最新初中科学竞赛辅导《酸碱盐》经典计算20题.docx
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最新初中科学竞赛辅导《酸碱盐》经典计算20题
初中科学难题辅导《酸碱盐》经典计算20题
1、普通黄铜仅由铜和锌组成，广泛用于制造板材、管材等，也用于铸造机械零件。
现有一块50.00g黄铜样品，某同学利用一种未知浓度的稀盐酸来测定样品中Cu的质量分数。
有关数据如下图。
求：
（1）黄铜中Cu的质量分数。
（2）样品完全反应产生的H2的质量。
（3）稀盐酸的溶质质量分数。
解析：
（1）黄铜中Cu的质量分数=33.75g/50.00g×100%=67.5%
（2）设样品恰好完全反应生成的H2的质量为x，消耗HCl的质量为y。
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
65732
50.00g-33.75g=16.25gyx
解得：
x=0.5g；y=18.25g
（3）恰好完全反应所加稀盐酸的质量是：
198.25g+0.5g-16.25g=182.5g
HCl%=18.25g/182.5g×100%=10%
答案：
（1）黄铜中铜的质量分数是67.5%；
（2）样品完全反应产生的H2的质量是0.5g；（3）稀盐酸的溶质质量分数是10%。
2、取一定量含有杂质的某金属R的样品，投入到73g质量分数为20%的盐酸中，金属与盐酸恰好完全反应（杂质不参加反应也不溶于水），测得所得金属氯化物中氯元素的质量分数质量分数为74.4%。
计算：
（1）样品中含金属R的质量？
（2）所得溶液中溶质的质量分数？
解析：
73g质量分数为20％的盐酸中HCl的质量＝73×20%＝14.6g
其中含Cl=14.6×35.5/（35.5+1）＝14.2g
含H＝14.6-14.2＝0.4g
设样品中金属R的质量为m
依题意有14.2/（14.2+m）＝74.7%
解得：
m＝4.8g
所得溶液中溶质的质量分数=（4.8+14.2）/（4.8+73-0.4）×100%=24.5%
3.某学生在课外活动中用一定量的二价金属R和稀硫酸反应来制取氢气，所做的五次实验结果记录如下表（假设每次实验所产生的氢气全部被收集，气体体积在相同条件下测定）。
实验编号
R的质量/g
稀硫酸的体积/mL
生成H2的体积/L
1
1.5
50.0
1.47
2
2.0
50.0
1.96
3
2.2
50.0
2.16
4
2.5
50.0
2.16
5
3.0
50.0
2.16
根据上述实验结果回答下列问题：
（1）上述实验中，金属一定过量的组的编号是，稀硫酸一定过量的组的编号是。
（2）若在当时实验条件下，H2的密度为0.085g/L，则反应所用金属R的相对原子质量是多少？
（3）若所使用的稀硫酸密度为1.12g/cm3，则反应所用的硫酸溶液中溶质的质量分数是多少？
解析：
（1）根据数据和酸的量不变，酸过量时，金属质量和氢气的量成正比，酸不足时，氢气的量不变，则金属一定过量的是实验4和5，酸一定过量的是实验1和2；
（2）设金属的相对原子质量为X，则：
R+H2SO4═RSO4+H2↑
X 2
1.5 0.085×1.47
X/1.5=2/（0.085×1.47）
解得：
X═24
（3）设硫酸的质量分数为y，则
R+H2SO4═RSO4+H2↑
98 2
50×1.12×y 0.085×2.16
98/2=（50×1.12y）/（0.085×2.16）
解得y≈16%
答案：
（1）4和5；1和2；
（2）所用金属R的相对原子质量是24；（3）反应所用的硫酸溶液中溶质的质量分数是16%。
4、向49克稀硫酸中加入50克20.8%的氯化钡溶液，充分反应后，硫酸有剩余。
滤出沉淀，向滤液中加入32克25%的氢氧化钠溶液后，测得溶液正好呈中性，求硫酸的质量分数。
解析：
（1）常规解法：
H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
由氯化钡的质量10.4g，可求得硫酸的质量是4.9g，生成的HCl质量为3.65g；
HCl+NaOH=NaCl+H2O
由HCl质量为3.65g可算出与之反应的NaOH质量为4克；
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
由氢氧化钠的质量8g-4g，可算出与之反应的硫酸质量是4.9g
所以，硫酸的总质量是9.8g
质量分数=9.8/49×100%=20%
（2）捷径解法
H2SO4～2NaOH
9880
x32×25%g
解得x=9.8g
H2SO4=9.8/49×100%=20%
5、现有一种Na2CO3和NaHCO3的混合物，某同学为测定其含量，取一定量的该样品溶于水，逐滴加入稀盐酸并不断振荡，首先发生反应：
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，然后才发生反应：
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O。
已知：
该温度下CO2密度为1.98g/L，实验测得产生
的CO2的与加入稀盐酸的数据如右图。
（1）当加入g盐酸时，才开始产生CO2；图中V=mL。
（2）请计算：
①所加入盐酸中HCl的质量分数为多少?
②原样品中Na2CO3和NaHCO3的质量各是多少？
解析：
（1）查图可知，当加入5g盐酸时，才开始产生CO2；图中V=444mL。
（2）①444mLCO2的质量为：
444mL×1.98g/L＝0.88g
设产生0.88gCO2时，消耗HCl的质量为xg
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
36.544
x0.88g
解得：
x=0.73g
HCl%=0.73÷（15-5）×100%=7.3%（方法可有多种）
②设加入5g盐酸时，有ygNa2CO3转化为zgNaHCO3。
Na2CO3+HCl=====NaHCO3+NaCl
10636.584
y5g×7.3%z
解得：
y=1.06g.；z=0.84g.
556mLCO2的质量为：
[556mL÷（1000mL）]×1.98g/L=1.10g
设放出556mLCO2时反应的NaHCO3质量为m。
则：
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
8444
m1.10g
解得：
m=2.10g
则原样品中NaHCO3的质量为：
2.1g－0.84g=1.26g
答案：
（1）5444
（2）①盐酸中HCl的质量分数为7.3%；②原样品中有Na2CO31.06g.、NaHCO31.26g。
6．有一置于水中用特殊材料制成的密闭容器，气体分子可以通过该容器的器壁，而液体和固体则不能通过。
容器质量为1g，体积为0.04L。
容器内盛有32.5g质量分数为40％的稀硫酸，如果向其中加入锌粒，要想保持容器在水中不沉底，则锌粒的质量最大不能超过多少？
解析：
要使容器在水中不下沉，容器和它内部的物质产生的重力最大不能超过水对容器的浮力F，即：
[m（容器）+m（硫酸）+m（锌粒）-m（氢气）]g=F
设加入的锌粒的质量为x，由：
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
652
x2x/65
生成氢气的质量为x/32.5克
则有：
[32.5×10－3kg+1×10－3kg+x－（x/32.5）]×9.8N/kg
=0.04×10－3m3×1000kg/m3×9.8N/kg
x=6.5×10－3kg=6.5g
答案：
加入锌粒的质量最大不能超过6.5g。
7．某学校科学兴趣小组为了探究实验室中久置的NaOH的变质程度，具体如下：
【研究方案】先称取13.3g的NaOH样品（杂质为Na2CO3），配成溶液，然后向溶液中逐滴加入质量分数为14.6％的稀盐酸，根据生成CO2的质量测定Na2CO3的质量。
从而进一步确定样品中NaOH的变质程度。
（变质程度是指已变质的NaOH在原NaOH 中的质量分数）
【解决问题】实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如图所示。
此NaOH 的变质程度（用质量分数表示）是多少?
。
【继续探究】求实验过程中与NaOH反应所用的盐酸的质量是多少?
【发现问题】根据“与NaOH反应所用的盐酸的质量”，对照图像，你发现了什么问题（不必回答具体原因）：
。
解析：
[解决问题]由反应产生2.2克CO2可算出Na2CO3的质量为5.3克；进一步可算出变质的NaOH质量为4.0克；
故NaOH的变质程度为4.0/（13.3-5.3+4.0）×100%=33.3%
［深入探究］m（NaOH）＝13.3g－5.3g＝8g
NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O
40 36.5
8g m（HCl）’
m（HCl）’＝8g×36.5/40＝7.3g
m［HCl（溶液）］＝7.3g/14.6％＝50.0g
［发现问题］NaOH被中和后，滴加盐酸，为什么没有立即产生CO2气体（其他合理答案也可）。
8．某化学兴趣小组在做Fe和CuS04溶液反应实验时，发现生成Cu的同时有气泡产生。
为了进一步研究做了如下实验：
①取8．5gFe粉放入一定量的CuS04溶液中，反应完成后，滤出固体，洗涤、干燥后称量，固体质量为9．2g。
②将9．2g固体与一定质量分数的稀盐酸充分反应，消耗盐酸50．0g，根据实验绘制反应产生氢气的质量与反应时间的关系图（见右图）。
求：
（1）稀盐酸的质量分数，与稀盐酸反应的Fe的质量。
（2）与CuS04反应的Fe的质量。
（3）与CuS04反应的Fe的质量及与盐酸反应的Fe
的质量之和_______8．5g（选填“>”、“<”、“=”）。
对此结果作出你的解释。
解析：
（1）设9．2g固体中Fe的质量为x，盐酸的质量分数为w。
Fe+2HCI=FeCl2+H2
56732
x50.0g×w0.10g
56：
2=x：
0．10g
解得：
x=2．8g
73：
2=50．0g×w：
0．10g
解得：
w=7.3％
（2）设与CuS04反应的Fe的质量为y
Fe+CuS04=FeS04+Cu
5664
y（9．2-2．8）g
56：
64=y：
（9．2-2．8）g
解得y=5．6g
（3）2．8g+5．6g=8．4g<8．5g
因为有少量Fe与CuS04溶液中的酸性物质发生了反应。
答案：
（1）稀盐酸的质量分数为7.3％，与稀盐酸反应的Fe的质量2．8g；
（2）与CuS04反应的Fe的质量为5．6g。
（3）与CuS04反应的Fe的质量及与盐酸反应的Fe的质量之和<8．5g，其原因是有少量Fe与CuS04溶液中的酸性物质发生了反应。
9、为了测定某氢氧化钠固体是否含有碳酸钠（不含其他杂质），现用纯氢氧化钠与其进行对比实验如下：
①称取纯氢氧化钠和待测氢氧化钠各mg分别配成25.0g溶液，均滴加酚酞试液2～3滴。
②把12.0％的盐酸逐滴加入实验①配成的两种溶液中，当酚酞试液刚好由红色变为无色（溶液呈中性）时，纯氢氧化钠配成的溶液消耗盐酸n1g，待测氢氧化钠配成的溶液消耗盐酸n2g。
（1）若m=2.73g，n1=n2=20.8g，则待测氢氧化钠配成的溶液中NaOH的质量分数是多少？
（2）若m=2.73g，n1=20.8g，n2=19.7g，则待测氢氧化钠配成的溶液中NaOH的质量分数是多少？
解析：
（1）因为n1=n2，所以无杂质。
待测氢氧化钠配成溶液中氢氧化钠质量分数为2.73/25.0×100%=10.92%；
（2）由纯氢氧化钠与盐酸的反应，设反应消耗的HCl为xg；
NaOH+HCl=NaCl+H2O
4036.5
2.73x
40/2.73=36.5/x
解得：
x=2.49g
所以滴定所用盐酸的质量分数为2.49/20.8×100%=11.97%
由带杂质的氢氧化钠的反应，设2.73g待测氢氧化钠中含纯NaOHyg,则含Na2CO3（2.73-y）g；
Na2CO3+2HCl=Na2CO3+H2O+CO2↑
10673
2.73-y
可求出Na2CO3消耗的HCl为73（2.73-y）/106
NaOH+HCl=NaCl+H2O
4036.5
y
可求NaOH消耗的HCl为36.5y/40；
所以一共消耗的HCl为73（2.73-y）/106+36.5y/40=19.7×11.97%
解得y=2.5
所以氢氧化钠溶液的质量分数为2.5/25=10%
10．将一些氧化铜粉末加入到100克14％的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解。
再向该蓝色溶液中加入铁粉16．8克，充分反应过滤，仍得到干燥后的固体物质16．8克。
求：
（l）原加入的氧化铜质量是多少充？
（2）最后得到的溶液的质量分数是多少？
解析：
（1）设参加反应的铁的总质量为X
Fe—H2SO4
5698
X100×14%
解得X=8克
设与硫酸铜发生置换反应的铁的质量为m，与过量硫酸反应的铁的质量为n
Fe+CuSO4=FeSO4+Cn△m
56648
m
因n=
得
因m+n=8所以：
设氧化铜的质量为y
Fe—CuSO4—CnO
5680
7y
解得y=10克
（2）设FeSO4质量为Z
H2SO4——FeSO4
98152
100×14%gZ
解得Z=21.71克
设1克铁与硫酸反应生成H2的质量V
Fe ～ H2
562
1V
解得V=0.036克
所以硫酸亚铁溶液的溶质质量分数为：
11、现有16gFe2O3和CuO的混合物，进行如下实验；把混合物全部加入到100g足量的硫酸溶液中，完全溶解。
然后滴加150g16%的氢氧化钠溶液，沉淀质量不再改变。
试计算所用硫酸溶液溶质的质量分数。
解析：
设100g硫酸溶液中H2SO4的质量为x，由Na＋和SO42－之间的关系得：
H2SO4 ～ 2NaOH
9880
x150g×16%
x=（98×150×16%）g/80=29.4g
H2SO4%＝29.4g/100g×100%＝29.4%
答案：
所用硫酸溶液溶质的质量分数为29.4%。
12、社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，
了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息。
下面请你根据他们的实验帮助计算回答：
取该厂的某钢样粉末28.36g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到3g白色沉淀。
（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比。
（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50 g质量分数相同的硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：
（标准状况下，2gH2的体积为22.4 L）
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
加入钢样粉末的质量/g
2.836
5.672
8.508
生成气体的体积（标准状况）/L
1.12
2.24
2.80
请根据表中数据计算硫酸中H2SO4的质量分数。
（3）若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少?
（用含m的代数式表示）
解析：
（1）利用C的与O2反应生成CO2,使澄清石灰水变成CaCO3沉淀,故可以通过质量比求出C的质量为0．36g,所以Fe的质量为28．36-0．36=28g,故铁和碳的质量之比为28：
0．36=700：
9；
（2）中的三组钢样粉末中的铁和碳的质量之比均为700：
9，注意观察质量5．672刚好是2．836的两倍，8．508刚好是2．836的三倍，但气体数据中2．240是1．120的两倍，而2．800少于1．120的3倍，因此III组中是钢样过量，硫酸全部反应完毕，因此我们必须选择第III组中的气体数据进行运算，所以氢气的质量为2．800*2/22．4=0．25g,继而不难求出的质量分数为24．50%；
（3）由
（2）的计算可以得知II组中的5．672g钢样中的Fe已全部反应，而硫酸有剩余。
如继续加入mg钢样粉末，有可能使钢样粉末过量，因此答案就可以分为两种范围，不难计算m=1．418g时候，两者刚好完全反应，而当m＞1．418g时，硫酸已经反应完，固体不再和酸反应了。
答案：
（1）700︰9 ；
（2）24．50%； （3）当m＞1．418g，剩余固体的质量为：
（m-1．328）g
当m≤1．418g,剩余固体的质量为：
（5．672+m）×9/709g。
13、A、B两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片通过导线、变阻器和开关分别与直流电源的两极相连．调节变阻器滑片位置，使电流强度为0.21安．通电1小时后，测得铜片A的质量增加了0.25克，则A铜片应与直流电源的负
极相连；据此计算64克铜中有多少个铜原子？
（一个电子电量是1.6×10-19库仑）
解析：
负极增重，因为铜离子在负极得到电子变成铜，沉积在电极上了；1小时内，电路中流过的电量Q=It=0.21A×3600s=756C．一个铜离子带两个单位正电荷，也就是说它在负极沉积的时候会得到2个电子，所以，一共将有铜离子N=Q/2e=756C÷[2×1.6×10-19]C=2.3625×1021．
铜原子质量M=0.25g/N，所以，64g铜里含有铜原子的数目为：
n=64/0.25×2.3625×1021=6.05×1023个。
14、常温下，在20g盐酸和硫酸混合液中，逐滴加入17.1%的氢氧化钡溶液。
当碱液滴加至20g，硫酸钡沉淀达到最大值；当碱液加至60g时，溶液PH=7求:
（1）原混合液中硫酸的质量分数。
（2）当pH=7时溶液中溶质的质量。
解析：
（1）设原混合物中硫酸的质量为x
H2SO4+Ba（OH）2=BaS04↓+2H2O
98171
x20gx17.1%
98:
171=x:
20gxl7.1%
x=1.96g
原混合液中硫酸的质量分数为1.96/20gx100%=9.8%
（2）.设pH=7时，溶液中溶质BaCl2的质量为y
2HCl+Ba（OH）2=BaCl2+2H2O
171208
（60g-20g）×17.1%y
171:
208=（60g-20g）×17.1%:
y
y=8.32g
答案：
原混合液中硫酸的质量分数为9.8%；当pH=7时溶液中的溶质BaCl2为8.32g。
15、某固体物质由MgSO4和NaOH组成，取24.0g该固体混合物溶于水后，向所得的混合物中逐滴加入质量分数为15%的硫酸溶液（密度为1.1g•mL-1），加入的稀H2SO4的体积x（单位：
mL）与所得沉淀质量y（单位；g）有如图所示的关系，求该固体混合物中NaOH、MgSO4的质量各为多少克？
解析：
①由图示数据可知，与氢氧化镁沉淀反应的硫酸溶液的体积为：
89mL-29.7mL=59.3mL
则H2SO4质量为：
59.3mL×1.1g/mL×15%≈9.8g，
设参与反应的沉淀氢氧化镁的质量为x，
Mg（OH）2+H2SO4═MgSO4+2H2O
58 98
x 9.8g
∴58：
98=x：
9.8g，
解之得：
x=9.8g×58/98=5.8g；
②设参与反应的MgSO4的质量为y，
MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg（OH）2↓，
120 58
y 5.8g
∴120：
58=y：
5.8g
80：
58=z：
5.8g
解之得：
y=5.8g×120/58=12g；
所以氢氧化钠的质量为24g-12g=12g
答案：
该固体中MgSO4的质量为12g；NaOH的质量为12g。
16、已知钠与水反应的化学方程式为：
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
质量均为m g的钠、镁、锌三种金属分别与25g质量分数为19.6%的稀硫酸反应。
（1）由于金属的量不确定，产生的氢气的质量大小有多种可能（不考虑镁与水的反应），如镁、锌产生氢气的质量相同且都小于钠产生的氢气质量的情况表示为Na＞Mg=Zn．请按以上表示，写出所有可能情况；
（2）试确定，当产生的氢气的质量大小为Na＞Mg=Zn时，m的取值范围；
（3）m=4.6时，Zn与酸反应产生H2的质量与金属质量（m）的关系如下图。
请在图中再画出钠和镁二种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量（m）的关系图线。
（在图线上用元素符号注明）
解析：
（1）共有4种可能：
①酸过量（酸与镁恰好完全反应）时，产生的氢气质量的情况为：
Mg＞Na＞Zn；
②钠、镁、锌均过量（或锌恰好完全反应）时，过量的钠可以水反应而产生的氢气质量最多，镁、锌产生的氢气质量因受酸的限制而相等：
Na＞Mg=Zn；
③钠、镁均过量而锌不足时，产生的氢气质量的情况为：
Na＞Mg＞Zn；
④镁过量、钠恰好与酸完全反应，而锌不足时：
Na=Mg＞Zn。
（2）由上面的分析可知：
当产生的氢气的质量大小为Na＞Mg=Zn时，钠、镁、锌均应过量（或锌恰好完全反应），因此m的大小只取决于锌的质量。
设：
25 g质量分数为19.6%的稀硫酸与锌恰好完全反应消耗锌的质量为χ；
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 98
χ 25 g×19.6%
65：
98=χ：
（25 g×19.6% ）
解得：
χ=3.25g 故：
m≥3.25
（3）m=4.6时，m＞3.25．因此钠、镁、锌均过量，钠在酸消耗完后还可以与水反应，产生氢气的量由钠决定：
2Na+H2SO4 =Na2SO4 +H2↑ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，
设：
钠产生的氢气质量为y
2Na～H2
46 2
4.6g y
46：
2=4.6g：
y
解得：
y=0.2g
镁、锌产生的氢气质量因受酸的限制而相等，由上图可知：
均为0.1g．
设：
25 g质量分数为19.6%的稀硫酸与镁恰好完全反应消耗镁的质量为z
Mg+H2SO4═ZnSO4+H2↑
24 98
Z 25 g×19.6%
24：
98=z：
（25 g×19.6% ）
解得：
z=1.2 g
钠和镁两种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量
（m）的关系图如右所示。
17．如图，在一根长100cm，粗细均匀的木棒左端挂有50g砝码，右端挂有内盛40g稀硫酸的小桶（小桶质量为10g），以A点为支点时，木棒平衡。
向小桶内加入一定质量的碳酸钠固体，恰好完全反应后，木棒失衡。
如果将支点移动1.5cm，木棒再次平衡。
（1）移动支点后，支点A距离a点的距离是cm；
（2）加入碳酸钠的质量是多少？
（3）原硫酸溶液中溶质的质量分数时多少？
解析：
（1）将碳酸钠固体加入到右边的小桶里，反应后右端质量增大，要继续平衡，支点应当向右移动1.5cm，所以支点A距离a点的距离是51.5cm；
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