中考化学 第一部分 教材梳理 阶段练习 第五单元 定量研究化学反应 第9讲 化学反应中的有关计算课件 （新版）鲁教版.ppt

第 9讲 化学反应中的有关计算 考点根据化学方程式 的计算 1 计算依据 ( 1) 根据化学方程式计算的理论依据是 质量守恒 定律 。 ( 2) 根据化学方程式计算的基本依据是反应物、 生成物的 质量 关系。 2 计算类型 ( 1) 纯净的反应物 ( 或生成物 ) 质量的计算。 ( 2) 含杂质的反应物 ( 或生成物 ) 质量的计算。 ( 3) 与化学式、溶液中溶质质量分数 有关的综合 计算。 3 计算步骤 设、写、找、列、求、答、查 ， 即： 4 有关含杂质问题的计算方法 ( 1) 将含杂质的已知物质质量换算为纯物质质 量。其关系式为： 纯度 纯物质质量 含杂质物质质量 100% 纯物质质量含杂质物质质量 纯度 ( 2) 将纯物质质量代入化学方程式进行计算。 ( 3) 将计算得到的纯物质质量换算 成含杂质物质质 量： 含杂质物质质量 纯物质质量 纯度 。 考点一 纯净物质的化学方程式的计算 例 1 ( 2 0 1 6 沈阳 ) 工业上电解氧化铝制取金属铝的 化学方程式为 2A l 2 O 3 = = 高温 4A l 3O 2 ， 电解 20 t 氧 化铝最多可生产多少吨铝？ ( 写出必要的计算过程 ， 计 算结果精确到 0 . 1 t ) 解析： 本题考查纯净物质的化学方程式的计算。 本题还介绍了电解铝的反应原理。根据给出的化学 方 程式 ，可以得出参加反应的氧化铝与生成金属铝的质 量关系，即可由 20 t 氧化铝的质量计算出生成金属铝 的质量。 解： 设可以生产铝的质量为 x 2A l 2 O 3 = = 高温 4A l 3O 2 204 108 20 t x 204 108 20 t x x 10. 6 t 答：电解 20 t 氧化铝最多可 生产 10 . 6 吨铝。 考点二 含杂质物质的化学方程式的计算 例 2 ( 2 0 1 6 咸宁 ) 某学习小组在实验室中用 加热 K C l O 3 和 M n O 2 混合物的方法制取 O 2 ， 反 应过程中固体质量变化如图所示 ， 请计算： ( 1) 制取 O 2 的质量是 _g 。 ( 2) 原混合物中 K C l O 3 的质量分数。 ( 写出计算过 程 ， 计算结果精确到 0 . 1%) 解析： 本题考查含杂质物质的化学方程式的计算。 ( 1) 由图象可知 ， 反应前混合物的总质量为 60 g ， 反应 后固体质量为 40. 8 g ， 所以生成氧气的质量为： 60 g 40. 8 g 19. 2 g 。 ( 2) 根据生成氧气的质量 ， 利用氯酸钾 分解的化学方程式计算出混合物所含氯酸钾的质量 ， 再利用纯度公式求出原混合物中氯酸钾的质量分数。 答案： ( 1) 19 . 2 ( 2) 解： 2K C l O 3 = = M n O 2 2K C l 3O 2 245 96 x 19. 2 g 245 96 x 19. 2 g x 49 g 原混合物中 K C l O 3 的质量分数是 49 g/ 60 g 100% 81. 7% 。 答：原混合物中 K C l O 3 的质量分数是 81. 7% 。 考点三 化学方程式与溶质质量分数的综合计 算 例 3 ( 2 0 1 6 邵阳 ) 某化学兴趣小组参观一个石灰厂 时 ， 带回了一些石灰石样品 ， 同学们利用这些石灰石 样品做了如下实验：取样品 10 g 放入烧杯中 ， 将 50 g 稀盐酸分 5 次加入 ， 实验过程 所得的数据如表所示 ( 已 知石灰石样品中的杂质不参与反应，也不溶于水 ) 。根 据实验数据计算： 实验次数 加入稀盐酸的质 量 /g 剩余固体的质量 /g 1 10 8 2 10 6 3 10 4 4 10 2 5 10 2 ( 1) 第 _ _ _ 次加入稀盐酸充分反应 ， C aC O 3 恰 好完全反应 。 ( 2) 石灰石样品中 C aC O 3 的质量分数 _ _ _ 。 ( 3) 所用稀盐酸中溶质的质量分数。 ( 写出计算过 程 ， 结果精确到 0. 1%) 。 解析： 本题考查化学方程式与溶质质量分数的综 合计算。 ( 1) 通过分析表中的数据可知 ， 第 4 次加入稀 盐酸充分反应 ， C aC O 3 恰好完全反应； ( 2 ) 分析表中数 据可知 ， 石灰石中杂质的 质量为 2 g ， 则石灰石样品中 C aC O 3 的质量分数为 10 g 2 g 10 g 100% 80% 。 ( 3) 由表中数据可知 ， 每 10 g 稀盐酸和 2 g 碳酸钙恰好 完全反应 ， 利用化学方程式 ， 根据 2 g 碳酸钙的质量即 可求出 10 g 稀盐酸中溶质的质量 ， 再利用溶质质量分 数的公式计算出稀盐酸的溶质质量分数。 答案： ( 1) 4 ( 2) 80 % ( 3 )解： 设盐酸的质量分数为 x C aC O 3 2H C l = =C aC l 2 H 2 O CO 2 10 0 73 2 g 10 g x 100 73 2 g 10 g x x 14 . 6 % 答：所用稀盐酸的质量分数为 14 . 6 % 。 1 将 50 克碳酸钙高温煅烧一段时间 ， 冷却后投 入足量的稀盐酸中完全反应。下列说法错误的是 ( A ) A 煅烧越充分则消耗盐酸越少 B 整个反应过程中产生的二氧化碳总质量 22 克 C 煅烧后固体中氧元素质量分数减小 D 反应结束后共生成 55. 5 克氯化钙 2 ( 双选 ) 以 F e S O 4 为原料制备铁黑颜料 Fe 3 O 4 ( 其 中 Fe 既有 2 价 ， 也有 3 价 ) 的过程 如图： “ 转化 ” 过程的反应 为： 4F e ( O H ) 2 O 2 2H 2 O = = 4F e ( O H ) 3 。若原 料中含 Fe SO 4 9. 12 t ， 下列说 法正确的是 ( ) A 理论上与 F e S O 4 反应的 N aO H 溶液的质量为 4. 8 t B 理论上 “ 转化 ” 过程参与反应的 O 2 的质量为 320 k g C 该方法理论上最终可以获得 Fe 3 O 4 的质量为 4. 64 t D 若 “ 转化 ” 过程参与反应的 O 2 过量 ， 则最终 所得固体的质量偏小 【答案】 AC 3 向 10 0 g 硫酸铜溶液中 ， 逐滴加入 N aO H 溶液 ， 化学反应方程式为 C u S O 4 2N aO H = =C u ( O H ) 2 Na 2 SO 4 。加入 N aO H 溶液的质量与生成沉淀的质量之 间的关系如图所示 ， 请回答下列问题： ( 1) C u ( O H ) 2 的质量为 9. 8 g 。 ( 2) 计算硫酸铜溶液中溶质质量分数 ( 请写出计算 过程 ) 。 解： 设硫酸铜溶液中溶质质量为 x ， C u S O 4 2N aO H = = C u ( O H ) 2 Na 2 SO 4 160 98 x 9 . 8 g 160 98 x 9. 8 g x 16 g 硫酸铜溶液中溶质质量分数为 16 g 100 g 100% 16% 答：硫酸铜溶液中溶质质量分数为 16% 。 一、选择题 ( 每小题 7 分 ， 共 35 分 ) 1 ( 2 0 1 6 邵阳 ) 在 2A B = =2C 反应中 ， 已知 A 的相对分子质量是 28 ， C 的相对分子质量是 44 ， 则 B 的相对分子质量是 ( ) 【导学号 39620497 】 A 1 6 g B 16 C 3 2 g D 32 【解析】 设 B 的相对分子质量为 x ， 则 2A B 2C 2 28 x 2 44 2 28 x 2 44 ， 解得： x 32 。 【答案】 D 2 ( 2 0 1 6 荆州 ) 向一定量的 N a C l 溶液中加入足 量的 A g N O 3 溶液 ， 所得沉淀的质量为原 N a C l 溶液质 量的一半。则原 N a C l 溶液中溶质的质量分数最接近于 ( ) 【导学号 3 9620498 】 A 1 0 % B 2 0 % C 3 0 % D 4 0 % 【解析】 假设生成氯化银的质量为 a ， 设氯化钠的 质量为 x N a C l A g N O 3 = =A g C l N a N O 3 5 8 . 5 1 4 3 . 5 x a 5 8 . 5 1 4 3 . 5 x a x 5 8 . 5 a 1 4 3 . 5 原 N a C l 溶液中溶质的质量分数 5 8 . 5 a 1 4 3 . 5 2a 1 0 0 % 20% 。 【答案】 B 3 ( 2 0 1 6 岳阳 ) 在已调平的托盘天平两边各放一只 等质量的烧杯 ， 向烧杯中各加入质量相等 ， 溶质质量 分数相同的稀盐酸 ， 然后在左边烧杯中放入镁 ， 在右 边的烧杯中放入与镁质量相等的铝 ， 待充分反应后 ， 下列分析错误的是 ( ) 【导学号 39620499 】 A 天平保持平衡 ， 左边烧杯中 ， 酸没有剩余 ， 镁 可能有剩余 B 天平保持平衡 ， 右边烧杯中 ， 酸没有剩余 ， 铝 一定有剩余 C 天平失去平衡 ， 左边烧杯中 ， 酸一定剩余 ， 镁 一定没有剩余 D 天平失去平衡 ， 右边烧杯中 ， 酸可能剩余 ， 铝 一定没有剩余 【解析】 根据化学方程式可得： 2A l 3H 2 SO 4 = =A l 2 ( S O 4 ) 3 3H 2 54 294 6 18 98 2 Mg H 2 SO 4 = =M gS O 4 H 2 24 98 2 天平保持平衡 ， 生成的氢气的质量相同 ， 酸都没 有剩余 ，镁可能剩余，生成相同质量的氢气，铝反应 的质 量少 ，铝一定有剩余。天平失去平衡，生成氢气 的质量一定不同，则一定有一边的稀盐酸没有反应完， 而消耗相同质量的酸镁所需质量更多，所以一定是左 边烧杯中，酸一定有剩余，镁一定没剩余，右边烧杯 中，酸可能反应完，也 可能剩余，但一定比左边烧杯 中剩余的酸少，铝可能有剩余，也可能没剩余。 【答案】 D 4 如图为某化学反应的微观示意图 ， 图中 “” 表示硫原子 ， “ ” 表示氧原 子。下列说法中错误的是 ( ) A 甲是 S O 2 B 该反应属于化合反应 C 反应前后 ， 分子、原子种类均不变 D 反应中 ， 甲、乙、丙三种物质的分子个数比为 2 1 2 【解析】 由化 学反应的微观示意图可知 ，各物质 反应的微粒个数关系是： 由上图可知 ， 该反应是二氧化硫和氧气在一定条 件下反应生成了三氧化硫 ， 反应的化学方程式是 2 S O 2 O 2 = = 一定条件 2 S O 3 。由 上述微粒的变化可知 ， 反应前后 ， 分子的种类发生了改变 ， 原子的种类没有改变 ， 故 C 错误。 【答案】 C 5 ( 2 0 1 6 哈尔滨 ) 实验室有 98 . 5 g 碳酸钡样品 ( 杂 质既不溶于水 ， 也不与酸反应 ) ， 与 10 0 g 氢元素质量 分数为 10 % 的稀硫酸恰好完全反应 ， 则该样品中碳酸 钡的质量分数为 ( ) 【导学号 39620500 】 A 12 . 5 % B 19 . 7 % C 20 % D 25 % 【解析】 本题考查化学方程式的计算。设硫酸的 质量为 x ， 则 x 2 98 ( 1 0 0 g x ) 2 18 1 0 0 g 1 0 % ， 解得 x 1 2 . 2 5 g ；设碳酸 钡的质量为 y ， 则： B a C O 3 H 2 SO 4 = =B a S O 4 H 2 O CO 2 197 98 y 1 2 . 2 5 g 197 98 y 1 2 . 2 5 g y 2 4 . 6 2 5 g 则碳酸钡的质量分数 2 4 . 6 2 5 g 9 8 . 5 g 1 0 0 % 2 5 % ； 故 D 正确。 【答案】 D 二、填空题 ( 1 6 分 ) 6 ( 2 0 1 6 天津 ) 石灰石和铁的化合物在生产、生活 中有着广泛的应用。 【导学号 39620501 】 ( 1 ) 炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温条件下 反应生成 铁和二氧化碳 ， 写出该反应的化学方 程 式 3 C O Fe 2 O 3 = = 高温 2 F e 3 C O 2 。 ( 2) 牙膏中常用轻质碳酸钙粉末作摩擦剂 ， 生产轻 质碳酸钙的主要过程： 煅烧石灰石制得氧化 钙； 氧化钙加水制成石灰乳 主要成分是 C a( O H ) 2 ; 石 灰乳与二氧化碳反应得到碳酸钙。写出 的化学方程 式 CO 2 C a( O H ) 2 = =C aC O 3 H 2 O 。 ( 3) 取 6 2 . 5 g 含碳酸钙 8 0 % 的石灰石 ( 杂质不含钙 元素且不参加反应 ) 高温煅烧 ， 一段时间后停止加热 ， 测得剩余固体中钙元素的质量分 数为 4 0 % ， 则生成的 二氧化碳质量为 1 2 . 5 g 。 ( 4 ) 合成氨工业生产中所用到的催化剂是铁触媒 ， 其主要的成分是 F e O 和 Fe 2 O 3 ， 当 F e O 和 Fe 2 O 3 中铁 元素的质量比为 1 2 时 ， 该催化剂的催化 作用效果最 好，此时 F e O 和 Fe 2 O 3 的质量比为 9 20 ( 写最简 比 ) 。 【解析】 ( 1 ) 一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生 成铁和二氧化碳 ， 化学方程式为： 3 C O Fe 2 O 3 = = 高温 2 F e 3 C O 2 。 ( 2 ) 二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水 ， 化 学方程式为： CO 2 C a ( O H ) 2 = =C a C O 3 H 2 O 。 ( 3 ) 剩余固体的质量为 6 2 . 5 g 8 0 % 40 100 40% 5 0 g ， 所以 生成的二氧化碳质量为 6 2 . 5 g 5 0 g 1 2 . 5 g 。 ( 4 ) 当 F e O 、 Fe 2 O 3 中铁元素的质量比为 1 2 时 ， 此时 F e O 、 Fe 2 O 3 的质量比 就等于二者的相对分子质量之比 ，所以 F e O 、 Fe 2 O 3 的质量比为 ( 5 6 16) ( 5 6 2 16 3) 9 20 。 三、计算题 ( 共 49 分 ) 7 (8 分 ) ( 2 0 1 6 泉州 ) 工厂的烟气脱硫工艺 ， 不仅 能消除二氧化硫 ， 还能将其转化为硫酸钙 ( C aS O 4 ) 等产 品 ， 实现 “ 变废为宝 ” 。反应的化学方程式为： 【导学号 39620502 】 2C aC O 3 O 2 2S O 2 = = 高温 2C aS O 4 2C O 2 ， 现用 1 . 25 t 含碳酸钙 80 % 的石灰石吸收烟气中的二氧化硫。 求： ( 1 ) 石灰石中碳酸钙的质量。 解： 1 2 5 t 含碳酸钙 8 0 % 的石灰石中碳酸钙的质 量为 1 2 5 t 8 0 % 1 t ( 2 ) 可吸收二氧化硫的质量。 解： 设理论上碳酸钙能完全吸收二氧化硫的质量 为 x 2 C a C O 3 O 2 2 S O 2 = = 高温 2 C a S O 4 2 C O 2 200 128 1 t x 200 128 1 t x x 0 . 6 4 t 答：可吸收二氧化硫的质量为 0 . 6 4 t 。 【解析】 本题考查含杂质的化学方程式的计算。 ( 1) 根据公式：纯物质的质量含杂质物质的质量 ( 总 质量 ) 纯度即可求出 1 25 t 含碳酸钙 80 % 的石灰石 中碳酸钙的质量。 ( 2 ) 由纯碳酸钙的质量 ， 利用给出的 化学方程式 ， 根据碳酸钙的二氧化硫的质量关系 ， 即 可计算出可吸收二氧化硫的质量。 8 (6 分 ) ( 2 0 1 6 南京 ) 在催化剂的作用下 ， 用 O 2 将 H C l 转化为 Cl 2 ， 可提高效益 ， 减少污染。 【导学号 39620503 】 ( 1 ) 写出反应 的化学方程式 2 H C l C u O = = 催化剂 C u C l 2 H 2 O 。 ( 2 ) 反应 所属基本反应类型为 置换反应 。 ( 3 ) 钠在氯气中燃烧生成氯化钠 ， 若 4 . 6 g 钠完全转 化为氯化钠 ， 至少需要氯气的质量是多少？ 解： 设至少需要氯气的质量为 x ， 2N a Cl 2 = = 点燃 2N aC l 46 71 4 . 6 g x 46 71 4. 6 g x x 7. 1 g 答：至少需要氯气的质量是 7. 1 g 。 【解析】 由图示可 知 ， ( 1) 反应 为在催化剂的作 用下 ， 氯化氢与氧化铜反应生成氯化铜和水 ， 化学方 程式为： 2 H C l C u O = = 催化剂 C u C l 2 H 2 O ； ( 2 ) 反应 为 氯化铜和氧气在催化剂的作用下反应生成氧化铜和氯 气 ， 是单质与化合物反应生成单质和化合物 ， 属于置 换反应； ( 3 ) 钠在氯气中燃烧的化学方程式为 2 N a Cl 2 = = 点燃 2 N a C l 。根据钠的质量 ， 利用化学方程式即可 计算出需要氯气的质量。 9 (9 分 ) ( 2 0 1 6 孝感 ) 向盛 有一定质量稀硫酸的烧杯中 逐渐加入 10 g 锌粒 ， 产生气 体质量与锌粒质量的关系如 图所示；充分反应后 ， 称得烧 杯中剩余物质总质量为 109 . 8 g 。请根据关系图分析并 计算： 【导学号 39620504 】 ( 1) 稀硫酸反应完时，产生氢气的质量为 0 . 2 g ， 消 耗锌粒质量为 6. 5 g 。 ( 2) 该稀硫酸中溶质的质量分数 ( 写出计算过程 ) 。 解： 设参加反应的硫酸的质量为 x Z n H 2 SO 4 = =Z n S O 4 H 2 98 2 x 0. 2 g 98 2 x 0 . 2 g x 9 . 8 g 根据质量 守恒定律得稀硫酸的质量： 1 0 9 . 8 g 0 . 2 g 1 0 g 1 0 0 g 稀硫酸中溶质的质量分数 9 . 8 g 1 0 0 g 1 0 0 % 9 . 8 % 答：该稀硫酸中溶质的质量分数为 9 . 8 % 。 【解析】 ( 1 ) 由图象可知 ， 稀硫酸反应完时 ， 产生 氢气的质量为 0 . 2 g ， 根据生成氢气的质量 ， 利用化学 方程式可求出消耗锌粒的质量为 6 . 5 g ， 还可求出稀硫 酸中溶质的质量。根据质量守恒定律 ， 反应前物质的 总质量为：稀硫酸的质量 1 0 g ， 反应后的总质量为 1 0 9 . 8 g 0 . 2 g ， 则稀硫酸的质量为 1 0 9 . 8 g 0 . 2 g 1 0 g 1 0 0 g 。再根据溶质质量分数的公式即可 求出稀 硫酸的溶质质量分数。 10 ( 1 4 分 ) ( 2 0 1 6 永州 ) 某石油化工厂化验室的实 验员用 1 5 % 的氢氧化钠溶液洗涤一定量石油产品中的 残余硫酸 ， 测得实验数据如表： 【导学号 39620505 】 实验 序号 消耗 NaOH 溶液的质量 洗涤后 溶液的 pH 30 g pH 7 40 g pH 7 50 g pH 7 请回答下列问题： ( 1 ) 欲计算出一定量石油产品中所含 H 2 SO 4 的质 量 ， 你觉得应该选择实验序号 的数据。 ( 2 ) 若一定量 石油产品中残余硫酸的质量为 1 0 0 g ， 请计算该残余硫酸的溶质质量分数 ( 写出详细的计算 过程 ) 。 【解析】 设残余硫酸的溶质质量分数为 x 2 N a O H H 2 SO 4 = =N a 2 SO 4 2H 2 O 80 98 4 0 g 1 5 % x 1 0 0 g 80 4 0 g 1 5 % 98 x 1 0 0 g x 7 . 3 5 % 答：残余硫酸的溶质质量分数为 7 . 3 5 % 。 11 ( 12 分 ) ( 2 0 1 6 包头 ) 将 19. 45 克碳酸钠和氯化钠的固体 混合物放置于烧杯 ( 重 50 克 ) 中 ， 加入一定量的水 ， 固体全部溶 解 ， 然后向烧杯中滴加一定溶质 质量分数的稀盐酸 ， 实验测得烧杯及杯中物质的总质 量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。计算： 【导学号 39620506 】 ( 1) 所加稀盐酸的溶质质量分数。 ( 2) 恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数。 解： 由烧杯及杯中物质的总质量与加入稀盐酸的 质量关系图可知 ， 生成的二氧化碳的质量为： 202 . 2 g 50 g 250 g 2 . 2 g 。 设参加反应的盐酸中溶质的质量为 x ， 碳酸钠的质 量为 y ， 生成的氯化钠的质量为 z Na 2 CO 3 2H C l = =2N aC l H 2 O CO 2 106 73 1 17 44 y x z 2. 2 g 73 44 x 2 . 2 g x 3 . 6 5 g 106 44 y 2 . 2 g y 5 . 3 g 1 1 7 44 z 2 . 2 g z 5 . 8 5 g ( 1) 所加稀盐酸的溶质质量分数为 ： 3. 65 g 50 g 100 % 7. 3 % ( 2) 恰好完全反应时所得溶液的 溶质质量分数为： 19. 45 g 5. 3 g 5. 85 g 250 g 50 g 100 % 10 % 答： ( 1 ) 所加稀盐酸的溶质质量分数是 7. 3 % ( 2) 恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分 数是 10% 。 【解析】 本题结合图象考查了化学方程式与溶质 质量分数的综合计算。解题时需要同时分析图象中的 信息： 由烧杯及杯中物质的总质量与加入稀盐酸的 质量关 系图可知 ，生成的二氧化碳的质量为： 2 0 2 . 2 g 5 0 g 2 5 0 g 2 . 2 g 。 5 0 g 稀盐酸与 1 9 . 4 5 g 混合物 中的碳酸钠恰好完全反应。 恰好完全反应时 ， 所得溶液的质量为 2 5 0 g 。根据生 成二氧化碳的质量 ， 利用化学方程式 Na 2 CO 3 2 H C l = =2 N a C l H 2 O CO 2 ， 即可计算出 5 0 g 稀 盐酸中溶质的质量； 1 9 . 4 5 g 混合物中碳酸钠的质量； 反应后生成氯化钠的质量。根据 中的结果和 5 0 g 稀盐酸的质量 ， 利用溶质质量分数的公式即可计算出 所加稀盐酸的质量分数。 根 据 中的计算结果可以计算出 1 9 . 4 5 g 混合物中氯化 钠的质量 ， 加上 中氯化钠的质量即 为反应溶液中溶 质氯化钠的总质量 ， 结合恰好完全反应时溶液的质量 ， 利用溶质质量分数的公式即可计算出反应后所得氯化 钠溶液的溶质质量分数。