資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第一部分 物質科學
第12講 有關化學方程式的計算
01考情透視·目標導航
02知識導圖·思維引航
03考點突破·考法探究
考點一 質量守恒定律
考點二 化學方程式的意義和書寫
考點三 結合化學方程式進行計算
考點四 含一定雜質的化學方程式的計算
04題型精研·考向洞悉
題型一 化學方程式的化學式、系數的確定
題型二 純凈物的計算
題型三 不純物質的計算
題型四 反應物中有一種過量的計算
題型五 無數據或數據缺失的計算
題型六 實驗類計算
05分層訓練·鞏固提升
基礎鞏固
能力提升
考點要求 課標要求 考查頻次 命題預測
有關化學方程式的計算 1、認識質量守恒定律，并用它解釋常見的現象;了解質量守恒定律的微觀本質。 2、知道化學反應可以用化學方程式表示，了解化學方程式表示的意義及書寫規則，能根據化學方程式進行簡單的計算。 24年考查6分 1.質量守恒定律的命題點有：①根據宏觀質量守恒計算物質的質量；②根據微觀原子守恒計算物質的化學式；③根據物質的質量關系表格或坐標圖寫化學反應的表達式、判斷化學反應類型等，多在選擇題和填空題中出現，填空題中多以方框中的微粒變化等形式考察． 2化學方程式書寫及其含義的命題點有：①化學方程式的配平；②根據信息書寫化學方程式；③判斷化學方程式是否書寫正確；④判斷化學方程式的含義是否正確，說出化學方程式的含義等，命題時常常在選擇題或填空題中出現． 3.方程式計算命題點有：①方程式計算的基本步驟；②化學方程式計算與溶液的質量分數結合考察等．多在填空題和計算解答題中出現．
考點一 質量守恒定律
1. 定義：參加化學反應的各物質的質量總和，等于反應后生成的各物質的質量總和。
2.用質量守恒定律解釋化學反應過程中的“變”與“不變”:
（1）六個“不變”：
① 原子——原子的個數、種類、質量不變;
② 元素——元素的種類、質量不變;
③ 物質的總質量不變。
（2）兩個“一定改變”:物質的種類一定改變,物質的粒子構成一定改變。
（3）兩個“可能改變”:元素的化合價可能改變,分子的數目可能改變。
（2024 湖州二模）古人會將爐甘石（ZnCO3）和木炭粉混合，加熱到高溫后可得到金屬鋅，實驗過程中有如下反應發生：
①ZnCO3ZnO+CO2↑
②C+2ZnO2Zn+X↑
下列有關說法中錯誤的是（　　）
A．X的化學式為CO2
B．反應②中C做氧化劑
C．反應①前后各元素化合價均不改變
D．反應前后鋅元素質量不變
（2024 舟山模擬）在一個密閉容器中放入X、Y、Z、Q四種物質，在一定條件下發生化學反應，一段時間后，測得有關數據如表，則下列關于反應的認識，正確的是（　　）
物質 X Y Z Q
反應前質量（g） 20 2 1 37
反應后質量（g） 待測a 32 待測b 12
A．a的取值范圍：0≤a≤16
B．該反應類型一定屬于化合反應
C．當a＝15時，物質Z在反應中起催化作用
D．當b＝1時，反應中X、Q的相對分子質量比為1：5
考點二 化學方程式的意義和書寫
定義：用化學式表示化學反應的式子。
書寫原則:以客觀事實為依據，遵守質量守恒定律。
化學方程式的書寫
（1）寫:寫出反應物和生成物的化學式;
（2）配:配平化學方程式;
（3）標:標明化學反應的條件，標出生成物的狀態，把短線改為等號；
（4）查:檢查化學式,配平是否正確,生成物狀態(上下標)是否標注,反應條件是否標明。
4．意義
如反應2H2O22H2O＋O2↑表示的意義為：
(1)宏觀①質的方面：過氧化氫在MnO2催化作用下反應生成水和氧氣。
②量的方面：每68份質量的過氧化氫在催化劑作用下反應生成36份質量的水和32份質量的氧氣。
(2)微觀：2個過氧化氫分子在催化劑作用下反應生成2個水分子和1個氧氣分子。
（2023 杭州模擬）小明筆記中有處錯誤你認為是圖中的哪一處（　　）
A．a處 B．b 處 C．c處 D．d 處
（2024 溫州模擬）明朝宋應星所著的《天工開物》，下面雙引號部分為該書記載的內容。
（1）顏料制取：“水銀入石亭脂（天然的硫），同研……得銀朱（HgS）。”銀朱是古代作畫的紅色顏料，制取銀朱的化學方程式是 。
（2）生石灰的制取：“每煤餅一層，壘石（石灰石）一層，鋪薪其底，灼火燔（灼燒）之，火力到后，燒酥石性。”“灼火燔之”發生的化學反應主要是CaCO3CaO+CO2↑，該反應的基本反應類型是 反應。
（3）池鹽結晶：鹽池內的溶質有氯化鈉和硫酸鎂。“待夏秋之交，南風（熱風） 大起，則一宵（一夜） 結成，名曰顆鹽（粗鹽）。”若刮東北風（冷風），鹽析出時則味苦（含硫酸鎂）色惡，不堪食用。氣溫升高，鹽池有氯化鈉析出；氣溫降低，鹽池有硫酸鎂析出。請推測硫酸鎂的溶解度隨溫度的變化規律。 。
考點三 結合化學方程式進行計算
1．知道反應物(或生成物)的質量求生成物(或反應物)的質量。
2．根據質量守恒定律的化學方程式的計算
解題步驟：
(1)設未知量，用x、y等字母表示(不帶單位)；
(2)正確寫出有關的化學方程式(注意配平)；
(3)找出相關物質間的質量關系，寫在對應化學式的下面；
(4)列出比例式，求出未知量；
(5)簡明寫出答案。
①根據化學方程式計算要注意解題格式化，準確列出有關反應物或生成物質量比，特別是相對分子質量的計算；
②題設中未知數沒有單位，求出的未知數應帶單位；
③計算中已知量每步都要帶單位。
（2024 浙江模擬）為了在太空中給航天員提供充足的氧氣，其中一種解決方法是利用薩巴蒂爾反應并配合水的電解來實現氧氣的再生，同時吸收二氧化碳，大致流程如圖所示。其中，薩巴蒂爾反應的化學方程式為CO2+4H2X+2H2O。
（1）根據薩巴蒂爾反應的化學方程式，推斷X的化學式為 。
（2）請根據以上信息分析，制取4.8kg氧氣的同時，理論上可吸收多少質量的二氧化碳？
【新考法】（2024 甌海區模擬）在已平衡的托盤天平左右托盤上各放一等質量的燒杯，并分別往燒杯中注入7.3%鹽酸100g。向左盤燒杯中放入ag CaCO3粉末，往右盤燒杯中加入xg A物質粉末，充分反應后天平仍保持平衡。
（1）若A為KHCO3，且兩只燒杯中均無固態物質存在，則x的取值必須滿足的條件是 。
（2）若A為NaHCO3：
①當a≤10時，x的值為 （用含a的代數式表示，下同）。
②當12.4≥a＞10時，x的值為 。
③當a＞12.4時，x的值為 。
考點四 含一定雜質的化學方程式的計算
1．有關混合物的計算(混合物中雜質不參加反應或混合物中只有一種物質參加反應)。
2．原理：將不純物質的質量轉化為純凈物質的質量代入化學方程式進行計算，一般不純物質有：樣品、合金、礦石、溶液等。
3．公式
(1)純凈物的質量＝混合物的質量×純度(或質量分數)
(2)純度＝×100%
(3)純凈物的質量分數＝1－雜質的質量分數
①化學方程式中每一項都應是純凈的物質；
②化學方程式中每一種物質代入或算出的質量都是純凈的質量；
③有些參加反應的物質中還要分析是否完全反應，如反應不完全，該未反應部分質量不能按反應的質量進行計算
（2024 金華三模）氯化鐵可作凈化絮凝劑、清水劑、線路板蝕刻劑等多種用途，是非常重要的化工產品。小金同學想測一測實驗室內一瓶FeCl3溶液的溶質質量分數，利用了一定質量的NaOH固體粉末做實驗。四次實驗結果如表所示：
實驗次數 NaOH質量/g FeCl3溶液質量/g Fe（OH）3質量/g
1 12 200 10.7
2 24 200 21.4
3 48 300 32.1
4 60 400 42.8
根據實驗結果回答下列問題：
（1）實驗過程中可以觀察到有 色沉淀生成；
（2）第 次實驗，FeCl3和NaOH恰好完全反應；
（3）求實驗中所用FeCl3溶液中溶質的質量分數（寫出計算過程）。
（2024 拱墅區校級一模）某學校的學習小組對當地的石灰石礦區進行調查，測定石灰石中碳酸鈣的質量分數，采用的方法如下：取該石灰石樣品16g，把80g稀鹽酸分四次加入，測量過程所得數據見下表（已知石灰石樣品中含有的二氧化硅等雜質不溶于水，不與稀鹽酸反應）。請計算：
序號 加入稀鹽酸的質量/g 剩余固體的質量/g
第1次 20 11
第2次 20 6
第3次 20 2.8
第4次 20 n
（1）上表中n的數值為 。
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數是 。
（3）求鹽酸中溶質的質量分數。
題型一 化學方程式的化學式、系數的確定
【新考法】（2024 甌海區一模）“化學鏈燃燒”是指燃料不直接與空氣接觸，而是以載氧體在兩個反應器之間的循環來實現燃料較低溫度下燃燒的過程。某“化學鏈燃燒”的過程如圖所示：
下列敘述錯誤的是（　　）
A．空氣反應器中發生的反應為：2Cu2O+O24CuO
B．X中氮氣的含量比空氣中高
C．與直接燃燒相比，“化學鏈燃燒”有利于二氧化碳的捕集
D．等質量的甲烷直接燃燒比“化學鏈燃燒”消耗氧氣多
（2024 杭州模擬）我國首臺80噸液氧甲烷發動機“天鵲”（TQ﹣12）以甲烷為推進劑，液氧為助燃劑，下列有關說法正確的是（　　）
A．液氧甲烷發動機中發生的化學反應是CH4+2O2CO2+2H2O
B．在物質分類上，甲烷屬于混合物
C．工業上主要通過加熱高錳酸鉀制取大量氧氣
D．甲烷是由1個碳原子和4個氫原子構成
（2024 上城區校級三模）汽車尾氣凈化裝置內裝有含鈀等元素的催化劑，汽車尾氣中的部分物質在催化劑表面作用的機理如圖所示。請回答：
（1）鈀的其中一種天然同位素是108Pd，表示其質子數為46，相對原子質量為108，則一個108Pd原子中的中子數為 。
（2）尾氣凈化裝置中，在催化劑表面發生總反應的化學方程式為 ，該過程中化合價上升的元素為： 。
題型二 純凈物的計算
（2024 溫州模擬）納米鐵粉是指顆粒小到納米級的鐵粉，可用于處理廢水中的許多重金屬離子。例如：利用納米鐵粉與硫酸銅溶液反應除去重金屬銅離子。
（1）寫出納米鐵粉與硫酸銅反應的化學方程式 。
（2）相同條件下，等質量的納米鐵粉比普通鐵粉去除重金屬離子速率快得多，其原因是 。
（3）制備納米鐵粉的原理：FeCl2+H22HCl+Fe，如圖為某次制備納米鐵粉過程中的部分質質量情況，則x＝ （用數據a、b、m和n表示）。
（2024 浙江模擬）常溫下，向一定量的稀鹽酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液至過量。測得水的質量、氯化鈉的質量隨氫氧化鈉溶液質量的變化關系如圖甲、乙所示。求：
（1）圖像 表示氯化鈉的質量隨氫氧化鈉溶液質量的變化關系。
（2）當加入40gNaOH溶液時，所得溶液的溶質質量分數。
（3）a的值。
（4）稀鹽酸的溶質質量分數。（計算結果精確至0.1%）
題型三 不純物質的計算
（2024 溫州模擬）建筑工地廢棄的大理石邊角料（主要成分為CaCO3，雜質不參加反應）可用于制備輕質碳酸鈣（常用作牙膏中的摩擦劑）。大理石邊角料經高溫灼燒后分解生成生石灰（主要成分為CaO），生石灰隨后與水反應生成石灰乳（主要成分為Ca（OH）2），最后向石灰乳中通入CO2即可得到輕質碳酸鈣，工藝流程如下：
（1）操作a的具體步驟包括 、洗滌、干燥。
（3）計算本實驗中使用的大理石邊角料樣品中碳酸鈣（CaCO3）的質量分數。
（2024 浙江模擬）鈣屬于難溶性的鹽，能與稀鹽酸反應，碳酸鍶（SrCO3）也能與稀鹽酸發生類似反應。用碳取的玻璃，吸收X射線能力較強。小科為測定某碳酸鍶樣品中SrCO3的質量分數，取碳酸鍶樣品100g加在燒杯中，依次加入一定量的稀鹽酸（樣品中的其他物質不與稀鹽酸反應），反應后燒杯和剩余物質的總質量，所得數據如表所示。
實驗次數 1 2 3 4
加入稀鹽酸質量（g） 100 100 100 100
反應后燒杯和剩余物質的總質量（g） 362.8 460.6 559.5 m
（1）碳酸鍶與稀鹽酸反應的化學方程式為 。
（2）m的值為 。
（3）實驗所用燒杯的質量為 g。
（4）求碳酸鍶樣品中SrCO3的質量分數。
題型四 反應物中有一種過量的計算
（2024 溫州模擬）小明向一定質量的氧化銅固體中加入過量的稀硫酸，充分反應后得到了只含（CuSO4和 H2SO4的廢液。各取50克廢液三份，向其中分別逐漸加入等濃度的氫氧化鈉溶液，三組實驗的數據與圖像如下：
實驗組數 第一組 第二組 第三組
加入氫氧化鈉溶液質量/克 50 100 80
產生沉淀的質量/克 0.98 2.94 2.94
（1）計算50克廢液中硫酸銅溶質的質量（寫出計算過程）。
（2）若三組數據中，只有一組加入的氫氧化鈉溶液與廢液恰好完全反應，則如圖中a的數值為 。
（3）請在圖中畫出生成沉淀質量隨氫氧化鈉溶液質量變化的圖像。
（2024 蓮都區二模）某科學興趣小組在稀HCl和FeCl3的混合溶液中加入200g10%的NaOH溶液，溶液的pH隨加入的NaOH溶液質量的變化如圖所示。
（1）配制200g10%的NaOH溶液，需NaOH固體 g。
（2）從離子角度分析，a→b段發生的化學反應的實質是 。
（3）在圖丙中畫出沉淀質量與所加氫氧化鈉溶液質量的關系圖。（先寫出計算過程，再作圖）
題型五 無數據或數據缺失的計算
（2023 慈溪市校級模擬）有甲、乙、丙、丁四種物質，它們的微觀示意圖和在密閉容器中反應的質量變化如下表所示。下列說法正確的是（　　）
物質序號 甲 乙 丙 丁
微觀示意圖
反應前質量/g 68 100 0 0
反應后質量/g 0 4 x y
A．x：y＝9：32
B．乙、丙、丁都是氧化物
C．該反應中只有硫元素的化合價發生了改變
D．反應前后元素的種類發生了變化
（2023 鎮海區模擬）某化學反應的反應物和生成物的微觀示意圖及反應前后的質量如下表所示，下列有關該反應的說法正確的是（　　）
物質 甲 乙 丙 丁
微觀示意圖
反應前質量/g 32 200 1 0
反應后質量/g 0 x y z
A．甲物質由碳原子和氫原子直接構成
B．該反應屬于置換反應
C．參加反應的反應物分子個數比為1：1
D．x+y+z＝233
題型六 實驗類計算
（2024 青田縣模擬）小明為測量某品牌碳酸鈣顆粒中碳酸鈣的質量分數，采用不同的方法。
組序 反應前總質量/克 反應后總質量/克 二氧化碳的質量/克
1 237.71 237.25 0.46
2 232.06 231.62 0.44
3 220.00 219.58 0.42
（1）方法一：體積法。利用如圖甲所示的裝置進行實驗，經檢查該裝置氣密性良好。先將空注射器活塞從20毫升處開始推至底部，流入量筒內水的體積為13毫升；然后，實驗中將20毫升的稀鹽酸（足量）注入錐形瓶中與樣品充分反應后，排出水的體積記為V，則生成二氧化碳的體積為 毫升。
（2）方法二：質量法。利用如圖乙所示的裝置，檢測氣密性良好后，取該品牌碳酸鈣顆粒2克與足量鹽酸反應，比較反應前后的總質量求出了生成二氧化碳的質量，重復3次實驗，得到數據如表1所示。根據表格數據，計算出該品牌碳酸鈣顆粒中碳酸鈣的質量分數。（CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，鈣片中的其它成分不與鹽酸反應） 。
（3）從測量精確度角度考慮，你認為以上兩種方法中哪種方法較好并說說你的理由。 。
（2024 舟山模擬）鐵粉在潮濕的空氣中容易生銹。現有a克部分生銹的鐵粉樣品，小金同學按如圖所示裝置進行實驗，測定該樣品中氧化鐵的質量分數。（鐵銹按氧化鐵處理）
（1）該實驗裝置存在不足之處，請改正 。
（2）B裝置中，在導管口連接一只帶孔玻璃球泡的目的是 。
（3）實驗過程中，小金認為CO氣體起到多個作用：①作為氧化劑；②實驗開始時，排盡裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸：③將反應生成的CO2氣體完全壓入B裝置中。你認為以上說法合理的是 。
（4）完全反應后，小金同學稱得裝置B增重c克，則該鐵粉樣品中氧化鐵的質量分數為 。
基礎鞏固
（2024 杭州二模）手機芯片的核心材料是高純硅，工業冶煉高純硅過程中涉及了如下化學反應：SiCl4+2H2Si+4X，下列說法錯誤的是（　　）
A．該反應中X的化學式為HCl
B．該反應屬于置換反應
C．該反應中分子種類發生改變
D．該反應中化合價升高的元素是氯元素
（2024 西湖區模擬）下列四個圖像反映對應變化關系正確的是（　　）
A．圖（1）是一定量的鎂在過量的氧氣中充分燃燒
B．圖（2）是紅磷在密閉容器中燃燒
C．圖（3）是等質量的碳酸鈣與足量溶質質量分數相同的稀鹽酸反應
D．圖（4）是電解水實驗，生成的氫氣和氧氣之間的質量關系
（2024 甌海區一模）某興趣小組在研究Zn﹣Cu合金、Zn﹣Fe合金、Fe﹣Al合金、Fe﹣Cu合金時，發現其中一種合金9g與足量稀鹽酸充分反應產生了0.4g氣體，該合金可能是（　　）
A．Zn﹣Cu合金 B．Zn﹣Fe合金 C．Fe﹣Al合金 D．Fe﹣Cu合金
（2024 舟山模擬）在半導體硅元件生產中，常用氫氟酸（HF）來清除硅表面的氧化膜，反應原理可表示為SiO2+6HF═H2SiF6+2X。已知硅元素顯+4價。下列說法錯誤的是（　　）
A．生成物X的化學式是H2O
B．H2SiF6中氟元素顯﹣1價
C．該反應是復分解反應
D．地殼中硅元素含量僅次于氧元素
（2024 西湖區模擬）一包混合均勻的不純碳酸鈉固體，雜質可能是CuSO4、KNO3、CaCl2、NaHCO3中的一種或幾種。現取該樣品溶于水得到無色澄清溶液；另取樣品10.6 g，加入100 g稀硫酸恰好完全反應，產生氣體4.2 g（已知H2SO4+2NaHCO3═Na2SO4+2H2O+2CO2↑），則下列判斷不正確的是（　　）
A．樣品中一定沒有CuSO4、CaCl2
B．樣品中一定含有KNO3，可能含有NaHCO3
C．樣品中一定含有NaHCO3，可能含有KNO3
D．所加的稀硫酸溶質的質量分數小于9.8%
（2024 西湖區模擬）最近，科學家研制出一種紙質電池，這種“軟電池”采用薄層紙片作為載體和傳導體，在一邊附著鋅，在另一邊附著二氧化錳。電池總反應為：Zn+2MnO2+X═ZnO+2MnOOH．下列說法正確的是（　　）
A．X為H2O
B．該反應中MnO2為催化劑
C．該反應為復分解反應
D．該反應中鋅元素的化合價沒有發生改變
（2024 西湖區校級二模）“化學——我們的生活，我們的未來”
（1）電解食鹽水制燒堿：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+X↑，則X的化學式是 。
（2）如用刀片將玉米子粒從中央縱向剖開，在剖面上滿一滴碘液，被染成藍色的是 。
（2024 玉環市模擬）碳酸鈉俗稱純堿，是重要的化工原料。我國化學先驅侯德榜發明的“侯氏制堿法”使我國在上世紀20年代的制堿工藝得到了極大的提升。化學反應2NaHCO3Na2CO3+X+CO2↑，是制堿工藝中的一環。
（1）上述化學方程式中X的化學式是 。
（2）生成物中的Na2CO3在物質分類上屬于 。
（3）從化學反應類型角度分析，上述化學反應屬于 。
（2024 鹿城區校級三模）2024年4月30日18時，神舟十七號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。載人飛船中常用過氧化鈉（Na2O2）作為氧氣再生劑，該物質在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣，化學方程式為：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2。為了驗證該反應中氧氣的產生，某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗。
（1）寫出裝置A中發生反應的化學方程式 。
（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是 。
（3）D瓶收集氣體驗滿的操作是 。
（2024 鹿城區校級三模）我國科學家成功利用二氧化碳人工合成葡萄糖，該方法先用碳電還原法將二氧化碳轉化為醋酸，再利用微生物發酵獲得葡萄糖，如圖所示。
（1）通電條件下，裝置1中CO2分解成CO和常見氣體單質X，X的化學式為 。
（2）從物質分類的角度看，該方案的中間產物醋酸（C2H4O2）屬于化合物中的 。
（3）合成葡萄糖的總化學方程式為：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2，則理論上合成葡萄糖所需CO2與H2O的質量比為 。（填最簡整數比）
能力提升
（2024 鹿城區校級一模）為了在2060年之前實現“碳中和”的目標，中國正在加快氫能、新能源汽車等相關技術和產業的發展，為宜居地球和綠色地球貢獻中國力量。請回答下列問題：
（1）單質硼（B）可與水反應制取氫氣，化學方程式為：2B+6H2O2B（OH）3+3H2↑，該化學反應屬于 反應（填化學反應的基本類型）。
（2）合金Mg2Cu是一種潛在的儲氫材料，該合金在一定條件下完全吸收氫氣發生反應：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。MgH2固體與水混合，會反應生成Mg（OH）2并釋放出H2，該反應的化學方程式為 。
（3）目前大多新能源電動汽車使用鋰電池驅動。鋰電池中的正極材料之一為LiFePO4，已知LiFePO4中Li和P元素的化合價分別為+1價和+5價，則Fe的化合價為 價。
（2024 柯橋區模擬）造紙術是中國四大發明之一，請根據題意回答問題：
（1）造紙過程中需要將生石灰和草木灰（主要成分K2CO3）混合配制浸泡用的“灰水”，該過程中發生的化學反應有： （寫一個化學方程式）。小柯同學為了檢驗反應所得的上層清液中是否存在，設計了如下的實驗方案，請你對該方案作出評價并說明理由 。
實驗方案 現象 結論
取適量樣品于試管中，滴加少量稀鹽酸 溶液無氣泡生成 溶液中不含
（2）小柯進行了下一個實驗：測定m克草木灰中K2CO3的含量（忽略草木灰中其他成分對實驗的影響，常溫常壓下，二氧化碳的密度為ρ克/毫升）。
①小柯利用如圖裝置開展實驗，用排水法測量產生氣體的體積，請正確繪制集氣瓶中的導管。
②正確連接裝置后，通過注射器向錐形瓶中持續注入稀硫酸至10毫升時，瓶內不再產生氣泡，最終在量筒內收集到48毫升水。為了減小水殘留在導管中等因素的影響，小柯用相同的實驗裝置，向錐形瓶中注入10毫升水，最終在量筒中只收集到4毫升水，則測得草木灰中K2CO3含量約為 （用m、ρ等表示）。
【新考法】（2024 杭州一模）二氧化碳是光合作用的原料，當二氧化碳濃度太低時，植物的光合作用速率會減低甚至停止。圖甲是自然狀態下大棚內二氧化碳濃度隨時間變化的曲線圖，日出后隨著光照的增強二氧化碳濃度不斷降低。圖乙為一天中光照強度隨時間的變化曲線。為提高棚內蔬菜瓜果的產量，人們常常向大棚內補充二氧化碳，以增強光合作用的強度。
（1）植物經過一夜的呼吸作用，使大棚內二氧化碳的濃度升高，產生的二氧化碳從植物葉片上的 （填結構）離開植物體內，進入大氣。但是白天二氧化碳的濃度又會下降，結合圖甲、圖乙，分析從7：00到11：00大棚內二氧化碳濃度變化的原因 。
（2）圖丙是一種“二氧化碳發生器”的裝置圖，在反應倉內放入原料碳酸氫銨（NH4HCO3），啟動加熱裝置后發生化學反應：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。反應生成的混合氣體進入水箱，其中氨氣（NH3）溶于水并留在水箱中，二氧化碳經過出氣管由排氣裝置排放到大棚的空氣中，為棚內蔬菜提供光合作用所需的原料。結合下表中氨氣與二氧化碳在水中的溶解度，解釋氨氣留在水箱中而二氧化碳逸出的原因 。
溫度 溶解度（克） 物質 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NH3 89.9 68.3 52.9 40.9 31.6
CO2 0.33 0.23 0.17 0.13 0.1
（3）大棚內裝有二氧化碳濃度及光感雙控裝置，當棚內二氧化碳濃度值低于0.1%時加熱裝置自動啟動，分解NH4HCO3產生CO2，使大棚內CO2%維持在0.1%～0.12%；日落時光照減弱，加熱裝置自動關閉，停止產生CO2。已知該二氧化碳發生器中碳酸氫銨的分解速率為0.79千克/小時，請結合圖甲計算該二氧化碳發生器一天中產生CO2的質量為 千克。
（2024 杭州模擬）家庭食用堿的主要成分是Na2CO3為測定食用堿中Na2CO3的質量分數。小金取了40 g食用堿平均分成四份，每份中滴入CaCl2溶液的質量及生成沉淀的質量見表，假設該食用堿中不含難溶性雜質且雜質均不與CaCl2溶液產生沉淀，分析回答：
實驗一 實驗二 實驗三 實驗四
食用堿的質量/g 10 10 10 10
加入CaCl2溶液的質量/g 20 40 60 80
生成沉淀的質量/g 3 6 8 m
（1）表格中m的值應為 ；
（2）Na2CO3在實驗 （填數字）中是反應完全的；
（3）計算該食用堿中Na2CO3的質量分數是多少（結果精確到0.1%）？
（2024 舟山模擬）為了更好地培養學生的實驗探究能力，加強科學綜合性實踐活動，某校興趣小組欲測定金華雙龍洞”石筍”中碳酸鈣的含量，實驗過程如下：取一定量的石筍樣品碾碎，放置于燒杯中，加入80g稀鹽酸，將燒杯置于電子秤上，在化學反應過程中對燒杯及其剩余物質進行了5次讀數，記錄數據如表（反應后經測試鹽酸仍有剩余，假設反應勻速進行，生成氣體全部逸出，雜質不與鹽酸反應，燒杯質量為20g）：
反應時間/s 20 40 60 80 100
燒杯和藥品質量/g 113.8 111.6 m 110.5 110.5
請計算：
（1）稱得固體質量為 克。
（2）表中的m值為 。
（3）計算該石筍樣品中碳酸鈣的質量分數。（結果保留一位小數）。
是78.1%。
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第一部分 物質科學
第12講 有關化學方程式的計算
01考情透視·目標導航
02知識導圖·思維引航
03考點突破·考法探究
考點一 質量守恒定律
考點二 化學方程式的意義和書寫
考點三 結合化學方程式進行計算
考點四 含一定雜質的化學方程式的計算
04題型精研·考向洞悉
題型一 化學方程式的化學式、系數的確定
題型二 純凈物的計算
題型三 不純物質的計算
題型四 反應物中有一種過量的計算
題型五 無數據或數據缺失的計算
題型六 實驗類計算
05分層訓練·鞏固提升
基礎鞏固
能力提升
考點要求 課標要求 考查頻次 命題預測
有關化學方程式的計算 1、認識質量守恒定律，并用它解釋常見的現象;了解質量守恒定律的微觀本質。 2、知道化學反應可以用化學方程式表示，了解化學方程式表示的意義及書寫規則，能根據化學方程式進行簡單的計算。 24年考查6分 1.質量守恒定律的命題點有：①根據宏觀質量守恒計算物質的質量；②根據微觀原子守恒計算物質的化學式；③根據物質的質量關系表格或坐標圖寫化學反應的表達式、判斷化學反應類型等，多在選擇題和填空題中出現，填空題中多以方框中的微粒變化等形式考察． 2化學方程式書寫及其含義的命題點有：①化學方程式的配平；②根據信息書寫化學方程式；③判斷化學方程式是否書寫正確；④判斷化學方程式的含義是否正確，說出化學方程式的含義等，命題時常常在選擇題或填空題中出現． 3.方程式計算命題點有：①方程式計算的基本步驟；②化學方程式計算與溶液的質量分數結合考察等．多在填空題和計算解答題中出現．
考點一 質量守恒定律
1. 定義：參加化學反應的各物質的質量總和，等于反應后生成的各物質的質量總和。
2.用質量守恒定律解釋化學反應過程中的“變”與“不變”:
（1）六個“不變”：
① 原子——原子的個數、種類、質量不變;
② 元素——元素的種類、質量不變;
③ 物質的總質量不變。
（2）兩個“一定改變”:物質的種類一定改變,物質的粒子構成一定改變。
（3）兩個“可能改變”:元素的化合價可能改變,分子的數目可能改變。
（2024 湖州二模）古人會將爐甘石（ZnCO3）和木炭粉混合，加熱到高溫后可得到金屬鋅，實驗過程中有如下反應發生：
①ZnCO3ZnO+CO2↑
②C+2ZnO2Zn+X↑
下列有關說法中錯誤的是（　　）
A．X的化學式為CO2
B．反應②中C做氧化劑
C．反應①前后各元素化合價均不改變
D．反應前后鋅元素質量不變
【解答】解：A、根據質量守恒定律，化學反應前后，原子的種類和數目不變，反應②中反應物含C、Zn、O的個數分別是1、2、2，生成物中含C、Zn、O的個數分別是0、2、0，故生成物中還應含1個C、2個O，故X的化學式為：CO2，故A正確；
B、氧化還原反應中，能奪取含氧化物中氧元素的物質具有還原性，作還原劑，C在反應②中奪取了氧化鋅中的氧，做還原劑，故B錯誤。
C、反應①中，鋅元素反應前后的化合價都為+2，氧元素反應前后的化合價都為﹣2，碳元素反應前后的化合價都為+4，故C正確；
D、根據質量守恒定律，化學反應前后，元素質量不變，因此反應前后鋅元素質量不變，故D正確；
故選：B。
（2024 舟山模擬）在一個密閉容器中放入X、Y、Z、Q四種物質，在一定條件下發生化學反應，一段時間后，測得有關數據如表，則下列關于反應的認識，正確的是（　　）
物質 X Y Z Q
反應前質量（g） 20 2 1 37
反應后質量（g） 待測a 32 待測b 12
A．a的取值范圍：0≤a≤16
B．該反應類型一定屬于化合反應
C．當a＝15時，物質Z在反應中起催化作用
D．當b＝1時，反應中X、Q的相對分子質量比為1：5
【解答】解：A.依據質量守恒定律可知，20+2+1+37＝a+32+b+12，a+b＝16，a＝16﹣b，b＝0時，a＝16；b＝16時，a＝0，則a的取值范圍：0≤a≤16；故A正確；
B.分析表中數據可知，Q為反應物，Y為生成物，但X、Z無法確定，則該反應的反應類型無法確定，故B錯誤；
C.分析表中數據可知，當a＝15時，物質Z在反應前后的質量不變，但催化劑特點是反應前后質量和化學性質不變，改變其它反應速率，則物質Z在反應中不一定起催化作用，故C錯誤；
D.分析表中數據可知，當b＝1時，反應中X、Q的質量比為5：25＝1：5，無法確定其相對分子質量之比，故D錯誤；
故選：A。
考點二 化學方程式的意義和書寫
定義：用化學式表示化學反應的式子。
書寫原則:以客觀事實為依據，遵守質量守恒定律。
化學方程式的書寫
（1）寫:寫出反應物和生成物的化學式;
（2）配:配平化學方程式;
（3）標:標明化學反應的條件，標出生成物的狀態，把短線改為等號；
（4）查:檢查化學式,配平是否正確,生成物狀態(上下標)是否標注,反應條件是否標明。
4．意義
如反應2H2O22H2O＋O2↑表示的意義為：
(1)宏觀①質的方面：過氧化氫在MnO2催化作用下反應生成水和氧氣。
②量的方面：每68份質量的過氧化氫在催化劑作用下反應生成36份質量的水和32份質量的氧氣。
(2)微觀：2個過氧化氫分子在催化劑作用下反應生成2個水分子和1個氧氣分子。
（2023 杭州模擬）小明筆記中有處錯誤你認為是圖中的哪一處（　　）
A．a處 B．b 處 C．c處 D．d 處
【解答】解：A、赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，故選項說法正確。
B、一氧化碳奪取了氧化鐵中的氧發生了氧化反應，具有還原性，故選項說法錯誤。
C、該反應的條件是高溫，故選項說法正確。
D、該反應的反應物均為化合物，不屬于置換反應，故選項說法正確。
故選：B。
（2024 溫州模擬）明朝宋應星所著的《天工開物》，下面雙引號部分為該書記載的內容。
（1）顏料制取：“水銀入石亭脂（天然的硫），同研……得銀朱（HgS）。”銀朱是古代作畫的紅色顏料，制取銀朱的化學方程式是 。
（2）生石灰的制取：“每煤餅一層，壘石（石灰石）一層，鋪薪其底，灼火燔（灼燒）之，火力到后，燒酥石性。”“灼火燔之”發生的化學反應主要是CaCO3CaO+CO2↑，該反應的基本反應類型是 反應。
（3）池鹽結晶：鹽池內的溶質有氯化鈉和硫酸鎂。“待夏秋之交，南風（熱風） 大起，則一宵（一夜） 結成，名曰顆鹽（粗鹽）。”若刮東北風（冷風），鹽析出時則味苦（含硫酸鎂）色惡，不堪食用。氣溫升高，鹽池有氯化鈉析出；氣溫降低，鹽池有硫酸鎂析出。請推測硫酸鎂的溶解度隨溫度的變化規律。 。
【解答】解：（1）由題意可知，硫和汞反應生成HgS，化學方程式為Hg+S＝HgS；
（2）該反應符合“一變多”的特點，屬于分解反應；
（3）根據若刮東北風（冷風），鹽析出時則味苦（含硫酸鎂）色惡，不堪食用。氣溫升高，鹽池有氯化鈉析出；氣溫降低，鹽池有硫酸鎂析出，說明溫度降低，硫酸鎂會析出晶體，說明硫酸鎂溶解度隨溫度降低而減少。
考點三 結合化學方程式進行計算
1．知道反應物(或生成物)的質量求生成物(或反應物)的質量。
2．根據質量守恒定律的化學方程式的計算
解題步驟：
(1)設未知量，用x、y等字母表示(不帶單位)；
(2)正確寫出有關的化學方程式(注意配平)；
(3)找出相關物質間的質量關系，寫在對應化學式的下面；
(4)列出比例式，求出未知量；
(5)簡明寫出答案。
①根據化學方程式計算要注意解題格式化，準確列出有關反應物或生成物質量比，特別是相對分子質量的計算；
②題設中未知數沒有單位，求出的未知數應帶單位；
③計算中已知量每步都要帶單位。
（2024 浙江模擬）為了在太空中給航天員提供充足的氧氣，其中一種解決方法是利用薩巴蒂爾反應并配合水的電解來實現氧氣的再生，同時吸收二氧化碳，大致流程如圖所示。其中，薩巴蒂爾反應的化學方程式為CO2+4H2X+2H2O。
（1）根據薩巴蒂爾反應的化學方程式，推斷X的化學式為 。
（2）請根據以上信息分析，制取4.8kg氧氣的同時，理論上可吸收多少質量的二氧化碳？
【解答】解：（1）薩巴蒂爾反應的化學方程式為：CO2+4H2X+2H2O，反應前碳、氫、氧的原子個數分別為1、8、2，反應后碳、氫、氧的原子個數分別為0、4、2，根據質量守恒定律可知，一個X分子由1個碳原子和4個氫原子構成，故X的化學式為CH4；故答案為：CH4；
（2）設理論上可吸收二氧化碳的質量為x，根據 CO2+4H2CH4+2H2O和2H2O2H2↑+O2↑，可得：
CO2～4H2～2O2
44 64
x 4.8kg
＝
x＝3.3kg
答：理論上可吸收3.3kg質量的二氧化碳。
【新考法】（2024 甌海區模擬）在已平衡的托盤天平左右托盤上各放一等質量的燒杯，并分別往燒杯中注入7.3%鹽酸100g。向左盤燒杯中放入ag CaCO3粉末，往右盤燒杯中加入xg A物質粉末，充分反應后天平仍保持平衡。
（1）若A為KHCO3，且兩只燒杯中均無固態物質存在，則x的取值必須滿足的條件是 。
（2）若A為NaHCO3：
①當a≤10時，x的值為 （用含a的代數式表示，下同）。
②當12.4≥a＞10時，x的值為 。
③當a＞12.4時，x的值為 。
【解答】解：（1）分析KHCO3+HCl＝KCl+H2O+CO2↑和CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑反應可知，由于KHCO3、CaCO3的相對分子質量都為100，向左盤燒杯中放入ag CaCO3粉末，往右盤燒杯中加入KHCO3的質量也為ag，充分反應后天平仍保持平衡，兩只燒杯中均無固態物質存在，說明ag物質都已反應完，
設與7.3%鹽酸100g恰好反應時，需要碳酸鈣的質量為x，生成二氧化碳的質量為z
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 73 44
x 100g×7.3% z
＝ ＝
x＝10g z＝4.4g
若A為KHCO3，且兩只燒杯中均無固態物質存在，則x的取值必須滿足的條件是x＝a≤10，故填：x＝a≤10；
（2）設與7.3%鹽酸100g恰好反應時，需要碳酸氫鈉的質量為y，生成二氧化碳的質量為B
NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑
84 36.5 44
y 100g×7.3% B
＝＝
y＝16.8g B＝8.8g
①當a≤10時，說明鹽酸過量，
設向左盤燒杯中放入ag CaCO3粉末增量為A
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 增量△M
100 44 56
ag A
＝
A＝
設往右盤燒杯中加入xg NaHCO3物質粉末，充分反應后天平仍保持平衡
NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑ 增量△M
84 44 40
xg
＝
x＝1.176a
則當a≤10時，x的值為1.176a，故填：1.176a；
②通過以上分析可知，當12.4≥a＞10時，ag碳酸鈣與100g7.3%鹽酸恰好完全反應，生成4.4g二氧化碳，左盤的增量為（a﹣4.4）g，右盤xgNaHCO3完全反應，設往右盤燒杯中加入xg NaHCO3物質粉末，充分反應后天平仍保持平衡，
NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑ 增量△M
84 44 40
xg （a﹣4.4）g
＝
x＝2.1a﹣9.24
則當12.4≥a＞10時，x的值為2.1a﹣9.24；故填：2.1a﹣9.24；
③通過以上分析可知，當a≥16.8時，兩盤的固體粉末都有剩余，100g7.3%的鹽酸都已反應完，保持天平平衡應滿足a﹣4.4＝x﹣8.8，解得x＝a+4.4。
當12.4＜a＜16.8時，左盤碳酸鈣有剩余反應，增量為（a﹣4.4）g，右盤碳酸氫鈉完全反應，設右盤增量為A，NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑ 增量△m
84 44 A
＝，A＝g
則g＝（a﹣4.4）g，x＝2.1（a﹣4.4）
故填：a+4.4或2.1（a﹣4.4）。
考點四 含一定雜質的化學方程式的計算
1．有關混合物的計算(混合物中雜質不參加反應或混合物中只有一種物質參加反應)。
2．原理：將不純物質的質量轉化為純凈物質的質量代入化學方程式進行計算，一般不純物質有：樣品、合金、礦石、溶液等。
3．公式
(1)純凈物的質量＝混合物的質量×純度(或質量分數)
(2)純度＝×100%
(3)純凈物的質量分數＝1－雜質的質量分數
①化學方程式中每一項都應是純凈的物質；
②化學方程式中每一種物質代入或算出的質量都是純凈的質量；
③有些參加反應的物質中還要分析是否完全反應，如反應不完全，該未反應部分質量不能按反應的質量進行計算
（2024 金華三模）氯化鐵可作凈化絮凝劑、清水劑、線路板蝕刻劑等多種用途，是非常重要的化工產品。小金同學想測一測實驗室內一瓶FeCl3溶液的溶質質量分數，利用了一定質量的NaOH固體粉末做實驗。四次實驗結果如表所示：
實驗次數 NaOH質量/g FeCl3溶液質量/g Fe（OH）3質量/g
1 12 200 10.7
2 24 200 21.4
3 48 300 32.1
4 60 400 42.8
根據實驗結果回答下列問題：
（1）實驗過程中可以觀察到有 色沉淀生成；
（2）第 次實驗，FeCl3和NaOH恰好完全反應；
（3）求實驗中所用FeCl3溶液中溶質的質量分數（寫出計算過程）。
【解答】解：（1）氫氧化鈉和氯化鐵溶液反應生成紅褐色沉淀氫氧化鐵和氯化鈉，則實驗過程中可以觀察到有紅褐色沉淀生成；
（2）第1次12g氫氧化鈉與200g氯化鐵溶液反應生成沉淀為10.7g，第2次24g氫氧化鈉與200g氯化鐵溶液反應生成沉淀為21.4g，第3次48g氫氧化鈉與300g氯化鐵溶液反應生成沉淀為32.1g，第4次60g氫氧化鈉與400g氯化鐵溶液反應生成沉淀為42.8g，分析以上數據可知，第2次實驗，FeCl3和NaOH恰好完全反應，即200g氯化鐵溶液和24g氫氧化鈉粉末恰好完全反應生成沉淀21.4g；
（3）設200g氯化鐵溶液中溶質氯化鐵的質量為x，
FeCl3+3NaOH＝Fe（OH）3↓+3NaCl
162.5 107
x 21.4g
＝
x＝32.5g
則實驗中所用FeCl3溶液中溶質的質量分數為×100%＝16.25%；
答：實驗中所用FeCl3溶液中溶質的質量分數為16.25%。
（2024 拱墅區校級一模）某學校的學習小組對當地的石灰石礦區進行調查，測定石灰石中碳酸鈣的質量分數，采用的方法如下：取該石灰石樣品16g，把80g稀鹽酸分四次加入，測量過程所得數據見下表（已知石灰石樣品中含有的二氧化硅等雜質不溶于水，不與稀鹽酸反應）。請計算：
序號 加入稀鹽酸的質量/g 剩余固體的質量/g
第1次 20 11
第2次 20 6
第3次 20 2.8
第4次 20 n
（1）上表中n的數值為 。
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數是 。
（3）求鹽酸中溶質的質量分數。
【解答】解：（1）根據圖表數據可知，第1、2次反應后固體物質減少的質量都為5g，而第3次反應后固體物質減少的質量為3.2g，說明此時碳酸鈣已反應完，不再產生氣體，故表中n的數值為2.8。
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數＝×100%＝82.5%。
（3）由試題分析20g稀鹽酸恰好能與石灰石中的5g碳酸鈣完全反應
解：設第一次參與反應的HCl質量為x，
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
5g x
解之得：x＝3.65g，
鹽酸中溶質的質量分數為：×100%＝18.25%。
故答案為：（1）2.8；（2）82.5%；（3）答：鹽酸中溶質的質量分數為18.25%。
題型一 化學方程式的化學式、系數的確定
【新考法】（2024 甌海區一模）“化學鏈燃燒”是指燃料不直接與空氣接觸，而是以載氧體在兩個反應器之間的循環來實現燃料較低溫度下燃燒的過程。某“化學鏈燃燒”的過程如圖所示：
下列敘述錯誤的是（　　）
A．空氣反應器中發生的反應為：2Cu2O+O24CuO
B．X中氮氣的含量比空氣中高
C．與直接燃燒相比，“化學鏈燃燒”有利于二氧化碳的捕集
D．等質量的甲烷直接燃燒比“化學鏈燃燒”消耗氧氣多
【解答】解：A、空氣反應器中Cu2O和氧氣反應生成氧化銅，反應的化學方程式為2Cu2O+O24CuO，故選項說法正確。
B、空氣反應器中Cu2O和氧氣反應生成氧化銅，氧氣被消耗，則X中氮氣的含量比空氣中高，故選項說法正確。
C、與直接燃燒相比，“化學鏈燃燒”產生的氣體生成物只有二氧化碳和水蒸氣，水蒸氣冷卻后變為液態水，有利于二氧化碳的捕集，故選項說法正確。
D、根據質量守恒定律可知，消耗等質量甲烷，生成的二氧化碳和水的質量不變，參加反應的氧氣的質量也不變，則等質量的甲烷直接燃燒和“化學鏈燃燒”消耗的氧氣一樣多，故選項說法錯誤。
故選：D。
（2024 杭州模擬）我國首臺80噸液氧甲烷發動機“天鵲”（TQ﹣12）以甲烷為推進劑，液氧為助燃劑，下列有關說法正確的是（　　）
A．液氧甲烷發動機中發生的化學反應是CH4+2O2CO2+2H2O
B．在物質分類上，甲烷屬于混合物
C．工業上主要通過加熱高錳酸鉀制取大量氧氣
D．甲烷是由1個碳原子和4個氫原子構成
【解答】解：A、在點燃的條件下，甲烷與氧氣反應生成二氧化碳和水，化學方程式為CH4+2O2CO2+2H2O，選項說法正確；
B、甲烷是由一種物質組成的，因此屬于純凈物，選項說法錯誤；
C、工業上主要通過分離液態空氣法制取大量氧氣，選項說法錯誤；
D、甲烷是由甲烷分子構成的，1個甲烷分子是由1個碳原子和4個氫原子構成，選項說法錯誤。
故選：A。
（2024 上城區校級三模）汽車尾氣凈化裝置內裝有含鈀等元素的催化劑，汽車尾氣中的部分物質在催化劑表面作用的機理如圖所示。請回答：
（1）鈀的其中一種天然同位素是108Pd，表示其質子數為46，相對原子質量為108，則一個108Pd原子中的中子數為 。
（2）尾氣凈化裝置中，在催化劑表面發生總反應的化學方程式為 ，該過程中化合價上升的元素為： 。
【解答】解：（1）鈀的其中一種天然同位素是108Pd，表示其質子數為46，相對原子質量為108，則一個108Pd原子中的中子數為108﹣46＝62；故答案為：62；
（2）尾氣凈化裝置中，在催化劑表面，一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮和一氧化碳反應生成氮氣和二氧化碳，總的反應是在催化劑表面，一氧化氮、氧氣、一氧化碳反應生成氮氣和二氧化碳，反應的化學方程式為2NO+O2+4CO4CO2+N2。該反應中，氮元素由+2價變成0，碳元素的化合價為+2價變成+4價，部分氧元素的化合價由零變成﹣2價，則該過程中化合價上升的元素為碳元素；故答案為：2NO+O2+4CO4CO2+N2；碳元素。
題型二 純凈物的計算
（2024 溫州模擬）納米鐵粉是指顆粒小到納米級的鐵粉，可用于處理廢水中的許多重金屬離子。例如：利用納米鐵粉與硫酸銅溶液反應除去重金屬銅離子。
（1）寫出納米鐵粉與硫酸銅反應的化學方程式 。
（2）相同條件下，等質量的納米鐵粉比普通鐵粉去除重金屬離子速率快得多，其原因是 。
（3）制備納米鐵粉的原理：FeCl2+H22HCl+Fe，如圖為某次制備納米鐵粉過程中的部分質質量情況，則x＝ （用數據a、b、m和n表示）。
【解答】解：（1）納米鐵粉與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，反應的化學方程式是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
（2）相同條件下，等質量的納米鐵粉比普通鐵粉去除重金屬離子速率快得多，其原因是納米鐵粉顆粒更小，反應時的接觸面更大，反應速度更快。
（3）反應的氫氣質量是bg﹣ng，反應的氯化亞鐵的質量是ag，反應生成氯化氫質量是mg，根據質量守恒定律可知，納米鐵粉x＝a+b﹣n﹣m。
（2024 浙江模擬）常溫下，向一定量的稀鹽酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液至過量。測得水的質量、氯化鈉的質量隨氫氧化鈉溶液質量的變化關系如圖甲、乙所示。求：
（1）圖像 表示氯化鈉的質量隨氫氧化鈉溶液質量的變化關系。
（2）當加入40gNaOH溶液時，所得溶液的溶質質量分數。
（3）a的值。
（4）稀鹽酸的溶質質量分數。（計算結果精確至0.1%）
【解答】解：（1）由圖像看出，甲中物質的質量從0開始，乙中反應前物質有一定的質量，常溫下，向一定量的稀鹽酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液至過量，開始氯化鈉質量為0，因此圖像甲表示氯化鈉的質量隨氫氧化鈉溶液質量的變化關系；故答案為：甲；
（2）由圖像看出當加入20g氫氧化鈉溶液時生成氯化鈉5.85g，當加入40gNaOH溶液時，恰好完全反應，因此生成氯化鈉質量為5.85g×2＝11.7g，所得溶液的溶質質量分數為：×100%＝10%；
答：當加入40gNaOH溶液時，所得溶液的溶質質量分數為10%；
（3）設氯化氫的質量為x，氫氧化鈉的質量為y，生成水的質量為z。
HCl+NaOH＝NaCl+H2O
36.5 40 58.5 18
x y 11.7g z
＝ ＝ ＝
x＝7.3g y＝8g z＝3.6g
a＝105.3g﹣3.6g﹣（40g﹣8）＝69.7g；
答：a的值為69.7g；
（4）稀鹽酸的溶質質量分數為：×100%≈9.5%；
答：稀鹽酸的溶質質量分數9.5%。
題型三 不純物質的計算
（2024 溫州模擬）建筑工地廢棄的大理石邊角料（主要成分為CaCO3，雜質不參加反應）可用于制備輕質碳酸鈣（常用作牙膏中的摩擦劑）。大理石邊角料經高溫灼燒后分解生成生石灰（主要成分為CaO），生石灰隨后與水反應生成石灰乳（主要成分為Ca（OH）2），最后向石灰乳中通入CO2即可得到輕質碳酸鈣，工藝流程如下：
（1）操作a的具體步驟包括 、洗滌、干燥。
（3）計算本實驗中使用的大理石邊角料樣品中碳酸鈣（CaCO3）的質量分數。
【解答】解：（1）操作a的具體步驟包括過濾、洗滌、干燥。
故答案為：過濾。
（2）設大理石邊角料樣品中碳酸鈣（CaCO3）的質量分數是x。
反應生成二氧化碳質量是10g﹣6.7g＝3.3g。
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
10gx 3.3g
＝
x＝75%
答：大理石邊角料樣品中碳酸鈣（CaCO3）的質量分數是75%。
（2024 浙江模擬）鈣屬于難溶性的鹽，能與稀鹽酸反應，碳酸鍶（SrCO3）也能與稀鹽酸發生類似反應。用碳取的玻璃，吸收X射線能力較強。小科為測定某碳酸鍶樣品中SrCO3的質量分數，取碳酸鍶樣品100g加在燒杯中，依次加入一定量的稀鹽酸（樣品中的其他物質不與稀鹽酸反應），反應后燒杯和剩余物質的總質量，所得數據如表所示。
實驗次數 1 2 3 4
加入稀鹽酸質量（g） 100 100 100 100
反應后燒杯和剩余物質的總質量（g） 362.8 460.6 559.5 m
（1）碳酸鍶與稀鹽酸反應的化學方程式為 。
（2）m的值為 。
（3）實驗所用燒杯的質量為 g。
（4）求碳酸鍶樣品中SrCO3的質量分數。
【解答】解：（1）碳酸鍶和鹽酸反應生成氯化鍶、水和二氧化碳，化學方程式為SrCO3+2HCl═SrCl2+CO2↑+H2O；
（2）由數據可知，實驗2中的物質反應后產生CO2的質量為：362.8g+100g﹣460.6g＝2.2g，實驗3中的物質反應后產生CO2的質量為：460.6g+100g﹣559.5g＝1.1g，說明碳酸鍶已經完全反應，可得實驗1生成CO2的質量為2.2g；所以m＝559.5+100＝659.5；
（3）實驗所用燒杯的質量為362.8g+2.2g﹣100g﹣100g＝165g；
（4）設碳酸鍶的質量為x，
由表中數據可知，碳酸鍶完全反應生成二氧化碳質量是5.5g，
SrCO3+2HCl═SrCl2+CO2↑+H2O
148 44
x 5.5g
x＝18.5g
碳酸鍶樣品中SrCO3的質量分數是：×100%＝18.5%，
答：碳酸鍶樣品中SrCO3的質量分數是18.5%。
題型四 反應物中有一種過量的計算
（2024 溫州模擬）小明向一定質量的氧化銅固體中加入過量的稀硫酸，充分反應后得到了只含（CuSO4和 H2SO4的廢液。各取50克廢液三份，向其中分別逐漸加入等濃度的氫氧化鈉溶液，三組實驗的數據與圖像如下：
實驗組數 第一組 第二組 第三組
加入氫氧化鈉溶液質量/克 50 100 80
產生沉淀的質量/克 0.98 2.94 2.94
（1）計算50克廢液中硫酸銅溶質的質量（寫出計算過程）。
（2）若三組數據中，只有一組加入的氫氧化鈉溶液與廢液恰好完全反應，則如圖中a的數值為 。
（3）請在圖中畫出生成沉淀質量隨氫氧化鈉溶液質量變化的圖像。
【解答】解：（1）設廢液中硫酸銅的質量為x，氫氧化鈉的質量為y。
CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4
160 80 98
x y 2.94g
＝
x＝4.8g y＝2.4g
答：50克廢液中硫酸銅溶質的質量為4.8g；
（2）從數據分析，硫酸銅與氫氧化鈉完全反應會生成2.94g沉淀。第一組只生成0.98g沉淀，不會恰好完全反應。如果氫氧化鈉完全反應，加入的氫氧化鈉溶液質量越大，產生的沉淀越多；第二組加入氫氧化鈉溶液質量比第三組多，但生成的沉淀質量相同。所以第二組有氫氧化鈉剩余，不會恰好完全反應。如有一組加入的氫氧化鈉溶液與廢液恰好完全反應，一定為第三組；故a的值為：80g+50g﹣2.94g＝127.06g；故答案為：127.06；
（3）分析第一組和第三組數據可知，增加30g氫氧化鈉溶液，沉淀增加1.96g，但是第一組實驗加入50g氫氧化鈉溶液，只產生0.98g沉淀，說明有部分氫氧化鈉先與硫酸，反應，再與硫酸銅反應。故剛開始無明顯現象，一段時間后產生藍色沉淀，由于氫氧化鈉溶液每增加30g，沉淀的質量就增加1.96g，通過比例法：30g：1.96g＝x：0.98g，可以計算出第一組生成沉淀用去氫氧化鈉溶液的質量x＝15g，則與稀硫酸反應的質量是50g﹣15g＝35g，所以起點是（35，0）。由于第三組是恰好完全反應，所以拐點是（80，2.94），終點是（100，2.94）。根據數據作圖即可；圖像為：；
（2024 蓮都區二模）某科學興趣小組在稀HCl和FeCl3的混合溶液中加入200g10%的NaOH溶液，溶液的pH隨加入的NaOH溶液質量的變化如圖所示。
（1）配制200g10%的NaOH溶液，需NaOH固體 g。
（2）從離子角度分析，a→b段發生的化學反應的實質是 。
（3）在圖丙中畫出沉淀質量與所加氫氧化鈉溶液質量的關系圖。（先寫出計算過程，再作圖）
【解答】解：（1）配制200g10%的NaOH溶液，需NaOH固體的質量為200g×10%＝20g；
（2）氫氧化鈉溶液先和稀鹽酸反應，生成氯化鈉和水，當稀鹽酸完全反應后，氫氧化鈉再和氯化鐵反應，生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉，a→b段發生的化學反應的實質是氫離子與氫氧根離子結合生成水分子（H++OH﹣＝H2O）；
（3）由圖可知，與鹽酸反應的氫氧化鈉溶液為40g，與氯化鐵反應的氫氧化鈉溶液為160g﹣40g＝120g，
設生成氫氧化鐵的質量為x。
3NaOH+FeCl3═Fe（OH）3↓+3NaCl
120 107
120g×10% x
x＝10.7g
所以沉淀質量與所加氫氧化鈉溶液質量的關系圖為。
題型五 無數據或數據缺失的計算
（2023 慈溪市校級模擬）有甲、乙、丙、丁四種物質，它們的微觀示意圖和在密閉容器中反應的質量變化如下表所示。下列說法正確的是（　　）
物質序號 甲 乙 丙 丁
微觀示意圖
反應前質量/g 68 100 0 0
反應后質量/g 0 4 x y
A．x：y＝9：32
B．乙、丙、丁都是氧化物
C．該反應中只有硫元素的化合價發生了改變
D．反應前后元素的種類發生了變化
【解答】解：由分子結構模型以及反應前后物質質量的變化情況可知，該反應的反應物是硫化氫和氧氣，生成物是水和二氧化硫，化學方程式表示為：2H2S+3O22SO2+2H2O。
A．由化學方程式2H2S+3O22SO2+2H2O可知，反應后生成的水和二氧化硫的質量比為：（18×2）：（64×2）＝9：32，故正確；
B．氧化物是由兩種元素組成，且其中一種元素是氧元素的化合物，反應過程中只有二氧化硫和水屬于氧化物，故錯誤；
C．該反應中，硫元素由﹣2價變成+4價，氧元素的化合價由0價變成﹣2價，故錯誤；
D．由質量守恒定律可知，化學反應前后，元素的種類均不改變，故錯誤。
故選：A。
（2023 鎮海區模擬）某化學反應的反應物和生成物的微觀示意圖及反應前后的質量如下表所示，下列有關該反應的說法正確的是（　　）
物質 甲 乙 丙 丁
微觀示意圖
反應前質量/g 32 200 1 0
反應后質量/g 0 x y z
A．甲物質由碳原子和氫原子直接構成
B．該反應屬于置換反應
C．參加反應的反應物分子個數比為1：1
D．x+y+z＝233
【解答】解：由化學反應的反應物和生成物的微觀示意圖可知，該反應的方程式是：CH4+2O2CO2+2H2O。
A、由物質的構成可知，甲物質由甲烷分子構成的，故A說法不正確；
B、由物質的構成可知，該反應的生成物是兩種化合物，不符合置換反應的特點，故B說法不正確；
C、由方程式可知，參加反應的反應物分子個數比為1：2或2：1，故C說法不正確。
D、由質量守恒定律可知，x+y+z＝32+200+1＝233，故D說法正確。
故選：D。
題型六 實驗類計算
（2024 青田縣模擬）小明為測量某品牌碳酸鈣顆粒中碳酸鈣的質量分數，采用不同的方法。
組序 反應前總質量/克 反應后總質量/克 二氧化碳的質量/克
1 237.71 237.25 0.46
2 232.06 231.62 0.44
3 220.00 219.58 0.42
（1）方法一：體積法。利用如圖甲所示的裝置進行實驗，經檢查該裝置氣密性良好。先將空注射器活塞從20毫升處開始推至底部，流入量筒內水的體積為13毫升；然后，實驗中將20毫升的稀鹽酸（足量）注入錐形瓶中與樣品充分反應后，排出水的體積記為V，則生成二氧化碳的體積為 毫升。
（2）方法二：質量法。利用如圖乙所示的裝置，檢測氣密性良好后，取該品牌碳酸鈣顆粒2克與足量鹽酸反應，比較反應前后的總質量求出了生成二氧化碳的質量，重復3次實驗，得到數據如表1所示。根據表格數據，計算出該品牌碳酸鈣顆粒中碳酸鈣的質量分數。（CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，鈣片中的其它成分不與鹽酸反應） 。
（3）從測量精確度角度考慮，你認為以上兩種方法中哪種方法較好并說說你的理由。 。
【解答】解：（1）實驗中將20毫升的稀鹽酸（足量）注入錐形瓶中與樣品充分反應后，排出水的體積記為V，20毫升的稀鹽酸注入錐形瓶中會占據錐形瓶內的體積，則生成二氧化碳的質量為V﹣20毫升；
（2）二氧化碳的質量要求三次測出的平均值，則二氧化碳的質量為＝0.44g，
設該品牌2g碳酸鈣顆粒中碳酸鈣的質量為x，
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 0.44g
＝
x＝1g
該品牌碳酸鈣顆粒中碳酸鈣的質量分數為×100%＝50%；
（3）方法一較好，因為方法一中進入量筒中的體積是加入的鹽酸體積與生成二氧化碳的體積之和，得到的二氧化碳的體積比較準確，而方法二中球形干燥管的另一端與空氣相連，會吸收空氣中的水蒸氣，使反應后總質量偏大，得到二氧化碳的質量偏大，計算得到的碳酸鈣質量偏大，質量分數也偏大。
（2024 舟山模擬）鐵粉在潮濕的空氣中容易生銹。現有a克部分生銹的鐵粉樣品，小金同學按如圖所示裝置進行實驗，測定該樣品中氧化鐵的質量分數。（鐵銹按氧化鐵處理）
（1）該實驗裝置存在不足之處，請改正 。
（2）B裝置中，在導管口連接一只帶孔玻璃球泡的目的是 。
（3）實驗過程中，小金認為CO氣體起到多個作用：①作為氧化劑；②實驗開始時，排盡裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸：③將反應生成的CO2氣體完全壓入B裝置中。你認為以上說法合理的是 。
（4）完全反應后，小金同學稱得裝置B增重c克，則該鐵粉樣品中氧化鐵的質量分數為 。
【解答】解：（1）一氧化碳有毒，與氫氧化鈣不反應，因此一氧化碳需要進行處理；該實驗裝置存在不足之處，需要在B裝置中右側的導管導出的氣體進行點燃處理；
（2）乙裝置中，在導管口連接一只帶孔玻璃球泡的目的是：增大反應物的接觸面積；
（3）CO氣體除作為反應物外，還能起到的作用是：①作為還原劑；②實驗開始時，排盡裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸；③將A裝置中的CO2送入乙裝置的溶液中，故選：②③；
（4）完全反應后，小金同學稱得裝置乙增重c克，生成二氧化碳的質量為c，
設樣品中氧化鐵的質量為x，
3CO+Fe2O32Fe+3CO2，
160 132
x cg
＝，x＝g；該鐵粉樣品中氧化鐵的質量分數為：×100%＝×100%。
基礎鞏固
（2024 杭州二模）手機芯片的核心材料是高純硅，工業冶煉高純硅過程中涉及了如下化學反應：SiCl4+2H2Si+4X，下列說法錯誤的是（　　）
A．該反應中X的化學式為HCl
B．該反應屬于置換反應
C．該反應中分子種類發生改變
D．該反應中化合價升高的元素是氯元素
【解答】解：A、由分析可知，該反應中X的化學式為HCl，故選項說法正確。
B、該反應是SiCl4+2H2Si+4HCl，符合單換單、價改變的特點，屬于置換反應，故選項說法正確。
C、化學反應中分子種類一定改變，所以該反應中分子種類發生改變，故選項說法正確。
D、反應前后氯元素的化合價都是﹣1，反應前氫元素的化合價是0，反應后氫元素的化合價是+1，所以該反應中化合價升高的元素是氫元素，故選項說法錯誤。
故選：D。
（2024 西湖區模擬）下列四個圖像反映對應變化關系正確的是（　　）
A．圖（1）是一定量的鎂在過量的氧氣中充分燃燒
B．圖（2）是紅磷在密閉容器中燃燒
C．圖（3）是等質量的碳酸鈣與足量溶質質量分數相同的稀鹽酸反應
D．圖（4）是電解水實驗，生成的氫氣和氧氣之間的質量關系
【解答】解：A、一定量的鎂在過量的氧氣中充分燃燒，參加反應的鎂和氧氣的質量之和等于生成的氧化鎂的質量，隨著反應的進行，鎂和氧氣的質量減少，生成的氧化鎂的質量增加，反應過程中消耗的鎂的質量大于消耗的氧氣的質量，故選項圖像正確；
B、紅磷在密閉容器中燃燒，與氧氣反應生成五氧化二磷固體，固體的質量逐漸增加，至完全反應不再發生改變，故選項圖像錯誤；
C、碳酸鈣的質量相等，與足量的稀鹽酸反應最終生成二氧化碳的質量相等；反應物的接觸面積越大，反應越劇烈，粉末狀的碳酸鈣與稀鹽酸反應的速率快，至完全反應所需時間短，故選項圖像錯誤；
D、通電分解水，生成氫氣和氧氣的體積（而不是質量）之比為2：1，故選項圖像錯誤；
故選：A。
（2024 甌海區一模）某興趣小組在研究Zn﹣Cu合金、Zn﹣Fe合金、Fe﹣Al合金、Fe﹣Cu合金時，發現其中一種合金9g與足量稀鹽酸充分反應產生了0.4g氣體，該合金可能是（　　）
A．Zn﹣Cu合金 B．Zn﹣Fe合金 C．Fe﹣Al合金 D．Fe﹣Cu合金
【解答】解：金屬活動性順序中，氫前面的金屬能與稀鹽酸反應生成氫氣，氫后面的金屬不能與稀鹽酸反應產生氫氣。銅位于氫后，不與稀鹽酸反應，鋅、鐵、鋁位于氫前，都能與稀鹽酸反應產生氫氣。
設生成0.4g氫氣時消耗的鋅、鐵、鋁的質量分別為x、y、z，則
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑
65 2
x 0.4g
解得x＝13g
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
y 0.4g
解得y＝11.2g
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54 6
z 0.4g
解得z＝3.6g
由于合金9g與足量稀鹽酸充分反應產生了0.4g氣體，那么合金中成分金屬生成0.4g氫氣，需要金屬質量要有大于9g和小于9g的，或有金屬與酸不反應生成氫氣和需要金屬質量小于9g的。
A、生成0.4g氫氣，需要Zn質量13g＞9g，Cu不反應，不符合題意；
B、生成0.4g氫氣，需要Zn質量13g＞9g，Fe質量11.2g＞9g，不符合題意；
C、生成0.4g氫氣，需要Fe質量11.2g＞9g，Al質量3.6g＜9g，符合題意；
D、生成0.4g氫氣，需要Fe質量11.2g＞9g，Cu不反應，不符合題意。
故選：C。
（2024 舟山模擬）在半導體硅元件生產中，常用氫氟酸（HF）來清除硅表面的氧化膜，反應原理可表示為SiO2+6HF═H2SiF6+2X。已知硅元素顯+4價。下列說法錯誤的是（　　）
A．生成物X的化學式是H2O
B．H2SiF6中氟元素顯﹣1價
C．該反應是復分解反應
D．地殼中硅元素含量僅次于氧元素
【解答】解：A、由質量守恒定律：反應前后，原子種類、數目均不變，反應前硅、氧、氫、氟原子個數分別為1、2、6、6，反應后的生成物中硅、氧、氫、氟原子個數分別為1、0、2、6，根據反應前后原子種類、數目不變，則2X分子中含有4個氫原子和2個氧原子，則每個X分子由2個氫原子和1個氧原子構成，則物質X的化學式為H2O，故選項說法正確；
B、氫元素顯+1價，硅元素顯+4價，設氟元素的化合價是x，根據在化合物中正負化合價代數和為零，可得：（+1）×2+（+4）+6x＝0，則x＝﹣1價，故選項說法正確；
C、該反應不是兩種化合物相互交換成分生成兩種新的化合物的反應，不屬于復分解反應，故選項說法錯誤；
D、地殼中硅元素含量僅次于氧元素，故選項說法正確；
故選：C。
（2024 西湖區模擬）一包混合均勻的不純碳酸鈉固體，雜質可能是CuSO4、KNO3、CaCl2、NaHCO3中的一種或幾種。現取該樣品溶于水得到無色澄清溶液；另取樣品10.6 g，加入100 g稀硫酸恰好完全反應，產生氣體4.2 g（已知H2SO4+2NaHCO3═Na2SO4+2H2O+2CO2↑），則下列判斷不正確的是（　　）
A．樣品中一定沒有CuSO4、CaCl2
B．樣品中一定含有KNO3，可能含有NaHCO3
C．樣品中一定含有NaHCO3，可能含有KNO3
D．所加的稀硫酸溶質的質量分數小于9.8%
【解答】解：由于溶液是無色，故一定不會含有硫酸銅，又有碳酸鈉能與氯化鈣反應產生白色沉淀，所以一定不會含有氯化鈣；
設10.6g純凈的碳酸鈉生成二氧化碳質量為x，消耗硫酸的質量為y，
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106 98 44
10.6g y x
106：44＝10.6g：x
x＝4.4g
106：98＝10.6g：y
y＝9.8g
由于若雜質是碳酸氫鈉也能生成二氧化碳，且碳酸氫鈉的相對分子質量比碳酸鈉小，所以同質量的碳酸氫鈉比碳酸鈉生成的二氧化碳要多，故雜質中可能含有碳酸氫鈉，但不能全部是碳酸氫鈉，硝酸鉀一定含有；由于生成二氧化碳的質量小于4.4g，所以硫酸的質量分數一定小于9.8%，所以：
A、樣品中一定沒有CuSO4、CaCl2，故A正確；
B、樣品中一定含有KNO3，可能含有NaHCO3，故B正確；
C、樣品中可能含有NaHCO3，一定含有KNO3，故C錯誤；
D、所加的稀硫酸溶質的質量分數小于9.8%，故D正確。
故選：C。
（2024 西湖區模擬）最近，科學家研制出一種紙質電池，這種“軟電池”采用薄層紙片作為載體和傳導體，在一邊附著鋅，在另一邊附著二氧化錳。電池總反應為：Zn+2MnO2+X═ZnO+2MnOOH．下列說法正確的是（　　）
A．X為H2O
B．該反應中MnO2為催化劑
C．該反應為復分解反應
D．該反應中鋅元素的化合價沒有發生改變
【解答】解：A、由Zn+2MnO2+X═ZnO+2MnOOH可知，反應前后鋅原子都是1個，錳原子都是2個，反應后氧原子是3個，反應前應該是3個，其中1個包含在X中，反應后氫原子是2個，反應前應該是2個，包含在X中，因此X是H2O，該選項說法正確；
B、該反應中MnO2為反應物，該選項說法不正確；
C、反應物中含有單質，不是復分解反應，該選項說法不正確；
D、該反應中鋅元素的化合價由0變成+2，故選說法不正確。
故選：A。
（2024 西湖區校級二模）“化學——我們的生活，我們的未來”
（1）電解食鹽水制燒堿：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+X↑，則X的化學式是 。
（2）如用刀片將玉米子粒從中央縱向剖開，在剖面上滿一滴碘液，被染成藍色的是 。
【解答】解：（1）根據反應的化學方程式可知反應物中鈉、氯、氫、氧原子個數分別為2、2、4、2，反應后的生成物中鈉、氯、氫、氧原子個數分別為2、2、2、2，根據反應前后原子種類、數目不變，則每個X分子由2個氫原子構成，則物質X的化學式為H2，故答案為：H2；
（2）淀粉遇碘液變為藍色，淀粉儲存在胚乳中，故答案為：胚乳。
（2024 玉環市模擬）碳酸鈉俗稱純堿，是重要的化工原料。我國化學先驅侯德榜發明的“侯氏制堿法”使我國在上世紀20年代的制堿工藝得到了極大的提升。化學反應2NaHCO3Na2CO3+X+CO2↑，是制堿工藝中的一環。
（1）上述化學方程式中X的化學式是 。
（2）生成物中的Na2CO3在物質分類上屬于 。
（3）從化學反應類型角度分析，上述化學反應屬于 。
【解答】解：（1）由質量守恒定律：反應前后，原子種類、數目均不變，由反應的化學方程式，反應前鈉、氫、碳、氧原子個數分別為2、2、2、6，反應后的生成物中鈉、氫、碳、氧原子個數分別為2、0、2、5，根據反應前后原子種類、數目不變，則每個X分子由2個氫原子和1個氧原子構成，則物質X的化學式為H2O。
（2）碳酸鈉是由鈉離子和碳酸根離子構成的化合物，屬于鹽。
（3）由2NaHCO3Na2CO3+X+CO2↑，該反應符合“一變多”的形式，符合分解反應的特征，屬于分解反應。
（2024 鹿城區校級三模）2024年4月30日18時，神舟十七號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。載人飛船中常用過氧化鈉（Na2O2）作為氧氣再生劑，該物質在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣，化學方程式為：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2。為了驗證該反應中氧氣的產生，某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗。
（1）寫出裝置A中發生反應的化學方程式 。
（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是 。
（3）D瓶收集氣體驗滿的操作是 。
【解答】解：（1）裝置A中石灰石的主要成分碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的化學方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是C中澄清石灰水變渾濁。
（3）D瓶檢驗氧氣是否收集滿時，應將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，說明已集滿。
故答案為：
（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）C中澄清石灰水變渾濁；
（3）將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，說明已集滿。
（2024 鹿城區校級三模）我國科學家成功利用二氧化碳人工合成葡萄糖，該方法先用碳電還原法將二氧化碳轉化為醋酸，再利用微生物發酵獲得葡萄糖，如圖所示。
（1）通電條件下，裝置1中CO2分解成CO和常見氣體單質X，X的化學式為 。
（2）從物質分類的角度看，該方案的中間產物醋酸（C2H4O2）屬于化合物中的 。
（3）合成葡萄糖的總化學方程式為：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2，則理論上合成葡萄糖所需CO2與H2O的質量比為 。（填最簡整數比）
【解答】解：（1）通電條件下，裝置1中CO2分解成CO和常見單質X，該反應的化學方程式為2CO22CO+X，根據質量守恒定律可知，反應前后原子種類、個數不變，反應前C、O原子個數分別為2、4，反應后已知的生成物中C、O原子個數分別為2、2，則X的化學式為O2。
（2）含有碳元素的化合物一般為有機物，從物質分類的角度看，該方案的中間產物醋酸（C2H4O2）屬于化合物中的有機化合物；
（3）二氧化碳合成葡萄糖的原理為6CO2+6H2OC6H12O6+6O2，則理論上合成葡萄糖所需CO2與H2O的質量比為[6×（12+16×2）]：[6×（1×2+16×1）]＝22：9。
故答案為：
（1）O2；
（2）有機化合物；
（3）22：9。
能力提升
（2024 鹿城區校級一模）為了在2060年之前實現“碳中和”的目標，中國正在加快氫能、新能源汽車等相關技術和產業的發展，為宜居地球和綠色地球貢獻中國力量。請回答下列問題：
（1）單質硼（B）可與水反應制取氫氣，化學方程式為：2B+6H2O2B（OH）3+3H2↑，該化學反應屬于 反應（填化學反應的基本類型）。
（2）合金Mg2Cu是一種潛在的儲氫材料，該合金在一定條件下完全吸收氫氣發生反應：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。MgH2固體與水混合，會反應生成Mg（OH）2并釋放出H2，該反應的化學方程式為 。
（3）目前大多新能源電動汽車使用鋰電池驅動。鋰電池中的正極材料之一為LiFePO4，已知LiFePO4中Li和P元素的化合價分別為+1價和+5價，則Fe的化合價為 價。
【解答】解：（1）單質硼（B）可與水反應制取氫氣，化學方程式為：2B+6H2O2B（OH）3+3H2↑，該反應是一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應，屬于置換反應。
（2）MgH2固體與水混合，會反應生成Mg（OH）2并釋放出H2，反應的化學方程式為MgH2+2H2O═Mg（OH）2+2H2↑。
（3）LiFePO4中Li和P元素的化合價分別為+1價和+5價，氧元素顯﹣2價，設鐵元素的化合價是x，根據在化合物中正負化合價代數和為零，可得：（+1）+x+（+5）+（﹣2）×4＝0，則x＝+2價。
故答案為：
（1）置換；
（2）MgH2+2H2O═Mg（OH）2+2H2↑；
（3）+2。
（2024 柯橋區模擬）造紙術是中國四大發明之一，請根據題意回答問題：
（1）造紙過程中需要將生石灰和草木灰（主要成分K2CO3）混合配制浸泡用的“灰水”，該過程中發生的化學反應有： （寫一個化學方程式）。小柯同學為了檢驗反應所得的上層清液中是否存在，設計了如下的實驗方案，請你對該方案作出評價并說明理由 。
實驗方案 現象 結論
取適量樣品于試管中，滴加少量稀鹽酸 溶液無氣泡生成 溶液中不含
（2）小柯進行了下一個實驗：測定m克草木灰中K2CO3的含量（忽略草木灰中其他成分對實驗的影響，常溫常壓下，二氧化碳的密度為ρ克/毫升）。
①小柯利用如圖裝置開展實驗，用排水法測量產生氣體的體積，請正確繪制集氣瓶中的導管。
②正確連接裝置后，通過注射器向錐形瓶中持續注入稀硫酸至10毫升時，瓶內不再產生氣泡，最終在量筒內收集到48毫升水。為了減小水殘留在導管中等因素的影響，小柯用相同的實驗裝置，向錐形瓶中注入10毫升水，最終在量筒中只收集到4毫升水，則測得草木灰中K2CO3含量約為 （用m、ρ等表示）。
【解答】解：（1）生石灰是氧化鈣的俗稱，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鉀反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鉀，反應的化學方程式分別為CaO+H2O═Ca（OH）2、Ca（OH）2+K2CO3═CaCO3↓+2KOH，根據上述分析可知，上層清液中一定有KOH，加入鹽酸，鹽酸先于KOH反應，KOH完全消耗后，才可能與碳酸鉀反應，則該實驗方案不合理，理由是加入鹽酸的量少，只與堿發生反應，沒有與碳酸鉀反應產生氣體；
（2）①二氧化碳的密度小于瓶內液體的密度，集氣瓶中的導管應短進長出，便于排出集氣瓶的水，得到較準確的氣體體積，則正確繪制集氣瓶中的導管為；
②根據題意可知，反應過程中生成二氧化碳的體積為48毫升﹣4毫升＝44毫升，則二氧化碳的質量為44毫升×ρ克/毫升＝44ρ克；
設m克草木灰中碳酸鉀的質量為x，
K2CO3+H2SO4＝K2SO4+CO2↑+H2O
138 44
x 44ρ克
＝
x＝138ρ克
則測得草木灰中K2CO3含量約為×100%＝%。
【新考法】（2024 杭州一模）二氧化碳是光合作用的原料，當二氧化碳濃度太低時，植物的光合作用速率會減低甚至停止。圖甲是自然狀態下大棚內二氧化碳濃度隨時間變化的曲線圖，日出后隨著光照的增強二氧化碳濃度不斷降低。圖乙為一天中光照強度隨時間的變化曲線。為提高棚內蔬菜瓜果的產量，人們常常向大棚內補充二氧化碳，以增強光合作用的強度。
（1）植物經過一夜的呼吸作用，使大棚內二氧化碳的濃度升高，產生的二氧化碳從植物葉片上的 （填結構）離開植物體內，進入大氣。但是白天二氧化碳的濃度又會下降，結合圖甲、圖乙，分析從7：00到11：00大棚內二氧化碳濃度變化的原因 。
（2）圖丙是一種“二氧化碳發生器”的裝置圖，在反應倉內放入原料碳酸氫銨（NH4HCO3），啟動加熱裝置后發生化學反應：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。反應生成的混合氣體進入水箱，其中氨氣（NH3）溶于水并留在水箱中，二氧化碳經過出氣管由排氣裝置排放到大棚的空氣中，為棚內蔬菜提供光合作用所需的原料。結合下表中氨氣與二氧化碳在水中的溶解度，解釋氨氣留在水箱中而二氧化碳逸出的原因 。
溫度 溶解度（克） 物質 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NH3 89.9 68.3 52.9 40.9 31.6
CO2 0.33 0.23 0.17 0.13 0.1
（3）大棚內裝有二氧化碳濃度及光感雙控裝置，當棚內二氧化碳濃度值低于0.1%時加熱裝置自動啟動，分解NH4HCO3產生CO2，使大棚內CO2%維持在0.1%～0.12%；日落時光照減弱，加熱裝置自動關閉，停止產生CO2。已知該二氧化碳發生器中碳酸氫銨的分解速率為0.79千克/小時，請結合圖甲計算該二氧化碳發生器一天中產生CO2的質量為 千克。
【解答】解：（1）產生的二氧化碳從植物葉片上的氣孔離開植物體內，進入大氣；植物的光合作用會消耗空氣中的二氧化碳，從7：00到11：00時，光照強度增大，植物的光合作用增強，會吸收大量的二氧化碳，因此大棚內二氧化碳濃度減低；故答案為：氣孔；從7：00到11：00時，光照強度增大，植物的光合作用增強，會吸收大量的二氧化碳，因此大棚內二氧化碳濃度減低；
（2）由表格中的數據可知，相同溫度下，氨氣的溶解度遠遠大于二氧化碳的溶解度，因此氨氣留在水箱中而二氧化碳逸出；故答案為：相同溫度下，氨氣的溶解度遠遠大于二氧化碳的溶解度；
（3）由圖甲可知，約在9：00時，空氣中二氧化碳的含量低于0.1%，在17：00時，加熱裝置自動關閉，停止產生CO2。則碳酸氫銨分解的時間為8小時，消耗碳酸氫銨的質量為0.79千克/小時×8小時＝6.32千克，設生成二氧化碳的質量為x，則：
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
79 44
6.32kg x
x＝3.52kg
答：該二氧化碳發生器一天中產生CO2的質量約為3.52kg。
（2024 杭州模擬）家庭食用堿的主要成分是Na2CO3為測定食用堿中Na2CO3的質量分數。小金取了40 g食用堿平均分成四份，每份中滴入CaCl2溶液的質量及生成沉淀的質量見表，假設該食用堿中不含難溶性雜質且雜質均不與CaCl2溶液產生沉淀，分析回答：
實驗一 實驗二 實驗三 實驗四
食用堿的質量/g 10 10 10 10
加入CaCl2溶液的質量/g 20 40 60 80
生成沉淀的質量/g 3 6 8 m
（1）表格中m的值應為 ；
（2）Na2CO3在實驗 （填數字）中是反應完全的；
（3）計算該食用堿中Na2CO3的質量分數是多少（結果精確到0.1%）？
【解答】解：（1）由表中的數據可知，每加入20g氯化鈣溶液得到3g沉淀，而加入60g氯化鈣溶液得到8g沉淀，說明碳酸鈉已完全反應，則加入80g氯化鈣溶液也得到8g沉淀，則m＝8。
（2）由上述分析可知，碳酸鈉在實驗三、四中是完全反應。
（3）設10g食用堿中 Na2CO3的質量分數為x。
CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl
106 100
10gx 8g
解得：x＝84.8%
答：該食用堿中Na2CO3的質量分數是84.8%。
故答案為：（1）8；
（2）三、四；
（3）84.8%。
（2024 舟山模擬）為了更好地培養學生的實驗探究能力，加強科學綜合性實踐活動，某校興趣小組欲測定金華雙龍洞”石筍”中碳酸鈣的含量，實驗過程如下：取一定量的石筍樣品碾碎，放置于燒杯中，加入80g稀鹽酸，將燒杯置于電子秤上，在化學反應過程中對燒杯及其剩余物質進行了5次讀數，記錄數據如表（反應后經測試鹽酸仍有剩余，假設反應勻速進行，生成氣體全部逸出，雜質不與鹽酸反應，燒杯質量為20g）：
反應時間/s 20 40 60 80 100
燒杯和藥品質量/g 113.8 111.6 m 110.5 110.5
請計算：
（1）稱得固體質量為 克。
（2）表中的m值為 。
（3）計算該石筍樣品中碳酸鈣的質量分數。（結果保留一位小數）。
【解答】解：（1）反應勻速進行，由20s﹣40s可知生成二氧化碳質量是113.8g﹣111.6g＝2.2g，稱得固體質量為113.8g+2.2g﹣80g﹣20g＝16g。
故答案為：16。
（2）40s﹣80s時，生成二氧化碳質量是1.1g，說明60s時，碳酸鈣已經完全反應，表中的m值為110.5。
故答案為：110.5。
（3）反應生成二氧化碳質量是116g﹣110.5g＝5.5g。
設該石筍樣品中碳酸鈣的質量分數是x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
16gx 5.5g
＝
x≈78.1%
答：該石筍樣品中碳酸鈣的質量分數是78.1%。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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