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- 2021-05-10 发布
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《化学计算》专题中考复习
化学计算(一):根据化学式计算
一、基础知识
1.化学式:用元素符号来表示物质组成的式子.
2.化学式(分子式)表示的含义:
(1)表示该物质的一个分子. (2)表示构成一个分子的各种原子的原子个数.
(3)表示一种物质及组成该物质的各种元素.
3.常用的计算关系式(以化合物AmBn为例):
(1)相对分子质量=A的相对原子质量×m+B的相对原子质量×n
(2)A的质量分数
(3)A、B元素的质量比
(4)A元素的质量=化合物质量×A的质量分数
(5)在混合物中,某物质的质量分数(纯度):
(杂质不含该元素时)
4.两种物质的质量比等于相对分子质量×分子个数之比.
5.两种元素的原子个数比等于它们的质量比除以相对原子质量之比.
二、典型例题
例1:原计划用90kg尿素[CO(NH2)2],现因缺货改用硝酸铵(NH4NO3).计算需要用多少千克的硝酸铵才能与90kg尿素的含氮量相等?
解法1:设需要硝酸铵质量为x,
x=120kg
答:需用120kg的NH4NO3.
解法2:设需要硝酸铵质量为x.
据关系式NH4NO3 ~ CO(NH2)2
80 60
x 90kg
80:60=x:90kg
x=120kg
答:需用NH4NO3120kg.
例2:某铁的氧化物中,铁元素与氧元素的质量比为7:2,试确定该氧化物的化学式.
解法1:设该氧化物的化学式为FexOy,则
56x:16y=7:2 x:y=1:1
∴氧化物的化学式为FeO.
答:该氧化物化学式为FeO.
解法2:Fe、O两种元素的原子个数比为:
∴氧化物化学式为FeO
答:该氧化物化学式为FeO.
例3:在FeSO4和Fe2(SO4)3组成的混合物中,硫元素的质量分数为a%,求铁元素的质量分数是多少?
解:设混合物中氧元素的质量分数为x,
据关系式S ~ 40
32 64
a% x
32:64=a%:x x=2a%
∴铁元素质量分数为1-a%-2a%=1-3a%
答:铁元素质量分数为1-3a%.
例4:某硝酸铵样品中混有另一种氮肥,经测定该样品中含氮38%,则该样品中可能混有的氮肥是( )
A.NH4HCO3 B.(NH4)2SO4 C.NH4Cl D.CO(NH2)2
解析:先求出纯净的硝酸铵的含氮量为35%,已知样品中含氮量为38%,所以样品中一定混有含氮量比38%更高的氮肥.计算已知各种氮肥的含氮量分别为:
NH4HCO3 17.7% (NH4)2SO4 21.2% NH4Cl 26.2% CO(NH2)2 46.7%
所以答案为D.
三、检测题
(一)选择题:
1.有一种氮的氧化物,氮与氧的质量比为7:4,则该氧化物的化学式为( )
A.N2O B.NO2
C.N2O3 D.N2O5
2.硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血.某贫血患者每天需补充1.40g铁元素,服用的药物中含硫酸亚铁的质量至少为( )
A.3.80g B.6.95g
C.10.00g D.3.18g
3.下列化合物中,铁元素质量分数最小的是( )
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.FeS
4.某气体单质和氧气的相对分子质量比为7:8,该气体可能是( )
A.CO B.CO2
C.Cl2 D.N2
5.氧化镁和另一种金属氧化物组成的混合物4g,含氧元素1.8g,另一种金属氧化物是( )
A.CuO B.Fe2O3
C.Al2O3 D.CaO
6.由Na2SO4、Na2SO3和Na2S三种物质组成的混合物中,含氧元素的质量分数为22%,则其中钠元素的质量分数为( )
A.23% B.46%
C.32.6% D.无法确定
(二)填空题:
1.要使H2O和H2O2(过氧化氢)中,含有相同质量的氧元素,则H2O与H2O2的质量比是____,分子数均为6.02×1023个的H2、N2、CO的质量比为____.
2.露天烧烤不仅产生大量有害气体污染环境,而且烧焦肉类中还含有强烈的致癌物质3.4-苯并茈.其化学式为C20H12.该物质126g中含碳元素质量____g.
3.某碳酸钙样品中含碳元素的质量分数为6%(杂质不含碳元素),则样品中CaCO3的质量分数为____.
4.右图是一种氮肥包装标签的部分文字.这种氮肥
的相对分子质量是____,其纯度(即化肥中硝酸铵
的质量分数)是____.
5.山茶油中含柠檬醛.现从山茶油中提取76g柠檬醛,将它在氧气中完全燃烧,生成220g二氧化碳和72g水,则柠檬醛中含有的元素是____.(填元素符号)
6.尼古丁的化学式为CxHyNz,其相对分子质量为162,其中氢约占8.7%,氮约占17.3%,则化学式中x=____,y=____,z=____.
(三)计算题:
1.在抗击非典的日子里,人们常用的消毒剂是过氧乙酸,它的化学式为C2H4O3.试计算:
(1)过氧乙酸中碳、氢、氧三种元素的质量比:__ __;
(2)多少克过氧乙酸与36g水中所含的氢元素质量相等?
2.某商店1kg化肥的市场价格为:尿素[CO(NH2)2]1元,硝酸铵(NH4NO3)0.8元.若用10元买化肥,则买哪种得到的氮元素多?
3.赤铁矿石是我国铁矿石资源的一种.其主要成分是Fe2O3,计算5t含80%Fe2O3的赤铁矿含铁多少吨?
4.小明每天需从钙片中得到0.2g钙,则小明每天需吃含葡萄糖酸钙[(C6H11O7)2Ca]的质量分数为85%的钙片多少克?
5.碘盐就是在食盐中加入一定量的碘酸钾(KIO3,相对分子质量为214),食用碘盐可有效地预防碘缺乏病.计算:
(1)__ __mg碘酸钾中含碘20mg;
(2)成人每天约需0.15mg碘,假设这些碘是从碘盐中摄取的.若1000g碘盐中含碘20mg,则成人每天需食用碘盐多少克?
6.葡萄中含有丰富的白藜芦醇(化学式为C14H12O3),它具有抗癌性.求:(1)白藜芦醇的相对分子质量;(2)白藜芦醇中碳、氢、氧元素的质量比;(3)含碳元素质量相等的白藜芦醇与二氧化碳的质量比.
化学计算(二):根据化学方程式计算
一、基础知识
1.化学方程式在量的方面的含义:
例如:
在量的方面:(1)表示反应物与生成物的质量比为124:160:284
(2)反应物总质量份数(124+160)等于生成物总质量份数(284)符合质量守恒定律
2.一般解题步骤:
(1)审清题意,设未知量
(2)正确写出有关的化学方程式
(3)求出相关物质的质量比,并把相关的已知量和未知量写在相应质量比的下边
(4)列出比例式
(5)求出未知量
(6)简明地写出答案
可概括为:解、设、方、关、已未知、比例、求解、答仔细.
3.注意事项:
(1)化学方程式必须书写正确
(2)同一题目中不同未知量不能用同一字母表示
(3)各相关物质的相对分子质量必须计算准确
(4)各相关量必须写在对应物质化学式的下面
(5)代入化学方程式中进行计算的相关量必须是纯净物的(不包括未参加反应的质量)
4.常用换算计算式:
(1)气体密度(g/L)
(2)物质纯度
5.常用方法:
(1)守恒法 (2)关系式法 (3)差量法
(4)极值法 (5)讨论法 (6)特殊值法
二、典型例题
例1:实验室用加热氯酸钾和少量二氧化锰的混合物来制取氧气,已知反应前二氧化锰占混合物质量的20%,加热一段时间后,剩余固体中二氧化锰占25%,求氯酸钾的分解百分率.
解:设原混合物中二氧化锰质量为1g,
则原混合物质量为:1g÷20%=5g
剩余固体质量为:1g÷25%=4g
由质量守恒定律得:氧气质量为5g-4g=1g
设参加反应的氯酸钾质量为x
245 96
x 1g
x=2.55g
则KClO3的分解率:
答:KClO3的分解率为63.75%.
例2:实验室中,用氢气还原氧化铜25g,当大部分固体变红时,停止加热,冷却后称得残留固体为21g,求参加反应的氧化铜的质量.
解:设参加反应的氧化铜质量为x,则生成铜的质量为21g-(25g-x)=x-4g
80 64
x x-4g
x=20g
答:参加反应的氧化铜质量为20g.
例3:煅烧含CaCO380%的石灰石100t,生成CO2多少吨?若石灰石中的杂质全部进入生石灰中,可得这样的生石灰多少吨?
解:设生成CO2的质量为x
100 44
100t×80% x
x=35.2t
生石灰质量:100t-35.2t=64.8t
答:生成CO2 35.2t,得生石灰64.8t.
例4:某钢铁厂用580吨含Fe3O480%的磁铁矿(其余为不含铁的杂质),可炼得含杂质为4%的生铁多少吨?
解:设可炼得生铁的质量为x
232 168
580t×80% x·(1-4%)
x=350t
答:略.
例5:在反应A+3B=2C+2D中,C和D的相对分子质量比为22:9,2.8gA与一定量B完全反应后,生成8.8gC,求反应中B和D的质量比是多少.
解:设生成D的质量为x
A+3B=2C+2D
44 18
8.8g x
x=3.6g
则参加反应的B的质量为:
8.8g+3.6g-2.8g=9.6g
∴B和D的质量比为:9.6g:3.6g=8:3
答:略.
三、检测题
(一)选择题:
1.铝在氧气中燃烧生成氧化铝.在这个反应中,铝、氧气、氧化铝的质量比是( )
A.27:32:102 B.27:24:43
C.4:3:2 D.108:96:204
2.现有氢气和氧气共10g,点燃使之充分反应,生成7.2g水,则反应前氧气质量可能是( )
A.0.8g B.3.6g
C.6.4g D.9.2g
3.在反应X+2Y=R+2M中,当1.6gX与Y完全反应后,生成4.4gR,且反应生成R和M的质量比为11:9,则在此反应中Y和M的质量之比为( )
A.23:9 B.16:9
C.32:9 D.46:9
4.在反应A+3B=2C+3D中,已知2.3gA跟4.8gB恰好完全反应,生成4.4gC,又知D的相对分子质量为18,则A的相对分子质量为( )
A.23 B.46
C.48 D.92
5.铜和氧化铜的混合物9g,与氢气充分反应后,得到固体物质8g,则原混合物中铜元素的质量分数为( )
A.88.9% B.80.0%
C.11.1% D.61.5%
6.相同质量的Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3四种物质,分别与足量的盐酸反应,产生CO2最多的是( )
A.Na2CO3 B.K2CO3
C.MgCO3 D.CaCO3
7.1.4g某二价金属与稀硫酸完全反应后得0.5gH2,则金属的相对原子质量为( )
A.24 B.27
C.56 D.65
8.两种金属混合物共13g,与足量稀硫酸反应后,产生1gH2,该混合物可能是( )
A.Zn和Al B.Fe和Mg
C.Fe和Zn D.Al和Mg
(二)计算题:
1.把4g硫粉放在给定质量的氧气中燃烧,有关实验数据如下表所示.
第一次
第二次
第三次
O2质量(g)
3
4
6
SO2质量(g)
6
(1)第一次实验中,参加反应的S、O2、生成的SO2三种物质的质量比为:____;
(2)通过计算求出第二次实验生成SO2多少克?
(3)在表中填写第三次实验生成SO2的质量.
2.把10gKClO3和MnO2的混合物加热到不再产生气体为止,质量减少了2.4g.计算原混合物中KClO3的质量分数.
3.CO和CO2的混合气体10g,通过足量灼热的CuO,充分反应后,产生气体通入足量石灰水,得沉淀25g.求原混合物中CO的质量.
4.一定量的石灰石与50g稀盐酸恰好完全反应,生成CO2 2.2g,求:(1)参加反应的CaCO3的质量;(2)盐酸的溶质质量分数.
5.实验室用CO还原赤铁矿石(主要成分为Fe2O3)样品3.0g,反应后生成的CO2通入足量的石灰水中,生成4.0g白色沉淀,求赤铁矿石中Fe2O3的质量分数.
6.用H2还原Cu和CuO的混合物2g,完全反应后得到红色固体1.68g,求原混合物中金属铜的质量分数.
7.3.6g CaCO3高温煅烧一段时间后,冷却,测得剩余固体中含钙元素57.6%,求剩余固体中CaO的质量.
8.某样品为Cu和CuO的混合物,为测定样品中CuO的含量,取用20g此样品,分四次向其中加入稀盐酸与之充分反应.相应数据见下表:
第 次
加入稀盐酸的体积/mL
剩余固体的质量/g
1
40
16
2
40
12
3
40
8
4
40
8
求:(1)20g此样品中Cu的质量
(2)样品中CuO的质量分数
(3)用氢气充分还原5g此样品可得到固体多少克?
化学计算(三):关于溶质质量分数计算
一、基础知识
1.溶质质量分数:是溶质质量与溶液质量之比.
2.主要计算依据:
(1)
(2)溶液质量=溶液体积×溶液密度
3.常见题型及基本思路:
(1)溶液加水稀释的计算:
根据稀释前后溶质的质量相等,可用以下计算式计算:
m(浓)×a%(浓)=[m(浓)+m(水)] ×a%(稀)
(2)溶质质量分数不同的同溶质溶液混合问题:
一般可用下式计算:
m(浓)×a%(浓)+m(稀)×a%(稀)=m(混)×a%(混)
(3)求化学反应后所得溶液中溶质质量分数的问题:
通过化学反应计算出溶质质量,再分析各量间关系求出溶液总质量,运用公式计算出反应后溶液中溶质的质量分数.
求反应后所得溶液质量的一般方法:质量守恒法.溶液质量=m(反应物)-m↓-m↑.
二、典型例题
例1:现有100g溶质质量分数为15%的过氧乙酸溶液,欲配制成溶质质量分数为1.5%的溶液来使用,需加水多少克?
解:设需加水质量为x,
100g×15%=(100g+x)×1.5%
x=900g
答:略.
例2:配制2000g20%的稀硫酸用以除锈,需98%的浓硫酸和水各多少毫升?
解:设需浓硫酸的质量为x
2000g×20%=x×98%
x=408.2g
浓硫酸体积=408.2g÷1.84g/cm3=221.8mL
水的体积=(2000g-408.2g)÷1g/cm3=1591.8mL
答:略.
例3:实验室用95%的浓硫酸与5%的稀硫酸来配制20%的硫酸180g,需要95%的硫酸和5%的硫酸各多少克?
解:设需要95%,5%硫酸的质量分别为x,y
x=30g y=150g
答:略.
例4:200g稀硫酸与足量锌反应,生成0.4g氢气.求:①原硫酸溶液中溶质的质量分数.②所得溶液中溶质质量分数.
解:设参加反应的H2SO4质量为x,生成ZnSO4的质量为y.
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
98 161 2
x y 0.4g
x=19.6g
y=32.2g
(1)
(2)
答:略.
例5:把16.9gNaCl和Na2CO3的混合物加入到100g7.3%的盐酸中,恰好完全反应.求反应后所得溶液中溶质的质量分数.
解:盐酸中溶质质量为:100g×7.3%=7.3g
设Na2CO3质量为x,生成NaCl质量为y,CO2质量为m,
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 117 44
x 7.3g y m
x=10.6g y=11.7g
m=4.4g
所得溶液溶质质量分数为:
答:略.
三、检测题
(一)选择题:
1.配制90g10%的NaNO3溶液后,向其中加入10gNaNO3搅拌至完全溶解,所得溶液中NaNO3质量分数是( ) A.19% B.10% C.9% D.无法计算
2.把40g5%的CaCl2溶液溶质质量分数增大到10%,应采用的方法是( )
A.把溶剂蒸发掉一半 B.加入2gCaCl2固体 C.加入40g15%的CaCl2溶液D.把溶剂蒸发掉20g
3.配制5000g20%的盐酸,需要38%的盐酸(密度为1.19g/cm3)的体积为( )
A.2211mL B.1000mL C.2200mL D.2632mL
4.某酒精溶液中乙醇所含的氢原子数与水所含的氢原子数相等,则该酒精溶液中溶质的质量分数为( ) A.50% B.25% C.46% D.33.3%
5.一份2%的NaCl溶液蒸发掉40g水后,溶质质量分数变为10%,则原溶液中溶质质量为( )
A.1g B.2g C.5g D.8g
6.20℃时,NaCl的溶解度为36g,该温度下,NaCl溶液中溶质质量分数不可能为( )
A.20% B.26.5% C.25% D.30%
(二)填空题:
1.配制360.0g 10%的盐酸,需要36%的盐酸(密度为1.18g/cm3)____毫升,水____毫升.
2.向90g10%的NaCl溶液中加入10gK2SO4搅拌至完全溶解,所得溶液中NaCl的质量分数为____.
3.向40g5%的NaOH溶液中,加入60g10%的NaOH溶液,混合后溶液中NaOH质量分数为____.
4.右图是一瓶葡萄糖注射液标签,试根据给出的数据计算该溶液中含水____g,溶液的密度约为____g/cm3.
(三)计算题:
1.为了给水果消毒,某同学要把30g15%的KMnO4溶液稀释成0.3%的溶液,需加水多少克?
2.将9gKNO3完全溶于21g水中,并将其均分为三份,计算:(1)取一份,其中溶质质量分数是多少?(2)取一份,使其溶质质量分数增大一倍,需加入KNO3多少克?(3)取一份,欲使其溶质质量分数减小一半,需加水多少克?
3.t℃时,4.8g镁与一定量的稀盐酸恰好完全反应,所得溶液溶质质量分数为25%.求所用盐酸中氯化氢的质量分数.
4.取22.2g石灰石样品,放入盛有126g稀盐酸的烧杯中,石灰石中的CaCO3与盐酸恰好完全反应(杂质不反应,也不溶解),烧杯内物质质量变为139.4g.求反应后所得溶液中溶质的质量分数.
5.常温下,将18.9gKCl和K2CO3的混合物溶于149g水中,向其中加入36.5g稀盐酸,恰好完全反应,得到200g不饱和溶液.求反应后所得溶液中溶质的质量分数.
6.将10g不纯的MgCl2样品(杂质不溶于水),放入50g水中,充分搅拌,待样品中MgCl2全部溶解后过滤.将所得滤液与63.3gNaOH溶液恰好完全反应,生成5.8g白色沉淀.
求:(1)样品中MgCl2的质量 (2)反应后所得溶液中溶质的质量分数
7.甲、乙、丙三位同学分别取铁粉和铜粉的均匀混合物与某稀硫酸反应,所得数据如下:
甲
乙
丙
金属混合物质量(g)
10
10
20
稀硫酸质量(g)
100
120
100
反应后,过滤得干燥固体质量(g)
2
2
12
计算:(1)金属混合物中铁的质量分数;
(2)甲制得硫酸亚铁质量;
(3)该稀硫酸中溶质的质量分数.