⅱ.B 点物质为纯净物,化学式为________________。
类型 2
例题 2
结合小推断类
我国科研人员研制出一种新型催化剂,能将 CO2 转化成液
体燃料甲醇(CH3OH)的转化过程如图所示(M 为单质、部分产物省略)。
(1)单质 M 的化学式为________。
H2
3∶1
(2)甲醇中碳元素和氢元素的质量比为__________。
(3)二氧化碳转化为甲醇的总反应化学方程式为 CO2+3H2
CH3OH+H2O,甲醇的热值是 22.7 MJ/kg,据调查 2024 年家庭人均每
月燃气耗能约 726.4 MJ,试计算若用甲醇作燃料满足一个人每月耗能
所需,求可消耗二氧化碳的质量。 (写出计算过程)
需要消耗甲醇的质量为 726.4 MJ÷22.7 MJ/kg=32 kg。
设消耗 CO2 的质量为 x。
CO2+3H2
44
x
CH3OH+H2O
32
32 kg
44
32
=
x
32 kg
x=44 kg
答:消耗 CO2 的质量为 44 g。
【解题指引】
(1)根据质量守恒定律分析得出单质 M 的化学式:________。
(2)根据元素的质量比=相对原子质量 X 原子个数之比:_______。
(3)①明确反应原理:涉及计算用到的化学方程式为___________;
②找准有用数据:计算每月需要消耗甲醇的质量为___________;
③代入化学方程式计算:根据化学方程式,由甲醇的质量求可消
耗的二氧化碳的质量。
2.我国一直高度重视并积极推动氢能技术与产业发展,近年来我
国制氢量已位居世界第一。
(1)制氢方法一:水光解制氢。
太阳
化学性质
①水在光催化剂作用下制备氢气的原理如图 1 所示。光解水时,
由________能转化为化学能;在反应过程中,光催化剂在反应前后的
质量和__________不变。
制氢方法二:我国科学家发明了一种用稀土元素铈(Ce)的氧化物
为催化剂将甲烷中的氢元素转化为氢气的工艺,反应原理如图 2 所示。
②反应器Ⅱ中发生的反应:CH4+2CeO2
Ce2O3+2H2+CO。
现有 200 kg 含甲烷 90%的天然气(杂质不参与反应)通入反应器
Ⅱ中,若甲烷完全反应,理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量是多
少?(写出计算过程)
45 kg(过程略)
(2)氢能的优点:氢气被称为最理想的清洁能源的原因是
____________________(用化学方程式表示)。
2H2+O2
2H2O
类型 3
例题 3
坐标图像分析类
(2025·广州南沙区一模节选)某校开展碳酸钠性质探究
实验,产生大量废液,兴趣小组的同学对废液进行研究。通过前面的
实验得出混合溶液的溶质成分为 NaOH和 Na2CO3,继续开展废液成分
的定量研究。
【依次进行实验】
a.取出质量均为 m 的两份混合溶液;
b.将其中一份混合溶液蒸干,得到 21.2 g 固体(各成分在过程中
不发生化学变化,忽略酚酞的质量);
c.向另一份混合溶液,逐滴加入一定质量分数的稀硫酸直至过量。
实验测得加入稀硫酸的质量与生成 CO2 气体质量关系如图所示。
【讨论与数据处理】
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
(1)从图中 A~B 点说明:在 NaOH 与 Na2CO3 的混合溶液中,加
入硫酸,首先反应的化学方程式是______________________________。
(2)D 点时溶液中溶质有__________________(写化学式)。
(3)步骤 b 所得 21.2 g 固体中 NaOH 的质量分数为________%。
Na2SO4、H2SO4
75
3.(2025·广州白云区一模节选)古代服装和绘画中的青色来自矿
物颜料石青[主要成分为 Cun(CO3)2(OH)2]是彩绘陶俑的一种矿物颜料。
传统的石青颜料呈粉末状,以纸包之。作画时,以温水和胶调和,细
细研磨即可。
(1)石青中铜元素化合价为+2,则 n=________。
3
(2)石青受热分解情况如图,生成三种常见的氧化物,CD 段反应
生成一种气体,质量为________g。
(3)在 A、B、C、D 四点处固体物质中铜元素的质量均为______g。
8.8
19.2
4.(2025·广州花都区一模节选)一氧化氮是空气污染物之一。高
浓度的一氧化氮具细胞毒性,低浓度的一氧化氮作为人体内的信号分
子,可用于调节血管舒张、神经传递和免疫防御。
查阅资料:银、铜等不活泼金属可以与稀硝酸反应。
刘同学计划利用反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑
+4H2O 在实验室制取少量 NO。
(1)刘同学计划将实验室储存的浓硝酸稀释成稀硝酸后进行实验。
请你利用浓硝酸试剂瓶粘贴的标签(见图 a)中的信息,计算 100 mL
该浓硝酸溶液配制成溶质质量分数为 31.5%的稀硝酸溶液,需要加水
的质量为________g。
138
2Cu(NO3)2
2CuO+O2↑+4NO2↑
Cu2O
(2)张同学对反应产生的Cu(NO3)2 产生了兴趣。他通过查阅资料得
到了硝酸铜固体质量随温度变化的曲线(见图 b)。资料还显示,在
T1~T2℃范围内有氧气和红棕色气体产生,推导该温度范围内发生反
应的化学方程式为_____________________________________。继续
升温至T3℃时生成的固体产物为_________(填化学式)。
1.(2025·广州增城区一模节选)古籍中记载了我国古代金属冶炼
史上的重要成就,青铜的主要成分是铜和锡。青海出土的 4 000 年前
的某青铜镜(铜锡合金)重量约 256 克,含锡量 10%,古代制造该青
铜镜,理论上需要含________克 Cu2(OH)2CO3 的孔雀石冶炼铜。[已知
Cu2(OH)2CO3 的相对分子质量为 222]
399.6
2.(2025·广东)甲醇(CH3OH)作为燃料应用于汽车领域,有助于
推动能源结构优化。
汽油
23
+3
(1)据图分析,CO 单位排放量较高的是__________汽车。每行驶
100 km,甲醇汽车比汽油汽车可减少排放 NOx 的质量为________g。
(2)CO2 制备 CH3OH 的化学方程式为 CO2 +3H2
CH3OH+
H2O。
ⅰ.该反应催化剂主要成分三氧化二铟(In2O3)中 In 的化合价为
________。
ⅱ.若要生产 48 t CH3OH,理论上至少需消耗 CO2 的质量是多少?
(写出计算过程)
设理论上至少需消耗 CO2 的质量是 x。
CO2+3H2
44
x
CH3OH+H2O
32
48 t
44
32
=
x
48 t
x=66 t
答:理论上至少需消耗 CO2 的质量是 66 t。
ⅲ.实际生产CH3OH时,还会生成CO。一定条件下,含碳产物中
CH3OH 和 CO 的质量分数分别为 80%和 20%,若反应了 99 kg CO2,
则制得 CH3OH 的质量为________kg。
56
3.(2025·广州市七中二模节选)将所得 FeSO4·7H2O 晶体进行热
重分析,取 8.34 g FeSO4·7H2O(相对分子质量为 278)样品受热,脱
水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
FeSO4·H2O
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
①温度 159 ℃,固体物质 N 的化学式为___________。
②取适量 380 ℃时所得的样品 P,隔绝空气加热至 650 ℃,得到
一种红色的固体,同时有两种无色化合物气体,两种气体组成元素相
同,相对分子质量相差 16,根据信息补充完整该反应的化学方程式:
2FeSO4
_________________________。
4.(2025·广州市真光中学二模节选)陶瓷类制品在广交会上素来
深受外国客商欢迎。广州历史上大量出口的广彩瓷,曾被欧洲皇室热
捧。
(1)铁氧化物是釉料中常用的发色剂。含 CO 较多的还原焰(1 500~
1 600 ℃)将釉料中的 Fe2O3 转化为 FeO 而形成青色。该转化的化学方
程式为_____________________________。
Fe2O3+CO
2FeO+CO2
(2)火星探测器发回的信息表明,火星上存在 FeOOH,从而证明火
星表面曾经存在过水,其理由为________________________。
FeOOH 中存在 H、O 元素
已知:FeOOH 及铁的氧化物加热分解的温度如下:
Fe2O3 +
(提示:300 ℃时反应的化学方程式为 2FeOOH
H2O)
称取含 Fe3O4 的 FeOOH 样品 76.6 g,进行热分解实验。控制不同
的温度对样品加热测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。
(3)样品中 FeOOH 的质量为________。
53.4 g
Fe3O4 和 FeO
(4)M 点固体的成分是__________________。
5.(2025·广州从化区一模节选)铁及其化合物在生产、生活中有
广泛应用。
Ⅰ.催化剂 Fe3O4 的制备
(1)Fe3O4 是合成氨催化剂的主要成分,在制备 Fe3O4 过程中,其中
一个步骤是用 Fe 粉将 Fe2(SO4)3 转化为 FeSO4,该反应的化学方程式
为_________________________。
Fe2(SO4)3+Fe===3FeSO4
Ⅱ.失效催化剂的再生
变小
(2)合成氨催化过程中因部分 Fe3O4 与 H2 反应使催化剂“失效”。
在一定温度下可用O2 将其“再生”,原理如图 1 所示。“再生”过程
中铁元素的质量分数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)通入 O2 加热,将一定质量的失效催化剂进行“再生”,固体
质量与温度变化的关系如图 2 所示。T1~T2℃时,FeO 转化为 Fe3O4,
T3~T4℃时,Fe3O4 转化为 Fe2O3。(已知相对分子质量:Fe2O3-160,
Fe3O4-232)
69.6
M 点对应的固体质量为________g。
物质 CrCl2 CrCl3 Cr2(CO3)3 Cr(OH)3 Cr2(SO4)3
在水中 溶解性 易溶于水形 成蓝色溶液 易溶于水形 成紫色溶液 难溶于水的 蓝绿色固体 难溶于水的 灰蓝色固体 易溶于水形
成紫色溶液
6.(2025·广州中学模拟节选)金属铬(Cr)的活动性介于锌和铁之
间,且性质和铁相似,广泛用于制不锈钢、汽车零件、工具、磁带和
录像带等。如表是常见含铬化合物的溶解性:
(1)往盛有少量金属铬的烧杯中加入 100 g 稀盐酸,可观察到固体
逐渐溶解完全,溶液先由无色变蓝色,与空气接触后,溶液又由蓝色
变成______________色,在这个过程发生的化学方程式依次为
①_______________________,②4CrCl2+4HCl+O2===4CrCl3+2H2O。
紫
Cr+2HCl===CrCl2+H2↑
(2)铬元素属于重金属元素,随意排放将导致环境污染。往(1)所得
废液中加入适量 5.3%的碳酸钠溶液,用 pH 计测定溶液的酸碱度如图
所示,在这个过程中①→②的化学方程式:______________________
________________________,②→③的实验现象:________________
____________________。
Na2CO3+2HCl===
2NaCl+H2O+CO2↑
产生蓝绿色沉淀,
溶液由紫色变为无色
7.3
(3)在③时处理废液时共消耗碳酸钠溶液 200 g,则(1)中稀盐酸的
质量分数为________%。
7.(2024·广州)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________。
催化
CH2O
CH2O+O2
CO2+H2O
(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。
1.6
(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
比例加入球磨机中,球磨一段时间,发生反应为 10Ca(OH)2+3P2O5===
2Ca5(PO4)3OH+9H2O。机械球磨法的工作原理如图所示。
增大反应物的接触面积,加快反应速率
CaO+H2O===Ca(OH)2
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______________________。
252∶37∶213
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]
8.(2025·广州市江南外国语学校二模)轻质氧化镁(MgO)在橡胶
工业上有重要用途。兴趣小组同学在实验室用工业炉渣废料(主要成
分是 MgO、CaO,含少量杂质 SiO2)来制取轻质氧化镁。实验流程
如图 1:
【查阅资料】Mg(OH)2、MgCO3 受热易分解,分解温度不同,
各生成对应的两种氧化物。请根据流程图回答下列问题:
(1)步骤①研磨的目的是___________________________________。
(2)写出粉末中 MgO 发生反应的化学方程式:__________________
_________________。
MgO+2CO2+H2O
增大反应物的接触面积,加快反应速率
===Mg(HCO3)2
(3)小组同学用热分析仪对固体混合物 X 进行热分解,获得相关数
据,绘成固体质量变化与分解温度的关系如图 2。
①BC 段的固体成分是__________________(填化学式)。
②写出 CD 段中固体发生反应的化学方程式:
_________________________。
21∶58
1∶4
③混合物 X 中 MgCO3 和 Mg(OH)2 的质量比是______________,
若混合物 X 用 aMgCO3·bMg(OH)2 表示,a∶b 为________。
(4)镁是一种用途广泛的金属,请依次写出用金属镁制取氢氧化镁
的化学方程式:______________________________________________
__________________________。
MgCO3和 MgO
MgCO3
MgO+CO2↑
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑;MgCl2+2NaOH===
Mg(OH)2↓+2NaCl