专题11
从定量的角度认识物质及变化
一、知识梳理
1、基础过关
(1)有关化学式的计算:
物质的相对分子质量(化学式量)=化学式中所有
之和.
化合物中各元素的质量比=各元素所有原子的
之比.
化合物中某元素的质量=
×
(2)混合物中物质纯度的计算:
(3)有关溶液的计算:
溶液的稀释(计算依据:加水稀释前后,溶液中溶质的质量不变
)
浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=
×
2、根据化学方程式的计算
(1)根据化学方程式计算的步骤
①设:根据题意设未知数;
②写:书写正确的化学方程式;
③找:找出已知量和未知量的质量关系;
④列:列出比例式并求解;
⑤答:检查结果,简明作答。
(2)根据化学方程式计算应该注意的事项
①正确书写化学方程式,准确列出有关反应物或生成物的质量比;
②列式时,各物质的质量单位必须统一,对应关系要正确;
③反应物、生成物都必须是纯净物,如果是混合物,应该不纯物的质量按题意转化为纯净物的质量;
④解题的过程要完整,规范
⑤设未知数是要指明物理量,不要带单位。
二、典型例题及变式训练
【例1】(1)求SO2的相对分子质量(S-32
O-16)
(2)计算SO2中各元素的质量比
(3)求SO2中氧元素的质量分数?20kgSO2中氧元素的质量是多少?
【答案】(1)
64
;(2)1:1
;
(3)50%
,10kg
【解析】解:(1)
SO2的相对分子质量=32+16×2=64
(2)在SO2中mS:mO=32:(16×2)=1:1
(3)
=50%
SO2中氧元素的质量=20kg×50%=10kg
【点拨】根据计算化学式的对应公式带入,进行计算。
【考试方向】纯净物中元素之间质量关系、元素质量分数的计算,及物质与元素之间的质量关系。
【变式训练】
1.苯甲酸钠(C7H5O2Na)是一种食品添加剂,广泛应用于食品工业中。请计算:
(1)C7H5O2Na的相对分子质量是
。
(2)C7H5O2Na中碳、氧两种元素的质量比是
(填最简整数比)。
(3)14.4
g苯甲酸钠中含有钠元素多少克?(写出计算过程)
2.儿童缺锌会引起食欲不振、发育不良等症状,如图1为某补锌口服液说明书的部分信息,回答下列问题。
(1)葡萄糖酸锌由
种元素组成。
(2)葡萄糖酸锌中碳、氢元素的质量比为
。
×××牌补锌口服液
主要成分:葡萄糖酸锌
化学式:C12H22O14Zn
含 锌:5.0
mg/支
质 量:10.0
g/支
(3)要满足儿童身体正常发育的需要,在某一时间段需要适量补锌,若儿童1
kg体重每日需要0.5
mg
锌,每天从食物中只能摄入所需锌的一半,体重为20
kg的儿童,理论上一天还需服该口服液多少支?
图1
【例2】(1)20g食盐全部溶于80克水中,求此食盐溶液中溶质的质量分数。
(2)20℃时,将20克食盐在50g水中充分搅拌,所得食盐溶液中溶质的质量分数(20℃时,食盐的溶解度为36克)。
(3)80g15%的硝酸钠溶液中,加入20g硝酸钠全部溶解,求此硝酸钠溶液中溶质的质量分数。
80g15%的硝酸钠溶液中,加入20g水,求此硝酸钠溶液中溶质的质量分数。
将10%的硝酸钠溶液100g,与25%的硝酸钠溶液200g混合,求混合后溶液中溶质的质量分数。
(6)
将100mL98%(密度为1.84g/cm3)的浓硫酸,加入500mL的水中(即配成体积比为1∶5的稀硫酸),求此稀硫酸中溶质的质量分数。
【答案】(1)20%;(2)26.5%;(3)32%;(4)12%;(5)20%;(6)26.4%。
【解析】(1)简析:溶质质量为20克食盐,溶剂质量为80克水。
则:
(2)简析:温度一定,溶剂的量一定,20g食盐能否全部溶于50g水中,必须先由溶解度计算出。设50g水在20℃最多可溶解食盐Xg,100∶36=50∶X
X=18g,20g盐在50g水中不能全溶,所得溶液为饱和溶液。故:溶质的质量为20℃的溶解度,溶剂质量为100g水。则:
(3)简析:溶质质量为(80×15%+20)g,溶液质量为(80+20)g。则:
(4)简析:溶质质量为(80×15%)g,溶液质量为(80+20)g。则:
(5)简析:溶质质量为(100×10%+200×25%)g,溶液质量为(100+200)g,则:
(6)简析:溶质质量为(100×1.84×98%)g,溶液质量为(100×1.84+500×1)g,
【点拨】根据题意,找出溶液中的溶质及溶质质量。
【考试方向】掌握溶质的质量分数的简单计算。
【变式训练】
1.在农业上,有时用10%~20%的食盐溶液来选种。现配制15%的食盐溶液200kg需要食盐
Kg和水
kg。
2.
向100g溶质的质量分数为10%的KNO3溶液中加入10g水后,所得溶液的溶质质量分数为
;若加入10gKNO3后,溶质的质量分数为
。
3.某种物质的水溶液,加热蒸发掉10g水,冷却到20℃,有晶体析出。此时溶液中溶质的质量分数为26%,求20℃时该物质的溶解度
。
将200g含水99%的NaOH溶液的含水量变为98%,应蒸发掉水的质量是
。
5.把5mL溶质的质量分数为62%的浓硝酸(密度为
l.38g/cm3)和20mL水混合,计算稀释后硝酸的溶质的质量分数是
。
【例3】某实验室中需要1.6g氧气进行实验。若用电解水的方法制取这些氧气,需要消耗水多少克?同时可生成氢气多少克?
【答案】电解消耗1.8g水,同时生成0.2g氢气。
【解析】解:设消耗水的质量为x,得到氢气的质量为y
2H2O2H2↑+O2↑
36
4
32
x
y
1.6g
,x=1.8g;,y=0.2g
答:电解消耗1.8g水,同时生成0.2g氢气。
【点拨】明确要求什么,设未知量;依据题意正确书写化学方程式,并找出已知量。按要求写出已知量与未知量,列出比例式求解。
【考试方向】依据化学方程式的求解未知物质量的计算能力。
【变式训练】
1.
已知在反应3A+2B=2C+D中,反应物A、B的质量比为3:4。当反应生成C和D的质量共140g时,B消耗的质量为
g。
2.煅烧含碳酸钙80%的石灰石100t,生成二氧化碳多少吨?若石灰石中的杂质全部进入生石灰中,可以得到这样的生石灰多少吨?
【例4】
将6.5g锌投入100g稀硫酸中,恰好完全反应。求(l)反应生成的氢气的质量。(2)原稀硫酸中溶质的质量分数。(3)反应后生成的硫酸锌溶液中硫酸锌的质量分数。
【答案】(1)反应生成的氢气的质量为0.2g;(2)原稀硫酸中溶质的质量分数9.8%;(3)反应后生成的硫酸锌溶液中硫酸锌的质量分数15.2%。
【解析】解:设反应后生成硫酸锌的质量为y,生成氢气的质量z,原稀硫酸中含硫酸的质量为x。
【点拨】(1)原稀硫酸中溶质H2SO4质量为9.8g,溶液质量为100g。(2)反应后溶质为ZnSO4质量为16.1g溶液质量为(6.5+100-0.21)g
(质量守恒)。或[16.1+(100-9.8)]g。
【考试方向】依据化学方程式的综合计算能力。
【变式训练】
1.称取12.5g石灰石(主要成分是CaCO3,杂质不参加反应)放人烧杯中,向其中加入50g稀盐酸,二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为58.1g(不包括烧杯的质量,且气体的溶解忽略不计)。试计算
(1)生成二氧化碳的质量;(2)石灰石中CaCO3的质量分数;(3)盐酸中溶质的质量分数;
(4)反应后溶液中溶质的质量分数。
三、自主检测
1.某功能饮料含牛磺酸(C2H7NO3S)。下列关于牛磺酸的说法正确的是(
)
A.含有臭氧(O3)分子
B.分子中氧、硫元素的质量比为3∶2
C.相对分子质量为125
g
D.共含有14种元素
2.炒菜时加入料酒和食醋,炒出的菜别具香味,其原因之一是料酒中的乙醇与食醋中的乙酸反应生成乙酸乙酯(C4H8O2),试计算:
(1)乙酸乙酯的相对分子质量为
。
(2)乙酸乙酯中碳、氢元素的质量比为
(填最简整数比)。
(3)17.6
g乙酸乙酯中所含氧元素的质量为
g。
3.碘元素对青少年智力发育影响很大,加碘盐通常是在食盐中添加碘酸钾(KIO3)。如图1所示为超市销售的一种加碘盐标签上的部分文字说明,请回答下列问题。
(1)碘酸钾中钾、碘、氧三种元素的质量比为
。
(2)每袋该食盐中碘元素的质量为
mg。
(3)中国营养学会推荐:一个18岁的青年每天摄入碘元素的质量为0.15
mg。假设碘的来源仅靠这种加碘食盐,该青年每天应摄入这种食盐
g。
图1
4.
将60g20%的食盐溶液和30g5%的食盐溶液相混合,求所得混合溶液的溶质的质量分数
。
5.200C时,将一溶质质量分数为20%的氯化钠溶液蒸干,得到20g固体,求该溶液质量
。
6.在60℃时,
50g水中最多能溶解55g硝酸钾把60℃时210g水中的硝酸钾饱和溶液蒸发掉50g水,再降到60℃,求析出晶体后溶液的溶质的质量分数
。
7.欲配制50g3%的氯化钠溶液,需6%的氯化钠溶液
和水
。
8.用98%(密度为l.84g/cm3)的浓硫酸配制成1∶4的稀硫酸,求稀硫酸的溶质的质量分数
。
9.将25g胆矾[CuSO4·5H2O]全溶于100g水中,求所得溶液中溶质的质量分数
。
10.在化学反应3X+4Y=2Z中,已知X和Z的相对分子质量分别是32和102,则Y的相对分子质量为
。
11.将8g三氧化硫溶于92g水中,求所生成的溶液中溶质的质量分数(
SO3+H2O
=
H2SO4
)。
12.利用废铁屑与一定质量分数的稀硫酸反应制取硫酸亚铁。现有80g废铁屑与430mL20%的稀硫酸(密度为1.14g/cm3)恰好完全反应(假设废铁屑中除铁以外的物质不溶于水且不与稀硫酸反应)。我能完成下列计算(结果保留整数):
(1)稀硫酸中溶质的质量;
(2)废铁屑中铁的质量;
(3)恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数。
13.实验室有一瓶硫酸废液,老师请小红同学设计方案测定该废液中硫酸的质量分数。小红同学先取一干净小烧杯,称其质量为18.2g,然后往其中倒入少量硫酸废液后称量,总质量为33.2g,之后,将一枚质量为10.8g的铁钉(已用砂纸去除铁锈)放入小烧杯中反应,待铁钉表面不再有气泡产生后,再次称量,总质量为43.9g。请回答下列问题:
(1)写出上述反应的化学方程式
(2)反应产生的气体的质量
(3)计算该废液中硫酸的质量分数(写出计算过程,计算结果保留一位小数)。
(4)如果铁钉的铁锈未除净,对(3)计算结果的影响是
(选填“偏大”“偏小”“无影响”),原因是
14.小强同学前往当地的石灰石矿区进行调查,他取回了若干块矿石样品,对样品中碳酸钙的质量分数进行检测,采用了的办法如下:取用8g这种石灰石样品,把40g稀盐酸分4次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中含的杂质不溶于水,不与盐酸反应)。请计算:
(1)8g石灰石样品中含有杂质多少克?(2)样品中碳酸钙的质量分数是多少?
(3)下表中m的数值应该为多少?
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专题11
从定量的角度认识物质及变化
一、知识梳理
1、基础过关
(1)有关化学式的计算:
物质的相对分子质量(化学式量)=化学式中
所有原子的相对原子质量
之和.
化合物中各元素的质量比=各元素所有原子的
相对原子质量总和
之比.
化合物中某元素的质量=化合物的质量×该元素的质量分数
(2)混合物中物质纯度的计算:
有关溶液的计算:
溶液的稀释(计算依据:加水稀释前后,溶液中溶质的质量不变
)
浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=
稀溶液的质量
×
稀溶液的质量分数
2、根据化学方程式的计算
(1)根据化学方程式计算的步骤
①设:根据题意设未知数;
②写:书写正确的化学方程式;
③找:找出已知量和未知量的质量关系;
④列:列出比例式并求解;
⑤答:检查结果,简明作答。
(2)根据化学方程式计算应该注意的事项
①正确书写化学方程式,准确列出有关反应物或生成物的质量比;
②列式时,各物质的质量单位必须统一,对应关系要正确;
③反应物、生成物都必须是纯净物,如果是混合物,应该不纯物的质量按题意转化为纯净物的质量;
④解题的过程要完整,规范
⑤设未知数是要指明物理量,不要带单位。
二、典型例题及变式训练
【例1】(1)求SO2的相对分子质量(S-32
O-16)
(2)计算SO2中各元素的质量比
(3)求SO2中氧元素的质量分数?20kgSO2中氧元素的质量是多少?
解:(1)
SO2的相对分子质量=32+16×2=64
(2)在SO2中mS:mO=32:(16×2)=1:1
(3)
=50%
SO2中氧元素的质量=20kg×50%=10kg
【变式训练】
1.苯甲酸钠(C7H5O2Na)是一种食品添加剂,广泛应用于食品工业中。请计算:
(1)C7H5O2Na的相对分子质量是144
。
(2)C7H5O2Na中碳、氧两种元素的质量比是
21∶8
(填最简整数比)。
(3)14.4
g苯甲酸钠中含有钠元素多少克?(写出计算过程)
解:14.4
g×=2.3
g
答:14.4
g苯甲酸钠中含有钠元素
2.3
g。
2.儿童缺锌会引起食欲不振、发育不良等症状,如图1为某补锌口服液说明书的部分信息,回答下列问题。
(1)葡萄糖酸锌由
四
种元素组成。
(2)葡萄糖酸锌中碳、氢元素的质量比为72∶11
。
×××牌补锌口服液
主要成分:葡萄糖酸锌
化学式:C12H22O14Zn
含 锌:5.0
mg/支
质 量:10.0
g/支
(3)要满足儿童身体正常发育的需要,在某一时间段需要适量补锌,若儿童1
kg体重每日需要0.5
mg
锌,每天从食物中只能摄入所需锌的一半,体重为20
kg的儿童,理论上一天还需服该口服液多少支?
图1
解:体重为20
kg的儿童一天需要锌的质量为20×0.5
mg=10
mg,需要服用口服液补充的锌质量为=5
mg,由说明书可知每支葡萄糖酸锌中含锌5.0
mg,所以理论上一天还需服该口服液的数量为=1支。
答:理论上一天还需服该口服液1支。
【例2】(1)20g食盐全部溶于80克水中,求此食盐溶液中溶质的质量分数。
(2)20℃时,将20克食盐在50g水中充分搅拌,所得食盐溶液中溶质的质量分数(20℃时,食盐的溶解度为36克)。
(3)80g15%的硝酸钠溶液中,加入20g硝酸钠全部溶解,求此硝酸钠溶液中溶质的质量分数。
(4)80g15%的硝酸钠溶液中,加入20g水,求此硝酸钠溶液中溶质的质量分数。
(5)将10%的硝酸钠溶液100g,与25%的硝酸钠溶液200g混合,求混合后溶液中溶质的质量分数。
(6)将100mL98%(密度为1.84g/cm3)的浓硫酸,加入500mL的水中(即配成体积比为1∶5的稀硫酸),求此稀硫酸中溶质的质量分数。
【答案】(1)20%;(2)26.5%;(3)32%;(4)12%;(5)20%;(6)26.4%。
【解析】(1)简析:溶质质量为20克食盐,溶剂质量为80克水。
则:
(2)简析:温度一定,溶剂的量一定,20g食盐能否全部溶于50g水中,必须先由溶解度计算出。设50g水在20℃最多可溶解食盐Xg,100∶36=50∶X
X=18g,20g盐在50g水中不能全溶,所得溶液为饱和溶液。故:溶质的质量为20℃的溶解度,溶剂质量为100g水。则:
(3)简析:溶质质量为(80×15%+20)g,溶液质量为(80+20)g。则:
(4)简析:溶质质量为(80×15%)g,溶液质量为(80+20)g。则:
(5)简析:溶质质量为(100×10%+200×25%)g,溶液质量为(100+200)g,则:
(6)简析:溶质质量为(100×1.84×98%)g,溶液质量为(100×1.84+500×1)g,
【点拨】根据题意,找出溶液中的溶质及溶质质量。
【考试方向】掌握溶质的质量分数的简单计算。
【变式训练】
1.在农业上,有时用10%~20%的食盐溶液来选种。现配制15%的食盐溶液200kg需要食盐
30
Kg和水
170
kg。
2.
向100g溶质的质量分数为10%的KNO3溶液中加入10g水后,所得溶液的溶质质量分数为
9.1%
;若加入10gKNO3后,溶质的质量分数为
18.2%。
3.某种物质的水溶液,加热蒸发掉10g水,冷却到20℃,有晶体析出。此时溶液中溶质的质量分数为26%,求20℃时该物质的溶解度35.1g。
将200g含水99%的NaOH溶液的含水量变为98%,应蒸发掉水的质量是100g
。
5.把5mL溶质的质量分数为62%的浓硝酸(密度为
l.38g/cm3)和20mL水混合,计算稀释后硝酸的溶质的质量分数是15.9%
。
【例3】某实验室中需要1.6g氧气进行实验。若用电解水的方法制取这些氧气,需要消耗水多少克?同时可生成氢气多少克?
【解析】解:设消耗水的质量为x,得到氢气的质量为y
2H2O2H2↑+O2↑
36
4
32
x
y
1.6g
,x=1.8g;,y=0.2g
答:电解消耗1.8g水,同时生成0.2g氢气。
【点拨】明确要求什么,设未知量;依据题意正确书写化学方程式,并找出已知量。按要求写出已知量与未知量,列出比例式求解。
【考试方向】依据化学方程式的求解未知物质量的计算能力。
【变式训练】
1.
已知在反应3A+2B=2C+D中,反应物A、B的质量比为3:4。当反应生成C和D的质量共140g时,B消耗的质量为
80
g。
分析:此题能根据质量守恒定律,由于生成物C和D的质量共140g,所以A和B的质量之和也应为140g。由于反应物A、B的质量比为3:4,则可将物质总质量视为7份(3+4=7),A占其中3份,B占其中4份。所以消耗B的质量为140÷7×4=80g。
2.煅烧含碳酸钙80%的石灰石100t,生成二氧化碳多少吨?若石灰石中的杂质全部进入生石灰中,可以得到这样的生石灰多少吨?
解:设生成二氧化碳的质量为x
CaCO3
CaO
+
CO2↑
100
44
100t×80%
x
x=35.2t
生石灰的质量:100t-35.2t=64.8t
【例4】
将6.5g锌投入100g稀硫酸中,恰好完全反应。求(l)反应生成的氢气的质量。
原稀硫酸中溶质的质量分数。(3)反应后生成的硫酸锌溶液中硫酸锌的质量分数。
【答案】(1)反应生成的氢气的质量为0.2g;(2)原稀硫酸中溶质的质量分数9.8%;(3)反应后生成的硫酸锌溶液中硫酸锌的质量分数15.2%。
【解析】解:设反应后生成硫酸锌的质量为y,生成氢气的质量z,原稀硫酸中含硫酸的质量为x。
【点拨】(1)原稀硫酸中溶质H2SO4质量为9.8g,溶液质量为100g。(2)反应后溶质为ZnSO4质量为16.1g溶液质量为(6.5+100-0.21)g
(质量守恒)。或[16.1+(100-9.8)]g。
【考试方向】依据化学方程式的综合计算能力。
【变式训练】
1.称取12.5g石灰石(主要成分是CaCO3,杂质不参加反应)放人烧杯中,向其中加入50g稀盐酸,二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为58.1g(不包括烧杯的质量,且气体的溶解忽略不计)。试计算
(1)生成二氧化碳的质量;(2)石灰石中CaCO3的质量分数;(3)盐酸中溶质的质量分数;
(4)反应后溶液中溶质的质量分数。
解:(1)生成二氧化碳的质量:12.5g+50g-58.1g=4.4g
(2)设参加反应的碳酸钙质量为x,消耗的盐酸溶质质量为y,生成CaCl2的质量为z
CaCO3+2HCl=CaCl2
+
H2O
+
CO2↑
100
73
111
44
X
y
z
4.4g
100:44=x:4.4g
x=10g
73:44=y:4.4g
y=7.3g
111:44
=
z:4.4g
z=11.1g
石灰石中CaCO3的质量分数:10g/12.5g×100%=80%
盐酸中溶质的质量分数:7.3g/50g×100%=14.6%
反应后溶液中溶质的质量分数:11.1g/(10g+50g-4.4g)×100%=20%
答:生成二氧化碳的质量4.4g,石灰石中CaCO3的质量分数80%,盐酸中溶质的质量分数14.6%,反应后溶液中溶质的质量分数为20%。
三、自主检测
1.某功能饮料含牛磺酸(C2H7NO3S)。下列关于牛磺酸的说法正确的是(
D )
A.含有臭氧(O3)分子
B.分子中氧、硫元素的质量比为3∶2
C.相对分子质量为125
g
D.共含有14种元素
2.炒菜时加入料酒和食醋,炒出的菜别具香味,其原因之一是料酒中的乙醇与食醋中的乙酸反应生成乙酸乙酯(C4H8O2),试计算:
(1)乙酸乙酯的相对分子质量为
88
。
(2)乙酸乙酯中碳、氢元素的质量比为
6∶1
(填最简整数比)。
(3)17.6
g乙酸乙酯中所含氧元素的质量为
6.4
g。
[解析]
(1)乙酸乙酯的相对分子质量=12×4+1×8+16×2=88;
乙酸乙酯中碳、氢元素的质量比=(12×4)∶8=6∶1;
(3)17.6
g乙酸乙酯中所含氧元素的质量=17.6
g×=6.4
g。
3.碘元素对青少年智力发育影响很大,加碘盐通常是在食盐中添加碘酸钾(KIO3)。如图1所示为超市销售的一种加碘盐标签上的部分文字说明,请回答下列问题。
(1)碘酸钾中钾、碘、氧三种元素的质量比为
39∶127∶48。
(2)每袋该食盐中碘元素的质量为
10
mg。
(3)中国营养学会推荐:一个18岁的青年每天摄入碘元素的质量为0.15
mg。假设碘的来源仅靠这种加碘食盐,该青年每天应摄入这种食盐7.5
g。
图1
[解析]
(1)碘酸钾中钾、碘、氧三种元素质量比为39∶127∶(16×3)=39∶127∶48。
(2)每袋该食盐中碘元素的质量:0.5
kg×20
mg/kg=10
mg。(3)0.15
mg÷20
mg/kg=0.0075
kg=7.5
g。
4.
将60g20%的食盐溶液和30g5%的食盐溶液相混合,求所得混合溶液的溶质的质量分数
15%
。
5.200C时,将一溶质质量分数为20%的氯化钠溶液蒸干,得到20g固体,求该溶液质量
100g
。
6.在60℃时,
50g水中最多能溶解55g硝酸钾把60℃时210g水中的硝酸钾饱和溶液蒸发掉50g水,再降到60℃,求析出晶体后溶液的溶质的质量分数
52.4%
。
7.欲配制50g3%的氯化钠溶液,需6%的氯化钠溶液
25g
和水
25
g。
用98%(密度为l.84g/cm3)的浓硫酸配制成1∶4的稀硫酸,求稀硫酸的溶质的质量分数30.9%
。
9.将25g胆矾[CuSO4·5H2O]全溶于100g水中,求所得溶液中溶质的质量分数
12.8%
。
简析:溶质质量为不含结晶水的CuSO4,其质量为,溶液质量为(100+25)g
10.在化学反应3X+4Y=2Z中,已知X和Z的相对分子质量分别是32和102,则Y的相对分子质量为27
。
分析:此题是根据质量守恒定律确定Y的相对分子质量。解题时,首先要确定4Y的值,即3×32+4Y=2×102
4Y=2×102-3×32=108
Y=27
11.4.6g某物质R在空气燃烧后,能够生成8.8gCO2和5.4gH2O,请你分析该物质的元素组成。
11.将8g三氧化硫溶于92g水中,求所生成的溶液中溶质的质量分数。
解:设参加反应的硫酸质量为x
溶质的质量为9.8g,溶液的质量为(8+92)g(质量守恒),则:
12.利用废铁屑与一定质量分数的稀硫酸反应制取硫酸亚铁。现有80g废铁屑与430mL20%的稀硫酸(密度为1.14g/cm3)恰好完全反应(假设废铁屑中除铁以外的物质不溶于水且不与稀硫酸反应)。我能完成下列计算(结果保留整数):
(1)稀硫酸中溶质的质量;
(2)废铁屑中铁的质量;
(3)恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数。
解:(1)硫酸中溶质的质量:1.14g/cm3×430mL×20%=98g
(2)设80g废铁屑中铁的质量为x,生成硫酸亚铁的质量为y,生成氢气的质量为z.
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56
98
152
2
x
98g
y
z
56:98=x:
98
g
x=56g
152:98=y:98
g
y=152g
98:
2
=
98g
:
z
z=2g
(3)所得溶液中溶质的质量分数:152g/(1.14g/ml
430ml+56g-2g)
×100%≈28%
答:(1)稀硫酸中溶质的质量是98g;(2)废铁屑中铁的质量为56g;(3)恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数为28%
13.实验室有一瓶硫酸废液,老师请小红同学设计方案测定该废液中硫酸的质量分数。小红同学先取一干净小烧杯,称其质量为18.2g,然后往其中倒入少量硫酸废液后称量,总质量为33.2g,之后,将一枚质量为10.8g的铁钉(已用砂纸去除铁锈)放入小烧杯中反应,待铁钉表面不再有气泡产生后,再次称量,总质量为43.9g。请回答下列问题:
(1)写出上述反应的化学方程式
(2)反应产生的气体的质量
(3)计算该废液中硫酸的质量分数(写出计算过程,计算结果保留一位小数)。
(4)如果铁钉的铁锈未除净,对(3)计算结果的影响是
(选填“偏大”“偏小”“无影响”),原因是
解:(1)铁和稀硫酸反应的化学方程式为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
完全反应后,容器中的物质的质量差,就是生成氢气的质量,氢气的质量为:33.2g+10.8g-43.9g=0.1g.故填:0.1g.
小烧杯中稀硫酸废液的质量为:33.2g-18.2g=15.0g
设与铁反应的硫酸的质量为X,
Fe
+
H2SO4═FeSO4+
H2↑
?????
98????
2
?????
X????
0.1g
98:2
=
x:0.1g
?
X=4.9g
该废液中硫酸的质量分数为:4.9g/15g
100%=32.7%
答:废液中硫酸的质量分数是32.7%.
(4)如果铁钉的铁锈未除净,则铁锈消耗一部分硫酸,根据氢气求出的硫酸质量就偏小,从而使计算出的硫酸的质量分数偏小.
故填:偏小;铁锈也能消耗一部分硫酸.
14.小强同学前往当地的石灰石矿区进行调查,他取回了若干块矿石样品,对样品中碳酸钙的质量分数进行检测,采用了的办法如下:取用8g这种石灰石样品,把40g稀盐酸分4次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中含的杂质不溶于水,不与盐酸反应)。请计算:
(1)8g石灰石样品中含有杂质多少克?(2)样品中碳酸钙的质量分数是多少?
(3)下表中m的数值应该为多少?
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
解:(1)8g石灰石样品中含有杂质为1.2g。
(2)样品中碳酸钙的质量分数==85%
(3)m=5.5g-(8g-5.5g)=3g
分析:此题通过不断改变所加入的稀盐酸的质量,观察剩余固体的质量来判断稀盐酸何时不足,石灰石中CaCO3何时完全反应。由表中数据可知,在第三次加入10g盐酸后,固体剩余物质量不再减少,说明剩余的1.2g固体不和稀盐酸反应,应为杂质。然后,用8g石灰石样品质量-杂质质量=CaCO3质量。再除以样品质量,即可求出样品中碳酸钙的质量分数。第三小问也可从题意得出正解,即第一次加10g酸时固体的质量减少应和第二次一样,所以第二次剩余的固体质量就是3g。最后一问可利用含杂质问题的解题方法处理。