专题 化学计算新题赏析 课后练习及详解.docx
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专题化学计算新题赏析课后练习及详解
化学计算2014新题赏析课后练习
主讲教师：
荣顺杰北京化学高级教师
题一：
将ag铁和碳的混合物在氧气中充分灼烧，冷却，称量，发现剩余固体的质量仍为ag，该混合物中碳的质量分数为（）
A．30.0%B．22.2%C．27.6%D．10.3%
题二：
将一定质量的甲烷和一氧化碳的混合气体在足量的氧气中充分燃烧，将生成物依次通入盛有足量浓硫酸和氢氧化钠溶液的洗气瓶，实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重5.4克，装有氢氧化钠溶液的洗气瓶增重8.8克。
试计算：
（1）混合气体中甲烷的质量（写出完整的计算过程）
（2）混合气体中甲烷和一氧化碳的质量之比为______，混合气体中碳、氢、氧三种元素的质量之比为_________。
题三：
实验室有一瓶久置的氧化钙，因吸收空气中的水蒸气和二氧化碳而变质，经测定该固体中氢元素的质量分数为0.8%,碳元素的质量分数为2.4%。
则已变质的氧化钙占变质前纯氧化钙的质量分数为（）
A.80%B.66.7%C.40%D.18.8%
题四：
车用乙醇汽油是将乙醇（C2H5OH）与汽油（以C8H18表示）按一定比例混合而成的一种汽车燃料。
（1）乙醇分子中，组成元素的原子个数比C:
H:
O为_______；
（2）在密闭容器中，将少量乙醇置于一定量氧气中燃烧，生成二氧化碳、水蒸气和一种未知物质W。
现测得反应前后各物质的质量如下：
物质
乙醇
氧气
二氧化碳
水蒸气
W
反应前质量/g
23
40
0
0
0
反应后质量/g
0
0
22
27
x
①根据质量守恒定律，得出表中x的值为________；
②根据表中数据，可确定未知物W中各组成元素的质量比为_________；
（3）通常可燃物中碳元素质量分数越高，燃烧产生W越多。
则相同条件下，乙醇和汽油分别燃烧时，产生W较多的是_______；为了使乙醇汽油燃烧过程中少产生W，应采取的措施是______________________（任写一种）。
题五：
将4.0gCu-Zn合金粉末放到盛有10g稀硫酸的烧杯中，恰好完全反应。
过滤、称量滤液的质量。
相关实验数据如下：
反应前物质的质量/g
反应后物质的质量/g
Cu-Zn合金
稀硫酸
滤液
4.0
10
11.26
（1）Cu–Zn合金属于________材料（“金属”或“有机合成”）
（2）若不考虑该合金中除Cu、Zn以外的其他成分，请计算原Cu–Zn合金中Zn的质量。
写出必要的计算过程。
题六：
小科同学为测定某含铁混合物中的含铁量，做了如下实验：
称取11.4g样品，放入质量为50.0g烧杯中，再往烧杯内加入足量的100.0g稀盐酸（杂质不与酸反应、不溶于水），并对烧杯进行了四次称量，记录的数据如下
反应时间
t0
t1
t2
t3
烧杯总质量／g
161.4
161.2
161.0
161.0
求：
（1）反应产生的氢气质量；
（2）该混合物中铁的质量分数。
题七：
实验室欲测定一瓶标签破损的稀H2SO4的溶质质量分数。
现取10g稀硫酸样品，将5%的NaOH溶液逐滴加入到样品中，边加边搅拌，随着NaOH溶液的不断加入，溶液的pH的变化如图所示。
试回答：
（1）a点溶液中含有的离子有____________________________。
（2）当pH=7时，消耗NaOH溶液中NaOH的质量为____________。
（3）计算稀H2SO4的溶质质量分数。
题八：
某化学兴趣小组为了测定一工厂废水中硫酸的含量，取100g废水于烧杯中，加入120g质量分数为10％的氢氧化钠溶液，恰好完全反应（废水中无不溶物，其它成分不与氢氧化钠反应）。
请计算：
（1）废水中硫酸的质量分数；
（2）该工厂每天用含氢氧化钙75％的熟石灰处理150t这种废水，需要熟石灰多少t?
题九：
硫酸是化工生产中最重要的酸，其产量最大，用途最广，消耗量最多。
历史上曾将硫酸的产量或消耗量作为一个国家化工生产发达程度的标志。
浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。
浓硫酸的腐蚀性主要是由它的脱水性和强氧化性引起的。
稀硫酸有强酸性，稀硫酸的腐蚀性则主要是由酸性及水分蒸发后变浓而产生的。
硫酸的用途极广，常用于生产化肥、冶炼金属、农药、制药等。
工业制硫酸的流程为：
（1）综合分析以上材料，并结合已有知识，请回答：
①工业制H2SO4可能会引起的环境问题是______。
②在实验室中不慎将浓硫酸沾到皮肤上的处理方法是________。
A.立即用大量水冲洗，然后再涂上3％～5％的碳酸氢钠溶液
B.立即用稀氢氧化钠溶液冲洗，然后再用水冲洗
（2）某工厂化验室用9.8％的稀硫酸洗涤一定量化工产品中残留Ba（OH）2，当消耗稀硫酸100g时，沉淀不再产生，问此时液体的pH=____（不考虑其它物质的影响），求化工产品中残留Ba（OH）2的质量。
题一十：
同学们做甲、乙两个中和反应实验的探究（如A图所示）。
A图B图
（1）甲实验恰好中和，则该溶液中的溶质是_________（填化学式）。
（2）取乙反应后的溶液60.0克，滴加质量分数26.5%的Na2CO3溶液（见丙图），溶液pH的变化如B图所示。
则与CaCl2反应的碳酸钠溶液的质量为____g；请计算该溶液中的CaCl2的溶质质量分数___（写出计算过程，精确到0.1%）。
（3）根据计算所得数据在C图中画出产生沉淀的曲线。
C图
（4）乙组的中和反应实验设计存在的不足是_________________________________。
题一十一：
石灰石样品的主要成分是CaCO3（已知其它杂质不与盐酸反应）。
课外小组同学将50g盐酸分5次加入到20g该石灰石样品中，得到如下部分数据和图象：
次数
第1次
第2次
第3次
加入盐酸的质量/g
10
10
10
剩余固体的质量/g
16
12
8
请计算：
（1）石灰石样品中杂质的质量为_____g；
（2）所加盐酸的溶质质量分数为______。
题一十二：
为探究气体X的组成，某兴趣小组进行图1所示实验（固定装置未画出）。
（1）加热条件下，气体X能与氧化铜反应生成铜、水和氮气。
（2）碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，不与气体X反应。
无水氯化钙可吸收气体X。
（3）本实验条件下，氮气密度为1.15g·L-1，装置内空气中的水与二氧化碳对相关数据测定的影响可忽略不计。
[实验步骤]
（1）连接仪器，并检查装置气密性。
（2）取一定量氧化铜，准确称得其质量为2.4g。
（3）按图1所示装入药品，测量并记录相关数据I（见表1）。
（4）连接A、B、C装置，将气体X缓缓通入一段时间后，连接上D装置，读数后开始加热。
当A装置中氧化铜反应完全，停止加热，继续通入气体X直至玻璃管冷却，再次测量并记录相关数据Ⅱ（见表1）。
[实验装置]
图1
[相关数据]
[回答问题]
（1）B装置中氧化钙吸水的原理为_______________________（用化学方程式表示）。
（2）实验过程中，当观察到_____________________________，说明氧化铜已反应完全，
停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是_____________________________。
（3）分析实验测量的数据，生成水的质量为______g，氧化铜中氧元素的质量为______g。
由此推知，气体X中一定__________（填“有”或“没有”）氧元素。
（4）通过计算推导出气体X的化学式。
化学计算2014新题赏析
课后练习参考答案
题一：
C
解析：
由题意可知，铁和碳的混合物在氧气中充分灼烧，铁与氧气反应生成了四氧化三铁，固体质量增加了，碳与氧气反应生成了二氧化碳，固体的质量减少了。
由剩余固体的质量不变可知，参加反应的氧气的质量等于混合物中碳的质量，该混合物中碳的质量分数即为四氧化三铁中氧元素的质量分数。
四氧化三铁中氧元素的质量分数是：
×100%=27.6%。
本题应选C。
题二：
（1）解：
设混合气体中甲烷的质量为x。
CH4+2O2
CO2+2H2O
1636
x5.4g
=
，解得x=2.4g
答：
混合气体中甲烷的质量是2.4g。
（2）12:
712:
3:
4
解析：
甲烷燃烧生成二氧化碳和水，一氧化碳燃烧只产生二氧化碳，生成的水被浓硫酸完全吸收，浓硫酸增加的质量，即甲烷燃烧生成水的质量，依据化学方程式中甲烷和水之间的质量比可以计算出参加反应的甲烷的质量；同理，依据该化学方程式中二氧化碳和水之间的质量比可计算出反应生成二氧化碳的质量6.6g；氢氧化钠增加的质量8.8g是吸收反应总共产生二氧化碳的质量，则一氧化碳燃烧生成二氧化碳的质量为：
8.8g-6.6g=2.2g，依据一氧化碳燃烧的化学方程式（2CO+O2
2CO2）中一氧化碳和二氧化碳的质量比可以计算出参加反应的一氧化碳的质量为1.4g；则混合气体中甲烷与一氧化碳的质量之比为2.4g:
1.4g=12:
7；混合气体中碳、氢、氧的质量比=（2.4g×
+1.4g×
）:
2.4g
×
:
1.4g×
=12:
3:
4。
题三：
C
解析：
取变质的固体100g为研究对象，其中含碳元素的质量为100g×2.4%=2.4g，依据质量守恒定律，这部分碳元素来自二氧化碳，则吸收二氧化碳的质量为：
2.4g÷
=8.8g ；其中含氢元素的质量为100g×0.8%=0.8g，这部分氢元素来自水，则吸收水的质量为：
0.8g÷
=7.2g；则变质前的氧化钙的质量为：
100g-8.8g-7.2g=84g，变质的化学方程式为：
CaO+H2O=Ca（OH）2、CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O，
第二个反应产生的水又能再与氧化钙发生第一个反应，因此可将以上两反应等效为：
CaO+H2O=Ca（OH）2、CO2+CaO=CaCO3，依据第一个反应中氧化钙与水的质量比，可以计算出能够与7.2g水发生化学反应的氧化钙的质量为22.4g，依据第二个反应中氧化钙与二氧化碳的质量比，可以计算出能够与8.8g二氧化碳发生化学反应的氧化钙的质量为11.2g，则变质的氧化钙的质量为：
22.4g+11.2g=33.6g，则已变质的氧化钙占变质前纯氧化钙的质量分数为：
×100%=40%。
本题应选C。
题四：
（1）2:
6:
1
（2）①14②3:
4（或4:
3）（3）汽油；增大氧气量，使之充分燃烧（或提高乙醇
在乙醇汽油中的比例等，合理即可）。
解析：
（1）由乙醇的化学式（C2H5OH）能直观看出组成乙醇的C、H、O三元素的原子个数比为2:
6:
1；
（2）参考表中数据，根据质量守恒定律，参加反应的反应物的质量总和等于生成物的质量总和，可以推断出反应后生成W的质量为：
23g+40g-22g-27g=14g；
23g乙醇中含有C、H、O三元素的质量分别为：
mC=23g×
×100%=12g、mH=23g×
×100%=3g、mO=23g×
×100%=8g；
22gCO2中C、O元素的质量分别为：
mC=22g×
×100%=6g、mO=22g×
×100%=16g；
27g水蒸气中含H、O元素的质量分别为：
mH=27g×
×100%=3g、mO=27g×
×100%=24g。
分析以上数据可以得出：
12g-6g=6g，说明W中含有6g碳元素；
8g+40g-16g-24g=8g，说明W中含有8g氧元素。
则W中所含氧元素的质量为8g，W中只含C、O两元素，两元素的质量比为6g:
8g=3:
4。
由此可推断出W是CO，它是由含碳燃料发生不完全燃烧时产生的。
（3）乙醇中碳元素的质量分数为：
×100%≈52.2%、汽油中碳元素的质量分数为：
×100%≈84.2%，故在相同条件下，汽油燃烧产生的CO较多，为使乙醇汽油在燃烧过程中少产生CO，可采取增大氧气供给量或提高乙醇在乙醇汽油中的比例等措施。
题五：
（1）金属
（2）解：
设铜锌合金中Zn质量为x，Cu的质量为4.0g–x，生成氢气的质量为（10+x）–11.26g=x–1.26g。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
652
xx-1.26g
=
解得：
x=1.3g
答：
Cu-Zn合金中Zn的质量为1.3g。
解析：
（1）各种纯金属及其合金都属于金属材料；
（2）依据题中提示的数据，利用反应的化学方程式中“Zn-H2”的质量比进行计算。
题六：
（1）反应产生氢气的质量为：
m（氢气）=161.4g-161.0g=0.4g
（2）设11.4g铁合金中含铁的质量为x
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
562
x0.4g
=
解得：
x=11.2g
含铁混合物中铁的质量分数为：
答：
⑴反应产生氢气的质量为0.4g；⑵含铁混合物中铁的质量分数为98.2%
解析：
依据质量守恒定律，根据反应前后烧杯内物质的质量变化计算出反应产生氢气的质量是解题的关键。
利用计算出的氢气的质量，代入化学方程式即可求出相应问题的答案。
题七：
（1）Na+、H+、SO
（2）0.8g
（3）解：
设10g稀硫酸样品中含H2SO4的质量为x
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
9880
x0.8g
=
可解得：
x=0.98g
稀硫酸中溶质质量分数为：
×100%=9.8%
答：
稀硫酸的溶质质量分数为9.8%。
解析：
（1）点a时溶液的pH小于7，说明滴入的氢氧化钠的量不够，还有稀硫酸剩余，但一部分稀硫酸和氢氧化钠反应生成了硫酸钠和水，所以溶液中此时含有Na+、H+、SO
等离子；
（2）根据图象点b时溶液的pH=7时，即稀硫酸和氢氧化钠恰好完全反应，此时消耗NaOH溶液的质量为16g，溶液中氢氧化钠的质量是16g×5%=0.8g；（3）根据点b对应的数据计算，利用已知的氢氧化钠的质量，可以计算出与其反应的硫酸的质量，进一步计算出所用稀硫酸的溶质质量分数。
题八：
（1）设与氢氧化钠反应的硫酸质量为x。
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
9880
x120g×10％
=
解得：
x=14.7g
废水中硫酸的质量分数=
×100％=14.7%
（2）设处理150t这种废水，需要Ca（OH）2的质量为y。
H2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O
9874
150t×14.7%y
=
解得：
y=16.65t
需熟石灰的质量=
=22.2t
答：
（1）废水中硫酸的质量分数是14.7％；
（2）处理150t这种废水，需要熟石灰22.2t。
解析：
依据NaOH、Ca（OH）2与硫酸反应的化学方程式进行计算。
代入化学方程式计算的数据必须是纯净物的质量。
利用第一次反应中NaOH与硫酸的质量关系计算出废水中硫酸的质量分数，用于第二次反应中Ca（OH）2与硫酸的计算。
题九：
（1）①形成酸雨（或造成空气污染）②A
（2）7
解：
设化工产品中残留Ba（OH）2的质量为x
Ba（OH）2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O
17198
x100g×9.8%
=
，解得x=17.1g
答：
化工产品中残留Ba（OH）2的质量为17.1g。
解析：
⑴①观察题中工业制取H2SO4的流程图可知，由于反应产生二氧化硫，二氧化硫是一种主要的空气污染物，空气中含量过高会导致形成酸雨；②在实验室中不慎将浓硫酸沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后再涂上3％～5％的碳酸氢钠溶液，氢氧化钠有强腐蚀性，不能用稀氢氧化钠溶液冲洗，A项正确、B项错误；⑵当加入的稀硫酸将化工产品中残留的Ba（OH）2恰好完全中和后，溶液的pH=7；依据反应使用的硫酸的质量及化学方程式中硫酸与氢氧化钡的质量比，可以计算出参加反应的Ba（OH）2的质量。
题一十：
（1）CaCl2
（2）40.0
则碳酸钠的质量=40g×26.5%=10.6g，设参加反应的CaCl2的质量为x，则
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
111106
x10.6g
解得：
x=11.1g
×100%≈18.5%，该溶液中氯化钙的溶质质量分数是18.5%
（3）曲线如图所示
（4）无法判断是否恰好反应
解析：
（1）盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，恰好中和后，溶液中的溶质只有氯化钙；
（2）由图可知，开始的溶液pH小于7，说明在乙实验中盐酸有剩余，由图象中溶液pH的变化可知，向丙中加入30.0g碳酸钠溶液后才将其中的盐酸全部消耗，碳酸钠溶液用量到70.0g时，反应恰好完全，则与氯化钙反应的碳酸钠溶液的质量为：
70.0g-30.0
g=40.0g；依据化学方程式中氯化钙和碳酸钠质量比，利用参加反应的碳酸钠的质量，计算出参加反应的CaCl2的质量，进一步计算出实验用CaCl2溶液的溶质质量分数；（3）设滴加质量分数26.5%的Na2CO3溶液10g时，生成沉淀的质量为x，则可利用“CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl”中碳酸钠与碳酸钙的质量比，计算出生成沉淀的质量为2.5g，同理，可计算出Na2CO3溶液用量为40.0g时，生成沉淀的质量为10.0g，可完成生成沉淀曲线的绘制；（4）乙组的中和反应试验中没有添加指示剂，无法验证是否恰好中和。
题一十一：
（1）4
（2）解：
由表中数据可知，每10g盐酸恰好能与4g碳酸钙反应，设10g盐酸中HCl的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
10073
4gx
解得：
x=2.92g
所加盐酸的溶质质量分数为：
解析：
本题综合考查与溶质质量分数有关的化学方程式的计算。
⑴由表中数据可知，每10g盐酸恰好能与4g碳酸钙反应，分析图象可知，当参加反应的盐酸质量为40g时，恰好将样品中的碳酸钙完全反应并不再产生气体，则可推断出会有16g碳酸钙参加反应，
则石灰石中杂质的质量为20g-16g=4g；⑵依据⑴中分析得出的物质间的质量关系代入化学方程式中进行计算。
题一十二：
（1）CaO+H2O=Ca（OH）2
（2）量气管内液面不再下降；防止灼热的铜被氧化
（3）0.54；0.48；没有
（4）解：
设气体X的化学式为NmHn。
=
=
解得：
=
答：
气体X的化学式为NH3。
解析：
本题综合考查对定量实验的分析处理，属于较难题。
（1）氧化钙能与水发生化学反应，因此常用氧化钙作干燥剂；
（2）氧化铜堆放在玻璃管中，仅凭其颜色变化无法判断氧化铜是否反应完全，应根据量气管内液面的变化情况来进行判断；为避免还原生成的灼热的铜重新被氧化，应在停止加热后继续向玻璃管中通入还原性气体，直至铜冷却；（3）根据B装置反应前后的质量变化可知反应产生水的质量为：
102.54g-102.00g=0.54g，根据A装置反应前后的质量变化可知参加反应的氧化铜中所含氧元素的质量为：
52.40g-51.92g=0.48g，0.54g水中所含氧元素的质量为：
0.54g×
，则生成的水中的氧元素全部来自氧化铜，说明气体X中一定不含氧元素；（4）依据质量守恒定律，先根据氮气的体积和密度计算出反应生成氮气的质量（氮元素的质量），再根据0.54g水中所含氢元素的质量（0.54g-0.48g=0.06g），利用氢、氮两元素的质量比计算出X的化学式。
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