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2025中考復習專題08 化學計算(含解析)

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2025中考復習專題08 化學計算(含解析)

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專題08 化學計算
一、中考科學試卷中化學計算題也是必考的內容
(1)坐標(圖像)計算
借助數學方法中的坐標圖,把多個元素對體系變化的影響用函數圖像直觀的表示出來。坐標系中的函數圖不僅能表示化學反應,還能較好地反映化學變化的過程,經常是質量分數和化學方程式的綜合應用。解決這類題的辦法,應該仔細分析函數圖象中橫、縱坐標所表示的不同量,以及“三點一圖趨勢”:即起點、拐點、終點和圖像變化趨勢,分析其含義。特別是要重點了解拐點表示對應兩種物質一定恰好完全反應,這是此類題的關鍵。
(2)表格計算
表格數據型化學計算:這是一類有關數據分析處理的綜合計算題型,這類題目解題的關鍵是找出兩種物質恰好完全反應的數據進行計算。
(3)文字敘述型計算:
文字敘述型化學計算、解決綜合計算的關鍵在于通過閱讀、理解和分析,尋找其中某一個純凈物質量(純量)再根據化學式的計算分別求解相關純凈物的質量。
注意事項:有關化學方程式的計算中
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
二、化學式的相關計算
以化合物AaBb為例,可推導出下列計算公式
1.相對分子質量:相對分子質量=A的相對原子質量×a+B的相對原子質量×b;
2.A、B原子個數比==
3.A、B元素質量比==
4.A元素的質量分數=A元素的質量分數=×100%
5.A元素的質量=化合物(AaBb)質量×A元素的質量分數
三、有關溶液的計算
1.溶液質量=溶質質量+溶劑質量
溶質質量分數=×100% 變形后為:溶質質量=溶液質量×溶質質量分數
2.溶液稀釋計算主要是根據稀釋前后溶質質量相等列式:若濃溶液的質量為m濃,質量分數為a%,加m水稀釋后質量分數為b%,則可列式為:m濃·a%=(m濃+m水)·b%
3.化學方程式反映的是純凈物間的質量關系,涉及到的一般都是溶液中的溶質的質量,常要用到的公式:m溶質=m溶液×a%,然后把得到的溶質的質量代入方程式計算。
四、化學方程式進行純凈物質間的計算
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
此內容是本課時的拓展,一類習題可根據質量守恒定律的定義或實質,利用反應物前后物質或元素質量守恒進行計算。另一類習題還可根據反應前后物質質量之差,算出氣體或沉淀物的質量,再進行化學方程式的計算。
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。
注意事項:
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。
題型1有關化學式的計算 3
題型2根據化學方程式的計算 4
題型3有關溶液的計算 7
題型4綜合計算 9
題型1有關化學式的計算
1.某固體混合物由硫化鈉(Na2S)和亞硫酸鈉(Na2SO3)兩種物質組成。已知該固體混合物中硫元素的質量分數為32%。則該固體混合物中氧元素的質量分數為(  )
A.38.4% B.37.6% C.36.8% D.22%
2.某氣體由SO2、H2、CO2中的一種或幾種氣體混合而成。現測知該氣體中氧元素的質量分數為50%,則該氣體的組成情況不可能是(  )
A.SO2 B.H2、CO2
C.SO2、H2、CO2 D.SO2、H2
3.只含銅、氧兩種元素的固體樣品9.0克,測得其中含銅元素的質量為8.0克。已知銅的氧化物有CuO和Cu2O,下列說法正確的是(  )
A.固體樣品的組成有2種情況
B.固體樣品可能是CuO和Cu2O的混合物
C.固體樣品一定是Cu2O
D.若固體樣品由兩種物質組成,則它們的質量比為5:4(或4:5)
4.某氣體可能含有C、H2、CH4中的一種或幾種,化學小組同學為了確定氣體成分。設計如圖所示裝置并進行實驗(裝置氣密性良好且實驗前后均通入N2一段時間,試劑足量且反應充分)。
查閱資料:濃硫酸有很好的吸水性,堿石灰固體能吸收水和二氧化碳,CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O。實驗結束后測得各裝置質量變化如表所示:
裝置 A B C
質量變化 m1 m2 m3
下列說法中,正確的是(  )
①若,則該氣體中一定只有CO
②若,則該氣體中一定只有CH4
③若,則該氣體可能的組成情況有兩種
④若,則該氣體可能的組成情況有四種
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
5.康康同學對化學中的計算問題十分感興趣,他命制了兩道試題請同學解答。
(1)試題1:將相同質量的Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3四種鹽分別投入足量的同濃度的稀鹽酸中,充分反應后,產生CO2最多的是 。
(2)試題2:在由上述四種鹽組成的混合物中,若氧元素的質量分數32%,則混合物中碳元素的質量分數為 。
題型2根據化學方程式的計算
6.已知草酸鈣(化學式CaC2O4)比碳酸鈣受熱更易分解,草酸鈣受熱分解的化學方程式為CaCO3+CO↑。將12.8g草酸鈣固體高溫加熱一段時間后,剩余的固體質量為7.8g。下列有關說法:①剩余固體為混合物;②向剩余固體中加入過量的稀鹽酸,一定有氣泡產生;③此實驗中得到的氣體為純凈物;④剩余固體中含有鈣元素的質量為4.0g;⑤產生氣體的總質量為2.8g;⑥將剩余固體繼續高溫加熱至不再產生氣體,剩余固體質量為5.6g。其中正確的有(  )
A.2個 B.3個 C.4個 D.5個
7.某補鈣劑主要成分為碳酸鈣(其他成分不溶于水也不與酸反應)。為了測定補鈣劑中碳酸鈣的質量分數,諾諾同學稱取20g補鈣劑放入燒杯中,再將80g稀鹽酸分四次加入,充分反應后,測得的實驗數據如表所示,下列不正確的是(  )
第1次 第2次 第3次 第4次
加入稀鹽酸的質量(g) 20 20 20 20
燒杯中剩余物質的質量(g) 38.2 a 75.6 95.6
A.實驗全部完成后,燒杯中的溶質為CaCl2和HCl
B.80克稀鹽酸完全反應可以生成4.4克CO2
C.補鈣劑中碳酸鈣的質量分數是50%
D.a為56.4
8.取放置在空氣中一段時間的氧化鈣樣品22g,加入足量鹽酸,產生4.4gCO2,再向剩余溶液中加入足量的Na2CO3溶液,充分反應后,過濾得到沉淀質量為30g。下列說法正確的是(  )
A.原樣品中一定含有三種物質
B.原樣品中碳酸鈣的質量為12g
C.原樣品中可能含有氫氧化鈣
D.原樣品中鈣元素的質量分數為48%
9.2022年11月30日,六名中國航天員首次在中國空間站實現“太空會師”。宇宙飛船或潛水艇中的氧氣可以通過電解水產生,也可以采用金屬過氧化物等氧氣再生劑產生。如:過氧化鈉(Na2O2)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。為了驗證該反應中有氧氣產生,某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗。
(1)A中發生反應的化學方程式為 ;檢查A裝置的氣密性的方法是:將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住,往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口,若能觀察到 ,即可證明裝置不漏氣。
(2)表明二氧化碳被過氧化鈉完全吸收的現象是 。
(3)D裝置收集到的氣體是 ,若從a端進氣請將D裝置中導管補充完整。
(4)D裝置中氣體驗滿的操作是 。
(5)常溫下水也能與Na2O2反應,生成氧氣和氫氧化鈉。若實驗結束后B中的Na2O2有剩余,則取少量該固體放入水中產生的現象是 。
(6)若空間站有6名航天員,每人每分鐘消耗的氧氣0.001kg,則該空間站中每天需要電解水多少千克?(請通過化學方程式計算)
10.實驗室開放日,同學們用稀鹽酸和石灰石反應制取二氧化碳(石灰石中的雜質既不溶于水也不和酸反應),反應結束后,同學們對反應后溶液的成分進行了如下探究:取反應后的溶液50g于燒杯中,逐滴滴入碳酸鈉溶液,產生的氣體總質量、沉淀總質量與滴入碳酸鈉溶液總質量的關系如下表所示:
碳酸鈉溶液總質量/g 25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0
氣體總質量/g 1.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
沉淀總質量/g 0 0 2.5 5.0 m n 9.0 9.0
(1)所取的反應后50g溶液中溶質是 。
(2)表中n= 。
(3)如圖中w點的橫坐標是 。
(4)所用碳酸鈉溶液溶質的質量分數是 ?(寫出計算過程)
題型3有關溶液的計算
11.30℃時,向盛有100g水的燒杯甲、乙中,分別加入40gKNO3、NaCl兩種固體,充分溶解。依據KNO3、NaCl的溶解度表中數據和實驗,下列推斷正確的是(  )
溫度 KNO3 NaCl
20℃ 31.6g 36.0g
30℃ 45.8g 36.3g
A.甲中溶質的質量分數為 40%
B.乙中溶質與溶劑的質量比為 4:10
C.降溫至 20℃,甲、乙中溶液質量相等
D.在20℃到30℃的溫度范圍內,某溫度下甲、乙溶解度相等
12.研究溶液對生產、生活有重要的意義。如表是NaCl和KNO3在不同溫度下的溶解度。
溫度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g NaCl 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4
KNO3 13.3 31.6 63.9 110 169
(1)20℃時,NaCl的溶解度為 g。
(2)NaCl的飽和溶液中含有少量KNO3,提純NaCl,采用的方法是 (選填“蒸發結晶”或“降溫結晶”)。
(3)根據圖示實驗和溶解度表,下列說法不正確的是 。
A.若a是NaCl,則③中的溶液是不飽和溶液
B.若a是NaCl,則④中溶質的質量分數約為27.2%
C.若a是KNO3,則③到④溶液由不飽和轉化為飽和
D.實驗證明溶液是否飽和與溫度、溶質的量和溶劑種類有關
13.某化學興趣小組通過實驗測定石灰石中CaCO3的含量(假定石灰石中只含有CaCO3以及不與稀鹽酸反應的雜質)。將50g石灰石加入到200g稀鹽酸中恰好完全反應,將產生的CO2通入到足量的NaOH溶液中(假定CO2全部被NaOH溶液吸收),測得NaOH溶液增加的質量隨時間變化如圖所示。請回答下列問題。
(1)完全反應后生成CO2的質量為 g。
(2)石灰石中CaCO3的質量分數為 。
(3)所用稀鹽酸的溶質質量分數(寫出計算過程,結果精確到0.1%)。
14.家庭食用堿的主要成分是碳酸鈉(含少量的雜質氯化鈉)。小明同學用實驗的方法測定某品牌食用堿中碳酸鈉的質量分數:取三份食用堿樣品各12g,向其中分別加入一定質量分數的稀鹽酸,實驗數據如下表所示(忽略氣體溶解)。請分析表格中的數據,回答下列問題:
實驗一 實驗二 實驗三
稀鹽酸的質量/g 20.0 40.0 60.0
生成氣體的質量/g 2.2 m 4.4
(1)表中m= 。
(2)該品牌食用堿中碳酸鈉的質量分數(寫出計算過程,結果保留一位小數)。
(3)實驗所用稀鹽酸的溶質質量分數為 。
題型4綜合計算
(多選)15.取一定質量由Mg(OH)2和MgO組成的固體混合物樣品放于燒杯中,向燒杯中加入100g溶質質量分數為19.6%的稀硫酸,恰好完全反應,得到該溫度下的不飽和溶液108.4g。則下列說法中,正確的是(  )
A.所取固體混合物的質量為8.4g
B.反應中生成水的總質量為4g
C.所得溶液中溶質質量為12g
D.所取固體混合物中鎂元素的質量為4.8g
(多選)16.現有實驗室制取CO2的剩余廢液200g,測得其中只有CaCl2和HCl兩種溶質,向其中加入100g溶質質量分數為10.6%的Na2CO3溶液,恰好完全反應后過濾,得到一定質量的濾液和5g濾渣。則下列有關說法中,正確的是(  )
A.過濾后所得濾液質量為295g
B.原廢液中HCl質量分數為1.825%
C.原廢液中氫元素與鈣元素的質量比為1:20
D.最后所得濾液中溶質質量為11.7g
17.小藍同學為了測定某地區石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數,取該樣品15g,現將75g的稀鹽酸分三次加入石灰石樣品中,每次充分反應后測得生成氣體的質量,實驗數據如下表:
實驗 第一次 第二次 第三次
加入稀鹽酸的量/g 25 25 25
生成氣體的質量/g 2.2 m 1.1
(1)m的值是 g。
(2)充分反應后,產生CO2氣體的總質量為 g。
(3)求所用稀鹽酸的質量分數。(保留一位小數)
18.某同學取MgCl2和KCl固體混合物10.8g,加入50g水使其完全溶解。將100g一定濃度的KOH溶液平均分成5等份,依次加入到上述溶液中發生反應(其它物質之間均不發生反應)。生成沉淀的質量與KOH溶液的質量關系如下表:
實驗次數 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
KOH溶液的質量/g 20 20 20 20 20
產生沉淀的質量/g 1.45 m 4.35 5.8 5.8
請分析計算:
(1)表中m的值是 。
(2)第 次恰好完全反應。
(3)計算恰好完全反應時,所得溶液中溶質的質量分數(要寫出計算過程)。
19.硫酸亞鐵是一種重要的食品和飼料添加劑【主要成分為硫酸亞鐵晶體(FeSO4 xH2O)】。興趣小組同學稱取27.8g硫酸亞鐵晶體樣品置于氮氣流中加熱,使其完全分解,并利用熱分析儀測得殘留固體質量隨溫度的變化如圖所示。已知硫酸亞鐵晶體加熱會先失去結晶水,高溫時失去結晶水的固體會繼續分解生成氧化鐵粉末和兩種非金屬氧化物氣體。(硫的化合物通常有+4和+6價)
(1)硫酸亞鐵晶體加熱會先失去結晶水,反應為:FeSO4 xH2OFeSO4+xH2O↑。結合圖中數據推算,該反應中生成水的質量 g;方程式中x= 。
(2)m→n的化學方程式為 。
(3)完全分解27.8g硫酸亞鐵晶體,可得到氧化鐵 g,該晶體中含鐵元素的質量為 g。
20.用沉淀法可測定食用堿樣品中碳酸鈉的質量分數。取11g食用堿樣品(含少量的雜質氯化鈉),加水完全溶解制成100g溶液,逐次滴加溶質質量分數相同的氯化鈣溶液,實驗數據如表:
實驗次數 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次
加入CaCl2溶液的質量/g 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0
反應后溶液的總質量/g 118.0 136.0 154.0 M 191.0 211.0
請根據實驗數據分析解答下列問題:
(1)表中M的值為 ;
(2)計算該食用堿樣品中碳酸鈉的質量分數(寫出計算過程,結果精確到0.1%);
(3)請在圖中畫出生成的沉淀質量隨滴加氯化鈣溶液質量的變化關系圖(標出恰好完全反應時點的坐標)。專題08 化學計算
一、中考科學試卷中化學計算題也是必考的內容
(1)坐標(圖像)計算
借助數學方法中的坐標圖,把多個元素對體系變化的影響用函數圖像直觀的表示出來。坐標系中的函數圖不僅能表示化學反應,還能較好地反映化學變化的過程,經常是質量分數和化學方程式的綜合應用。解決這類題的辦法,應該仔細分析函數圖象中橫、縱坐標所表示的不同量,以及“三點一圖趨勢”:即起點、拐點、終點和圖像變化趨勢,分析其含義。特別是要重點了解拐點表示對應兩種物質一定恰好完全反應,這是此類題的關鍵。
(2)表格計算
表格數據型化學計算:這是一類有關數據分析處理的綜合計算題型,這類題目解題的關鍵是找出兩種物質恰好完全反應的數據進行計算。
(3)文字敘述型計算:
文字敘述型化學計算、解決綜合計算的關鍵在于通過閱讀、理解和分析,尋找其中某一個純凈物質量(純量)再根據化學式的計算分別求解相關純凈物的質量。
注意事項:有關化學方程式的計算中
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
二、化學式的相關計算
以化合物AaBb為例,可推導出下列計算公式
1.相對分子質量:相對分子質量=A的相對原子質量×a+B的相對原子質量×b;
2.A、B原子個數比==
3.A、B元素質量比==
4.A元素的質量分數=A元素的質量分數=×100%
5.A元素的質量=化合物(AaBb)質量×A元素的質量分數
三、有關溶液的計算
1.溶液質量=溶質質量+溶劑質量
溶質質量分數=×100% 變形后為:溶質質量=溶液質量×溶質質量分數
2.溶液稀釋計算主要是根據稀釋前后溶質質量相等列式:若濃溶液的質量為m濃,質量分數為a%,加m水稀釋后質量分數為b%,則可列式為:m濃·a%=(m濃+m水)·b%
3.化學方程式反映的是純凈物間的質量關系,涉及到的一般都是溶液中的溶質的質量,常要用到的公式:m溶質=m溶液×a%,然后把得到的溶質的質量代入方程式計算。
四、化學方程式進行純凈物質間的計算
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
此內容是本課時的拓展,一類習題可根據質量守恒定律的定義或實質,利用反應物前后物質或元素質量守恒進行計算。另一類習題還可根據反應前后物質質量之差,算出氣體或沉淀物的質量,再進行化學方程式的計算。
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。
注意事項:
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。
題型1有關化學式的計算 3
題型2根據化學方程式的計算 7
題型3有關溶液的計算 13
題型4綜合計算 16
題型1有關化學式的計算
1.某固體混合物由硫化鈉(Na2S)和亞硫酸鈉(Na2SO3)兩種物質組成。已知該固體混合物中硫元素的質量分數為32%。則該固體混合物中氧元素的質量分數為(  )
A.38.4% B.37.6% C.36.8% D.22%
【解答】解:已知在硫化鈉(Na2S)和亞硫酸鈉(Na2SO3)兩種物質中鈉和硫的原子個數比均為2:1,則鈉元素和硫元素的質量比為(23×2):32=46:32,已知該固體混合物中硫元素的質量分數為32%,鈉元素在混合物中的質量分數為46%,則該固體混合物中氧元素的質量分數為:1﹣32%﹣46%=22%。
故選:D。
2.某氣體由SO2、H2、CO2中的一種或幾種氣體混合而成。現測知該氣體中氧元素的質量分數為50%,則該氣體的組成情況不可能是(  )
A.SO2 B.H2、CO2
C.SO2、H2、CO2 D.SO2、H2
【解答】解:SO2中氧元素的質量分數為100%=50%,在CO2中氧元素的質量分數為100%=72.7%>50%,所以若是一種氣體,應為SO2;若是混合氣體,要滿足氧元素的質量分數為50%,則必須有不含氧元素的氣體存在或氧元素的質量分數小于50%,則該氣體可能的組成有①SO2;②H2、CO2;③SO2、H2、CO2。
故選:D。
3.只含銅、氧兩種元素的固體樣品9.0克,測得其中含銅元素的質量為8.0克。已知銅的氧化物有CuO和Cu2O,下列說法正確的是(  )
A.固體樣品的組成有2種情況
B.固體樣品可能是CuO和Cu2O的混合物
C.固體樣品一定是Cu2O
D.若固體樣品由兩種物質組成,則它們的質量比為5:4(或4:5)
【解答】解:A.固體樣品的組成只有3種情況,可能為純凈物Cu2O,也可能是Cu和CuO,也可能為Cu、Cu2O、CuO”,故A錯誤;
B.由題意可知,銅元素質量為8.0g,則固體樣品中氧元素質量=1g,固體樣品中銅原子、氧原子個數比,即固體樣品中銅、氧元素的平均組成為Cu2O,可能為純凈物Cu2O,也可能是Cu和CuO或Cu、Cu2O、CuO,但不可能是CuO與Cu2O兩種物質組成的混合物,故B錯誤;
C.由題意可知,銅元素質量為8.0g,則固體樣品中氧元素質量=1g,固體樣品中銅原子、氧原子個數比,即固體樣品中銅、氧元素的平均組成為Cu2O,可能為純凈物Cu2O,也可能是Cu和CuO或Cu、Cu2O、CuO,故C錯誤;
D.如果固體樣品是由兩種物質組成,則為Cu和CuO的組合.設固體樣品中Cu的質量為x,則CuO的質量為(9.0g﹣x),由題意,,x=4g,氧化銅的質量=5g,它們的質量比為5:4(或4:5),故D正確;
故選:D。
4.某氣體可能含有C、H2、CH4中的一種或幾種,化學小組同學為了確定氣體成分。設計如圖所示裝置并進行實驗(裝置氣密性良好且實驗前后均通入N2一段時間,試劑足量且反應充分)。
查閱資料:濃硫酸有很好的吸水性,堿石灰固體能吸收水和二氧化碳,CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O。實驗結束后測得各裝置質量變化如表所示:
裝置 A B C
質量變化 m1 m2 m3
下列說法中,正確的是(  )
①若,則該氣體中一定只有CO
②若,則該氣體中一定只有CH4
③若,則該氣體可能的組成情況有兩種
④若,則該氣體可能的組成情況有四種
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
【解答】解:①CO+CuOCu+CO2 Δm
80 64 44 16
m3 m1
m1m3
H2+CuOCu+H2O Δm
80 64 18 16
m2 m1
m1m2
如果m1m3,該氣體中只有CO,①正確;
②CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O Δm
320 256 44 36 64
m3 m2 m1
m1m2 m1m3
m1m2m3,則該氣體中一定只有CH4,②正確;
③若,則該氣體可能的組成情況只有CH4,或者是CH4,CO和H2,或者是CO和H2,③錯誤;
④若m1m2m3,則該氣體可能是氫氣和甲烷,也可能是氫氣和一氧化碳,也可能三種氣體都有,故組成有三種可能,④錯誤;
故選:A。
5.康康同學對化學中的計算問題十分感興趣,他命制了兩道試題請同學解答。
(1)試題1:將相同質量的Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3四種鹽分別投入足量的同濃度的稀鹽酸中,充分反應后,產生CO2最多的是 。
(2)試題2:在由上述四種鹽組成的混合物中,若氧元素的質量分數32%,則混合物中碳元素的質量分數為 。
【解答】解:(1)直接利用化學方程式進行計算,假設Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3的質量都為1g,則:
設1克Na2CO3與足量的鹽酸反應,生成的二氧化碳氣體的質量為x。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
1g x
xg
設1克NaHCO3與足量的鹽酸反應,生成的二氧化碳氣體的質量為y。
NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
84 44
1g y
yg
設1克CaCO3與足量的鹽酸反應,生成的二氧化碳氣體的質量為z。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
1g z
yg
設1克K2CO3與足量的鹽酸反應,生成的二氧化碳氣體的質量為a。
K2CO3+2HCl═2KCl+H2O+CO2↑
138 44
1g a
解得:yg
根據上述計算可以知道:gggg即將相同質量的Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3四種鹽分別投入足量的同濃度的稀鹽酸中,充分反應后,產生CO2最多的是NaHCO3。
(2)觀察Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3四種鹽化學式可知,四種鹽中碳原子與氧原子的個數比為1:3,則其質量比=(1×12):(16×3)=1:4;若氧元素的質量分數32%,則混合物中碳元素的質量分數=32%8%。
題型2根據化學方程式的計算
6.已知草酸鈣(化學式CaC2O4)比碳酸鈣受熱更易分解,草酸鈣受熱分解的化學方程式為CaCO3+CO↑。將12.8g草酸鈣固體高溫加熱一段時間后,剩余的固體質量為7.8g。下列有關說法:①剩余固體為混合物;②向剩余固體中加入過量的稀鹽酸,一定有氣泡產生;③此實驗中得到的氣體為純凈物;④剩余固體中含有鈣元素的質量為4.0g;⑤產生氣體的總質量為2.8g;⑥將剩余固體繼續高溫加熱至不再產生氣體,剩余固體質量為5.6g。其中正確的有(  )
A.2個 B.3個 C.4個 D.5個
【解答】解:①設12.8g草酸鈣完全反應生成碳酸鈣的質量為x。
CaC2O4CaCO3+CO↑
128 100
12.8g x
x=10g
碳酸鈣在高溫的條件下分解成氧化鈣和二氧化碳,
設碳酸鈣完全反應生成氧化鈣的質量為y。
CaCO3CaO+CO2↑
100 56
10g y
y=5.6g
由于5.6g<7.8g<10g,說明固體為氧化鈣和碳酸鈣的混合物,故選項說法正確;
②鹽酸能和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳,則加入稀鹽酸后有氣泡產生,故選項說法正確;
③草酸鈣受熱分解得到一氧化碳,碳酸鈣高溫分解得到二氧化碳,則得到的氣體為一氧化碳和二氧化碳的混合物,故選項說法不正確;
④12.8g草酸鈣中鈣元素的質量為:12.8g100%=4g,根據質量守恒定律,反應前后元素的質量不變,則剩余固體中鈣元素的質量為4g,故選項說法正確;
⑤根據質量守恒定律,反應前后物質的總質量不變,則生成氣體的質量為12.8g﹣7.8g=5g,故選項說法不正確;
⑥將剩余固體繼續加熱,則剩余的碳酸鈣會繼續分解成氧化鈣直至固體全部為氧化鈣為止,由①的計算可知,全部為氧化鈣時,固體質量為5.6g,故選項說法正確。
綜上所述,正確的有①②④⑥共4個。
故選:C。
7.某補鈣劑主要成分為碳酸鈣(其他成分不溶于水也不與酸反應)。為了測定補鈣劑中碳酸鈣的質量分數,諾諾同學稱取20g補鈣劑放入燒杯中,再將80g稀鹽酸分四次加入,充分反應后,測得的實驗數據如表所示,下列不正確的是(  )
第1次 第2次 第3次 第4次
加入稀鹽酸的質量(g) 20 20 20 20
燒杯中剩余物質的質量(g) 38.2 a 75.6 95.6
A.實驗全部完成后,燒杯中的溶質為CaCl2和HCl
B.80克稀鹽酸完全反應可以生成4.4克CO2
C.補鈣劑中碳酸鈣的質量分數是50%
D.a為56.4
【解答】解:A、某補鈣劑主要成分為碳酸鈣(其他成分不溶于水也不與酸反應),碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳,由表中數據可知,第4次加入20g稀鹽酸,燒杯中剩余物質的質量增加了95.6g﹣75.6g=20g,說明第3次時碳酸鈣已經完全反應,第4次稀鹽酸過量,則實驗全部完成后,燒杯中的溶質為CaCl2和HCl,故選項說法正確。
B、根據質量守恒定律,化學反應前后物質的總質量不變,則20g某補鈣劑完全反應可以生成CO2的質量為:20g+80g﹣95.6g=4.4g,由于稀鹽酸過量,則80克稀鹽酸完全反應生成二氧化碳的質量會大于4.4g,則故選項說法不正確。
C、設20g該補鈣劑中碳酸鈣的質量分數為x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
20gx 4.4g
x=50%
則補鈣劑中碳酸鈣的質量分數是50%,故選項說法正確。
D、由表中數據可知,第1次加入的20g稀鹽酸完全反應,產生二氧化碳的質量為:20g+20g﹣38.2g=1.8g,而最終生成4.4g二氧化碳,所以第2次加入的20g稀鹽酸也完全反應,產生1.8g的二氧化碳,則a的值為:20+20×2﹣1.8×2=56.4,故選項說法正確。
故選:B。
8.取放置在空氣中一段時間的氧化鈣樣品22g,加入足量鹽酸,產生4.4gCO2,再向剩余溶液中加入足量的Na2CO3溶液,充分反應后,過濾得到沉淀質量為30g。下列說法正確的是(  )
A.原樣品中一定含有三種物質
B.原樣品中碳酸鈣的質量為12g
C.原樣品中可能含有氫氧化鈣
D.原樣品中鈣元素的質量分數為48%
【解答】解:A.結合以上分析可知,原樣品中一定含有三種物質,故正確;
B.結合以上分析可知,原樣品中碳酸鈣的質量為10g,故錯誤;
C.結合以上分析可知,原樣品中一定含有氫氧化鈣,故錯誤;
D.結合以上分析可知,原樣品中鈣元素的質量分數為54.5%,故錯誤;
故選:A。
9.2022年11月30日,六名中國航天員首次在中國空間站實現“太空會師”。宇宙飛船或潛水艇中的氧氣可以通過電解水產生,也可以采用金屬過氧化物等氧氣再生劑產生。如:過氧化鈉(Na2O2)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。為了驗證該反應中有氧氣產生,某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗。
(1)A中發生反應的化學方程式為 ;檢查A裝置的氣密性的方法是:將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住,往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口,若能觀察到 ,即可證明裝置不漏氣。
(2)表明二氧化碳被過氧化鈉完全吸收的現象是 。
(3)D裝置收集到的氣體是 ,若從a端進氣請將D裝置中導管補充完整。
(4)D裝置中氣體驗滿的操作是 。
(5)常溫下水也能與Na2O2反應,生成氧氣和氫氧化鈉。若實驗結束后B中的Na2O2有剩余,則取少量該固體放入水中產生的現象是 。
(6)若空間站有6名航天員,每人每分鐘消耗的氧氣0.001kg,則該空間站中每天需要電解水多少千克?(請通過化學方程式計算)
【解答】解:(1)A中碳酸鈣和鹽酸發生反應生成氯化鈣、水和二氧化碳,化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;檢查A裝置的氣密性的方法是:將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住,往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口,若能觀察到導管中形成一段穩定的水柱,即可證明裝置不漏氣;
(2)表明二氧化碳被過氧化鈉完全吸收,則二氧化碳不會與澄清的石灰水反應,故觀察到的現象是C中澄清的石灰水不變渾濁;
(3)過氧化氫與二氧化碳反應生成的是氧氣,故D裝置收集到的氣體是O2,若從a端進氣,則a管是長管,圖示為:;
(4)D裝置中氣體驗滿的操作是將帶火星的木條放在b口處,若木條復燃則氧氣收集滿了;
(5)實驗結束后B中的Na2O2有剩余,則取少量該固體放入水中,二者會反應產生氣體,故產生的現象是有氣泡產生;
(6)每天需要消耗氧氣的質量為:6×60×24×0.001kg=8.74kg,設該空間站中每天需要電解水的質量為x
2H2O2H2↑+O2↑
36 32
x 8.64kg
x=9.72kg
答:需要電解水的質量為 9.72kg。
10.實驗室開放日,同學們用稀鹽酸和石灰石反應制取二氧化碳(石灰石中的雜質既不溶于水也不和酸反應),反應結束后,同學們對反應后溶液的成分進行了如下探究:取反應后的溶液50g于燒杯中,逐滴滴入碳酸鈉溶液,產生的氣體總質量、沉淀總質量與滴入碳酸鈉溶液總質量的關系如下表所示:
碳酸鈉溶液總質量/g 25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0
氣體總質量/g 1.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
沉淀總質量/g 0 0 2.5 5.0 m n 9.0 9.0
(1)所取的反應后50g溶液中溶質是 。
(2)表中n= 。
(3)如圖中w點的橫坐標是 。
(4)所用碳酸鈉溶液溶質的質量分數是 ?(寫出計算過程)
【解答】解:(1)取反應后的溶液50g于燒杯中,逐滴滴入碳酸鈉溶液,一開始產生氣體,說明溶液中含鹽酸,碳酸鈉先和鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水,鹽酸完全反應后,碳酸鈉再和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,則所取的反應后50g溶液中溶質是:HCl、CaCl2。
(2)當碳酸鈉溶液的總質量為50g時,沉淀質量為0g,碳酸鈉溶液的總質量為75g時,沉淀質量為2.5g,碳酸鈉溶液的總質量為100g時,沉淀質量為5.0g,則碳酸鈉溶液的總質量125g時,沉淀質量為7.5g,所以m=7.5,之后在增加至150g時,沉淀質量應為10g,觀察碳酸鈉溶液為175g、200g時,沉淀質量保持9.0g,可知沉淀最大質量為9.0g,所以n=9.0。
(3)由表中數據可知,與鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量為50.0g,之后每25.0g碳酸鈉完全反應生成2.5g沉淀;設生成9.0g沉淀,所需碳酸鈉溶液的質量為x,由題意可得:,解得:x=90.0g,則w點的橫坐標是:50.0+90.0=140.0。
(4)由表中數據可知,25.0g碳酸鈉溶液和鹽酸完全反應生成1.1g二氧化碳,
設所用碳酸鈉溶液溶質的質量分數是y。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
25.0gy 1.1g
y=10.6%
題型3有關溶液的計算
11.30℃時,向盛有100g水的燒杯甲、乙中,分別加入40gKNO3、NaCl兩種固體,充分溶解。依據KNO3、NaCl的溶解度表中數據和實驗,下列推斷正確的是(  )
溫度 KNO3 NaCl
20℃ 31.6g 36.0g
30℃ 45.8g 36.3g
A.甲中溶質的質量分數為 40%
B.乙中溶質與溶劑的質量比為 4:10
C.降溫至 20℃,甲、乙中溶液質量相等
D.在20℃到30℃的溫度范圍內,某溫度下甲、乙溶解度相等
【解答】解:A、30℃下硝酸鉀溶解度為45.8g,此時100g水可以溶解40g硝酸鉀,此時溶質質量分數100%=28.6%,選項A錯誤;
B、30℃下氯化鈉溶解度為36.3g,此時100g水只能溶解36.3g氯化鈉,溶質與溶劑質量比=36.3g:100g=363:1000,選項B錯誤;
C、降溫至 20℃時,甲溶解31.6g硝酸鉀,乙溶解36.0g氯化鈉,此時甲溶液質量為100g+31.6g=131.6g,乙溶液質量為100g+36.0g=136.0g,選項C錯誤;
D、溫度下降物質溶解度減小,而硝酸鉀從45.8g減小至31.6g,其中包括了36g這個數據,因此某一溫度下會使硝酸鉀和氯化鈉溶解度相等,選項D正確;
故選:D。
12.研究溶液對生產、生活有重要的意義。如表是NaCl和KNO3在不同溫度下的溶解度。
溫度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g NaCl 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4
KNO3 13.3 31.6 63.9 110 169
(1)20℃時,NaCl的溶解度為 g。
(2)NaCl的飽和溶液中含有少量KNO3,提純NaCl,采用的方法是 (選填“蒸發結晶”或“降溫結晶”)。
(3)根據圖示實驗和溶解度表,下列說法不正確的是 。
A.若a是NaCl,則③中的溶液是不飽和溶液
B.若a是NaCl,則④中溶質的質量分數約為27.2%
C.若a是KNO3,則③到④溶液由不飽和轉化為飽和
D.實驗證明溶液是否飽和與溫度、溶質的量和溶劑種類有關
【解答】解:(1)根據溶解度表可知20℃時,NaCl的溶解度為36.0g;
(2)氯化鈉的溶解度隨溫度的升高變化不大,相比之下,硝酸鉀的溶解度隨溫度的升高變化較大,故NaCl的飽和溶液中含有少量KNO3,提純NaCl,采用的方法是蒸發結晶;
(3)A、若a是NaCl,60℃時NaCl的溶解度是37.3g,則20g水最多能溶解氯化鈉7.46g,而向燒杯中加入的氯化鈉是10g,則③中的溶液是飽和溶液,故錯誤;
B、若a是NaCl,則④中溶液溫度60℃,此時溶液為飽和溶液,溶質的質量分數為100%≈27.2g%,故正確;
C、若a是KNO3,60℃時KNO3的溶解度是110g,則20g水最多能溶解硝酸鉀22g,則③為60℃的不飽和溶液,60℃時15g水最多能溶解硝酸鉀16.5g,則④為硝酸鉀的不飽和溶液,故錯誤;
D、實驗證明溶液是否飽和與溫度、溶質的量有關,并不能證明與溶劑的種類有關,故錯誤。
故選:ACD。
13.某化學興趣小組通過實驗測定石灰石中CaCO3的含量(假定石灰石中只含有CaCO3以及不與稀鹽酸反應的雜質)。將50g石灰石加入到200g稀鹽酸中恰好完全反應,將產生的CO2通入到足量的NaOH溶液中(假定CO2全部被NaOH溶液吸收),測得NaOH溶液增加的質量隨時間變化如圖所示。請回答下列問題。
(1)完全反應后生成CO2的質量為 g。
(2)石灰石中CaCO3的質量分數為 。
(3)所用稀鹽酸的溶質質量分數(寫出計算過程,結果精確到0.1%)。
【解答】解:(1)從上圖中可以看出,50g石灰石與過量稀鹽酸完全反應后生成CO2氣體的質量為17.6g。
(2)設50g石灰石中CaCO3的質量為x,稀鹽酸中溶質的質量為y。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 73 44
x y 17.6g
解得:x=40g
解得:y=29.2g
則石灰石中CaCO3的質量分數為:100%=80%。
(3)所用稀鹽酸的溶質質量分數是:14.6%
答:所用稀鹽酸的溶質質量分數是14.6%。
14.家庭食用堿的主要成分是碳酸鈉(含少量的雜質氯化鈉)。小明同學用實驗的方法測定某品牌食用堿中碳酸鈉的質量分數:取三份食用堿樣品各12g,向其中分別加入一定質量分數的稀鹽酸,實驗數據如下表所示(忽略氣體溶解)。請分析表格中的數據,回答下列問題:
實驗一 實驗二 實驗三
稀鹽酸的質量/g 20.0 40.0 60.0
生成氣體的質量/g 2.2 m 4.4
(1)表中m= 。
(2)該品牌食用堿中碳酸鈉的質量分數(寫出計算過程,結果保留一位小數)。
(3)實驗所用稀鹽酸的溶質質量分數為 。
【解答】解:(1)由表中數據可知,實驗一中20.0g稀鹽酸和12g碳酸鈉反應生成2.2g二氧化碳,實驗三中60.0g稀鹽酸和12g碳酸鈉反應生成4.4g二氧化碳,則實驗一中鹽酸完全反應,實驗三中碳酸鈉完全反應,所以40.0g稀鹽酸和12g碳酸鈉恰好完全反應生成4.4g二氧化碳,即表中m=4.4。
(2)設12g該品牌食用堿中碳酸鈉的質量為x。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 4.4g
x=10.6g
則該品牌食用堿中碳酸鈉的質量分數為:100%≈88.3%。
答:該品牌食用堿中碳酸鈉的質量分數為88.3%。
(3)設20.0g實驗所用稀鹽酸的溶質質量為y。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
73 44
y 2.2g
y=3.65g
則實驗所用稀鹽酸的溶質質量分數為:100%=18.25%。
題型4綜合計算
(多選)15.取一定質量由Mg(OH)2和MgO組成的固體混合物樣品放于燒杯中,向燒杯中加入100g溶質質量分數為19.6%的稀硫酸,恰好完全反應,得到該溫度下的不飽和溶液108.4g。則下列說法中,正確的是(  )
A.所取固體混合物的質量為8.4g
B.反應中生成水的總質量為4g
C.所得溶液中溶質質量為12g
D.所取固體混合物中鎂元素的質量為4.8g
【解答】解:消耗硫酸的質量為100g×19.6%=19.6g,
設所取固體混合物中鎂元素的質量為x,生成硫酸鎂的質量為y,
Mg~H2SO4~MgSO4
24 98 120
x 19.6g y
解得x=4.8g;
解得y=24g,
A、根據質量守恒定律,化學反應前后,物質的總質量不變,則原固體混合物的質量為:108.4g﹣100g=8.4g,故符合題意;
B、根據分析可知,溶液中硫酸鎂的質量為24g,所以反應后溶劑的質量為108.4g﹣24g=84.4g,生成水的質量=84.4g﹣(100g﹣100×19.6%)=4g,故符合題意;
C、根據分析可知,溶液中硫酸鎂的質量為24g,即反應后所得溶液中溶質的質量為24g,故不符合題意;
D、根據分析可知,所取固體混合物中鎂元素的質量為4.8g,故符合題意;
故選:ABD。
(多選)16.現有實驗室制取CO2的剩余廢液200g,測得其中只有CaCl2和HCl兩種溶質,向其中加入100g溶質質量分數為10.6%的Na2CO3溶液,恰好完全反應后過濾,得到一定質量的濾液和5g濾渣。則下列有關說法中,正確的是(  )
A.過濾后所得濾液質量為295g
B.原廢液中HCl質量分數為1.825%
C.原廢液中氫元素與鈣元素的質量比為1:20
D.最后所得濾液中溶質質量為11.7g
【解答】解:設與氯化鈣反應的碳酸鈉質量為x,氯化鈣的質量為y,碳酸鈉和氯化鈣反應生成氯化鈉的質量為z。
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
106 111 100 117
x y 5g z
,,
x=5.3g,y=5.55g,z=5.85g
100g溶質質量分數為10.6%的Na2CO3溶液中碳酸鈉的質量為:100g×10.6%=10.6g,與氯化鈣反應的碳酸鈉質量為5.3g,則與HCl反應的碳酸鈉質量為:10.6g﹣5.3g=5.3g;
設HCl的質量為a,碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉的質量為b,生成二氧化碳的質量為c。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 117 44
5.3g a b c
,,
a=3.65g,b=5.85g,c=2.2g
A、由上述計算可知,過濾后所得濾液質量為:200g+100g﹣5g﹣2.2g=292.8g,故選項說法錯誤。
B、原廢液中HCl質量分數為:100%=1.825%,故選項說法正確。
C、原廢液中HCl中的氫元素與鈣元素的質量比為(3.65g100%):(5.55g100%)=1:20,但是廢液中還含有水,所以原廢液中氫元素與鈣元素的質量比大于1:20,故選項說法錯誤。
D、最后所得濾液中溶質質量為:5.85g+5.85g=11.7g,故選項說法正確。
故選:BD。
17.小藍同學為了測定某地區石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數,取該樣品15g,現將75g的稀鹽酸分三次加入石灰石樣品中,每次充分反應后測得生成氣體的質量,實驗數據如下表:
實驗 第一次 第二次 第三次
加入稀鹽酸的量/g 25 25 25
生成氣體的質量/g 2.2 m 1.1
(1)m的值是 g。
(2)充分反應后,產生CO2氣體的總質量為 g。
(3)求所用稀鹽酸的質量分數。(保留一位小數)
【解答】解:(1)根據記錄數據可發現,第三次實驗中加入鹽酸還有二氧化碳放出,并且第三次實驗中只放出1.1g二氧化碳,說明鹽酸有剩余,所以在第三次實驗中碳酸鈣已經反應完,說明第一次和第二次實驗中鹽酸全部反應,放出二氧化碳的質量均為2.2g,所以m的值為2.2。
(2)由上述分析和表中的數據可知,產生CO2的總質量=2.2g+2.2g+1.1g=5.5g。
(2)設25g 的稀鹽酸中溶質的質量為x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
x 2.2g
解得:x=3.65g
所用稀鹽酸的質量分數為:14.6%
答:所用稀鹽酸的質量分數是14.6%。
18.某同學取MgCl2和KCl固體混合物10.8g,加入50g水使其完全溶解。將100g一定濃度的KOH溶液平均分成5等份,依次加入到上述溶液中發生反應(其它物質之間均不發生反應)。生成沉淀的質量與KOH溶液的質量關系如下表:
實驗次數 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
KOH溶液的質量/g 20 20 20 20 20
產生沉淀的質量/g 1.45 m 4.35 5.8 5.8
請分析計算:
(1)表中m的值是 。
(2)第 次恰好完全反應。
(3)計算恰好完全反應時,所得溶液中溶質的質量分數(要寫出計算過程)。
【解答】解:(1)氯化鎂和氫氧化鉀溶液反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鉀,第一次加入20g氫氧化鉀溶液,生成1.45g氫氧化鎂沉淀;第三次加入20g氫氧化鉀溶液,共產生4.35g沉淀,生成的沉淀是第一次的3倍,說明20g氫氧化鉀溶液完全反應,能生成1.45g氫氧化鎂沉淀。則第二次加入20g氫氧化鉀溶液,共產生氫氧化鎂沉淀的質量為1.45g×2=2.9g。
(2)第一次加入20g氫氧化鉀溶液,生成1.45g氫氧化鎂沉淀;第四次加入20g氫氧化鉀溶液,共產生4.35g沉淀,生成的沉淀是第一次的4倍,第四次沉淀的質量沒有增加,說明第四次恰好完全反應。
(3)80g氫氧化鉀溶液和氯化鎂反應,能生成5.8g沉淀,設生成氯化鉀的質量為y,參加反應的氯化鎂的質量為z。
2KOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2KCl
95 58 149
z 5.8g y
y=14.9g
z=9.5g
所用KOH溶液中溶質的質量分數是100%=14%。
恰好完全反應時,所得溶液中溶質的質量分數為100%=12%。
答:恰好完全反應時,所得溶液中溶質的質量分數為12%。
19.硫酸亞鐵是一種重要的食品和飼料添加劑【主要成分為硫酸亞鐵晶體(FeSO4 xH2O)】。興趣小組同學稱取27.8g硫酸亞鐵晶體樣品置于氮氣流中加熱,使其完全分解,并利用熱分析儀測得殘留固體質量隨溫度的變化如圖所示。已知硫酸亞鐵晶體加熱會先失去結晶水,高溫時失去結晶水的固體會繼續分解生成氧化鐵粉末和兩種非金屬氧化物氣體。(硫的化合物通常有+4和+6價)
(1)硫酸亞鐵晶體加熱會先失去結晶水,反應為:FeSO4 xH2OFeSO4+xH2O↑。結合圖中數據推算,該反應中生成水的質量 g;方程式中x= 。
(2)m→n的化學方程式為 。
(3)完全分解27.8g硫酸亞鐵晶體,可得到氧化鐵 g,該晶體中含鐵元素的質量為 g。
【解答】解:(1)根據圖像可知,硫酸亞鐵的質量為15.2g,水的質量為:27.8g﹣15.2g=12.6g。
FeSO4~xH2O
152 18x
15.2g 12.6g
x=7。
(2)根據質量守恒定,m→n為高溫時,硫酸亞鐵晶體分解生成氧化鐵、二氧化硫、三氧化硫(化學反應前后元素種類不變,且生成的是兩種非金屬氧化物氣體),反應的化學方程式為:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3。
(3)根據質量守恒定,硫酸亞鐵晶體與得到的氧化鐵之間的對應關系為:2FeSO4 7H2O﹣﹣﹣﹣﹣﹣Fe2O3,設完全分解27.8g硫酸亞鐵晶體,可得到氧化鐵的質量為x。
2FeSO4 7H2O~Fe2O3
2×278 160
27.8g x
x=8g,根據質量守恒定,該晶體中含鐵元素的質量等于生成的氧化鐵中鐵元素的質量,所以該晶體中含鐵元素的質量為:8g100%=5.6g。
20.用沉淀法可測定食用堿樣品中碳酸鈉的質量分數。取11g食用堿樣品(含少量的雜質氯化鈉),加水完全溶解制成100g溶液,逐次滴加溶質質量分數相同的氯化鈣溶液,實驗數據如表:
實驗次數 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次
加入CaCl2溶液的質量/g 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0
反應后溶液的總質量/g 118.0 136.0 154.0 M 191.0 211.0
請根據實驗數據分析解答下列問題:
(1)表中M的值為 ;
(2)計算該食用堿樣品中碳酸鈉的質量分數(寫出計算過程,結果精確到0.1%);
(3)請在圖中畫出生成的沉淀質量隨滴加氯化鈣溶液質量的變化關系圖(標出恰好完全反應時點的坐標)。
【解答】解:(1)由圖中數據可知,剛開始加入20.0g氯化鈣溶液時,生成沉淀的質量為100.0g+20.0g﹣118.0g=2.0g,而第3次到第5次時,增加了40.0g氯化鈣溶液,生成沉淀的質量為154.0g+40.0g﹣191.0g=3.0g,則說明第5次時碳酸鈉完全反應,則M的值為154.0+20.0﹣2.0=172.0。
(2)根據質量守恒定律,可知生成沉淀的質量為100.0g+20.0g×5﹣191.0g=9.0g,設樣品中碳酸鈉的質量為x,則
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 9.0g
x=9.54g
則該食用堿樣品中碳酸鈉的質量分數為
答:該食用堿樣品中碳酸鈉的質量分數為86.7%。
(3)結合前面分析可知,每加入20.0g氯化鈣溶液,生成2.0g沉淀,即每加入10.0g氯化鈣溶液,生成1.0g沉淀,則加入90.0g氯化鈣溶液時,完全反應,生成沉淀共9.0g,則圖為:。

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