1、化学计算题例1 现有10.6g碳酸钠和8.4g碳酸氢钠,分别与过量盐酸反应,其中( )A.碳酸钠消耗的氯化氢多 B.碳酸氢钠生成的二氧化碳多C.碳酸氢钠消耗的氯化氢多 D.碳酸氢钠生成的二氧化碳多解析 根据化学方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2和NaHCO3+HCl=NaCl+H2O +CO2可知,每106份质量的碳酸钠和73份质量的氯化氢反应,生成44份质量的二氧化碳;每84份质量的碳酸氢钠和36.5份质量的氯化氢反应,生成44份质量的二氧化碳。则10.6g碳酸钠消耗7.3g的氯化氢,生成4.4g的二氧化碳;8.4g的碳酸氢钠和3.65g的氯化氢反应,生成4.4g的二氧
2、化碳。故10.6g碳酸钠消耗的氯化氢多,10.6g碳酸钠和8.4g碳酸氢钠生成的二氧化碳一样多。答案 A例2 为了测定某含杂质7%的黄铜样品中铜的质量分数(杂质中不含铜、锌元素,杂质不溶于水,不与其它物质反应,受热也不分解),某化学小组进行了如下实验:(1)配制上述质量分数为14.6%的稀盐酸,需要质量分数为36.5%的浓盐酸的质量是_。(2)发生反应的化学方程式为_。 (3)根据已知条件列出求解100g该黄铜样品中锌的质量(X)的比例式为_。(4)该黄铜样品中铜的质量分数是_。(5)向过滤后所得滤液中加入87.4g水,则最终所得溶液之中溶质的质量分数是_。(6)欲将黄铜样品中的铜转化为铜盐,
3、可将过滤后所得的不溶性物质洗涤、烘干然后在空气中加热,充分反应,则可得到含杂质的氧化铜的质量是_,再经过某些反应操作就得到了所需铜盐。解析 (1)设需要质量分数为36.5%的浓盐酸的质量是x。根据溶液稀释前后溶质量不变,得到100g14.6%=x36.5%,解得:x=40g。(2)铜不能和稀盐酸反应,锌和稀盐酸反应生成了氯化锌和氢气,该反应的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2。(3)由实验知,反应生成氢气的质量为100g+100g199.6g=0.4g。设合金中锌的质量为X,反应生成氯化锌的质量为y。Zn+2HCl=ZnCl2+H265 136 2X y 0.4g65/x=2/0.4
4、g 解得:X=13g136/y=2/0.4g 解得:y=27.2g(4)该黄铜样品中铜的质量分数=(100g-13g-100g7%)/100g100%=80%。(5)最终所得溶液中溶质的质量分数=27.2g/(13g+100g+87.4g-0.4g)100%=13.6%。(6)铜锌合金中铜的质量为100g(17%)13g=80g。设80g铜和氧气反应能够生成氧化铜的质量为a。2Cu+O22CuO128 16080g a128/80g=160/a解得:a=100g所以可以得到含杂质的氧化铜的质量为100g+100g7%=107g。答案 (1)40g (2)Zn+2HCl=ZnCl2+H2 (3)
5、65/x=2/0.4g (4)80% (5)13.6% (6)107g例3 小明为了测定某钙片中碳酸钙的质量分数,用如图装置进行如下实验:取研碎后的钙片4克,倒入气密性良好的锥形瓶中,然后在分液漏斗中加入适量的稀盐酸,置于电子天平上测出装置总质量。打开活塞,滴入足量稀盐酸后关闭活塞,待气泡不再冒出时,测出反应后装置总质量。整理相关数据如下表,计算出钙片中碳酸钙的质量分数。反应前总质量(克)275.58反应后总质量(克)274.92反应前后质量差(克)0.66容器内气体质量差(克)m稀盐酸 干燥剂 电子天平 钙片粉末 (1)该实验中,对装置中的固态干燥剂的性质有何要求?_。(2)反应前容器内是空
6、气(密度为1),反应后全部是CO2(密度为2)。则反应前后容器(容积为V)内的气体质量差m为_。(用字母表示,反应物的体积忽略不计)(3)小明查阅有关数据后,计算出反应前后容器内的气体质量差m为0.22克,结合表中数据,计算该钙片中碳酸钙的质量分数。(钙片中的其它成分不与盐酸反应)解析 (1)该实验中,装置中的固态干燥剂要干燥的气体是二氧化碳,因此应具备的性质是能吸收水但不吸收二氧化碳。(2)反应前容器内是空气(密度为1),反应后全部是二氧化碳(密度为2),空气被排出,因此反应前后容器(容积为V)内的气体质量差为2V -1V。(3)反应后生成的二氧化碳的质量为0.66g+0.22g=0.88g
7、。设钙片中碳酸钙的质量为x。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2100 44x 0.88g 解得:x=2g钙片中碳酸钙的质量分数=2g/4g100%=50%答案 (1)能吸收水但不吸收二氧化碳 (2)(2-1)V (3)50%例5 硫酸锌溶液可以作木材防腐剂。工业上常用红锌矿(主要含ZnO)和稀硫酸为原料制取硫酸锌,化学反应方程式为:H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O。计算:(1)硫酸锌中锌元素、硫元素和氧元素间的质量比为_。(2)如果用100g溶质质量分数为1%的硫酸锌溶液配制10%的硫酸锌溶液,需要加入多少克硫酸锌固体?(3)取50kg某红锌矿与足量稀硫酸充分反应,最后得到
8、80.5kg硫酸锌,则红锌矿中氧化锌的质量分数是多少?(假设红锌矿中的杂质不与稀硫酸反应)解析 (1)硫酸锌中锌元素、硫元素和氧元素间的质量比=6532(163) =653248。(2)设需要加入硫酸锌固体质量为x,100g1%+x=(100g+x)10%,解得:x=10g。(3)设红锌矿中氧化锌的质量为y。ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O81 161y 80.5kg81161=y80.5kg 解得:y=40.5kg红锌矿中氧化锌的质量分数=40.5kg/50kg100%=81%答案 (1)653248 (2)10g (3)81%例6 1926年,我国著名化学家侯德榜先生创立了侯氏制碱法
9、,促进了我国民族工业的发展和世界制碱技术的进步,其生产过程中有下列反应:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2(1)侯氏制碱法所制的“碱”是指_。(2)工业生产过程中,铵盐水吸收二氧化碳后生成碳酸氢钠和氯化铵,在常温下,两者首先从溶液中结晶析出的是_(填物质名称)晶体。(3)现有Na2CO3和NaCl的混合样品22.3g,将其放入干净的烧杯中,加一定质量的水使其完全溶解,向所得溶液中逐渐加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸烧杯中溶液的质量与滴入稀盐酸的质量关系曲线如图所示,试回答下列问题:当滴入上述稀盐酸至图中B点时,烧杯中溶液里的溶
10、质为_(写化学式)。在Na2CO3和NaCl的混合物样品中,含Na2CO3的质量为_g。当滴入上述稀盐酸至图中A点时,试通过计算,求此温度时所得不饱和溶液中溶质的质量(计算结果精确至0.1g)。解析 (1)侯氏制碱法所制的“碱”是指碳酸钠。(2)工业生产过程中,铵盐水吸收二氧化碳后生成碳酸氢钠和氯化铵。相同温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵的溶解度小,因此碳酸氢钠首先会结晶析出。(3)观察图像可知,A点后溶液质量增加得快,则A点是碳酸钠与稀盐酸恰好完全反应的点。B点时稀盐酸过量,因此B点时烧杯中溶液里的溶质为NaCl、HCl。设样品中Na2CO3的质量为x,生成的氯化钠的质量为y。Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2106 73 117x 100g7.3% y106/x=73/(100g7.3%)=117/y解得:x=10.6g y=11.7g当滴入上述稀盐酸至图中A点时,所得不饱和溶液中溶质的质量为:11.7g+(22.3g10.6g)=23.4g。答案 (1)碳酸钠 (2)碳酸氢钠 (3)NaCl、HCl 10.6 23.4g
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