第12讲 化学方程式计算
课标要求
考试内容
【课程内容】能根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算。
根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算
一、
根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算
根据化学方程式计算的一般步骤：
(1)设：根据题意设未知量；
(2)写：正确书写相关化学方程式；
(3)找：找出已知量和未知量之间的质量关系；
(4)列：列出比例式；
(5)求：求解未知量；
(6)答：简明地写出答案。
二、
有关化学方程式的综合计算
一般题目数据较多，需要根据题意对数据进行分析、比较、筛选，找出能用于计算的合理的一组数据。分析时关键要结合题干，实验探究题还要围绕实验的目的，提炼出参加反应的纯净物的质量，找准思路进行解题。从题型上一般分为四类：
(1)有关反应后溶质质量分数的计算
①
化学方程式的书写要正确。
②
分析原混合物中哪些物质参加了反应。
③
搞清反应后的溶质和溶液的组成。
反应前的混合物中是否有不参加反应的不溶性杂质；反应前的混合物中是否有与反应后溶质相同的成分；反应是否有气体放出；反应是否有沉淀产生。
(2)有关某反应物过量的计算
进行过量判断，可以从如下几方面着手：根据客观事实和质量守恒定律列出化学方程式，由化学方程式中各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数之积计算出各物质的质量比，由此判断参加化学反应的各物质之间的过量或是不足，根据不足量的物质求解，这是最基本的途径。比如判断金属单质铁、镁、铝等与氧气燃烧的反应，非金属单质碳、硫、磷等与氧气燃烧的反应，金属与酸、金属与盐的置换反应，酸、碱、盐之间的复分解反应等，这些物质之间发生的反应，都是根据反应物中相对较少的量确定生成物的质量。
(3)有关坐标图的计算
①
一定要看清楚横、纵坐标所表示的物理量的意义；
②
根据曲线分析反应过程，关注特殊点的意义；
③
利用已知坐标值进行相关计算。
(4)有关表格数据分析的计算
①
认真分析数据的变化规律，得出数据之间的关系和对解题有价值的信息。
②
利用实验数据进行列式解题时，要有一定的文字说明来表述数据采用的依据，使解题过程完整、可靠。
③
疑难点：表格数据分析题，一般把过量判断、反应后溶液的溶质质量分数计算等综合于一题。首先要观察各组实验数据间递增或者递减的规律。当发现个别组的实验数据与整体数据的变化规律有冲突时，需要运用质量守恒定律，考虑“参加化学反应的各物质”之间何者过量，何者不足的问题。在质量守恒定律中，强调运用化学方程式进行计算时，所用到的数据一定是“参加化学反应的各物质”，而不是出现在化学实验中的所有物质。对于没有参加化学反应但又存在于化学反应体系中的物质，我们必须掌握好物质的过量判断。
三、
有关化学方程式计算的常见错误
(1)设未知数时带了单位；
(2)化学方程式没有配平；
(3)计算相对质量时，相对分子质量没有乘以化学式前面的化学计量数；
(4)已知量没有带单位计算；
(5)代入化学方程式计算的质量不是纯净物的质量，含有杂质；
(6)最后的计算结果没有按要求保留规定的小数位数。
1.
实验室常用氯酸钾制备氧气，反应的化学方程式为
2KClO32KCl＋3O2↑。现加热
24.5g氯酸钾，最多可制得氧气__9.6__克。
【试题解析】
设完全反应后能生成氧气的质量为x，
2KClO32KCl＋3O2↑
245
96
24．5g
x
＝
x＝9.6g
答：生成氧气的质量为9.6g。
【命题意图】
以氯酸钾制氧气为情境，考查利用已知反应物质量和化学方程式计算生成物质量的能力。
2.
某工厂利用废硫酸与废铁屑反应制取硫酸亚铁，现取废硫酸4.9t与足量的废铁屑反应，得到硫酸亚铁(FeSO4)1.52t。计算废硫酸中H2SO4的质量分数。
解：设废硫酸中H2SO4的质量分数为x。
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
98
152
4.9
t·x
1.52
t
＝ x＝20%
答：废硫酸中H2SO4的质量分数为20%。
【试题解析】
根据铁与稀硫酸反应的化学方程式，由硫酸亚铁的质量可以计算硫酸溶液中溶质的质量，从而可以计算废硫酸中硫酸的质量分数。
【命题意图】
本题以工厂废硫酸与废铁屑的化学反应为试题情境，考查学生运用化学方程式进行计算的能力。情境中要求学生能够对数据进行分析，对已知非纯净物的质量充分理解并进行处理，对学生的数据分析和处理能力提出了一定的要求。
3．取氯酸钾与二氧化锰的混合物30g放在大试管中加热，过一段时间后，停止加热，冷却，称得剩余固体的质量为26.16g，然后继续加热，至不再有气体放出为止，第二次收集到的氧气为5.76g，问：
(1)共收集到O2多少克？
(2)原混合物中有多少克MnO2?
(3)第一次加热后，有多少克KClO3分解了？
(4)第一次加热后剩余的26.16g固体中含有几种物质？各多少克？
解：(1)根据固体质量的减少量就是生成氧气的质量，所以第一次加热后生成氧气的质量为30g－26.16g＝3.84g，所以共收集到氧气：3.84g＋5.76g＝9.6g；
(2)设要生成9.6g氧气需要参加反应的氯酸钾的质量为X则：
2KClO32KCl＋3O2
↑
245
96
X
9.6g
根据：245/96＝X/9.6g，解得X＝24.5g，所以原混合物中MnO2的质量为30g－24.5g＝5.5g；
(3)根据题意可知第一次产生氧气的质量为3.84g，设要生成3.84g氧气需要分解氯酸钾的质量为Y，同时生成氯化钾的质量为Z。则：
2KClO32KCl
＋
3O2↑
245
149
96
Y
Z
3.84g
根据：245/Y＝149/Z＝96/3.84g，解得Y＝9.8g，Z＝5.96g；所以第一次加热后，分解的氯酸钾的质量为9.8g；
(4)第一次加热后剩余的26.16g固体中含有二氧化锰，质量不变还是5.5g，还含有生成的氯化钾5.96g，还含有没反应的氯酸钾：26.16g－5.5g－5.96g＝14.7g。
【试题解析】
(1)根据第一阶段固体质量的减少可求出第一阶段生成氧气的质量，进而求出两个阶段共生成氧气的质量。
(2)当不再有气体放出后剩余固体的质量即为氯化钾和二氧化锰的总质量。可以由原固体质量减去共收集到氧气的质量求得。同时根据已知氧气的总质量，利用化学方程式可计算出生成氯化钾的质量。最后由剩余固体总质量减去氯化钾的质量即可求得二氧化锰的质量。
(3)根据第一次加热生成氧气的质量，运用化学方程式计算，即可求得第一次反应分解的氯酸钾的质量。
(4)第一次加热后剩余固体中含有二氧化锰的质量由第二小题可知，因为二氧化锰是催化剂，反应前后质量保持不变。根据第一阶段生成氧气的质量，可求出第一阶段产生氯化钾的质量。而第一阶段剩余固体总质量减去二氧化锰的质量和生成氯化钾的质量，即可求得剩余氯酸钾的质量。
【命题意图】
本题以氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气为情境，考查分析已知数据进行化学方程式计算的能力。其中涉及反应物尚未完全反应的计算，对化学反应的本质过程和数据的定量分析提出了较高的要求。
4.
实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如图所示。请回答：
(1)二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的__质量和化学性质__都没有发生变化。
(2)反应生成氧气的质量为__1.6__g。
(3)参加反应过氧化氢溶液的质量分数是多少？
解：设产生1.6g氧气需要H2O2的质量为x。
2H2O22H2O＋O2↑
68
32
x
1.6g
＝ x＝3.4g
所用过氧化氢溶液的溶质质量分数＝×100%＝5%。
答：参加反应过氧化氢溶液的质量分数是5%。
【试题解析】
(1)根据曲线和化学反应中反应物和生成物物质状态的不同，物质总质量的减少量即为生成氧气的质量。
(2)根据生成氧气的质量，利用化学方程式可求得过氧化氢溶质的质量。过氧化氢溶质与溶液质量的比值即为该溶液的质量分数。
【命题意图】
本题以实验室利用过氧化氢制氧气为情境，考查学生利用化学方程式进行计算的方法和能力。其中部分题目信息通过坐标曲线的方式呈现，对曲线的识读和信息的提取和处理能力提出了要求。
5.
图甲中A是一种常见的酸，它能与黑色固体B反应，B质量为8克，将NaOH溶液渐渐加入C中，生成蓝色沉淀E与加入NaOH溶液的质量关系如图乙所示，在D中加入Ba(NO3)2溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。
(1)A溶液中溶质的化学式为__H2SO4__；
(2)操作1的名称是__过滤__；
(3)NaOH溶液中溶质的质量分数是多少？
解：设由CuO生成CuSO4的质量为x。
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
80
160
8g
x
80/8g＝160/x
x＝16g
设与CuSO4反应的NaOH的质量为y，同时生成Na2SO4的质量为a。
CuSO4
＋
2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
160
80
142
16g
y
a
160/16g＝80/y＝142/a
y＝8g a＝14.2g
所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为＝20%
答：NaOH溶液中溶质的质量分数是20%。
(4)C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时，所得溶液溶质的质量是多少？
解：设硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠的质量为b。
H2SO4
＋
2NaOH === Na2SO4＋2H2O
80
142
60g×20%
b
80/(60
g×20%)＝142/b
b＝21.3g
所得溶液中溶质的质量为21.3g＋14.2g＝35.5g
答：C溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应时，所得溶液溶质的质量是35.5g。
【试题解析】
(1)在D中加入Ba(NO3)2溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀，所以D溶液中一定存在硫酸根离子，E是蓝色沉淀，则是氢氧化铜，那么C是硫酸铜，D是硫酸钠；黑色固体为氧化铜，酸为稀硫酸；
(2)操作1是分离难溶性固体和液体的一种方法，是过滤；故填：过滤；
(3)根据题意可知，根据黑色固体B氧化铜8克和氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜的化学方程式，可求出硫酸的质量，再根据硫酸铜与氢氧化钠反应的化学方程式，可求出该反应消耗氢氧化钠溶质的质量。阅读曲线乙，加入氢氧化钠溶液60克至100克的阶段正是硫酸铜与氢氧化钠反应的阶段，消耗氢氧化钠溶液40克，故用该反应中消耗的氢氧化钠溶质除以40克氢氧化钠溶液，即可求得氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
(4)本小题必须先分析溶质是什么，以及溶质是如何产生的。通过分析发现，溶质来源于C中过量硫酸与氢氧化钠反应产生的硫酸钠和C中硫酸铜与氢氧化钠反应产生的硫酸钠。由此，可以分别利用这两个方程式计算产生的硫酸钠的溶质质量。
【命题意图】
本题要求根据物质的类别和颜色、状态等性质判断物质的转化之外，还要求C中加入氢氧化钠溶液后相关化学方程式计算。其中涉及曲线的识读，C中所含溶质及其质量，以及所发生反应的辨识，对学生的综合分析能力提出较高的要求。
6.
某科学兴趣小组同学取8.5g铁，放到含少量硫酸的硫酸铜溶液中，完全反应后，最终得到9.2g固体。为测定所得固体中各成分的含量，同学们将62.5g稀盐酸分五次依次加入该固体中，得到数据如下表：
次数
1
2
3
4
5
加入盐酸溶液质量/g
12.5
12.5
12.5
12.5
12.5
剩余固体质量/g
8.5
7.8
a
6.4
6.4
请分析计算：
(1)表中a的值是__7.1__。
(2)9.2g固体中铁的质量是__2.8__g。
(3)稀盐酸的溶质质量分数是多少？
解：设12.5g稀盐酸中含溶质的质量为x。
2HCl
＋
Fe===FeCl2＋H2↑
73
56
x
0.7g
＝
x＝0.9125g
稀盐酸的溶质质量分数＝(0.912
5g/12.5g)×100%＝7.3%
答：稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
(4)与硫酸铜反应的铁的质量是多少？
解：设跟硫酸铜反应的铁的质量为y。
Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
56
64
y
6.4g
＝y＝5.6g
答：跟硫酸铜反应的铁的质量为5.6g。
【试题解析】
(1)分析表格发现，前两组数据每加入12.5克盐酸溶液，剩余固体减少0.7克，即反应掉铁的质量。按照此规律计算得a＝7.1g。
(2)分析表格，当盐酸过量时，剩余固体仍有6.4克不再参加反应，即铜的质量。故9.2克－6.4克可得其中铁的质量。
(3)利用盐酸与铁反应的化学方程式，求出每反应掉0.7克铁消耗的盐酸溶质的质量，该质量除以12.5克溶液质量，即为稀盐酸的溶质质量分数。
(4)利用化学方程式铁与硫酸铜反应，已知生成铜的质量6.4克，即可求出参加反应的铁的质量。
【命题意图】
本题以表格的形式呈现大量反应相关数据，要求学生能够分析表格数据，获取有用信息和数据用于化学方程式计算。对学生的数据分析和综合运用能力提出较高要求。第12讲 化学方程式计算
1．在反应A＋3B===2C＋3D中，已知A和B的相对分子质量之比为7∶8，当2.8g
A与一定量B恰好完全反应后，生成3.6g
D，则C的质量为( )
A．9.6g
B．8.8g
C．6.8g
D．4.4g
2．一种制备氢氧化镁的生产流程如图所示，MgCl2和NaOH按恰好完全反应的比例加料。
(1)写出步骤c中发生反应的化学方程式：____。
(2)x＝____。
3．用“盐酸—硫化钡法”生产BaCl2会放出有毒气体H2S(其水溶液为酸性)，可用NaOH溶液吸收H2S制取Na2S进行处理。下表为H2S回收工艺的各项生产成本：
表 回收工艺的各项生产成本
项目
单价(元/吨)
NaOH
Na2S
辅助费用(以处理1吨H2S计)
2
500
5
000
1
114
(1)工业处理尾气需考虑经济效益和社会效益，根据上述资料分析，单从经济效益考虑，这种处理H2S的方法是____(选填“盈利”或“亏损”)的。
(2)若某化工厂每天要处理10吨
H2S，需消耗NaOH多少吨？(写出计算过程，结果保留1位小数)
4.
“84消毒液”是一种常用含氯消毒用品，有效成分是次氯酸钠(NaClO)。“84消毒液”不能与洁厕灵混合使用，因为“84消毒液”里的次氯酸钠与洁厕灵里的盐酸会发生化学反应，产生的氯气对人体有害，不同浓度氯气对人体的影响如表所示。
浓度(mg/m3)
对人体的影响
3
000
可立即麻痹呼吸中枢，导致瞬间死亡
120～170
极为危险，会引起急性肺水肿及肺炎
40～60
在1小时内便可致人严重中毒
通过计算分析，在10米3密闭空间里，若将1.49克次氯酸钠与盐酸完全反应，产生的氯气会对人体造成怎样的影响？(次氯酸钠与盐酸反应的化学方程式为
NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O)
5．四氯化硅(SiCl4)是一种重要的化工原料，遇水会发生如下反应：
SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl
某地曾发生将含有四氯化硅的废料倒入池塘造成污染的事件，事后环保人员在受污染的池塘中投放熟石灰[Ca(OH)2]作了有效处理。
(1)已知H2SiO3不跟Ca(OH)2反应，为了确定投入熟石灰的质量，要先测定废料倒入池塘后生成盐酸的质量。选用下列哪组数据能确定池塘中生成HCl的质量____。
A．倒入废料的总质量、废料中SiCl4的质量分数
B．池塘水的pH
C．池塘水中HCl的质量分数
(2)经测定池塘水中共有0.365吨盐酸，则需要加入多少吨熟石灰才能将其完全反应。
6．在海底和冻土层存在着储量巨大的“天然气水合物”，具有良好开发和应用前景。有科学家开采得到一种天然气水合物样品，取95.6克样品放置在一密闭容器内，该样品迅速转化为甲烷气体(CH4)和水，将甲烷气体分离并完全燃烧，得到35.2
g二氧化碳。求该天然气水合物样品中甲烷的质量分数。(精确到0.1%)
7．尿素CO(NH2)2是一种常见的氮肥，工业上制备反应如下：CO2＋2NH3CO(NH2)2＋H2O，请计算：
(1)尿素中氮元素的质量分数。
(2)生产6
t尿素，理论上需要氨气的质量是多少？
8．用盐酸洗钢材会产生“酸洗废液”(主要成分为FeCl2)，工业上用“酸洗废液”经高温氧化得到高纯氧化铁，同时产生的氯化氢气体可回收使用，主要反应原理为4FeCl2＋O2＋4H2O2Fe2O3＋8HCl↑。现有5t
某酸洗钢材废液，其中FeCl2的质量分数为
25.4%。计算：
(1)这些“酸洗废液”中含FeCl2的质量为__吨。
(2)这些“酸洗废液”在高温氧化的反应中，最多可以得到多少吨氯化氢气体？(写出计算过程及结果)。
9．工业合成氨的相关反应式为
N2＋3H2
2NH3。
(1)合成氨的原料气中可以通过分离空气直接得到的是____。
(2)当前，原料气H2可用天然气来制取，理论上每生产1吨H2会同时产生5.5吨CO2。有科学家正在研究一种不生成CO2的新方法来制取原料气H2。若需要合成8.5万吨氨，改用新方法制取原料气H2可以减少排放多少万吨CO2?
10．某Na2CO3样品中混有一定量的Na2SO4，小明想测定样品中Na2CO3的质量分数。取该样品20克放入烧杯，加入100克水使样品全部溶解；再向烧杯中加稀硫酸，当滴加的稀硫酸质量为50克时，恰好完全反应，称得烧杯中溶液的质量是165.6克。
请通过计算回答：
(1)滴加的稀硫酸中溶质的质量分数。
(2)该样品中Na2CO3的质量分数。
1．将12.9克NaCl和Na2CO3固体混合物完全溶于水中形成溶液，再将75克CaCl2溶液分5次加入到该溶液中，充分反应，测得的实验数据如下表。
实验序号
1
2
3
4
5
加入CaCl2溶液质量/克
15
15
15
15
15
生成沉淀的总质量/克
3
m
9
10
10
求：(1)表格中m的数值是____。
(2)溶液中Na2CO3完全反应是在第____次实验。
(3)固体混合物中Na2CO3的质量分数。(精确到0.1%)
(4)请画出上述过程中溶液中NaCl质量的变化图。
答图
小科用如图所示的装置来测量某石灰石样品中碳酸钙的质量分数注射器水平放置夹持装置未画出。他在试管中加入石灰石样品和足量的稀盐酸(石灰石中其他成分不与稀盐酸反应产生气体)快速将连有注射器的橡皮塞塞紧试管口实验结果如下表。(忽略活塞与筒壁之间的摩擦及温度变化对实验的影响)
反应时间
活塞对应的刻度
()实验中判断石灰石和盐酸反应完的依据是____。
(2)当时实验条件下二氧化碳的密度约为
2g/L，请利用表格中的数据，根据化学方程式计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
3．某同学用足量的金属镁与7.3克5%的稀盐酸反应，测量产生气体的体积。
(1)已知氢气的密度比空气小，难溶于水。应选择甲图中的____装置进行制取和收集。
(2)乙图为检查发生装置气密性的操作，当观察到水中的导管口有____产生，则表示该装置气密性良好。
(3)已知氢气的密度为0.09克/升，请计算能收集到多少升氢气。(计算结果精确到0.01%)
(4)反应结束后，发现实际收集到的气体体积比计算值要大，请分析可能的原因(写出两点)____。
4．工业纯碱中含少量氯化钠。兴趣小组分别采用不同的方法测定工业纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
(1)方法一：差量法。称取W克样品与足量的稀盐酸充分反应，生成的二氧化碳通过装有试剂X的乙装置，并利用测量乙装置增加的质量，求得样品中碳酸钠的质量分数。该方法中试剂X可选用____。
(2)方法二：沉淀法。称取15克样品完全溶解于水中配成60克样品溶液，取三个烧杯分三次进行实验，每次加入30克氯化钙溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥所得的沉淀质量记录如表。计算样品中碳酸钠的质量分数。
烧杯1
烧杯2
烧杯3
样品溶液(克)
10
20
30
氯化钙溶液(克)
30
30
30
沉淀质量(克)
2
4
5
(3)请写出提高方法一测量精确度的操作建议(写出2条)。
5．面粉是制作美食的原材料。在发面团的过程中会生成酸而影响口味，为使食品更美味，可以加碱面处理。碱面的主要成分为碳酸钠(Na2CO3)，为测定某品牌碱面中碳酸钠的质量分数，小金按照如图甲所示实验装置，利用碱面与盐酸反应生成二氧化碳气体的质量来计算碱面中碳酸钠的质量分数(杂质不与盐酸反应)。
完成下列问题：
(1)为完成碳酸钠质量分数的测定实验，气体发生装置应选择图乙中的______装置(填字母)。
(2)小金各取11.0克碱面样品与一定量的稀盐酸进行三次实验，三次实验所采集的数据见下表。合理选择表中数据并计算碱面中碳酸钠的质量分数。
实验次数
碱面样品
质量/克
稀盐酸
质量/克
二氧化碳
质量/克
1
11.0
50
1.1
2
11.0
200
4.4
3
11.0
250
4.4
(3)按照图甲实验装置测定CO2气体的质量，可能导致CO2质量测定结果偏小的原因______。(写出一种即可)。
6．有一包白色粉末，可能含氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或几种，为了确定其组成，小明称取了9.3
g粉末，向其中加入100
g
7.3%稀盐酸充分反应，生成的二氧化碳气体完全逸出(忽略其他物质逸出)，所得溶液的质量为107.1克。用pH试纸检测溶液呈中性。
(1)产生二氧化碳气体的化学反应方程式为____。
(2)这包白色粉末的成分为____。
(3)求所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程，结果保留一位小数)
7．铜仁市地处武陵山区，石灰石资源丰富，某课外小组同学取该样品12.0g于烧杯中，向盛有样品的烧杯中加入足量一定溶质质量分数的稀盐酸充分反应，所用稀盐酸质量(用X表示)和烧杯中剩余固体质量(用Y表示)如图所示(石灰石的主要成分是碳酸钙，杂质不溶于水也不与酸反应)，请回答下列问题：
(1)石灰石中碳酸钙的质量是多少？
(2)充分反应后共生成多少二氧化碳？
(3)所用稀盐酸的溶质质量分数是多少？第12讲 化学方程式计算
1．在反应A＋3B===2C＋3D中，已知A和B的相对分子质量之比为7∶8，当2.8g
A与一定量B恰好完全反应后，生成3.6g
D，则C的质量为( B )
A．9.6g
B．8.8g
C．6.8g
D．4.4g
【解析】
根据“反应A＋3B===2C＋3D中，已知A和B的相对分子质量之比为7∶8”，则可假设A和B的相对分子质量分别为7a、8a，
设2.8gA与B反应的质量为x。
A ＋ 3B===2C＋3D
7a
3×8a
2．8g
x
＝，x＝9.6g
根据质量守恒定律：2.8g＋9.6g＝m(C)＋3.6g，
故m(C)＝8.8g。
2．一种制备氢氧化镁的生产流程如图所示，MgCl2和NaOH按恰好完全反应的比例加料。
(1)写出步骤c中发生反应的化学方程式：__MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl__。
(2)x＝__280__。
【解析】
(1)依据复分解反应规律书写化学方程式。
(2)MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
95
80
332.5g
x
＝ x＝280g
3．用“盐酸—硫化钡法”生产BaCl2会放出有毒气体H2S(其水溶液为酸性)，可用NaOH溶液吸收H2S制取Na2S进行处理。下表为H2S回收工艺的各项生产成本：
表 H2S回收工艺的各项生产成本
项目
单价(元/吨)
NaOH
Na2S
辅助费用(以处理1吨H2S计)
2
500
5
000
1
114
(1)工业处理尾气需考虑经济效益和社会效益，根据上述资料分析，单从经济效益考虑，这种处理H2S的方法是__盈利__(选填“盈利”或“亏损”)的。
(2)若某化工厂每天要处理10吨
H2S，需消耗NaOH多少吨？(写出计算过程，结果保留1位小数)
解：设需消耗NaOH的质量为x。
H2S＋2NaOH===Na2S＋2H2O
34 80
10吨 x
＝
x≈23.5吨
答：需消耗NaOH的质量为23.5吨。
4.
“84消毒液”是一种常用含氯消毒用品，有效成分是次氯酸钠(NaClO)。“84消毒液”不能与洁厕灵混合使用，因为“84消毒液”里的次氯酸钠与洁厕灵里的盐酸会发生化学反应，产生的氯气对人体有害，不同浓度氯气对人体的影响如表所示。
浓度(mg/m3)
对人体的影响
3
000
可立即麻痹呼吸中枢，导致瞬间死亡
120～170
极为危险，会引起急性肺水肿及肺炎
40～60
在1小时内便可致人严重中毒
通过计算分析，在10米3密闭空间里，若将1.49克次氯酸钠与盐酸完全反应，产生的氯气会对人体造成怎样的影响？(次氯酸钠与盐酸反应的化学方程式为
NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O)
解：设1.49g次氯酸钠与足量盐酸混合后产生氯气的质量为x。
NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O
74．5
71
1．49g
x
＝
x＝1.42g
氯气浓度：＝0.142g/m3＝142mg/m3
查表可知，氯气浓度在
120mg/m3～170mg/m3之间，
所以此时极为危险，会引起急性肺水肿及肺炎。
5．四氯化硅(SiCl4)是一种重要的化工原料，遇水会发生如下反应：
SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl
某地曾发生将含有四氯化硅的废料倒入池塘造成污染的事件，事后环保人员在受污染的池塘中投放熟石灰[Ca(OH)2]作了有效处理。
(1)已知H2SiO3不跟Ca(OH)2反应，为了确定投入熟石灰的质量，要先测定废料倒入池塘后生成盐酸的质量。选用下列哪组数据能确定池塘中生成HCl的质量__A__。
A．倒入废料的总质量、废料中SiCl4的质量分数
B．池塘水的pH
C．池塘水中HCl的质量分数
(2)经测定池塘水中共有0.365吨盐酸，则需要加入多少吨熟石灰才能将其完全反应。
解：设需加入熟石灰的质量为x。
2HCl
＋
Ca(OH)2===CaCl2＋2H2O
73
74
0.365吨
x
＝ x＝0.37
t
答：需要加入0.37
t熟石灰才能将其完全反应。
6．在海底和冻土层存在着储量巨大的“天然气水合物”，具有良好开发和应用前景。有科学家开采得到一种天然气水合物样品，取95.6克样品放置在一密闭容器内，该样品迅速转化为甲烷气体(CH4)和水，将甲烷气体分离并完全燃烧，得到35.2
g二氧化碳。求该天然气水合物样品中甲烷的质量分数。(精确到0.1%)
解：设甲烷的质量为x。
CH4＋2O2CO2＋2H2O
16
44
x
35.2g
＝
x＝12.8g
甲烷的质量分数为×100%≈13.4%
答：该天然气水合物样品中甲烷的质量分数为13.4%。
【解析】
本题考查学生根据题干中的信息进行分析解题的能力，及物质中元素质量分数的灵活应用。根据化合物元素的质量分数的计算公式进行解答；根据CO2的质量结合甲烷燃烧的化学方程式进行解答。
7．尿素CO(NH2)2是一种常见的氮肥，工业上制备反应如下：CO2＋2NH3CO(NH2)2＋H2O，请计算：
(1)尿素中氮元素的质量分数。
(2)生产6
t尿素，理论上需要氨气的质量是多少？
解：(1)尿素中氮元素的质量分数为：
×100%≈46.7%；
(2)设理论上需要氨气的质量为x。
CO2＋2NH3CO(NH2)2＋H2O
34
60
x
6
t
＝ 解得：x＝3.4
t
答：(1)尿素中氮元素的质量分数为46.7%；
(2)理论上需要氨气的质量是3.4
t。
【解析】
(1)根据尿素的化学式计算尿素中氮元素的质量分数。(2)根据工业上制备尿素反应的化学方程式，由尿素求出需要氨气的质量。
8．用盐酸洗钢材会产生“酸洗废液”(主要成分为FeCl2)，工业上用“酸洗废液”经高温氧化得到高纯氧化铁，同时产生的氯化氢气体可回收使用，主要反应原理为4FeCl2＋O2＋4H2O2Fe2O3＋8HCl↑。现有5t
某酸洗钢材废液，其中FeCl2的质量分数为
25.4%。计算：
(1)这些“酸洗废液”中含FeCl2的质量为__1.27__吨。
(2)这些“酸洗废液”在高温氧化的反应中，最多可以得到多少吨氯化氢气体？(写出计算过程及结果)。
解：设最多可以得到氯化氢的质量为x。
4FeCl2＋O2＋4H2O2Fe2O3＋8HCl↑
508
292
1．27
t
x
＝，x＝0.73t
答：这些“酸洗废液”在高温氧化的反应中，最多可以得到0.73t氯化氢气体。
【解析】
(1)根据溶液质量及其溶质质量分数可以计算溶质质量；故这些“酸洗废液”中含FeCl2的质量为：5t×25.4%＝1.27t。
(2)根据反应的化学方程式及FeCl2的质量可以进行化学方程式的计算。
9．工业合成氨的相关反应式为
N2＋3H2
2NH3。
(1)合成氨的原料气中可以通过分离空气直接得到的是__N2(或氮气)__。
(2)当前，原料气H2可用天然气来制取，理论上每生产1吨H2会同时产生5.5吨CO2。有科学家正在研究一种不生成CO2的新方法来制取原料气H2。若需要合成8.5万吨氨，改用新方法制取原料气H2可以减少排放多少万吨CO2?
解：设需要H2
的质量为m。
N2＋3H2
2NH3
6
34
m
8.5万吨
＝
m＝1.5万吨
少排放CO2的质量＝1.5×5.5万吨＝8.25万吨
答：改用新方法制取原料气H2可以减少排放8.25万吨CO2。
10．某Na2CO3样品中混有一定量的Na2SO4，小明想测定样品中Na2CO3的质量分数。取该样品20克放入烧杯，加入100克水使样品全部溶解；再向烧杯中加稀硫酸，当滴加的稀硫酸质量为50克时，恰好完全反应，称得烧杯中溶液的质量是165.6克。
请通过计算回答：
(1)滴加的稀硫酸中溶质的质量分数。
(2)该样品中Na2CO3的质量分数。
解：(1)m(CO2)＝20克＋100克＋50克－165.6克＝4.4克
设参加反应的稀硫酸中溶质的质量为x，Na2CO3的质量为y。
Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑
106
98
44
y
x
4.4克
98∶44＝x∶4.4克 x＝9.8克
参加反应的稀硫酸中溶质的质量分数＝9.8克/50克×100%＝19.6%。
(2)106∶44＝y∶4.4克 y＝10.6克
样品中Na2CO3的质量分数＝10.6克/20克×10%＝53%。
答：略。
1．将12.9克NaCl和Na2CO3固体混合物完全溶于水中形成溶液，再将75克CaCl2溶液分5次加入到该溶液中，充分反应，测得的实验数据如下表。
实验序号
1
2
3
4
5
加入CaCl2溶液质量/克
15
15
15
15
15
生成沉淀的总质量/克
3
m
9
10
10
求：(1)表格中m的数值是__6__。
(2)溶液中Na2CO3完全反应是在第__4__次实验。
(3)固体混合物中Na2CO3的质量分数。(精确到0.1%)
解：设固体混合物中Na2CO3的质量为x。
Na2CO3＋CaCl2===2NaCl＋CaCO3↓
106
100
x
10克
＝
x＝10.6克
w(Na2CO3)＝(10.6克/12.9克)×100%≈82.2%
答：固体混合物中Na2CO3的质量分数为82.2%。
(4)请画出上述过程中溶液中NaCl质量的变化图。
答图
2．小科用如图所示的装置来测量某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，注射器水平放置，夹持装置未画出。他在试管中加入1g石灰石样品和足量的稀盐酸(石灰石中其他成分不与稀盐酸反应产生气体)，快速将连有注射器的橡皮塞塞紧试管口，实验结果如下表。(忽略活塞与筒壁之间的摩擦及温度变化对实验的影响)
反应时间/min
0
1
2
3
4
活塞对应的刻度/mL
0
98
152
176
176
(1)实验中判断石灰石和盐酸反应完的依据是__活塞对应的刻度不变(或活塞不再移动、没有气泡产生、气体体积不再增加、CO2最大体积为176mL)__。
(2)当时实验条件下二氧化碳的密度约为
2g/L，请利用表格中的数据，根据化学方程式计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
解：反应生成CO2的质量m＝ρV＝2g/L×0.176L＝0.352g
设样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2
↑
100
44
x
0.352g
＝
x＝0.8g
w(CaCO3)＝0.8g/1g×100%＝80%
答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%。
3．某同学用足量的金属镁与7.3克5%的稀盐酸反应，测量产生气体的体积。
(1)已知氢气的密度比空气小，难溶于水。应选择甲图中的__B和D__装置进行制取和收集。
(2)乙图为检查发生装置气密性的操作，当观察到水中的导管口有__气泡，松手后导管口有一段水柱__产生，则表示该装置气密性良好。
(3)已知氢气的密度为0.09克/升，请计算能收集到多少升氢气。(计算结果精确到0.01%)
解：盐酸中溶质氯化氢的质量为7.3克×5%＝0.365克
设生成氢气的质量为m。
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
73
2
0．365克
m
＝
m＝0.01克
V＝＝＝0.11升
答：能收集到0.11升的氢气。
(4)反应结束后，发现实际收集到的气体体积比计算值要大，请分析可能的原因(写出两点)__反应放热使反应容器内的气体受热膨胀、镁与水发生反应产生气体(或“气体中含有水蒸气”“读数时量筒内的液面高于水槽液面”“量筒内气压低于外界大气压”“量筒内水没有装满”等合理答案均可)__。
4．工业纯碱中含少量氯化钠。兴趣小组分别采用不同的方法测定工业纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
(1)方法一：差量法。称取W克样品与足量的稀盐酸充分反应，生成的二氧化碳通过装有试剂X的乙装置，并利用测量乙装置增加的质量，求得样品中碳酸钠的质量分数。该方法中试剂X可选用____氢氧化钠溶液__。
(2)方法二：沉淀法。称取15克样品完全溶解于水中配成60克样品溶液，取三个烧杯分三次进行实验，每次加入30克氯化钙溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥所得的沉淀质量记录如表。计算样品中碳酸钠的质量分数。
烧杯1
烧杯2
烧杯3
样品溶液(克)
10
20
30
氯化钙溶液(克)
30
30
30
沉淀质量(克)
2
4
5
解：分析表中数据可知，15克样品完全反应生成沉淀的质量为2克×60/10＝12克
设纯碱中碳酸钠的质量为x。
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
106
100
x
12g
＝
x＝12.72g
样品中碳酸钠的质量分数＝12.72克/15克＝84.8%。
(3)请写出提高方法一测量精确度的操作建议(写出2条)。
在乙装置后面连接盛有碱石灰的干燥管，缓慢滴加稀盐酸以减慢通气速度；反应结束后向装置内通氮气；在甲、乙两装置之间加吸收水蒸气的装置。
5．面粉是制作美食的原材料。在发面团的过程中会生成酸而影响口味，为使食品更美味，可以加碱面处理。碱面的主要成分为碳酸钠(Na2CO3)，为测定某品牌碱面中碳酸钠的质量分数，小金按照如图甲所示实验装置，利用碱面与盐酸反应生成二氧化碳气体的质量来计算碱面中碳酸钠的质量分数(杂质不与盐酸反应)。
完成下列问题：
(1)为完成碳酸钠质量分数的测定实验，气体发生装置应选择图乙中的____B__装置(填字母)。
(2)小金各取11.0克碱面样品与一定量的稀盐酸进行三次实验，三次实验所采集的数据见下表。合理选择表中数据并计算碱面中碳酸钠的质量分数。
实验次数
碱面样品
质量/克
稀盐酸
质量/克
二氧化碳
质量/克
1
11.0
50
1.1
2
11.0
200
4.4
3
11.0
250
4.4
解：设参加反应的Na2CO3的质量为x。
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
106
44
x
4.4克
＝ x＝10.6克
w(Na2CO3)＝×100%≈96.4%
答：碱面中Na2CO3的质量分数为96.4%。
(3)按照图甲实验装置测定CO2气体的质量，可能导致CO2质量测定结果偏小的原因____部分二氧化碳留在发生装置和干燥瓶中，二氧化碳没有被氢氧化钠溶液完全吸收__。(写出一种即可)。
6．有一包白色粉末，可能含氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或几种，为了确定其组成，小明称取了9.3
g粉末，向其中加入100
g
7.3%稀盐酸充分反应，生成的二氧化碳气体完全逸出(忽略其他物质逸出)，所得溶液的质量为107.1克。用pH试纸检测溶液呈中性。
(1)产生二氧化碳气体的化学反应方程式为__2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O__。
(2)这包白色粉末的成分为__氢氧化钠、碳酸钠__。
(3)求所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程，结果保留一位小数)
解：生成二氧化碳的质量：9.3克＋100克－107.1克＝2.2克
设固体粉末中含碳酸钠的质量为x，与碳酸钠反应消耗盐酸中所含溶质的质量为y，同时生成氯化钠的质量为z。
2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O
73
106
117
44
y
x
z
2.2g
＝ ＝ ＝
x＝5.3g y＝3.65g z＝5.85g
设固体粉末中含氢氧化钠的质量为a，与盐酸反应后生成NaCl的质量b。
HCl ＋ NaOH === NaCl＋H2O
36．5
40
58.5
3．65
g
a
b
36．5/(100×7.3%－3.65)g＝40/a＝58.5/b
a＝4
g b＝5.85
g
因为固体总质量为9.3克，等于碳酸钠与氢氧化钠的质量和，所以固体中无氯化钠。
所以，所得溶液中溶质的质量分数＝(5.85＋5.85)g/107.1
g≈10.9%
7．铜仁市地处武陵山区，石灰石资源丰富，某课外小组同学取该样品12.0g于烧杯中，向盛有样品的烧杯中加入足量一定溶质质量分数的稀盐酸充分反应，所用稀盐酸质量(用X表示)和烧杯中剩余固体质量(用Y表示)如图所示(石灰石的主要成分是碳酸钙，杂质不溶于水也不与酸反应)，请回答下列问题：
(1)石灰石中碳酸钙的质量是多少？
(2)充分反应后共生成多少二氧化碳？
(3)所用稀盐酸的溶质质量分数是多少？
解：(1)石灰石中碳酸钙的质量是12g－2g＝10g；
(2)设生成二氧化碳的质量为x，所用稀盐酸的溶质质量为y。
CaCO3
＋2HCl===CaCl2
＋H2O＋CO2↑
100
73
44
10g
y
x
＝＝
x＝4.4g y＝7.3g
(3)所用稀盐酸的溶质质量分数是×100%＝14.6%。
答：(1)石灰石中碳酸钙的质量是10g。
(2)生成二氧化碳的质量为4.4g。
(3)所用稀盐酸的溶质质量分数是14.6%。
