专题三 化学计算.docx
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专题三 化学计算.docx
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专题三化学计算
专题三化学计算
一、选择题
1.[2012·菏泽]由于涉嫌铬超标,国家食品药品监督管理局2012年4月16日发出紧急通知,要求对13个药用空心胶囊产品暂停销售和使用。
下列有关铬(Cr)的化合物的叙述错误的是( D )
A.在Cr(OH)3中铬、氧、氢三种元素的原子个数比1︰3︰3
B.K2Cr2O7由三种元素组成
C.在K2Cr2O7中铬元素的化合价为+6价
D.在K2Cr2O7中铬元素的含量最高
【解析】在K2Cr2O7中氧元素的质量分数最高。
2.[2011·广州]向l00g10%NaOH溶液中加入12.5gNaOH固体,完全溶解后,所得溶液中溶质质量分数为( B )
A.12.5% B.20%
C.22.5%D.25%
【解析】[(100×10%+12.5)÷(100+12.5)]×100%=20%。
3.[2010·常州]稀释质量分数为98%(密度为1.84g/mL)的浓硫酸配制500mL质量分数为20%的稀硫酸(密度为1.14g/mL),稀释时需用的水的体积约为
( B )
A.436.8mLB.453.7mL
C.456.0mLD.458.3mL
【解析】水的质量=稀硫酸质量-浓硫酸质量=500mL×1.14g/mL-(500mL×1.14g/mL×20%)÷98%。
4.[2012·苏州]下列有关物质所含元素质量比的数值正确的是( A )
A.水(H2O) m(H)∶m(O)=1∶8
B.乙炔(C2H2) m(C)∶m(H)=2∶1
C.氨气(NH3) m(N)∶m(H)=14∶1
D.二氧化硫(SO2) m(S)∶m(O)=1∶2
【解析】水(H2O)中氢、氧元素的质量比为(1×2)∶(16×1)=1∶8;乙炔(C2H2)中碳、氢元素的质量比为(12×2)∶(1×2)=12∶1;氨气(NH3)中氮、氢元素的质量比为(14×1)∶(1×3)=14∶3;二氧化硫(SO2)中硫、氧元素的质量比为(32×1)∶(16×2)=1∶1。
图Z3-1
5.[2012·河南]如图Z3-1所示是甲、乙两种固体的溶解度曲线,下列说法正确的是( D )
A.甲的溶解度等于乙的溶解度
B.升高温度可以将甲的不饱和溶液变为饱和溶
液
C.20℃时,100g乙的饱和溶液中溶质质量是
30g
D.40℃时,分别用100g水配制甲、乙的饱和溶液,所需甲的质量大于乙的质量
【解析】40℃时甲的溶解度大于乙,配制等值的饱和溶液所需的质量甲多。
6.[2010·南通]物质R在0.96g氧气中恰好完全燃烧,反应方程式为:
R+3O2
XO2+2SO2,测得XO2和SO2的质量分别为0.44g和1.28g。
下列判断正确的是( B )
A.参加反应的R的质量为0.86g
B.R的相对分子质量为76
C.R中含有X元素、S元素和O元素
D.XO2和SO2都是形成酸雨的主要物质
【解析】参加反应的R的质量为:
0.44g+1.28g-0.96g=0.76g。
7.[2011·眉山]在天平两盘上的烧杯中,各放入质量相等的稀硫酸,调节天平至平衡。
分别向两边烧杯中各加入5g镁和5g铁,镁和铁全部反应而消失后,天平的指针( A )
A.偏向加铁的一边B.偏向加镁的一边
C.仍停留在原来的位置D.无法确定
【解析】等质量的镁和铁完全反应后生成的氢气镁多于铁,剩余溶液的质量加铁的一边较大。
8.[2012·潍坊]在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质,在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表。
则关于此反应的认识正确的是( C )
物质
X
Y
Z
W
反应前的质量(g)
2
1
16
16
反应后的质量(g)
17
m
6
11
A.该反应用化学方程式表示为:
3X+Y=2Z+W
B.该反应的基本类型为复分解反应
C.m=1
D.反应后容器中Z与Y的质量比为1∶6
【解析】Z、W反应后质量减少属于反应物,减少共15g,X属于生成物,增加15g,所以Y反应前后质量没有变化,可能是催化剂,也可能没有参与反应。
9.[2012·济宁]某同学从定量角度研究双氧水制取氧气的过程,对原实验进行部分改进,增加了称量操作。
具体做法是:
取10%的双氧水和少量的二氧化锰放入气体发生装置,并对反应前后混合物的质量进行称量,记录如下:
反应过程
反应前
反应后
质量变化(不含容器质量)
34.3g
32.7g
若反应后,双氧水分解完全且氧气全部逸出,该同学得出的结论中,不合理的是( A )
A.反应速率逐渐加快
B.最多得到氧气的质量为1.6g
C.催化剂二氧化锰的质量为0.3g
D.反应得到水和氧气的质量比为9∶8
【解析】随着反应的进行,过氧化氢溶液的浓度逐渐减小,故反应速率逐渐变小;生成氧气的质量为:
34.3g-32.7g=1.6g。
10.[2012·昆明]向50g氯化钡溶液中加入硫酸溶液至恰好完全反应,过滤后所得溶液的质量等于原氯化钡溶液的质量,则所加硫酸溶液中溶质的质量分数为
( A )
A.42.1%B.43.5%
C.56.9%D.58.2%
二、填空题
11.[2011·襄阳]在农业上,常需要用质量分数为16%的氯化钠溶液来选种。
现需要配制200kg这种溶液,需要氯化钠的质量是__32__kg,水的质量是__168__kg。
12.[2011·泰安]无土栽培是一种农业高新技术,它可以显著提高农作物的产量和质量。
某品种茄子的无土栽培营养液中含有6%的KNO3。
(1)KNO3属于复合肥料(填“钾肥”、“氮肥”或“复合肥料”);
(2)KNO3的相对分子质量为__101__;
(3)KNO3中钾、氮、氧元素的质量比为__39∶14∶48__;
(4)要配制150kg该营养液,需要KNO3的质量为__9__kg。
13.[2010·海南]
(1)图Z3-2是浓盐酸试剂瓶上标签的部分内容。
请回答:
(1)该浓盐酸的溶质是HCl__(填化学式);
(2)现要配制3%的稀盐酸120g,需要这种浓盐酸__10__g;
(3)使用一段时间后,浓盐酸的溶质的质量分数小于36%,原因是浓盐酸有挥发性,HCl挥发后,溶质的质量分数必然变小;
(4)盐酸等许多酸都能使紫色石蕊试液变红,是因为酸溶液中含有较多的__H+__(用化学符号表示)。
图Z3-2
14.[2011·宿迁]根据题意填写下列空格:
(1)通过晾晒海水或煮盐井水、盐湖水等方法,均可得到含有较多杂质的粗盐,这种方法属于物理变化(填“物理”或“化学”)。
粗盐经过溶解、过滤、蒸发(结晶)可得到初步提纯,再通过化学方法获得精盐。
(2)某同学用提取的精盐配制100g质量分数为11.7%的氯化钠溶液,请你参与完成:
①计算:
氯化钠的质量为__11.7__g,水为__88.3__g。
②称量:
用托盘天平称量,氯化钠应放在左盘(填“左盘”或“右盘”)。
③溶解:
用量筒来量取所需的水(水的密度为1g/cm3),量筒的规格是__100__mL__(从下列中选用:
10mL、25mL、50mL、100mL)。
量取液体时,量筒必须放平,视线与液体的凹液面最低处保持水平。
溶解氯化钠要用到玻璃棒,其作用是搅拌(加速溶解)。
④反思:
若称取的氯化钠中含有水分,则所配制的溶液溶质质量分数会偏小(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【解析】粗盐提纯的过程包括溶解、过滤、蒸发、结晶等过程。
氯化钠中含水,使水的质量偏多,食盐质量偏少,配制的溶液溶质质量分数偏小。
15.[2012·苏州]请阅读以下摘自今年的《苏州日报》与化学关系密切的信息并填空。
[资讯1]据市环境监测站专家分析:
5月4日至7日,由于阳光灿烂,臭氧(O3)也出来“作怪”,连续四天的日平均浓度也均超标,臭氧在常温常压下是淡蓝色气体,稳定性极差,可自行分解为氧气。
臭氧在空气中达到一定浓度可刺激呼吸道。
大气中臭氧浓度超标的原因是:
在静风条件下强烈的阳光就成为氮氧化物的催化剂,从而提高了臭氧浓度,形成污染。
(1)臭氧“自行分解”的化学方程式为__2O3====3O2__;若氮氧化物假定为二氧化氮,强光条件下促使其分解产生了O3和N2。
则该反应的化学方程式为
6NO2
4O3+3N2。
[资讯2]吴江某公司研发的一层看似普通的白色薄膜,却有超高防水透气、阻燃、抗菌和耐腐蚀的神奇功能……这种膜的专业术语叫聚四氟乙烯纳米微孔薄膜,由聚四氟乙烯树脂经特殊设备和工艺制作而成,该树脂是一种超高分子材料。
(2)制作这种薄膜的聚四氟乙烯树脂[(CF2CF2)n]的相对分子质量为1×108,其n值等于__1×106__,碳元素的质量分数为__24%__。
16.[2012·泸州]已知,某有机物A中只含有碳、氢两种元素,将A和氧气置于完全封闭的容器中引燃,充分反应后,只生成二氧化碳和水。
实验测得反应前后物质质量如下表所示:
A
O2
CO2
H2O
反应前质量/g
16
a
0
0
反应后质量/g
0
0
44
36
(1)表中a值为__64__;有机物A中碳元素的质量为__12__g。
(2)有机物A中氢元素的质量分数为__25%____。
【解析】
(1)化学反应前后物质的总质量不变,故16+a+0+0=0+0+44+36,求得a=64;有机物中的碳元素全部转化为二氧化碳中的碳元素,故有机物中的碳元素的质量就是二氧化碳中的碳元素的质量,故有机物中碳元素的质量为:
44g×
×100%=12。
(2)有机物中的氢元素全部转化为水中的氢元素,故氢元素的质量为:
36g×
×100%=4g,有机物由氢元素和碳元素组成,故有机物的质量为:
12g+4g=16g;氢元素的质量分数为:
×100%=25%。
三、分析计算题
17.[2012·淮安]某硫酸厂废水中含有少量硫酸,为达标排放,技术员小张对废水中硫酸的含量进行检测。
(1)配制溶液:
欲配制溶质质量分数为4%的NaOH溶液100g,需要NaOH固体__4__g,水__96__mL(水的密度为1g/cm3);
(2)检测分析:
取废水样品98g,向其中逐滴加入NaOH溶液至恰好完全反应时,消耗4%的NaOH溶液20g。
(假设废水中其他成分均不和NaOH反应;发生反应的化学方程式为:
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O),试计算废水中硫酸的质量分数。
【答案】1.0%
【解析】
(1)溶质质量=溶液质量×溶质质量分数=100g×4%=4g,所以溶剂质量为:
100g-4g=96g,故需水的体积为96cm3,1cm3=1mL,故需水96mL。
(2)氢氧化钠的质量=20g×4%=0.8g
设硫酸的质量为x
H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
98 80
x 0.8g
=
x=0.98g
废水中硫酸的质量分数=
×100%=1.0%
18.[2011·南昌]某地一辆满载浓硫酸的罐车翻到,导致25t溶质的质量分数为98%的浓硫酸泄漏,并向路基两边蔓延,接到报警后消防官兵立即赶来并用石灰浆(主要成分为氢氧化钙)中和硫酸解除了险情。
请回答:
(1)25t溶质的质量分数为98%的浓硫酸中含H2SO4的质量为__24.5t__;
(2)计算:
中和泄漏的硫酸,理论上需要多少吨氢氧化钙;
【答案】18.5t
(3)处理一定量的硫酸,理论上既可用m1t的氢氧化钙粉末,也可选用m2t的氧化钙粉末,还可用m3t的碳酸钙粉末,则m1、m2、m3的数值大小关系为
m3>m1>m2。
【解析】
(2)设理论上需要氢氧化钙的质量为x。
H2SO4+Ca(OH)2===CaSO4+2H2O
98 74
24.5t x
=
解得x=18.5t
19.[2011·德州]小明同学想测量某赤铁矿样品中氧化铁的纯度(假设其他成分不和酸反应,也不溶于水),进行如下实验:
称取10g赤铁矿样品,加入到烧杯中,再加入92.5g的稀硫酸,恰好完全反应。
过滤得滤渣2.5g。
试计算:
(1)赤铁矿样品中氧化铁的质量分数。
【答案】75%
(2)上述反应所得滤液中溶质的质量分数。
【答案】18.75%
【解析】:
赤铁矿样品中氧化铁与硫酸反应生成的硫酸铁溶于水,2.5g滤渣即为样品中的其他物质,则氧化铁的质量为7.5g。
所得滤液是硫酸铁溶液,硫酸铁的质量根据化学方程式可以求出,硫酸铁溶液的质量利用质量守恒定律求得:
10g+92.5g-2.5g=100g,然后代入公式即可。
(1)赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为:
×100%=75%。
(2)设反应所得滤液中硫酸铁的质量为x。
Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O
160 400
7.5g x
160∶400=7.5g∶x x=18.75g
反应所得滤液中溶质的质量分数为:
×100%=18.75%
20.[2012·衢州]在一次研究性学习中,老师拿出在“配置一定质量分数的氯化钠溶液”实验中回收的氯化钠溶液,请同学们测定其溶质的质量分数,并给试剂瓶贴上标签。
经过讨论,大家决定利用以下两种方法进行测定:
图Z3-3
(1)蒸发结晶法:
取一定量的氯化钠溶液,将其倒入蒸发皿中,加热(如图Z3-3图一),得到食盐晶体。
多次测量计算所需的各个物理量后,数据如下表所示:
蒸发皿的质量
蒸发皿的质量+食盐溶液的质量
蒸发皿的质量+食盐晶体的质量
28.8g
48.8g
30.7g
计算用该方法测得的氯化钠溶液的溶质质量分数。
(2)化学沉淀法:
取20g氯化钠溶液,倒入烧杯中,然后用胶头滴管向其中滴入溶质质量分数为17%的硝酸银溶液,边滴边搅拌(如图Z3-3图二),反应完全时,共消耗硝酸银溶液34.2g。
计算用该方法测得的氯化钠溶液的溶质质量分数。
(3)通过上述测量,请你在标签上填上氯化钠溶液的溶质质量分数,并写出你选填这一数据的理由。
【答案】
(1)9.5%
(2)10% (3)10% 理由:
因为蒸发结晶中,加热蒸发可能会有部分食盐晶体溅出导致测量值偏小;因为化学沉淀法中,难以观察沉淀恰好完全,使加入的AgNO3溶液过多导致测量值偏大。
(或蒸发结晶法进行了多次测量,数据型准确等)
【解析】
(1)氯化钠溶液的溶质质量分数
=
×100%=9.5%。
(2)设参加反应的氯化钠溶液的溶质质量分数为x。
NaCl+ AgNO3===AgCl↓+NaNO3
58.5 170
20g×x 34.2g×17%
58.5∶170=(20g×x)∶(34.2g×17%)
解得x≈10%。
21.[2012·鸡西]化学探究小组为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取25g石灰石样品放在烧杯中,然后向其中逐滴加入一定量某质量分数的稀盐酸,使之与样品充分反应(杂质不参加反应)。
随着反应进行,加入稀盐酸的质量与反应得到气体的质量变化关系如图Z3-4所示。
请完成下列计算内容:
(1)样品中碳酸钙的质量分数是多少。
(2)所用稀盐酸溶质的质量分数是多少。
【答案】
(1)80%
(2)10%
【解析】设样品中CaCO3的质量为x,参加反应的稀盐酸中HCl的质量为y。
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
100 73 44
x y 8.8g
=
=
x=20g y=14.6g
样品中CaCO3的质量分数为:
×100%=80%。
稀盐酸的溶质质量分数为:
×100%=10%。
22.[2012·宁波]实验室中有一样品,已知是由氧化亚铁和氧化铜组成。
小科把样品均分成两份,根据学过的知识进行如下实验:
图Z3-4
步骤一:
将其中一份样品加入过量盐酸得到溶液A;
步骤二:
将另一份样品在加热条件下与过量一氧化碳充分反应得到粉末B;
步骤三:
将溶液A、粉末B混合,结果产生无色气体0.5g,并得到不溶物32g和不含Cu2+的强酸性溶液。
(1)溶液A的溶质中,除生成的氯化亚铁和氯化铜外,还含有__HCl__;
(2)计算原样品中氧化铜的质量;
【答案】40g
(3)计算粉末B中铁的质量;
【答案】28g
(4)原样品中氧化亚铁和氧化铜的质量比为多少?
【答案】9∶5
【解析】
(1)步骤一中加入的盐酸是过量的,所以在反应后的溶液中还含有HCl。
(2)由于铁比铜活泼,可以和铜盐反应,而步骤三中得到的是不含Cu2+的强酸性溶液,说明铜已全部被铁置换出,而铁不能存在于强酸性的溶液中,从而可以判断32g不溶物全部为铜,根据铜元素的质量守恒,即氧化铜中的铜元素和反应后生成的铜的质量相等,可得:
32g÷
×100%=40g。
(3)设与盐酸反应的铁粉的质量为x,与氯化铜反应的铁粉的质量为y,
其中铁和氯化铜反应生成铜的质量为:
32g÷2=16g
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑。
56 2
x 0.5g
Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
56 64
y 16g
=
,
=
。
解得:
x=14g,y=14g
所以粉末中铁的质量为:
14g+14g=28g。
(4)根据铁元素的质量守恒可以求算出氧化亚铁的质量,B中含铁粉的质量为28g,即铁元素的质量为28g,则两份中含有的铁元素的质量为56g。
56g÷
×100%=72g;
72g∶40g=9∶5
23.[2012·佛山]现有HCl与CaCl2的混合溶液,为了分析混合溶液中HCl和CaCl2的质量分数,设计了如图Z3-5实验方案:
图Z3-5
【实验数据】实验共记录了两组数据:
第①组,气体吸收完全后,NaOH溶液质量增加4.4g;第②组,沉淀完全后,经过滤、洗涤、烘干后得到固体的质量为10g。
根据实验设计及有关数据进行分析与计算:
(1)混合溶液中HCl的质量分数为__7.3%__。
(2)混合溶液中CaCl2的质量分数为多少。
(写出计算过程)
【答案】11.1%
(3)实验中混合溶液与Na2CO3溶液恰好完全反应,经过滤后所得“滤液”中溶质的质量分数为__8.2%__。
(不考虑过滤中的损失。
只写结果,保留小数点后一位)
(4)若在100g混合溶液中不断加入10.6%的Na2CO3的溶液,请你画出加入Na2CO3溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图。
(在坐标图Z3-6中作图)
图Z3-6
【答案】见答图
第23题答图
【解析】
(2)设混合溶液中CaCl2的质量为x。
CaCl2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaCl
111 100
x 10g
111∶100=x∶10g x=11.1g
混合溶液中CaCl2的质量分数
=(11.1g÷100g)×100%=11.1%
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