1、专题23 化学计算1（2021江苏扬州）为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取2.0g石灰石样品于烧杯中，将20g稀盐酸分4次加入样品中，充分反应后经过滤、干燥、称重，得实验数据如下：第一次第二次第三次第四次稀盐酸的用量/g5.05.05.05.0剩余固体的质量/g1.51.00.50.3已知石灰石中的杂质既不与盐酸反应，也不溶解于水。下列说法正确的是A第三次实验后碳酸钙无剩余B第四次实验后盐酸无剩余C盐酸中HCl的质量分数是3.65%D样品中碳酸钙的质量分数是85%【答案】D【详解】A、根据表格可知每次加入5g稀盐酸反应0.5g碳酸钙，而第四次反应加入5g稀盐酸反应0.2g碳酸钙，因此第三
2、次实验后碳酸钙有剩余，错误；B、结合选项A，第四次实验后加入5g稀盐酸反应0.2g碳酸钙，因此碳酸钙无剩余盐酸有剩余，错误；C、设盐酸的溶质质量分数为xx=7.3%，不符合题意；D、2.0g石灰石样品中碳酸钙质量为1.7g，样品中碳酸钙的质量分数是，符合题意。故选D。2（2021四川乐山）烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg，向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸，测得剩余固体的质量与加入稀盐酸的体积的关系如图所示。下列有关结论正确的是加入V1mL稀盐酸时，剩余固体中不含锌加入V2mL稀盐酸时，溶液中的溶质为FeCl3和ZnCl2整个过程中发生反应均为置换反应反应中产生氢气的质量一定小于g剩余固体质量m、
3、n与稀盐酸的体积V1、V2的数量关系为ABCD【答案】B【详解】盛有锌粉和铁粉的混合物mg，向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸，稀盐酸先和锌粉反应生成氯化锌和氢气，再和铁粉反应生成氯化亚铁和氢气，加入V1mL稀盐酸时，表示锌与稀盐酸恰好完全反应，剩余固体中不含锌，正确。加入V2mL稀盐酸时，表示铁粉恰好完全反应，稀盐酸先和锌粉反应生成氯化锌和氢气，再和铁粉反应生成氯化亚铁和氢气，溶液中的溶质为FeCl2和ZnCl2，选项错误。稀盐酸先和锌粉反应生成氯化锌和氢气，再和铁粉反应生成氯化亚铁和氢气，反应物是单质和化合物，生成物是单质和化合物，整个过程中发生反应均为置换反应，正确。混合物全是锌粉生成氢气，
4、全是铁粉生成氢气，烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg，反应中产生氢气的质量一定小于g，大于，正确。剩余固体质量m-n表示反应锌的质量，n表示铁的质量，V1表示锌生成氢气质量，V2-V1表示铁生成氢气质量，故=，选项错误。故正确，故选：B。3（2021四川德阳）碳酸氢钠(NaHCO3)是发酵粉的主要成分，常用于制作糕点、馒头的发泡剂。某同学为探究发酵粉样品中NaHCO3的质量分数，他取样品20.0g，进行如下实验探究：假设样品中除NaHCO3之外的其他成分加热不发生变化，也不与盐酸反应，直接进入固体B中。下列判断正确的是A加热产生CO2的质量为3.1gB固体A中含有Na2CO3的质量为7.5gC蒸
5、发结晶得到的固体B中含有剩余的HClD原发酵粉样品中的NaHCO3的质量分数为84.0%【答案】D【详解】A、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，样品20.0g加热后剩余固体质量为16.9g，根据质量守恒定律可知同，生成二氧化碳和水的质量和为3.1g，说法错误；B、样品20.0g加热后剩余固体质量为16.9g，生成二氧化碳和水的质量和为3.1g，根据可知，生成二氧化碳和水的质量比为44:18，则生成固体A过程，生成二氧化碳和水的质量分别为2.2g、0.9g，设固体A中含有Na2CO3的质量为x，则解得x=5.3g，说法错误；C、盐酸具有挥发性，蒸发结晶得到的固体B中不会含有剩余的HCl，
6、说法错误；D、根据钠元素守恒，设原发酵粉样品中的NaHCO3的质量为y，则解得y=16.8g；原发酵粉样品中的NaHCO3的质量分数为，说法正确；故选：D。4（2021四川南充）某化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，先将10g样品放入烧杯中，再把100g稀盐酸分5次加入该样品中（该实验条件下，杂质不与酸反应，也不溶解于水，忽略稀盐酸挥发），得实验数据如表格。稀盐酸的质量充分反应后剩余固体的质量第一次加入20g8g第二次加入20g6g第三次加入20g4g第四次加入20g2g第五次加入20g2g（1）10g石灰石样品中碳酸钙的质量分数是_。（2）求稀盐酸的溶质质量分数（写出计算过程，
7、结果精确到0.1%）【答案】（1）充分反应后，最后剩余固体的质量为2g，说明10g样品中杂质的质量为2g，10g石灰石样品中碳酸钙的质量分数是。（2）比较第一、二次的数据可知：20g盐酸完全反应可以消耗碳酸钙的质量为10g-8g=2g，设20g稀盐酸中溶质的质量为x 稀盐酸中溶质质量分数。答：稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。5（2021湖南常德）实验室需要1.2g氧气，若用加热分解高锰酸钾的方法制取这些氧气，消耗高锰酸钾的质量是多少？（计算结果精确至0.1）【答案】11.85g解：设消耗高锰酸钾的质量是xx=11.85g答：消耗高锰酸钾的质量是11.85g。6（2021山东东营）实验室常用溶质
8、质量分数为10%的过氧化氢溶液制取氧气。（1）某兴趣小组打算用如图所示的整瓶溶液配制溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液，需加水_g。（2）在配制过程中，他们发现试剂瓶内壁附着不少气泡，由此推断该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数小于30%，依据是_。（3）为测定该瓶溶液的溶质质量分数，他们取35g该溶液放入锥形瓶中并加入一定量的二氧化锰。不同时间电子秤的读数如下表所示（不考虑H2O逸出）：反应时间/min0123456锥形瓶+瓶内物质的总质量/g340.00338.78335.64335.2335.20335.20335.20请回答：反应生成氧气的总质量为_g。该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数是多少？
9、（写出计算过程，结果保留到0.1%）【答案】（1）1000（2）过氧化氢溶液常温下即可分解产生氧气（3）4.8解：设该瓶过氧化氢溶液中溶质的质量为该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数：答：该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数是29.1%。【详解】（1）设需要加水的质量为a，依据稀释前后溶质的质量不变可得：，需要加水的质量为1000g；（2）在配制过程中，他们发现试剂瓶内壁附着不少气泡，由此推断该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数小于30%，过氧化氢溶液常温下即可分解产生氧气；（3）反应生成氧气的总质量=；解析见答案。7（2021甘肃定西）我国化学家侯德榜创立了侯氏制碱法，为世界制碱工业作出了杰出贡献。在实际生产
10、的产品碳酸钠中会混有少量的氯化钠。现有纯碱样品，为测定该样品中碳酸钠的质量分数，以称取样品6g，放入40g水中使其完全溶解，再加入稀盐酸26.2g，恰好完全反应，气体全部逸出，得到氯化钠的不饱和溶液70g。请计算（写出简要的计算过程）：（1）生成二氧化碳的质量。（2）样品中碳酸钠的质量。（3）反应后所得溶液中溶质的质量分数（计算结果精确到0.1%）。【答案】（1）根据质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量不变，反应前的质量为：6g+40g+26.2g=72.2g ，反应后溶液的质量为 70g，则相差的质量就是生成气体的质量，即：72.2g-70g=2.2g ；（2）设参加反应的碳酸钠的质量为
11、x，生成的氯化钠的质量为 y；解得 x=5.3g，y=5.85g。则样品中碳酸钠的质量为 5.3g；（3）反应后所得溶液中溶质为氯化钠，氯化钠有两种来源，一种是样品中含有的， 质量为 ，一种是碳酸钠和盐酸反应生成的氯化钠，质量为 5.85g。则反应后溶质的质量为： 。溶液的质量为70g，则反应后所得溶液中溶质的质量分数为： 。8（2021浙江宁波）小宁用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳（石灰石中的杂质既不溶于水也不和酸反应），为了探究反应后溶液的成分，他又进行如下实验：取反应后的溶液50g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液，发现先有气泡产生，后生成白色沉淀。下表为产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸
12、钠溶液总质量的关系。碳酸钠溶液总质量/g25.050.075.0100.0125.0150.0175.0200.0气体总质量/g1.12.22.22.22.22.22.22.2沉淀总质量/g002.55.0mn9.09.0（1）表中n=_。（2）所取的反应后50g溶液中溶质是_。（3）所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是多少？【答案】（1）9.0（2）氯化钙和氯化氢CaCl2和HCl（3）解：设所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数为x 答：所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是10.6%。【详解】（1）当碳酸钠溶液的总质量为50g时，沉淀质量为0g，为75g时，沉淀质量为2.5g，为100g时，沉淀质量为5.
13、0g，则125g时，沉淀质量m=7.5g，之后在增加至150g时，沉淀质量应为10g，观察碳酸钠溶液为175g、200g时，沉淀质量保持9.0g，可知沉淀最大质量为9.0g，所以n=9.0g；（2）盐酸与石灰水反应，溶质肯定有氯化钙存在，而当加入25g碳酸钠溶液时，有气体产生，这说明盐酸过量，即此时反应液还有盐酸存在，所以所取的反应后50g溶液中溶质是氯化钙和氯化氢（CaCl2和HCl）；（3）首先盐酸与石灰水反应生成氯化钙、水、二氧化碳，之后加入碳酸钠，因为有气体产生，说明之前的盐酸是加入过量的，因此加入碳酸钠溶液后碳酸钠首先与盐酸反应，等盐酸被完全反应后，碳酸钠在于氯化钙反应生成碳酸钙沉淀
14、和氯化钠直至氯化钙被完全消耗，当加入碳酸钠溶液50g时，碳酸钠恰好与剩余的盐酸反应。详见答案。9（2021云南）氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中制备KClO3的化学反应方程式为。若用C12与200g的KOH溶液恰好完全反应，反应后溶液质量为221.3g。计算：（1）参加反应的氯气的质量为_g。（2）所用KOH溶液中溶质的质量分数是多少？【答案】（1）21.3g（2）解：设KOH溶液中溶质的质量分数是x。 x=16.8%答：参加反应氯气21.3g，所用KOH溶液中溶质的质量分数是16.8%。【详解】（1）根据质量守恒可知，参加反应氯气质量221.3g-200g=21
15、.3g；（2）见答案。10（2021山东济宁）市售的食用纯碱往往含有少量氯化钠，探究小组以某品牌食用纯碱为样品测定其中Na2CO3的质量分数，实验过程如图：请分析实验过程，回答：（1）写出相关反应的化学方程式_。（2）实验中加入“过量”CaCl2溶液，目的是_。（3）若取用样品的质量为2.2g，且实验过程中无质量损失，最终得到沉淀的质量为2g。则2.2g纯碱样品中Na2CO3的质量为_克，该品牌食用纯碱中Na2CO3的质量分数为_。【答案】（1）（2）碳酸钠完全反应，使实验结果更准确（3）解：设2.2g纯碱样品中碳酸钠的质量为x。 x=2.12g该品牌食用纯碱中碳酸钠的质量分数=答：2.2g纯
16、碱样品中碳酸钠的质量是21.2g。该品牌食用纯碱中Na2CO3的质量分数是96.4%。【详解】（1）碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，化学方程式为：。（2）加入过量氯化钙溶液能使样品中的碳酸钠全部反应生成碳酸钙沉淀，再通过得到的碳酸钙质量计算出碳酸钠的质量。只有让碳酸钠全部反应，得到的实验结果才是准确的。因此实验中加入“过量”CaCl2溶液，目的是：碳酸钠完全反应，使实验结果更准确。（3）见答案。11（2021山东潍坊）用沉淀法可测定食用碱样品中碳酸钠的质量分数。取11g食用碱样品（有少量的杂质氯化钠），加水完全溶解制成100g溶液，逐次滴加溶质质量分数相同的氯化钙溶液，实验数据如下表：实
17、验次数第1次第2次第3次第4次第5次第6次加入CaCl2溶液的质量/g20.020.020.020.020.020.0反应后溶液的总质量/g118.0136.0154.0M191.0211.0请根据实验数据分析解答下列问题：（1）表中数据M的值为_。（2）请画出生成沉淀的质量随滴加氯化钙溶液质量的变化关系图（标明恰好反应时点的坐标）。（3）计算该食用碱样品中碳酸钠的质量分数（写出过程，结果保留到0.1%）。【答案】（1）172（2）（3）解：设该食用碱样品中碳酸钠的质量分数为zz86.7%答：该食用碱样品中碳酸钠的质量分数为86.7%。【详解】（1）由表中数据可知，第1次加入20g氯化钙，产生
18、120g-118g=2g沉淀；第2次加入20g氯化钙，共产生140g-136g=4g沉淀，第3次加入20g氯化钙，共产生160g-154g=6g沉淀，故每加入20g氯化钙产生2g沉淀，第5次加入20g氯化钙，共产生200g-191g=9g沉淀，说明第5次碳酸钠完全反应，故第四次加入20g氯化钙，共产生8g沉淀，M=180g-8g=172g；（2）解：设氯化钙溶液的溶质质量分数为xx=11.1%设碳酸钠完全反应时，消耗氯化钙溶液的质量为yy=90g故恰好完全反应时，消耗氯化钙溶液的质量为90g，生成沉淀的质量为9g。以氯化钙溶液的质量为横坐标，以生成沉淀的质量为纵坐标，作图为： ；（3）见答案。
19、12（2021浙江嘉兴）小嘉发现：向碳酸钠溶液中倾倒稀盐酸，很快就产生了气泡：向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，滴加一定量后才有气泡产生，查阅资料：向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，先发生的反应是 ；当Na2CO3全部转化成 NaHCO3后，再发生反应，为此他用如图所示装置进行了如下实验：步骤一：在广口瓶中加入10克溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液，用注射器向瓶中缓慢注入一定量的溶质质量分数为7.3%的稀盐酸，观察到瓶内无明显现象；步骤二：继续用注射器向瓶中注入稀盐酸，一段时间后，观察到瓶内连续产生气泡，烧杯中澄清石灰水？。（1）步骤二中，观察到烧杯中澄清石灰水_。（2）上述实验中，加入稀盐酸多少
20、克后，才开始产生二氧化碳？（3）向一定量碳酸钠溶液中无论是倾倒还是逐滴加入足量的稀盐酸，完全反应后产生二氧化碳质量是相同的，其本质原因是什么？【答案】（1）澄清石灰水先无明显现象，后变浑浊（2）解：设加入稀盐酸的质量为xx=5g答：加入稀盐酸5克后，才开始产生二氧化碳；（3）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类、质量不变，二氧化碳中的碳元素完全来自于碳酸钠，故最后生成二氧化碳的质量相同【详解】（1）继续用注射器向瓶中注入稀盐酸，一段时间后，观察到瓶内连续产生气泡，一开始无气泡产生，是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠和碳酸氢钠，后碳酸氢钠和稀盐酸反应产生氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳能与氢氧化钙
21、反应生成碳酸钙和水，故观察到烧杯中澄清石灰水先无明显现象后变浑浊；（2）见答案；（3）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类、质量不变，二氧化碳中的碳元素完全来自于碳酸钠，故最后生成二氧化碳的质量相同。13（2021浙江嘉兴）氕、氘、氚是氢的三种同位素原子，它们的原子结构模型如图所示，相关信息如下表。试回答：名称符号相对原子质量氕H1氘D2氚T3（1）原子结构模型中的“”表示的粒子是_。（2）超重水有一定的放射性，一个超重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成，其化学式可表示为T2O，T2O中T的化合价为_。（3）重水是由氘和氧组成的化合物，化学式可表示为D2O，重水和普通水化学性质相似。在海
22、水中重水的质量约占0.02%，则100吨海水中所含氘的质量是多少？【答案】（1）中子（2）+1（3）0.004t【详解】（1）在原子中，质子数=核外电子数，相对原子质量=质子数+中子数，故原子结构模型中的“ ”表示的粒子是中子；（2）T2O中氧元素显-2价，设T元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：2x+（-2）=0，x=+1；（3）100吨海水中所含氘的质量是：100t0.02%=0.004t。14（2021四川遂宁）某工厂生产的NaCl产品中含有杂质MgCl2，化学兴趣小组取100g样品完全溶解于313.6g水中，向该溶液中分5次加入一定浓度的氢氧化钠溶液，每次3
23、0g，充分反应。测得实验数据如下表所示：次数第1次第2次第3次第4次第5次加入氢氧化钠溶液的质量/g3030303030累计生成沉淀的质量/g2.95.88.711.611.6(注：发生反应的化学方程式为 MgCl22NaOH = Mg(OH)22NaCl)请完成下列各题：(1)第_次恰好完全反应。(2)样品中MgCl2的质量是_g。(3)计算恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数(写出规范的计算过程)。【答案】(1) 4 (2) 解：设生成氢氧化镁的质量为yy=19g。答：样品中MgCl2的质量是19g。(3)解：设生成氯化钠的质量为x得x = 23.4 g反应后所得溶液的溶质质量为：100g
24、-19g+23.4g=104.4g反应后所得溶液的质量为：100g+313.6g+430g-11.6g=522g反应后所得溶液的溶质质量分数为：答：反应后所得溶液溶质质量分数为20。【详解】(1)由图表可知，加入到第4次时，累计生成沉淀的质量为11.6g，第5次再加入氢氧化钠，沉淀不再增加，即第4次恰好完全反应；(2) 见答案；(3)见答案。15（2021四川自贡）在82.2g碳酸钠溶液中，逐渐加入盐酸，所加盐酸的质量与产生气体的质量关系如下图所示(滴加过程中先发生化学反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3)。试计算(不考虑气体的溶解和盐酸的挥发)：(1)m的值为_。(2)刚好不再
25、产生气体时，溶液中溶质的质量分数。【答案】(1)6.6g (2)解：设碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠的质量为x，稀盐酸的溶质质量分数为yx=11.7gy=9.125%设碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠的质量为zz=11.7g刚好不再产生气体时，溶液中溶质的质量分数为答：刚好不再产生气体时，溶液中溶质的质量分数为10%。【详解】（1）由图可知，滴入盐酸的质量为80g时，开始产生气体，加入盐酸的质量为100g时，产生气体的质量为2.2g，加入盐酸的质量为120g时，产生气体的质量为4.4g，故每加入20g盐酸，产生气体的质量为2.2g，故加入盐酸的质量为140g时，m的值为6.6g；（2）见答案。16
26、（2021四川乐山）电解水时常在水中加入少量的Na2SO4，既可增强溶液导电性，Na2SO4又不参与反应。如图水槽中有86.8g水，某兴趣小组把4.0gNa2SO4固体加入水中，充分溶解后进行电解。一段时间后停止通电，在试管A中收集到1.2g气体。回答下列问题：(1)水的相对分子质量为 。(2)B管中收集到的气体的质量是 g。(3)电解后溶液中Na2SO4的质量分数是多少？(写出计算过程)【答案】（1）18（2）9.6（3）解：设反应消耗水的质量为xx=10.8g故电解后溶液中Na2SO4的质量分数是：【详解】（1）水的相对分子质量为：2+16=18；（2）在电解水实验中，“正氧负氢”，B管与
27、正极相连，产生的是氧气，电解水生成氢气和氧气，即：，生成氢气和氧气的质量比为：4:32=1:8，A管中收集到1.2g气体，则B管中收集到的气体的质量是：9.6g；（3）见答案。17（2021四川德阳）某课外活动小组同学取一定量的铜与氧化铜的粉末固体混合物放入烧杯中，加入50g稀硫酸，恰好完全反应，烧杯中固体的质量随收集变化情况如图所示。计算所用稀硫酸的溶质质量分数。【答案】解：剩余固体是铜，即混合物中铜是2g，所取粉末中氧化铜的质量为：10g-2g=8g，设硫酸的质量为x， 解得x=9.8g，所用稀硫酸的溶质质量分数= 答：所用稀硫酸的溶质质量分数是19.6%。18（2021重庆）某氯碱工厂用
28、电解饱和食盐水制取烧碱，原理为2H2O+2NaCl2NaOH+H2+Cl2，另将生成的H2与Cl2恰好完全化合生成HCl制取浓盐酸。现将22.1t饱和食盐水电解完全（忽略水的挥发和气体的溶解），共收集到H2为0.1t。试计算：（1）NaOH中质量分数最大的元素为_。（2）电解后所得烧碱溶液的溶质质量分数（结果精确到0.1%）。（3）制得溶质质量分数为36.5%浓盐酸的质量。【答案】（1）Na；（2）解：设生成氢氧化钠的质量为x，生成氯气的质量为yx=4ty=3.55t电解后所得烧碱溶液的溶质质量分数为；（3）解：设氢气和氯气反应生成氯化氢的质量为zz=3.65t制得溶质质量分数为36.5%浓盐
29、酸的质量：3.65t36.5%=10t。答：（2）电解后所得烧碱溶液的溶质质量分数为21.7%；（3）制得溶质质量分数为36.5%浓盐酸的质量为10t。19（2021重庆）二氧化氯（ClO2）常用于自来水消毒，工业制取原理为，某工厂将30kgNaClO3固体加到100kg浓盐酸中，反应一段时间后，生成13.5kgClO2 (生成的气体全部逸出，其它物质全部形成溶液)。已知：NaClO3和ClO2的相对分子质量分别为106.5和67.5。试计算：（1）NaClO3中钠元素和氧元素的质量比为_；（2）参加反应的NaClO3的质量；（3）所得溶液中NaClO3的质量分数（计算结果精确到1%）。【答案
30、】（1）2348（2）解：设参加反应的NaClO3质量为x。 答：参加反应的NaClO3质量为21.3kg。（3）解：设生成Cl2的质量为y。所得溶液中NaClO3的质量分数= 答：所得溶液中NaClO3的质量分数约为8%。20（2021山东泰安）欲测定一瓶标签破损的稀硫酸的溶质质量分数，现取30g稀硫酸样品于烧杯中，将15%的NaOH溶液逐滴加入烧杯中，边加边搅拌，随着NaOH溶液的不断加入，溶液pH的变化如图所示：回答下列问题：（1）a点溶液中的溶质是_ （填化学式）。（2）计算该稀硫酸的溶质质量分数。（ 写出计算过程，结果精确到0.1%）【答案】、；4.9%【详解】（1）当滴加NaOH溶液至a点时，由于溶液此时pH小于7，显酸性，也就是硫酸有剩余，此时的溶质为剩余的硫酸和生成的硫酸钠，所以溶液中的溶质的化学式为和；（2）当pH值为7时，此时消耗的氢氧化钠溶液的质量为8g，则消耗NaOH溶液中的NaOH质量为8g15%=1.2g，设消耗氢氧化钠1.2g时消耗的稀硫酸的溶质的质量为x，则x=1.47g；该稀硫酸的溶质质量分数为；答：该稀硫酸的溶质质量分数为4.9%。
