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专项(七)化学计算|典题训练|1.2019台州高氯酸钾(化学式为KClO4)是烟花中常用的氧化剂,可增加烟花的亮度。高氯酸钾中氯元素的化合价为()A.-7B.-1C.+5D.+72.2019眉山厨师烹饪时常往食物中加入少量的酒和食醋,是因为酒和食醋在一定条件下能反应生成具有香味的乙酸乙酯(化学式为C4H8O2)。关于乙酸乙酯的说法错误的是()A.乙酸乙酯的相对分子质量为88B.乙酸乙酯中氢元素的质量分数为9.1%C.乙酸乙酯中碳、氢、氧元素的质量比为482D.1个乙酸乙酯分子是由4个碳原子、8个氢原子和2个氧原子构成3.食醋是厨房中常用的调味品,它的主要成分是乙酸,乙酸分子的模型如图G7-1所示,其中“”代表碳原子,“”代表氢原子,“”代表氧原子。下列说法不正确的是 ()图G7-1A.乙酸是一种化合物 B.乙酸的相对分子质量为60C.乙酸中碳元素的质量分数为60%D.乙酸分子中的碳原子、氢原子、氧原子的个数比为121 4.工业上用100 t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石,理论上可以冶炼出含铁96%的生铁的质量是 ()A.56 tB.58.3 tC.70 tD.72.9 t 5.2019泸州改编我国科学家屠呦呦因成功提取了青蒿素(分子式为C15H22O5)而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素的使用在全世界“拯救了几百万人的生命”。青蒿用乙醚浸泡,可提取其有效成分青蒿素,再利用乙醚沸点低易分离的特点,回收循环利用乙醚,回答下列问题。(1)提取青蒿素的过程是(填“物理”或“化学”)变化。(2)一个青蒿素分子中含有个原子,其中碳、氢原子个数比为。(3)青蒿素的相对分子质量是,各元素的质量比为。6.2019杭州工业合成氨的相关反应方程式为N2+3H22NH3。(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?7.2019淮安模拟某同学用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,该同学将50 g过氧化氢溶液和1 g二氧化锰混合,化学方程式为2H2O22H2O+O2,完全反应后,称量剩余的混合物质量为49.4 g。求:(1)反应产生氧气的质量是g。(2)该同学所用过氧化氢溶液的溶质质量分数是多少?8.2016泰州工业用石灰石浆吸收废气中的二氧化硫,并制取石膏(主要成分为硫酸钙)。简易流程如图G7-2所示,主要的反应方程式为:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2X。图G7-2(1)流程中石灰石加水制成石灰石浆的目的是。反应中X的化学式为,硫元素的化合价在反应前后的变化为。(2)减少二氧化硫的排放,主要是为了(填字母)。A.减缓温室效应B.减少酸雨形成C.防止破坏臭氧层(3)按上述方法处理2 000 t废气中的SO2,至少需要含5 t碳酸钙的石灰石浆。求废气中SO2的质量分数。9.2019陕西化学兴趣小组为测定某铜锌合金中成分金属的含量,称取10 g样品放入烧杯中,向其中加入100 g稀硫酸,恰好完全反应后,测得烧杯内所有物质的总质量为109.8 g。请完成下列分析及计算:(1)反应中共生成气体g。(2)计算合金中铜的质量分数。10.2018徐州工业上采用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水,可得到高浓度的烧碱溶液(含NaOH 35%48%)。某兴趣小组欲验证一化工厂生产的NaOH溶液是否达到了高浓度标准,进行了如下操作,请你参与计算:(1)用37%的浓盐酸配制200 g 7.3%的盐酸,需要加水(密度为1 gmL-1)mL(结果保留一位小数)。(2)采集该化工厂电解槽中的NaOH溶液20 g,向其中滴入所配制的盐酸。当溶液的pH=7时,消耗盐酸100 g,判断电解槽中NaOH溶液是否达到高浓度标准。(写出计算过程)11.2019淮安模拟将含有可溶性杂质的某氯化镁样品30 g溶于水中得到不饱和溶液,再向所得溶液中逐滴滴入200 g一定溶质质量分数的NaOH溶液(杂质不含镁元素且不与NaOH溶液反应)。实验过程中,生成沉淀的质量与滴入NaOH溶液的质量关系如图G7-3所示。试计算:(1)恰好完全反应时生成沉淀质量为g。(2)样品中含镁元素的质量分数是多少?图G7-312.2019鄂尔多斯为了测定一瓶标签被腐蚀的稀硫酸中溶质的质量分数,桢桢同学用小烧杯取了16 g 10%的NaOH溶液,并向其中逐滴加入该稀硫酸,反应过程中溶液的pH与滴入稀硫酸的质量关系如图G7-4所示。计算:(1)该稀硫酸的溶质的质量分数。(2)当滴入稀硫酸质量为4 g时,烧杯内溶液中钠元素的质量。(写出简单的计算过程)图G7-413.2019达州改编我国化学家侯德榜创立了侯氏制碱法,为世界制碱工业作出了突出贡献。在实际生产的产品碳酸钠中会混有少量的氯化钠,现有该样品混合物20.4 g,将其放入一洁净的烧杯中,向其中逐滴滴入7.3%的稀盐酸,放出气体质量与滴加稀盐酸质量的关系如图G7-5所示。请回答下列问题。(1)当滴加稀盐酸至图中B点时,烧杯中溶液的pH(填“”“”“”或“=”)7。(3)所用稀硫酸中溶质的质量分数为多少?(要求有解答过程)15.某化学兴趣小组在实验室用碳酸钠溶液和熟石灰制取少量氢氧化钠溶液。他们的实验过程和相关数据如图G7-6所示。图G7-6请计算:(1)实验中生成沉淀的质量为g。(2)所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。16.2019哈尔滨为了测定金属镁样品中镁的质量分数(杂质不含镁元素,不溶于水,也不与其他物质发生反应),进行了如下实验:图G7-7请回答下列问题。(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为。(2)根据已知条件列出求解第一次所加的稀盐酸中溶质质量(x)的比例式。(3)此镁样品中镁的质量分数为。(4)用36.5%的浓盐酸配制200 g上述稀盐酸,所需浓盐酸的质量为。(5)若将反应后的滤液蒸发104.4 g水,无晶体析出,所得溶液中溶质的质量分数为。(6)若要生产含镁4.5%的铝合金960 t,需要上述金属镁样品的质量为。17.2016苏州为测定某市售碳酸钙药品中碳酸钙的质量分数(杂质为SiO2与稀盐酸不反应),某同学的方法是:将样品与稀盐酸反应,测定反应后生成的CO2质量,再根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量,从而计算出样品中碳酸钙的质量分数。为测定生成CO2的质量,他设计了如下实验方案(已知:无水氯化钙是常见的干燥剂):图G7-8(1)按图G7-8组装好装置。检查装置气密性后,在分液漏斗中加入过量稀盐酸,并在干燥管中加入适量无水氯化钙固体,称得装置和药品的总质量为564.57 g;(2)在广口瓶中加入碳酸钙样品,称得装置和药品的总质量为574.57 g;(3)旋紧橡皮塞,打开分液漏斗旋塞,向广口瓶中滴加稀盐酸,使样品与稀盐酸完全反应;(4)反应结束后,称得装置及装置内所有物质的总质量为570.57 g。请根据上述实验回答下列问题。(1)该方案测得样品中碳酸钙的质量分数是多少?(写出解题过程,计算结果精确到0.1%)(2)该实验中用稀盐酸与碳酸钙样品反应,而不用浓盐酸与碳酸钙样品反应,其原因是。若实验中不用无水氯化钙干燥,则测得样品中碳酸钙的质量分数与上述实验计算结果相比(填“偏大”“偏小”或“不变”)。【参考答案】1.D解析在高氯酸钾中,钾元素显+1价,氧元素显-2价,设氯元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得(+1)+x+(-2)4=0,解得x=+7。2.C解析乙酸乙酯的相对分子质量为124+18+162=88;乙酸乙酯中氢元素的质量分数为1888100%9.1%;乙酸乙酯中碳、氢、氧元素的质量比为(124)(18)(162)=614;由于分子由原子构成,乙酸乙酯的化学式为C4H8O2,说明1个乙酸乙酯分子是由4个碳原子、8个氢原子和2个氧原子构成的。3.C4.B5.(1)物理(2)421522(3)282m(C)m(H)m(O)=9011406.(1)氮气(或N2) (2)解:设合成8.5万吨氨需要氢气的质量为x。N2+3H22NH3634x8.5万吨634=x8.5万吨x=1.5万吨改用新方法制取原料气H2可以减少排放CO2的质量为1.5万吨5.5=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。7.(1)1.6(2)解:设所用过氧化氢溶液中溶质的质量为x。2H2O22H2O+O26832x1.6 g6832=x1.6 gx=3.4 gH2O2的质量分数为3.4 g50 g100%=6.8%。答:该同学所用过氧化氢溶液的溶质质量分数是6.8%。8.(1)便于吸收二氧化硫气体CO2升高(2)B(3)解:设废气中SO2的质量分数为x。2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO22001285 t2 000 tx200128=5 t2 000 txx=0.16%答:废气中SO2的质量分数为0.16%。9.(1)0.2(2)解: 设合金中锌的质量为x。Zn+H2SO4ZnSO4+H2652x0.2 g652=x0.2 gx=6.5 g合金中铜的质量分数为10 g-6.5 g10 g100%=35%。答:合金中铜的质量分数为35%。10.(1)160.5(2)解:设参加反应的NaOH的质量为x。参加反应的HCl质量为100 g7.3%=7.3 g。NaOH+HClNaCl+H2O4036.5x7.3 g4036.5=x7.3 gx=8 gNaOH溶液的溶质质量分数为8 g20 g100%=40%。由于35%40%48%,所以NaOH溶液达到了高浓度标准。答:电解槽中NaOH溶液达到高浓度标准。11.(1)11.6(2)解:设样品中氯化镁的质量为x。MgCl2+2NaOH2NaCl+Mg(OH)29558x11.6 g9558=x11.6 gx=19 g样品中镁元素的质量分数是19 g2495100%30 g100%=16%。答:样品中含镁元素的质量分数是16%。12.解:(1)设10 g稀硫酸中溶质的质量为x。2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O809816 g10%x8098=16 g10%xx=1.96 g稀硫酸中溶质的质量分数为1.96 g10 g100%=19.6%。(2)烧杯内溶液中钠元素的质量为16 g10%2340100%=0.92 g。答:(1)该稀硫酸的溶质的质量分数为19.6%;(2)烧杯内溶液中钠元素的质量为0.92 g。13.(1)(2)解:碳酸钠完全反应时消耗的盐酸的质量为100 g,对应的溶质的质量为100 g7.3%=7.3 g。设该样品混合物中碳酸钠的质量为x。Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO210673x7.3 g10673=x7.3 gx=10.6 g答:该样品混合物中碳酸钠的质量为10.6 g。14.(1)11.3(2)(3)解:设20 g稀硫酸中溶质的质量为x。Zn+H2SO4ZnSO4+H265981.3 gx6598=1.3 gxx=1.96 g所用稀硫酸中溶质的质量分数为1.96 g20 g100%=9.8%。答:所用稀硫酸中溶质的质量分数为9.8%。15.(1)10(2)解:设生成氢氧化钠的质量为x。Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH1008010 gx10080=10 gxx=8 g所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为8 g185.6 g-105.6 g100%=10%。答:所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为10%。16.(1)Mg+2HClH2+MgCl2(2)732=x0.3 g(3)96%(4)40 g(5)19%(6)45 t解析(1)镁与盐酸反应的化学方程式为Mg+2HClH2+MgCl2。(2)第一次所加入的150 g稀盐酸完全反应,生成气体的质量为150 g+5 g-154.7 g=0.3 g。设稀盐酸中溶质质量为x。Mg+2HClH2+MgCl2732x0.3 g732=x0.3 gx=10.95 g则该盐酸的溶质质量分数为10.95 g150 g100%=7.3%。(3)200 g盐酸完全参与反应,与样品恰好完全反应,200 g盐酸中溶质质量为200 g7.3%=14.6 g。设镁样品中镁的质量为y,生成MgCl2质量为z,生成H2质量为m。Mg+2HClH2+MgCl22473295y14.6 gmz2473=y14.6 gy=4.8 g732=14.6 gmm=0.4 g7395=14.6 gzz=19 g5 g镁样品中镁的质量分数为4.8 g5 g100%=96%。(4)用36.5%的浓盐酸配制200 g上述稀盐酸,根据稀释前后溶质质量不变,所需浓盐酸的质量为14.6 g36.5%=40 g。(5)反应后的滤液的总质量为200 g+4.8 g-0.4 g=204.4 g,蒸发104.4 g水,无晶体析出,所得溶液的质量为204.4 g-104.4 g=100 g,溶质的质量分数为19 g100 g100%=19%。(6)根据两物质中所含镁元素相同,960 t铝合金中含镁的质量为960 t4.5%=43.2 t,则需要金属镁样品的质量为43.2 t96%=45 t。17.(1)解:碳酸钙样品的质量为574.57 g-564.57 g=10 g;生成二氧化碳的质量为574.57 g-570.57 g=4 g。设参加反应的碳酸钙的质量为x。CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO210044x4 g10044=x4 gx9.09 g所以碳酸钙样品中碳酸钙的质量分数为9.09 g10 g100%=90.9%。答:碳酸钙样品中碳酸钙的质量分数为90.9%。(2)浓盐酸具有挥发性,会带来测量误差偏大解析(2)浓盐酸具有挥发性,所以在实验中用稀盐酸与碳酸钙样品反应,而不用浓盐酸与碳酸钙样品反应。实验中不用无水氯化钙干燥,会使排出的二氧化碳气体中含有水蒸气,导致结果偏大。
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