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- 2021-05-10 发布
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专题32 化学计算
1.【2019年山东省烟台市】取一定质量的CaCO3高温灼烧一定时间,测得反应后剩余固体质量为8.8 g,其中钙元素质量分数为50%,则反应放出CO2的质量为
A.1.1 g B.2.2 g C.4.4 g D.5 g
【答案】B
【解析】碳酸钙质量为:8.8 g×50%÷=11 g,则反应放出CO2的质量为:11 g﹣8.8 g=2.2 g。故选B。
2.【2019年湖北省荆州市】将某稀硫酸分成两等份,分别向其中加入锌粉或铁粉,反应结束后剩余的铁比剩余的锌多,产生氢气分别为a g和b g,则a和b的关系是
A.a<b B.a=b C.a>b D.无法判断
【答案】B
【解析】由题意可知,将某稀硫酸分成两等份,分别向其中加入锌粉或铁粉,反应结束后剩余的铁比剩余的锌多,说明了酸全部参加了反应,金属有剩余,相同的酸全部参加反应时生成氢气的质量是相同的,即a=b。故选B。
3.【2019年湖南省郴州市】一定质量的CaCO3样品高温煅烧,若样品分解了75.0%,则剩余固体中含Ca元素的质量分数为
A.53.3% B.71.4% C.59.7% D.34.6%
【答案】C
【解析】假设样品的质量为100 g,则样品中Ca元素的质量为100 g××100%=40 g,分解的碳酸钙的质量为100 g×75.0%=75.0 g,设生成的二氧化碳的质量为x。
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
75.0 g x
x=33.0 g
则剩余固体中含Ca元素的质量分数为×100%=59.7%。故选C。
4.【2019年河南省】向某氯化钡溶液中加入一定质量的硫酸溶液,二者恰好完全反应,过滤,所得溶液的质量与原氯化钡溶液的质量相等。则所加硫酸溶液中溶质质量分数的计算式为
A.×100% B.×100% C.×100% D.×100%
【答案】B
【解析】法一:生成硫酸钡沉淀的质量等于所加的硫酸溶液的质量,设生成硫酸钡沉淀的质量为x,参加反应的纯硫酸的质量为y。
BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl
98 233
y x
所加硫酸溶液中溶质的质量分数为:×100%=×100%。
法二:根据反应的化学方程式可以看出,生成硫酸钡的质量为233,则加入的硫酸溶液的质量为233,参加反应的硫酸的质量98,所加硫酸溶液中溶质的质量分数为:×100%。故选B。
5.【2019年天津市】现有不纯的氧化铜样品16 g,所含杂质可能是氧化铝、氧化镁、木炭粉、氯化钠。向其中加入200 g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,恰好完全反应,没有固体剩余。则下列判断不正确的是
A.原固体样品中肯定不含木炭粉
B.原固体样品中可能含有氯化钠
C.反应生成3.6 g水
D.反应后所得溶液中含有两种溶质
【答案】BD
【解析】A、没有固体剩余,说明原固体样品中肯定不含木炭粉,该选项说法正确;B、200 g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸恰好完全反应时消耗氧化铜质量是16 g,消耗氧化铝质量是6.8 g,消耗氧化镁质量是8 g,因此原固体样品中一定含有氯化钠,含有氧化铝和氧化镁中的一种或两种,该选项说法不正确;C、反应生成水的质量:200 g×9.8%×÷=3.6 g,该选项说法正确;D、反应后所得溶液中至少含有三种或四种溶质,即硫酸铜、氯化钠和硫酸铝、硫酸镁中的一种或两种,该选项说法不正确。故选BD。
6.【2019年四川省达州市】现有Fe2O3和CuO的混合物W g,在高温条件下用足量的CO还原,得到金属混合物2.4 g,将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水全部吸收后,产生白色沉淀5.0 g,则W的数值为
A.7.4 B.4.6 C.3.2 D.3.8
【答案】C
【解析】高温条件下一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,反应生成的二氧化碳中的氧元素一半来自于金属氧化物;设二氧化碳质量为x。
Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O,
44 100
x 5.0 g
x=2.2 g,
混合物中氧元素质量:2.2 g×÷2=0.8 g
Fe2O3和CuO混合物的质量等于金属元素质量与氧元素质量之和,即W=2.4+0.8=3.2。故选C。
7.【2019年江苏省常州市】为了回收硫酸铜废液中的铜,称取m kg铁粉与一定体积的硫酸铜废液混合,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,得到的固体能被磁铁吸引;再将该固体与足量的稀硫酸混合,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,得到不能被磁铁吸引的固体m kg。则整个过程中参加反应的CuSO4与H2SO4的质量之比为
A.80∶7 B.80∶49 C.10∶7 D.8∶7
【答案】A
【解析】设参加反应的H2SO4与CuSO4的质量分别为x、y。
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ 固体质量减少量
56 98 56
x
Fe+CuSO4FeSO4+Cu 固体质量增加量
56 160 64 64﹣56=8
y
由于得到不能被磁铁吸引的固体m kg,即铁完全反应且固体质量前后不变,所以
=
=
故选A。
8.【2019年江苏省盐城市】工业上,高温煅烧石灰石可制取生石灰(CaCO3CaO+CO2↑)。现有100 g CaCO3样品,高温煅烧一段时间后,剩余固体的质量为67 g。下列推断不符合客观事实的是
A.生成CO2的质量是33 g
B.生成物中CaO的质量是42 g
C.剩余固体中钙元素的质量分数大于40%
D.剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比大于1∶4
【答案】D
【解析】A、由质量守恒定律,反应生成的CO2的质量为100 g﹣67 g=33 g,故正确;
B、设生成物中CaO的质量是x。
CaCO3CaO+CO2↑
56 44
x 33 g
x=42 g,故正确;
C、碳酸钙中钙元素的质量分数为×100%=40%,由于反应后部分碳酸钙转化为氧化钙,过程中固体中钙元素的质量不变,但固体的质量减小,所以剩余固体中钙元素的质量分数大于40%,故正确;D、碳酸钙中碳元素与氧元素的质量之比为12∶(16×3)=1∶4,反应过程中碳元素全部转化为二氧化碳,氧元素只有部分转化,所以剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比小于1∶4,故错误。故选D。
9.【2019年湖北省孝感市】现有一包由6.5 g锌、5.6 g铁、6.4 g铜混合而成的粉末,把它加入到一定量的硝酸银溶液中,反应结束后过滤,洗涤,烘干,测得滤渣中含有三种物质。则滤渣的质量可能是
A.49.6 g B.34.8 g C.32.7 g D.18.5 g
【答案】B
【解析】设锌完全反应生成的银的质量为x。
Zn+2AgNO3Zn(NO3)2+2Ag
65 216
6.5 g x
x=21.6 g
设铁完全反应生成的银的质量为y。
Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag
56 216
5.6 g y
y=21.6 g
由于滤渣中含有三种物质,所以一定是铁、铜和银。此时存在两种可能性,第一是只有锌参加反应且完全反应,此时滤渣的质量为21.6 g+5.6 g+6.4 g=33.6 g
第二种情况,锌反应完全,铁部分反应,此时滤渣的质量小于21.6 g+21.6 g+6.4 g=49.6 g。
所以结果介于大于等于33.6 g而小于49.6 g,故选B。
10.【2019年黑龙江省鸡西市】在已经调平的天平两端各放置一个等质量的烧杯,然后分别向两烧杯中加入100 g溶质量分数为7.3%的稀盐酸,再向左右两烧杯中分别加入下列物质,充分反应后,天平仍然平衡的是
A.10 g Zn、10 g Fe B.5.6 g Zn、5.6 g Fe
C.10 g CaCO3、5.6 g CaO D.10 g CaCO3、10 g CaO
【答案】AC
【解析】加入的HCl的质量为100 g×7.3%=7.3 g。
A、10 g锌和10 g铁。
Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 73
10 g 7.3 g
Fe+2HClFeCl2+H2↑
56 73
10 g 7.3 g
所以酸的量不足,应该是金属都有剩余,则生成的氢气的质量相等,所以天平平衡,正确;
B、5.6 g Zn、5.6 g Fe
Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 73 2
5.6 g 7.3 g 0.17 g
则酸不足,生成氢气的质量为0.17 g。
Fe+2HClFeCl2+H2↑
56 73 2
5.6 g 7.3 g 0.2 g
则酸是足量的,生成的氢气的质量为0.2 g,生成氢气质量不等,所以不平衡,错误;
C、CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 天平质量增加量
100 73 44 100﹣44=56
10 g 7.3 g 5.6 g
盐酸和碳酸钙完全反应,导致质量增加为5.6 g,而氧化钙无论是否完全反应,都会导致质量增加为5.6 g,天平平衡,正确;
D、盐酸和10 g碳酸钙完全反应,导致质量增加为5.6 g,而氧化钙无论是否完全反应,都会导致质量增加为10 g。天平不平衡,错误。故选AC。
11.【2019年河南省】质量相等的四种物质①H2O2、②KMnO4、③KClO3、④H2O,完全分解后所制得氧气的质量由大到小的顺序为________________(填序号,下同);四种金属①Zn、②Mg、③Al、④Fe分别投入质量相等且足量的稀硫酸中,充分反应后所得四种溶液的质量相等,则投入金属的质量由小到大的顺序为________________。
【答案】④①③② ③②④①
【解析】根据所给物质写出这4个反应的化学方程式,按O2的化学计量数为1进行配平;计算每种物质与O2的质量比,然后比较得出答案。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
KClO3KCl+O2↑
81.7 32
2H2O2H2↑+O2↑
36 32
生成32 g的O2所需4种物质的质量分别为:68 g、316 g、81.7 g、36g,所以完全分解后所制得氧气的质量由大到小的顺序为④①③②。
将Mg、Al、Fe三种金属分别投入质量相等且足量的稀硫酸中,反应结束后溶液的质量仍相等,说明溶液质量增加的质量相等,即加入的金属质量减去生成的氢气的质量相等,
设锌的质量为a,镁的质量为x,铝的质量为y,铁的质量为z,则:
Zn ~ H2↑
65 2
a a
Mg ~ H2↑
24 2
x x
2Al ~ 3H2↑
54 6
y y
Fe ~ H2↑
56 2
z z
则a﹣a=x﹣x=y﹣y=z﹣z
即a=x=y=z,故a<z<x<y,即m(Zn)<m(Fe)<m(Mg)<m(Al)。
12.【2019年安徽省】侯德榜是我国著名的化学家,发明了侯氏制碱法,其反应原理如下:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl,请计算:
(1)氯化铵中氮元素的质量分数。
(2)生产8.4 t碳酸氢钠,理论上需要氯化钠的质量。
【答案】(1)26.2%
(2)5.85 t
【解析】(1)氯化铵中氮元素的质量分数为×100%≈26.2%。
(2)生产8.4 t碳酸氢钠,设理论上需要氯化钠的质量为x。
NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl。
58.5 84
x 8.4 t
x=5.85 t
13.【2019年天津市】取含杂质的硫酸镁样品7 g(杂质不溶于水,也不参加反应),向其中加入一定量的氢氧化钠溶液(密度为1.06 g/cm3),恰好完全反应,得到71 g溶质质量分数为10%的溶液。计算:
(1)样品中硫酸镁的质量;
(2)所加入的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数(计算结果精确到0.1%);
(3)所加入的氢氧化钠溶液的体积(计算结果精确至0.1)。
【答案】生成的硫酸钠的质量为71 g×10%=7.1 g,设硫酸镁的质量为x,氢氧化钠的质量为y,氢氧化镁的质量为z。
2NaOH+MgSO4Na2SO4+Mg(OH)2↓
80 120 142 58
y x 7.1 g z
x=6 g,y=4 g,z=2.9 g
氢氧化钠溶液的质量为71 g+2.9 g﹣6 g=67.9 g
氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为×100%≈5.9%。
所加入的氢氧化钠溶液的体积为≈64.1 cm3=64.1 mL。
答:(1)样品中硫酸镁的质量为6 g。
(2)所加入的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数5.9%。
(3)所加入的氢氧化钠溶液的体积为64.1 mL。
14.【2019年广东省】Mg(OH)2具有广泛的应用,常用菱镁矿制备。研究人员向一定质量的菱镁矿粉中加入过量的稀硫酸,充分溶解后除杂、过滤,得到只含MgSO4和H2SO4的混合溶液,为确定混合溶液中镁的含量,取4份混合溶液各100 g,向每份混合溶液中加入一定质量的4% NaOH溶液,得到实验数据如下表所示:
实验编号
①
②
③
④
NaOH溶液质量/g
10.0
20.0
30.0
40.0
Mg(OH)2质量/g
0.232
0.522
0.580
0.580
(1)实验_______________(填实验编号)中硫酸镁完全反应。
(2)计算100 g混合溶液中含MgSO4的质量(写出计算过程)。
(3)分析实验数据,在图中,画出加入4% NaOH溶液质量0﹣30.0g过程中,产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图,并标注必要的数值。
【答案】(1)③④
(2)设100 g混合溶液中含MgSO4的质量为x。
2NaOH+MgSO4Na2SO4+Mg(OH)2↓
120 58
x 0.580 g
x=1.2 g
答:100 g混合溶液中含MgSO4的质量为1.2 g。
(3)
【解析】(1)由实验②可知每消耗10.0 gNaOH溶液生成氢氧化镁沉淀0.29 g,第③次在增加10.0 g NaOH溶液沉淀增加的质量为0.058 g,说明此时硫酸镁完全反应,氢氧化钠已过量,故填③④。
(3)由于每消耗10.0 g NaOH溶液生成氢氧化镁沉淀0.29 g,第①次与硫酸镁反应的氢氧化钠溶液质量为=8.0 g,即与硫酸反应的氢氧化钠溶液的质量为10.0 g﹣8.0 g=2.0 g,与硫酸镁反应的氢氧化钠溶液总质量为=20 g,所以加入4% NaOH溶液质量0~30.0 g过程中,产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图为。
15.【2019年广西省贵港市】小红称取5.0 g某品牌化肥(商标如图1)于烧杯中,加水完全溶解,滴入Ba(OH)2溶液进行该化肥中(NH4)2SO4含量的测定(杂质溶于水但不参加反应)。测定数据如表和图2所示。
滴入Ba(OH)2溶液质量/ g
50
100
150
200
生成沉淀质量/ g
2.33
4.66
6.99
m
已知:(NH4)2SO4+Ba(OH)2═BaSO4↓+2NH3↑+2H2O
(1)表格中的m、坐标上的a数值分别为_______________、_______________。
(2)该化肥属于_______________(填“合格”或“不合格”)产品。
(3)计算所用Ba(OH)2溶液中溶质的质量分数(写出计算过程,结果精确至0.01%)。
【答案】(1)6.99 1.02
(2)不合格
(3)3.42%
【解析】(1)由图2中的图像信息可知,加入氢氧化钡的质量是150 g时,是50 g的3倍,所以生成氨气的质量为0.34 g的3倍,a是1.02 g。当加入200 g的氢氧化钡时,氨气的质量不再增加,所以沉淀的质量也不会继续增加,m是6.99 g。
(2)设硫酸铵的质量分数为x。
(NH4)2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2NH3↑+2H2O
132 233
5 g×x 6.99 g
x=79.2%
所以该化肥属于不合格产品。
(3)氢氧化钡的质量分数为y。
(NH4)2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2NH3↑+2H2O
171 233
y×50 g 2.33 g
y=3.42%