1、 中考化学 （湖南专用） 专题二十一 化学计算题 1.(2020湖南娄底,47,6分)“愚人金”实为铜锌合金,外观与黄金极为相似,俗称黄铜。某化学研究小组同学 为了测定某黄铜的组成,取10 g该黄铜样品粉末于烧杯中,向其中分4次加入相同溶质质量分数的稀硫酸,充 分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表: 实验次数 加入稀硫酸的质量/g 充分反应后剩余固体的质量/g 第一次 10 8.7 第二次 10 7.4 第三次 10 6.3 第四次 10 m 试回答下列问题: (1)上述表格中m的值为 。 (2)黄铜样品中锌的质量分数为 。 (3)所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少? 答案答案
2、 (1)6.3 (2)37% (3)19.6% 解析解析 铜锌合金中,铜是氢后金属,与稀硫酸不反应,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气。(1)10 g黄铜样 品,第一次加入稀硫酸后,剩余固体8.7 g,则反应消耗的锌质量为10 g-8.7 g=1.3 g。第二次加入稀硫酸后,剩 余固体7.4 g,反应消耗的锌质量为8.7 g-7.4 g=1.3 g。第三次加入稀硫酸后,剩余固体6.3 g,反应消耗的锌质 量为7.4 g-6.3 g=1.1 g。同样加入的10 g稀硫酸,第三次反应的锌质量只有1.1 g,说明10 g黄铜样品中的锌反 应完了,剩下的6.3 g是铜。故m的值为6.3。(2)黄铜样品中
3、锌的质量为10 g-6.3 g=3.7 g,黄铜样品中锌的质 量分数为100%=37%。(3)第一次加入的10 g稀硫酸完全反应,以第一次的实验数据进行以下计算。 设所用稀硫酸中硫酸的质量分数为x。 Zn + H2SO4 ZnSO4+H2 65 98 1.3 g 10 gx 3.7 g 10 g = x=19.6% 所用稀硫酸中硫酸的质量分数为19.6%。 65 98 1.3 g 10 gx 2.(2018湖南长沙,24,6分)小英同学用某铁合金样品做了如下实验:称量11.4 g样品,放入质量为40 g的烧杯 中,再往烧杯中加入200 g稀硫酸,恰好完全反应(杂质不与酸反应,也不溶于水)。反应
4、完毕后称量,烧杯及烧 杯内物质总质量为251 g。求: (1)反应产生的氢气质量为 g; (2)所用稀硫酸的溶质质量分数(写出计算过程)。 答案答案 (1)0.4(2分) (2)设稀硫酸中溶质质量为x。(0.5分) Fe+H2SO4 FeSO4+H2(1分) 98 2 x 0.4 g =(1分) x=19.6 g(1分) 100%=9.8%。(0.5分) 答:稀硫酸的溶质质量分数为9.8%。 98 20.4 g x 19.6 g 200 g 解析解析 (1)由质量守恒定律可知,反应产生的氢气的质量是11.4 g+40 g+200 g-251 g=0.4 g。 3.(2018湖南永州,15,4分
5、)氧化钴(CoO)溶于盐酸可得到粉红色的氯化钴(CoCl2)溶液,CoCl2含结晶水数目不 同而呈现不同颜色。利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。如图是粉红 色的六水氯化钴晶体(CoCl2 6H2O)受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线。 已知:CoCl2 6H2O的相对分子质量为CoCl2和6个结晶水的相对分子质量之和。 CoCl2 6H2O受热分解完全脱水的化学方程式为CoCl2 6H2O CoCl2+6H2O。 请回答: (1)CoCl2中钴元素的化合价为 价; (2)求物质A(CoCl2 xH2O)中的x值。 答案答案 (1)+2 (2)解:由题意可知
6、 CoCl2 xH2O CoCl2+xH2O 130 18x 65 g (83-65) g = x=2 答:物质A(CoCl2 xH2O)中的x值为2。 130 18x 65 g (83-65) g 解析解析 (1)在氯化物中氯元素显-1价,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0,设Co的化合价为a,则a+ (-1)2=0,解得a=+2。(2)从图中可以看出,A的质量是83 g,最后得到的CoCl2的质量是65 g,则减少的是水的 质量,为83 g-65 g=18 g。根据化学方程式可得CoCl2与H2O的相对分子质量与生成物质量之间的关系,列出 比例式,求得x。 4.(2017湖南长沙,4
7、8,6分)将适量二氧化碳通入100 g氢氧化钠溶液中,恰好完全反应后,得到108.8 g碳酸钠 溶液。请计算: (1)参加反应的二氧化碳的质量为 g。 (2)氢氧化钠溶液的溶质质量分数。 答案答案 (1)8.8 (2)16% 解析解析 (1)根据质量守恒定律可知,参加反应的二氧化碳的质量为108.8 g-100 g=8.8 g。 (2)设溶液中氢氧化钠的质量为x。 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O 80 44 x 8.8 g = x=16 g 100%=16% 氢氧化钠溶液的溶质质量分数为16%。 80 x 44 8.8 g 16 g 100 g 5.(2016湖南湘潭,30,12分)有
8、一包固体粉末,可能由BaSO4、CuSO4、Na2CO3、BaCl2、NaCl中的一种或几种 组成,某实验小组对其成分进行了以下探究活动。 【思考与交流】 (1)上述物质中不溶于水的是 ,溶于水其水溶液呈蓝色的是 。(均填化学式) 【活动与探究】 (2)取上述固体,加入足量水溶解,形成无色透明的溶液。由于取用固体较多,在溶解过程中要用到的玻璃仪 器有 和 。 (3)再向上述溶液中加入盐酸,产生大量的气泡。说明该固体中一定含有 (填化学式),该反应 的化学方程式为 。 (4)经过以上探究,不能确定的物质是 (填化学式)。 【探索与拓展】 (5)为了进一步确定原固体粉末的组成,实验小组取22克该固
9、体粉末,溶于110克水配制成不饱和溶液,再向 该溶液中缓慢加入100克一定质量分数的CaCl2溶液,产生沉淀的质量与所加CaCl2溶液的质量关系如图所 示。试计算: 恰好完全反应时生成沉淀的质量是 。 22克样品中Na2CO3的质量是多少克?(需写出计算过程) 反应后所得溶液中CaCl2的质量分数是多少?(需写出计算过程) 答案答案 (1)BaSO4 CuSO4 (2)烧杯 玻璃棒 (3)Na2CO3 Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2 (4)NaCl (5)10克 解:设参加反应的Na2CO3和CaCl2的质量分别为x、y。 Na2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl
10、106 111 100 x y 10 g =,x=10.6 g,y=11.1 g 反应后溶液中CaCl2的质量与参加反应的CaCl2质量相等,反应后溶液的质量为22 g+110 g+100 g-10 g= 222 g,则反应后所得溶液中CaCl2的质量分数为100%=5%。 106 x 111 y 100 10 g 11.1 g 222 g 解析解析 (1)题给物质中不溶于水的只有BaSO4,溶于水后溶液为蓝色的只有CuSO4。 (2)配制溶液时,溶解过程在烧杯中进行,需要用玻璃棒搅拌以加速溶解。 (3)题给物质中能与盐酸反应生成气体的物质只有Na2CO3,二者反应的化学方程式为Na2CO3+
11、2HCl 2NaCl+H2O+CO2。 (4)因为Na2CO3 和BaCl2在溶液中反应生成白色沉淀,结合(2)的信息可知,该固体粉末中一定没有BaSO4、 CuSO4和BaCl2,所以固体粉末中不能确定的物质只有NaCl。 (5)根据题图可知22 g固体粉末中的Na2CO3与 50 g CaCl2溶液恰好完全反应生成CaCO3沉淀的质量为10g。 思路分析思路分析 “无色透明的溶液”包含两个方面的意思,无色透明代表没有Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+ (黄色)、Mn(紫色)等离子的存在,溶液代表没有难溶性物质,或物质之间不能发生反应生成沉淀。加入 盐酸,产生大量气泡,说明溶液中
12、存在Na2CO3,故不含有BaCl2,因为两者在溶液中不能大量共存。本题中要 确定固体成分,可以取定量的样品将Na2CO3转化成沉淀,从而求出样品中 Na2CO3的质量。 - 4 O 教师专用题组 1.(2019安徽,16,6分)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。 答案答案 (6分)解:(1)氯化铵中氮元素的质量分数:100%26.2% (2)设理论上需要氯化钠的质量为x。 NaCl+CO2+NH3+H2ONaH
13、CO3+NH4Cl 58.5 84 x 8.4 t = x=5.85 t 答:理论上需要氯化钠的质量为5.85 t。 14 53.5 58.5 848.4 t x 2.(2019陕西A,23,5分)化学兴趣小组为测定某铜锌合金中成分金属的含量,称取10 g样品放入烧杯中,向其 中加入100 g稀硫酸,恰好完全反应后,测得烧杯内所有物质的总质量为109.8 g。 请完成下列分析及计算: (1)反应中共生成气体 g。 (2)计算合金中铜的质量分数。 答案答案 (1)0.2(1分) (2)解:设合金中Zn的质量为x。 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2(1分) 65 2 x 0.2 g(1分) =
14、x=6.5 g(1分) 合金中铜的质量分数=100%=35%(1分) 答:合金中铜的质量分数为35%。 65 20.2 g x 10 g-6.5 g 10 g 解析解析 (1)根据质量守恒定律,求出生成氢气的质量为10 g+100 g-109.8 g=0.2 g。(2)根据锌与硫酸反应的 化学方程式,计算出生成0.2 g氢气需要锌的质量,然后计算出铜的质量,进而求出合金中铜的质量分数。 3.(2019江苏南京,18,8分)人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。某课外兴趣小组探究金属的性 质。 (1)用等质量相同表面积的镁条,等体积不同浓度的稀盐酸,在一定条件下反应,实验结果如图所示: 对比a
15、、b曲线,引起a曲线压强迅速增大的因素可能有 , 。 (2)将1 g含镁48%的镁铝合金(不含其他元素)粉末在氧气中加热,至反应完全。 该合金中镁消耗氧气的质量最多是多少? 该合金与氧气反应后生成固体的质量最多是 (计算结果保留一位小数)。 答案答案 (1)答题要点:a中的盐酸浓度大,盐酸浓度越大反应速率越快 镁与盐酸反应为放热反应,盐酸浓度越大反应越剧烈,单位时间内放出热量越多,生成氢气越多,体系内压强 增大越明显 (2)1 g48%=0.48 g 【解】设:镁消耗氧气的质量最多是x。 2Mg + O2 2MgO 224 32 0.48 g x = x=0.32 g 48 32 0.48 g
16、 x 答:镁消耗氧气的质量最多是0.32 g。 1.8 g 解析解析 (1)金属单质与酸的反应为放热反应,反应放出的热量使反应速率加快,但反应结束后,温度下降,气 体体积减小,压强也略有减小。对比a、b曲线,盐酸的浓度越高,反应速率越快。 (2)参加反应的镁的质量为1 g48%=0.48 g。 设该合金中镁消耗氧气的质量为x,生成的氧化镁的质量为y。 2Mg + O2 2MgO 48 32 80 0.48 g x y = x=0.32 g = y=0.8 g 48 32 0.48 g x 48 80 0.48 g y 参加反应的铝的质量为1 g-0.48 g=0.52 g。 设生成的氧化铝的质
17、量为z。 4Al + 3O2 2Al2O3 108 204 0.52 g z = z1.0 g 则该合金与氧气反应后生成固体的质量最多是0.8 g+1.0 g=1.8 g。 108 204 0.52 g z 疑难突破疑难突破 该合金与氧气反应时,是两种金属单质分别与氧气发生反应,生成两种金属氧化物;计算生成固 体的质量最大值时,需将两种生成物都计算在内。 解题规范解题规范 根据化学方程式计算时,第一要正确书写化学方程式,第二要使用正确的数据,第三计算过程要 完整。 4.(2019广东,25,10分)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,
18、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 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,在下图中,画出加入4% NaOH溶液质量030.0 g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
19、案答案 (10分)(1)(2分) (2)解:设硫酸镁的质量为x MgSO4+2NaOH Na2SO4+Mg(OH)2(1分) 120 58 x 0.580 g(1分) =(1分) x=1.2 g(1分) 答:100 g混合溶液中含硫酸镁1.2 g。(设和答共1分) (3)(3分) 120 580.580 g x 解析解析 (1)实验与实验相比,NaOH溶液质量增加,Mg(OH)2的质量并未增加,说明中硫酸镁已完全 反应。 (3)加入10.0 g NaOH溶液,生成Mg(OH)2的质量为0.232 g,设消耗NaOH的质量为x。 MgSO4+2NaOH Mg(OH)2+Na2SO4 80 58
20、x 0.232 g =,解得x=0.32 g,消耗的NaOH溶液的质量为=8.0 g,即有10.0 g-8.0 g=2.0 g NaOH溶液用于 中和硫酸。再加入10.0 g NaOH溶液,NaOH与MgSO4反应生成Mg(OH)2的质量为0.522 g-0.232 g=0.29 g,消 耗NaOH的质量为10 g4%=0.4 g。继续加入10.0 g NaOH溶液,NaOH与MgSO4反应生成Mg(OH)2的质量为 0.580 g-0.522 g=0.058 g,设消耗NaOH的质量为y。 80 580.232 g x 0.32 g 4% MgSO4+2NaOH Mg(OH)2+Na2SO4
21、 80 58 y 0.058 g =,解得y=0.08 g,消耗NaOH溶液的质量为=2.0 g,即消耗NaOH溶液的总质量为20.0 g+2.0 g =22.0 g时,沉淀的质量达到最大值。综上所述,加入NaOH溶液的质量为2.0 g时开始产生沉淀,加入NaOH 溶液的质量为22.0 g时沉淀达到最大量0.580 g,之后沉淀质量不再随加入NaOH溶液的质量增加而增加。 80 580.058 g y0.08 g 4% 思路分析思路分析 往H2SO4和MgSO4的混合溶液中加入NaOH溶液时,先发生中和反应。 5.(2019云南昆明,28,6分)碳酸锶(SrCO3)可用于制造红色火焰、荧光玻璃
22、等。小赵同学为测定某SrCO3和 NaCl固体混合物中SrCO3的质量分数,在三个烧杯中进行相关实验,实验所用稀盐酸的溶质的质量分数相 同。所得数据如下表所示: 烧杯编号 稀盐酸质量/g 100 200 300 固体混合物质量/g 100 100 100 反应后烧杯中物质的质量/g 195.6 291.2 391.2 试求: (1)烧杯中产生CO2的质量为 g。 (2)原固体混合物中SrCO3的质量分数(计算结果精确到0.1%)。(提示:SrCO3+2HCl SrCl2+CO2+H2O) 答案答案 (1)8.8(1分) (2)解:设SrCO3的质量为x。(设、答共1分) SrCO3+2HCl
23、SrCl2+CO2+H2O 148 44 x 8.8 g(1分) =(1分) x=29.6 g(1分) 混合物中SrCO3的质量分数=100%=29.6%(1分) 答:原固体混合物中SrCO3的质量分数为29.6%。 148 x 44 8.8 g 29.6 g 100 g 解析解析 (1)CO2的质量等于反应前所有物质的质量总和减去反应后所有物质的质量总和,即200 g+100 g- 291.2 g=8.8 g;(2)根据CO2的质量推出参加反应的SrCO3的质量,再计算出纯SrCO3的质量占总质量的百分比。 试题分析试题分析 根据实验与的数据对比可知,将盐酸的质量增加100 g,CO2的质量并无增加,即此时SrCO3 已反应完全,根据CO2的质量为8.8 g,可求得SrCO3的质量分数。
