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第4节 根据化学方程式的简单计算
知识点1 化学方程式表示的意义
化学方程式的意义:A. 宏观上:表示什么物质参加反应,结果生成了什么物质。
B.表示反应在什么 下进行。
C.微观上:表示各物质间原子和分子的 。
D.质量上:表示反应物、生成物各物质间的 。
例1 在3Fe+2O2Fe3O4反应中:
(1)反应物是 和 。
(2)每 份质量的 和 份质量的 化合为 份质量的 。
知识点2 根据化学方程式进行计算的步骤和方法
一、理论基础:质量守恒定律
二、基本依据:化学反应前后各物质的 比。
三、解题步骤:
1. 根据题意设 。
2. 写出正确的 。
3. 写出有关物质的 和已知量、未知量。
4. 列比例式,求解。
5. 简明地写出答案。
例2 (2018 雨花区模拟)将53克的碳酸钠溶液与74克氯化钙溶液混合,两物质恰好完全反应,生成沉淀,过滤,所得滤液的质量为117克,(反应的化学方程式:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl)
试计算:
(1)反应后生成的沉淀质量为 g
(2)所得滤液中溶质的质量分数为多少?
易错点1.利用质量守恒定律的相关信息,如何求反应物的质量及相互质量比?
例1 (2017春 钢城区校级期中)已知反应3A+2B=2C+D中,反应物A、B的质量为3:4.当反应生成C和D的质量总共140g时,则该反应消耗B的质量为( )
A.60g B.80g C.90g D.120g
易错点2.已知反应物(或生成物)的质量(或密度、体积),如何求另一反应物(或生成物)的质量(或体积)?
例2: (2016秋 江油市月考)中国登山协会为纪念我们首次攀登珠穆朗玛峰成功50周年,再次组织攀登珠穆朗玛峰活动.阿旺扎西等一行登山运动员成功登顶.假如每位运动员冲顶时消耗自带的液氧4.8g.求:
(1)这些氧气在标准状况下的体积是多少升?(标准状况下氧气密度为1.43 g L﹣1)
(2)若在实验室用高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气,需要多少千克的高锰酸钾?
(3)用这种方法给登山运动员供氧,是否可行?简述理由.
易错点3.已知混合物中的一反应物(或生成物)的质量,如何求混合物中另一反应物(或生成物)的质量?
例3: 小华同学为测定石灰石中碳酸钙的质量分数,称取5.55克石灰石粉末,进行四次高温加热(杂质不反应),冷却后反复称量剩余固体,记录数据如表:
次序 1 2 3 4
剩余固体质量 4.25 3.95 3.35 3.35
①完全反应生成二氧化碳 克.
②石灰石中碳酸钙的质量分数为 .(精确到0.1%)
③充分煅烧该石灰石20吨,可制得含杂质30%的生石灰多少吨?
4.利用化学反应测定的实验数据,如何进行物质的计算和推断?
例4:(2016春 铜陵校级月考)小强同学前往当地的石灰石矿区进行调查,他取回了若干矿石样品,对样品中的碳酸钙的质量分数进行检测,采用了以下的方法:取用8g这种石灰石样品,把40g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品含有的杂质不溶于水,不与盐酸反应).
序号 加入稀盐酸质量/g 剩余固体质量/g
第1次 10 5.5
第2次 10 m
第3次 10 1.2
第4次 10 1.2
请计算:
(1)上表中m的数值为多少?
(2)样品中碳酸钙的质量分数是多少?
(3)稀盐酸中溶质的质量分数是多少?
1.(2017 天津)已知A+3B=2C+3D中,已知2.3gA跟4.8gB恰好完全反应生成4.4gC.又知D的相对分子质量为18,则A的相对分子质量为( )
A.23 B.46 C.92 D.96
2.(2017 攀枝花)用铁粉和氧化铜的混合物8.32g进行如下实验:
下列说法正确的是( )
A.8.32g混合物中含铁粉7.04g
B.无色气体质量为0.20g
C.溶液中硫酸亚铁的质量为15.20g
D.实验中参与反应的H2SO4的质量为9.80g
3.(2017 攀枝花)质量相同的下列四种物质,完全分解后制得氧气质量最多的是( )
A.H2O2 B.H2O C.KClO3 D.KMnO4
4.(2017 河南)2.3g铁和M的混合物与足量盐酸反应,生成0.2g氢气,则M可能是( )
A.镁 B.铝 C.碳 D.钠
5.(2017 德阳)向盛有10g某Cu﹣Al合金样品的烧杯中加入100g稀硫酸,恰好完全反应,反应结束后,测得烧杯内物质的总质量为109.4g.则该合金样品中铜的质量分数是( )
A.73% B.54% C.46% D.27%
6.(2017 贺州)已知 NaHCO3 受热分解生成 Na2CO3,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O.把 12克NaHCO3 和Na2CO3 的混合物样品加热至完全反应,剩余固体的质量为8.9克.下列说法正确的是( )
A.反应生成的CO2质量为4.4克
B.样品中Na2CO3的质量分数为30%
C.样品中NaHCO3的质量为8.6克
D.样品中钠元素的质量分数为43.3%
7.(2017 镇江)已知:Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O.16.0g CuO与CO反应得到Cu、Cu2O混合物13.6g,将此混合物溶于足量的100.0g稀H2SO4得9.6gCu.下列说法正确的是( )
A.生成2.4g CO2
B.混合物中含9.6g铜元素
C.混合物中Cu与Cu2O的质量之比为8:9
D.反应后溶液中CuSO4的质量分数约为7.0%
8.(2017 济南)烧杯中盛有一定质量的MgO和Mg(OH)2的固体混合物,向其中加入氢元素质量分数为10%的稀硫酸100g,恰好完全反应,得到l06g该温度下的不饱和溶液.下列数据中,与原固体混合物中Mg(OH)2的质量分数最接近的是( )
A.53.7% B.59.2% C.62.5% D.67.2%
9.(2017 宜昌)某同学为了测定生铁样品中铁的质量分数,将60g 稀盐酸分3次加入到盛有4g 该样品的烧杯中(样品中只有铁与稀盐酸反应),所得数据如表,则下列说法中正确的是( )
实验次数 第1次 第2次 第3次
加入稀盐酸的质量/g 20 20 20
充分反应后剩余固体的质量 2.6 1.2 0.1
A.第1次和第2次产生氢气的质量不同 B.第2次和第3次剩余固体中均有铁
C.第3次充分反应后溶液中溶质只有FeCl2 D.生铁样品中铁的质量分数为97.5%
10.(2017 哈尔滨)现有部分被氧化的铜粉固体混合物,为研究铜粉的组成情况,取4g混合物,先加热完全氧化后,再加入60g9.8%的稀硫酸恰好完全反应,则固体混合物中铜单质的质量分数为( )
A.80% B.64% C.16% D.96%
11.(2017 烟台)在托盘天平的两盘上各放一只质量相同的烧杯,分别加入等质量、等溶质质量分数的足量稀盐酸,将天平调节至平衡.然后向左盘的烧杯中加入4.0含钙元素的质量分数为50%的碳酸钙与氧化钙的固体混合物,使之完全反应.欲使天平恢复平衡,可向右盘的烧杯中加入( )
A.3.5g氢氧化钠溶液 B.2.8g氧化铁 C.2.8g碳酸钠溶液 D.2.4g镁
12.(2017 莱芜)在2.48g Na2CO3 和Na2SO4的混合物中,加入足量的BaCl2溶液,得到沉淀4.3g,在此沉淀中加入足量的硫酸,沉淀的质量变为4.66g,则2.48g混合物中Na2CO3 的质量分数是( )
A.24.7% B.42.7% C.37.9% D.32.6%
13.(2018 黄浦区一模)在化学反应A+B2═2C中,已知20g A和足量B2充分反应后,生成30g C.已知B的相对原子质量为16,则C的相对原子质量是( )
A.20 B.32 C.48 D.96
14.(2017秋 南岗区期末)为测定某胃药中碳酸氢钠的含量,张南同学做如下实验:取该胃药20g(杂质不溶于水,也不与酸反应),加入烧杯中,向其中加入100g质量分数为7.3%的稀盐酸充分反应后,过滤得到104g滤液,则该胃药中碳酸氢钠的含量为( )
A.84% B.42% C.32% D.16.8%
15.(2017 绥化三模)向质量为m克的CaCO3和KHCO3的混合物中,加入质量分数为a%的稀盐酸n克,恰好完全反应后,得到二氧化碳的质量是w克.(已知:KHCO3+HCl═KCl+H2O+CO2↑)下列说法正确的是( )
A.混合物中CaCO3和KHCO3的质量比一定是1:1
B.混合物充分反应后,所得溶液的质量是(m+n×a%﹣w)克
C.混合物中CaCO3和KHCO3无论以任何比例混合,消耗稀盐酸的总质量均为n克
D.混合物中CaCO3和KHCO3无论以任何比例混合,生成二氧化碳的总质量均为w克
16.(2017 滕州市校级模拟)取一定质量的CaCO3高温加热一段时间后,冷却,测得剩余固体的质量为8.0g,剩余固体中钙元素质量分数为50.0%.下列判断正确的是( )
A.生成2.0 gCO2气体 B.原来CaCO3的质量为14.3 g
C.生成了5.6 gCaO D.剩余CaCO3的质量为3.0 g
17.(2017 卧龙区一模)在一定质量的氯化钠溶液中加入硝酸银溶液至氯化钠反应完全,产生的沉淀经过过滤、洗涤、干燥、称量,沉淀质量恰好等于原氯化钠溶液的质量的二分之一.则原氯化钠溶液溶质的质量分数约为( )
A.10% B.20% C.30% D.40%
18.(2017 山东模拟)烧杯中有一定质量的氧化镁和碳酸镁的混合物,向其中加入150g稀盐酸,恰好完全反应.一定温度下,得到156g不饱和溶液.下列数据中,与反应后溶液的溶质质量分数最接近的是( )
A.9.1% B.6.1% C.12.2% D.16.6%
19.(2016 郑州校级模拟)在A+2B→2C的反应中,若32g物质A和足量物质B恰好完全反应,生成56g物质C,则参加反应的物质B的质量为 .若 A的相对分子质量为32,则B的相对分子质量为 .
20.(2016 河南模拟)两金属A和B的相对分子质量之比为8:9,等质量的A和B分别与足量的稀盐酸反应,生成的氢气质量之比为3:4.则两金属的化合价之比为 .
21.(2017 河南)电解食盐水可得到烧碱、氯气(Cl2)和一种可燃性气体,反应的化学方程式为 ;配制质量分数为5%的氯化钠溶液,若量取水时俯视量筒刻度读数(其他操作正确),溶液的质量分数 5%(填“大于”、“小于”或“等于”);现有NaCl和NaBr的混合物共2.2g,溶于水并加入过量的AgNO3溶液后,生成AgCl和AgBr沉淀共4.75g,则原混合物的含钠元素的质量为 g.
22.将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种锌和铜的合金﹣﹣黄铜,外观似黄金但质地坚硬.(提示:ZnCO3ZnO+CO2↑)
(1)黄铜是金属材料吗? (填“是”或“不是”).
(2)写出其中赤铜和木炭粉反应的化学方程式 .
(3)若原料中含25吨ZnCO3,充分反应后,理论上所得黄铜中锌的质量为 吨.
23.(2018 河南模拟)实验是实现科学探究的重要途径.请回答以下有关化学实验的问题.
(1)下列实验操作中正确的是 (填序号).
A.用玻璃棒搅拌加快过滤
B.用镊子取用二氧化锰
C.用量筒量取液体时最后改用胶头滴管加至刻度
D.实验室模拟炼铁时先加热氧化铁再通入一氧化碳
(2)如图1是实验室制取和收集气体的装置,请回答:
①写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式 .
②用B装置制取气体并能随时停止反应,上部与下部对接应选 (填“a”或“b”).
③用装置E排空气收集H2,气体应从导管的 (填“c”或“d”)端进入.
④从装置A~E中选择:加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物制取氨气并用排空气法收集,应选用图中的 (填字母).
(3)在“创新实验装置”的竞赛中,某化学兴趣小组设计了如图2所示的装置(夹持仪器已略去),引起同学们的兴趣.请回答问题:
①打开活塞K,整个装置中会出现什么现象?
②写出装置③中发生反应的化学方程式.
(4)工业上电解食盐水可制得烧碱,同时得到氯气和最轻的气体.若将20t溶质质量分数为23.4%的氯化钠溶液完全电解,可得烧碱多少吨?
1.(2017 丰顺县校级模拟)CO和C分别跟CuO反应,若生成等质量的Cu,则反应中消耗的CO和C的质量比为(假定CO全部用于还原CuO)( )
A.1:1 B.1:2 C.7:3 D.14:3
2.(2017 宛城区一模)锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物3.8克与一定质量的稀硫酸恰好完全反应,将反应后的混合物蒸发水分得固体13.4克,则生成氢气的质量为( )
A.0.2克 B.9.6克 C.9.8克 D.0.18克
3.(2017 东胜区二模)在托盘天平(灵敏度极高)两边各放一只等质量的烧杯,在两只烧杯里各加入足量、等质量、等质量分数的稀盐酸,调节天平至平衡,然后向左端烧杯加入5.6克铁,要使天平再次平衡,应向右边烧杯加入( )
A.5.4克氧化钙 B.5.6克铜 C.6克镁 D.10克碳酸钙
4.(2016 洛阳模拟)在一个密闭容器中有四种物质,在一定条件下充分反应后,测得反应前后各物质的质量如下:
物质 X Y Z Q
反应前质量/g 4 10 1 21
反应后质量/g 0 12 15 待测
已知x的相对分子质量为n,Q的相对分子质量为2n,则下列推断正确的是( )
A.反应后Q的质量为10g
B.反应中Y与Q发生改变的质量比为1:1
C.反应后生成15gZ
D.该反应方程式中X与Q的化学计量数之比为2:3
5.(2016 宿迁二模)已知同温、同压下体积相同的任何气体中含有相同的分子数.工业制HNO3的尾气含NO2和NO,通常用NaOH吸收,能够发生的所有反应方程式为:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O.当NO2与NO的体积比为下列值时,不能被完全吸收的是( )
A.2:1 B.1:1 C.1:2 D.4:1
6.(2016 烟台二模)如图所示,装置气密性良好.现向圆底烧瓶a、b中分别加入一定质量的两种固体,再各滴加10mL的稀盐酸(足量).观察到在U形管中左边液面先上升,一段时间后液面下降,最终左右两边液面高度相平.则a、b中加入的固体分别是下列四组物质中的( )
a b
A 1g锌 1g铁
B 1.06g碳酸钠固体 0.84g碳酸氢钠固体
C 1g碳酸钠固体 1g碳酸氢钠固体
D 0.65g锌 0.56g铁
7.(2016 黄冈校级自主招生)甲、乙两烧杯中分别盛有等体积、等溶质质量分数的H2SO4溶液.现向甲杯中加入m克Mg,向乙杯中加入m克Zn,充分反应后,有一只烧杯中仍有金属未溶解,则甲、乙烧杯中原有H2SO4的溶质质量x应为( )
A.g≤x<g B.g>x≥g C.x=g D.x<g
8.(2016 广东模拟)化学课外兴趣小组同学取用一定质量的石灰石样品,把50.0g稀盐酸分五次加入样品中(样品中的杂质既不与盐酸反应,也不溶解于水),每次充分反应后都经过滤、干燥、称量,得实验数据如表:
实验次数 一 二 三 四 五
稀盐酸的加入量 10g 10g 10g 10g 10g
剩余固体的质量 3.0g 2.0g 1.0g m 0.6g
下列有关说法不正确的是( )
A.石灰石样品的质量为4g B.m的值为0.8g
C.石灰石中碳酸钙的质量分数为85% D.稀盐酸中溶质质量分数为7.3%
9.(2016 河南模拟)为处理某厂排放的含氢氧化钠的碱性废液,原定用5kg14.6%的盐酸刚好处理成中性,因库存盐酸不足,换用5kg硫酸溶液处理,则所用硫酸溶液中溶质的质量分数为( )
A.14.6% B.9.8% C.19.6% D.39.2%
10.如图是×××钙片商品标签图。
根据标签信息完成下列各题。
(1)主要成分碳酸钙的相对分子质量为 ;每片中至少含钙元素的质量为 g。
(2)小蓉同学为测定其碳酸钙的含量标注是否属实,她取出4片片剂,研碎后放入烧杯中,逐滴加入稀盐酸,至不再放出气体为止,共用去稀盐酸40.0g,称量烧杯中剩余物的质量,为47.8g(不含烧杯质量,假定钙片中其他成分不与盐酸反应).求:
①生成二氧化碳的质量;
②稀盐酸中溶质的质量分数;
③通过计算判断钙片中碳酸钙的含量标注是否属实。
参考答案:
第4节 根据化学方程式的简单计算
【导学必备知识】
知识点1:条件 个数比 质量比
(1)铁 氧气 (2)168 铁 64 氧气 232 四氧化三铁
知识点2:质量 未知量 化学方程式 式量比
例2 解:根据质量守恒定律可得,生成的沉淀的质量为53g+74g﹣117g=10g
设反应后所得滤液的溶质的质量分数为x
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
100 117
10g 117gx
=
x=10%
答:(1)反应后生成的沉淀质量为 10 g
(2)所得滤液中溶质的质量分数为10%。
【易错点拨】
例1:B
例2:(1)4.8 kg氧气在标准状况下的体积为=3.3566 L.
(2)设需要高锰酸钾的质量为x.
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
x 4.8 g
x=47.4 g
(3)因为利用高锰酸钾制取氧气需要加热,进而需要很多设备,既不利于简单、快速的制取氧气,又增加了负重,所以用这种方法给登山运动员供氧是不可行的.
答案:(1)这些氧气在标准状况下的体积是3.3566 L.(2)47.4 g;(3)不行.此法成本太高,经济上不合算;或在实验室制如此多氧气,耗时太长.
例3:(1)完全反应后生成二氧化碳的质量为:5.55g﹣3.35g=2.2g.
(2)设5.55g汉白玉粉末中含碳酸钙质量为x
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
x 2.2g
x=5g
汉白玉中碳酸钙的质量分数×100%≈90.1%;
(3)设反应生成氧化钙的质量为x,
CaCO3 CaO+CO2↑,
100 56
20t×90.1% x
,
x=10.09t,
可制得含杂质30%的生石灰:=14.4t,
答案:(1)完全反应后产生的二氧化碳质量5g(2)汉白玉中碳酸钙的质量分数为90.1%.(3)可制得含杂质30%的生石灰14.4t.
例4:(1)上表中m=5.5g﹣2.5g=3g,
答:m的值是3;
(2)样品中碳酸钙的质量分数为:×100%=85%,
答:样品中碳酸钙的质量分数为85%.
(3)可以利用第一次的数据进行计算,设10g稀盐酸中氯化氢的质量为x,
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,
100 73
2.5g x
=,
x=1.825g,
稀盐酸中溶质的质量分数为:×100%=18.25%,
答:稀盐酸中溶质的质量分数为18.25%.
【知能优化训练】
B. 2.B. 3.B. 4.B. 5.C.
6.B. 7.C. 8.A. 9.D. 10.A.
11.B. 12.B. 13.C 14.B. 15.D.
【重难培优训练】
16.A. 17.B. 18.A.
19.24g;12.
20.2:3.
21.2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑; 大于;0.69.
22.(1)是;(2)2Cu2O+C4Cu+CO2↑;(3)13.
23.(1)A.不能用玻璃棒搅拌加快过滤,该选项不正确;
B.不能用镊子取用二氧化锰,这是因为二氧化锰是粉末状的,应该用药匙取用,该选项不正确;
C.用量筒量取液体时最后改用胶头滴管加至刻度,该选项正确;
D.实验室模拟炼铁时先加热氧化铁再通入一氧化碳时可能会发生爆炸,该选项不正确.
故填:C.
(2)①实验室用A装置制取氧气时,由于试管口没有塞一团棉花,应该是利用氯酸钾制取,反应的化学方程式为:2KClO32KCl+3O2↑.
故填:2KClO32KCl+3O2↑.
②用B装置制取气体并能随时停止反应,上部与下部对接应选b,原理是:关闭开关时,试管中的气体增多,压强增大,把液体压入长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止;
打开开关时,气体导出,试管中的气体减少,压强减小,液体和固体混合,反应进行.
故填:b.
③用装置E排空气收集H2,由于氢气密度比空气小,气体应从导管的c端进入.
故填:c.
④加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物制取氨气需要加热,应该用A作为发生装置;
用排空气法收集时,氨气密度比空气小,应该用向下排空气法收集,即用E装置收集.
故填:AE.
(3)①打开活塞K,过氧化氢和二氧化锰混合,反应生成氧气,氧气不易溶于水,导致硫酸铜溶液液面下降,把硫酸铜溶液压入氢氧化钠溶液中,和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,整个装置中实验现象是:装置①中产生大量气泡,装置②中液面下降,装置③中产生蓝色沉淀.
②装置③中发生反应的化学方程式为:CuSO4+2NaOH═Na2SO4+Cu(OH)2↓.
故答案为:装置①中产生大量气泡,装置②中液面下降,装置③中产生蓝色沉淀;CuSO4+2NaOH═Na2SO4+Cu(OH)2↓.
(4)解:设可制得烧碱的质量为x,
2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑,
117 80
20t×23.4% x
=,
x=3.2t,
答:可制得烧碱3.2t.
【课后巩固训练】
1.D. 2.A. 3.A. 4.D 5.C. 6.B 7.B. 8.B. 9.C.
10.(1)碳酸钙的相对分子质量为40+12+16×3=100,根据标签可知含碳酸钙质量至少为1.24g所含钙元素的质量为1.24g××100%=0.496g
(2)①根据质量守恒定律可得CO2的质量为10 g+40 g﹣47.8 g=2.2 g。
②设稀盐酸中溶质质量为x,参加反应的CaCO3质量为y。
2HCl+CaCO3═CaCl2+H2O+CO2↑
73 100 44
x y 2.2 g
= x=3.65 g
= y=5.0 g
稀盐酸中溶质的质量分数为×100%=9.125%
③每片中碳酸钙的质量为=1.25 g>1.24 g,所以属实。
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