1、 中考化学 （广东专用） 专题二十 化学计算题 1.(2020广东深圳,13,9分)氧气是人类生产活动的重要资源。 (1)下列属于O2的化学性质的是 (填标号)。 A.O2能支持燃烧 B.O2的密度比空气的密度略大 C.O2在低温、高压时能变为液体或固体 (2)小圳同学进行实验室制备O2的相关探究。 【查阅】他得知在KClO3分解制O2的反应中,Fe2O3可作催化剂。 【实验】他用电子秤称取0.49 g Fe2O3和一定量的KClO3,充分混合后加热至KClO3完全分解,冷却至室 温,称得剩余固体的质量为1.98 g。 【计算】剩余固体中KCl的质量是 g。 该反应生成O2的质量(根据化学方程
2、式写出完整的计算步骤)。 【思考】他发现制备O2较慢,猜测KClO3和Fe2O3的质量比可能会影响反应的快慢。 【探究】他调节KClO3和Fe2O3的质量比制备O2,整理数据绘制出下图,从图中得出KClO3和Fe2O3最佳 质量比是 。 【结论】根据质量守恒定律,请你计算出小圳同学在【实验】中称取的KClO3的质量为 g, KClO3和Fe2O3的质量比是 (填最简比),不是最佳质量比。 答案答案 (1)A (2)1.49 解:设反应生成O2的质量为x。 2KClO3 2KCl+3O2 149 96 1.49 g x = x=0.96 g 答:反应生成O2的质量为0.96 g。 54 2.45
3、 51 149 96 1.49 g x 解析解析 (1)氧气的助燃性属于化学性质;密度和三态的转化属于物理性质。(2)Fe2O3是反应的催化剂, 反应前后其质量和化学性质均未改变,因此生成的氯化钾的质量为1.98 g-0.49 g=1.49 g;根据氯酸钾制 取氧气的化学方程式,利用氯化钾的质量可直接列出比例式,计算出氧气的质量为0.96 g;由题图可知, 当氯酸钾和氧化铁的质量比为54时,单位时间内产生氧气的体积最大;根据质量守恒定律,小圳同学 在实验中称取的氯酸钾的质量为氧气和氯化钾的质量之和,为1.49 g +0.96 g=2.45 g ,因此他称得的氯酸 钾和氧化铁的质量比为2.450
4、.49=51,不是最佳质量比。 思路分析思路分析 第(2)问,由于氯酸钾充分反应,故剩余的1.98 g 固体物质中只含有氯化钾和氧化铁两种物质, 氧化铁作为催化剂,反应前后质量不变,因此可计算出生成氯化钾的质量。 2.(2020河南,25,10分)酸、碱、盐种类繁多,与人类日常生活和工农业生产关系十分密切。 (1)酸具有相似的性质,因为不同的酸在水溶液中都能解离出 (填字母)。 a.H2O b.H2 c.H+ d.OH- (2)检验敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质,可以选用的一种试剂是 。 (3)利用数字化实验设备,测定盐酸与氢氧化钠溶液反应时溶液pH变化,实验结果如图。当滴入溶液为 V2 mL
5、时,所得溶液中溶质的化学式为 ,所得溶液能使紫色石蕊溶液变成 色。 (4)氯化钠是生活中常见的盐。为除去某粗盐水中的MgSO4、CaCl2杂质,得到NaCl溶液,某化学小组设计 了如下实验方案。 过滤操作所用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。 以上方案中有关反应的化学方程式为 (写出一个即可)。 写出溶液乙中含有的杂质并将以上方案补充完整。 (5)某化验室用20%的NaOH溶液洗涤一定量石油产品中的残余H2SO4,消耗NaOH溶液40 g,洗涤后的溶液 呈中性。请计算该一定量石油产品中H2SO4的质量。 答案答案 (1)c(1分) (2)盐酸(或石灰水或氯化钙溶液等)(1分) (3)NaCl、HC
6、l(1分) 红(1分) (4)玻璃棒(1分) Ba(OH)2+MgSO4 BaSO4+Mg(OH)2或Na2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl 或Na2CO3+Ba(OH)2 BaCO3+2NaOH(1分) Na2CO3、NaOH;应在溶液乙中加入适量盐酸。(1 分) (5)解:设该一定量石油产品中H2SO4的质量为x。 2NaOH + H2SO4 Na2SO4+2H2O(1分) 80 98 40 g20% x =(1分) x=9.8 g(1分) 答:该一定量石油产品中H2SO4的质量为9.8 g。 80 98 40 g20% x 9840 g20% 80 解析解析 (1)酸具有相似的
7、化学性质,是因为酸在水溶液中均能解离出氢离子(H+),故选c。(2)氢氧化钠与 空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,检验敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质,只需验证是否存在碳酸 钠即可,因此可以加入过量的稀盐酸或稀硫酸,若有气泡产生,说明已经变质;也可加入石灰水或氯化钙 溶液检验,若产生白色沉淀,说明氢氧化钠溶液已经变质。(3)由题图可知,当滴入溶液的体积为V2 mL 时,溶液的pH7,显酸性,说明酸过量,则该点溶液中的溶质是NaCl和HCl,所得溶液能使紫色石蕊溶液变 红色。(4)过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。除杂过程中,加入Ba(OH)2溶液是为了 除去MgSO4,化学方程式为MgSO
8、4+Ba(OH)2 BaSO4+Mg(OH)2;加入Na2CO3 是为了除去CaCl2和过 量的Ba(OH)2,化学方程式分别为CaCl2+Na2CO3 CaCO3+2NaCl和Ba(OH)2+Na2CO3 BaCO3+ 2NaOH。溶液乙中除了含有氯化钠之外,还含有过量的Na2CO3和除杂过程中Ba(OH) 2与Na2CO3反应 生成的新杂质NaOH,因此还应加入适量的盐酸将这两种杂质除掉。(5)首先利用“溶质质量=溶液质 量溶质质量分数”计算出溶质氢氧化钠的质量,然后根据化学方程式即可计算出硫酸的质量。 3.(2020黑龙江齐齐哈尔,30,9分)合金是重要的金属材料,常用来制造机械零件、仪
9、表和日用品。某化学 研究小组利用黄铜(铜、锌合金)进行了下图所示实验: 请计算: (1)生成氢气的质量为 g,黄铜中锌的质量为 g; (2)过滤后所得溶液的溶质质量分数。 答案答案 (1)0.2(1分) 6.5(1分) (2)方法一 解:设生成硫酸锌质量为x。 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2(2分) 161 2 x 0.2 g(1分) =(1分) x=16.1 g(1分) 所得溶液溶质质量分数为100%=16.1%(2分) 溶液质量也可由103.5 g-(10 g-6.5 g)=100 g求得 答:所得溶液的溶质质量分数为16.1%。 161 20.2 g x 16.1 g 6.5 g93
10、.7 g-0.2 g 方法二 解:设生成硫酸锌质量为x。 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2(2分) 65 161 6.5 g x(1分) =(1分) x=16.1 g(1分) 所得溶液溶质质量分数为100%=16.1% (2分) 溶液质量也可由103.5 g-(10 g-6.5 g)=100 g求得 答:所得溶液的溶质质量分数为16.1%。 65 161 6.5 g x 16.1 g 6.5 g93.7 g-0.2 g 解析解析 (1)生成氢气的质量为10 g+93.7 g-103.5 g=0.2 g。设黄铜中锌的质量为x。 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 65 2 x 0.2 g =
11、x=6.5 g。 65 20.2 g x 评分细则评分细则 求硫酸锌溶质质量分数时,列式错,扣2分;列式对,得数错,扣1分;解、设、答不单独给分,漏写 或错写(计算错误除外)扣1分,但上述几项最多扣1分。 4.(2020内蒙古呼和浩特,17,4分)硝酸是一种重要的酸,可用于生产化肥、染料和炸药。工业上利用氮的 氧化物、氧气与水反应制备硝酸。 (1)某常见氮的氧化物中N、O两种元素的质量比为716,则该化合物的化学式为 。 (2)将该氮的氧化物23.0 g与足量的氧气缓慢通入一定量水中(NOx+O2+H2O HNO3),得到60.0 g硝酸 溶液,溶液的溶质质量分数为多少?(写出计算过程) 答案
12、答案 (1)NO2(1分) (2)解:设反应生成HNO3的质量为x。 4NO2+O2+2H2O 4HNO3(1分) 184 252 23.0 g x = x=31.5 g(1分) 溶质的质量分数=100%=52.5%(1分) 答:HNO3溶液的溶质质量分数为52.5%。 (注:如果按照N元素守恒计算也给分) 184 252 23.0 g x 31.5 g 60.0 g 解析解析 (1)设该化合物的化学式为NxOy , 则14x16y=716 , xy=12 , 故该化合物的化学式为NO2。 (2)已知氮的氧化物为NO2,NO2为23.0 g,则根据化学方程式可求出生成的硝酸的质量,然后再根据硝
13、酸 溶液的质量,即可求出硝酸溶液的溶质质量分数。 5.(2018广东,25,10分)用煤直接做燃料,如果不进行处理,会因煤中的硫生成SO2气体造成大气污染。 (1)现有南方产的一种煤含硫8%。某火力发电厂燃烧100 t这种煤,假设燃烧时煤中的硫全部转化为SO2 , 则产生SO2的质量是多少? (2)如在煤中混入粉末状的石灰石,则燃烧产生的SO2会与CaCO3反应生成CaSO3进入炉渣而减少大气污 染。取50 g此炉渣(含24%CaSO3)逐滴加入20%的盐酸,请在如图坐标中画出相应的曲线图(纵坐标为盐 的质量,请设定具体物质;并标出曲线中必要的数据)。 【已知】设炉渣已不含石灰石,炉渣其他成分
14、不与盐酸反应; CaSO3和盐酸反应类似于CaCO3。 (3)向燃烧后的烟气喷洒石灰浆也可吸收SO2生成CaSO3。现用一万元分别购买两种原料来除去SO2,相 关数据如下表: 方法 物质 相对分子质量 纯度 价格(元/t) 除SO2的量(t) A 石灰石 100 90% 200 14.4 B 熟石灰 74 94% 500 14.6 方法B比方法A除SO2的量略大,而且工业上多数采用方法B。其原因分别是: 。 答案答案 (1)设可产生SO2质量为x。 S + O2 SO2 32 64 100 t8% x = 解得x=16 t 答:可产生16 t SO2。 32 64 100 t8% x （2）
15、在横纵坐标上标出数值,或曲线拐点处标出如(36.5,11.1)也行;曲线的其他正确画法同样给分 (3)方法B比A吸收效率高,生成的CaSO3可利用(或纯度较高)可计算出:A法吸收率为50%,B法吸收率约 90%;B法产物可氧化生产石膏 解析解析 (2)设纵坐标为生成CaCl2的质量(或为CaSO3的质量)。50 g炉渣中CaSO3的质量为50 g24%= 12g。设生成氯化钙的质量为y,反应消耗HCl的质量为m。 CaSO3+2HCl CaCl2+SO2+H2O 120 73 111 12 g m y = y=11.1 g = m=7.3 g 反应消耗盐酸的质量为=36.5 g。根据以上计算关
16、系可作出相应的曲线图。 120 111 12 g y 120 73 12 g m 7.3 g 20% (3)根据表中数据分别计算10 000元的原料吸收SO2的吸收率,分别设10 000元石灰石、熟石灰理论上能 吸收SO2的质量为a和b。 SO2 + CaCO3 CaSO3+CO2 64 100 a 90% 解得a=28.8 t 吸收率为100%=50% SO2 + Ca(OH)2 CaSO3+H2O 64 74 b 94% 解得b16.26 t 吸收率为100%90% 综上所述,熟石灰吸收SO2的吸收率比石灰石高。 10 000 200/t 元 元 14.4 t 28.8 t 10 000
17、500/t 元 元 14.6 t 16.26 t 6.(2016广东,25,9分)过氧化钙(CaO2)是一种环境友好的化工原料,工农业生产中用作漂白剂、种子消毒 剂及鱼类运输时的制氧剂等。过氧化钙与水反应方程式为:2CaO2+2H2O 2Ca(OH)2+O2。 (1)若用150 g某过氧化钙工业样品可制得氧气32 g,请计算该过氧化钙样品的纯度(样品中CaO2的质量分 数)是多少? (2)往150 g上述过氧化钙工业样品中逐渐加入水至过量,在下图中画出产生氧气的曲线图。 物质 相对分子质量 纯度 价格(元/kg) Na2O2 78 98% 25 CaO2 72 94% 24 (3)下表为市面上
18、某种过氧化钙和过氧化钠(化学式为Na2O2,化学性质与CaO2类似)样品的一些数据: 用3 000元购买样品制氧气,请通过计算说明购买哪种产品可制得更多的O2(已知用3 000元购买过氧化 钙样品可制得26.1 kg O2)? 答案答案 (9分) (1)解:设150 g样品中过氧化钙的质量为x,则(1分) 2CaO2+2H2O 2Ca(OH)2+O2 144 32 x 32 g(1分) 144x=3232 g x=144 g(1分) 答:该过氧化钙样品的纯度是100%=96%。(2分) 144 32 g 32 144 g 150 g (2) （2分） (3)(2分) 由2Na2O2+2H2O
19、4NaOH+O2 156 32 可制得氧气:=24.1 kg26.1 kg。(1分) 答:购买过氧化钙可制得更多的O2。(1分) (3 00025/kg)98%32 156 元元 解析解析 (2)该反应消耗36 g H2O产生32 g O2 ,则在横坐标为36、纵坐标为32处画一点,再把原点和该点连 线作图即可。 解题关键解题关键 根据题目提示,过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气,则过氧化钠与水反应生成氢氧化钠 和氧气。 7.(2019广东汕头澄海模拟,25)现有100 g 8%的NaOH溶液,通过计算回答下列有关问题: (1)若用该溶液吸收CO2,最多可以生成Na2CO3多少克?(写出详细计
20、算过程) (2)当NaOH全部转化成为Na2CO3后,Na2CO3还会继续与CO2、H2O发生反应:Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3,直至Na2CO3完全反应。请在下图画出利用100 g 8%的NaOH溶液吸收CO2与生成NaHCO3的 曲线。 (3)现有三种溶液:100 g 8% NaOH溶液、100 g 8% NaOH溶液吸收CO2转化为Na2CO3溶液、100 g 8% NaOH溶液吸收过量CO2转化为NaHCO3溶液,分别用相同质量分数的硫酸与上述三种溶液恰好完全 反应,需要的硫酸的质量 (选填“相等”或“不相等”),原因是 。 答案答案 (1)解:100 g 8%的NaO
21、H溶液中含NaOH的质量=100 g8%=8 g。 设最多可生成碳酸钠的质量为x。 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O 80 106 8 g x = x=10.6 g 答:最多可以生成10.6 g Na2CO3。 80 106 8 g x (2)曲线如图: (3)相等 三种溶液中所含的钠元素质量相等,与硫酸反应产生的Na2SO4质量相等,故消耗同种硫酸的质 量相等 评分细则评分细则 作图时,起点4.4、拐点(8.8,16.8)都正确得1分,拐点后有平台得1分。 解题关键解题关键 抓住反应前后的元素守恒,可知初始NaOH的量相等时,最终得到的Na2SO4质量相等,需要的 S 也相等。 2-
22、 4 O 1.(2018福建,15,16分)某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。 实验一 氧气制取和性质实验 (1)现有如下装置: 实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为 ,应选择的发生 装置和收集装置分别是 (填标号,下同)和 。 检查B装置气密性的操作是 。 用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,观察到的现象是 , 反应的化学方程式为 。 教师专用题组 实验二 探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响 (2)设计如下表实验方案: 实验13的实验目的是 。 a= ;b= 。 实验序号 H2O2质量分数/% pH 温度/ 每分钟气泡数 1 30 5 20 2 30
23、 6 20 3 30 11 20 4 15 11 30 5 a 11 b 实验三 探究制取氧气的适宜催化剂 (3)实验方案如下: .用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量 催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。 .取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,采用图1装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到 锥形瓶内压强随时间变化的曲线如图2。 每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是 。 用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60 s时压强瞬间回落,其原因是 。 从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是 。 答案答案 (1
24、)2H2O2 2H2O+O2 B D或E 用止水夹夹住橡胶管,往长颈漏斗中加水形成一段水柱,观察水柱是否变化(或其他合理答案) 火星四射,生成黑色固体 3Fe+2O2 Fe3O4 (2)探究溶液pH对反应速率的影响(或其他合理答案) 15 20(或30 30) (3)确保催化剂用量一致(或其他合理答案) 产气速率过快,导致气压过大,橡皮塞被弹出(或其他合 理答案) CuO 解析解析 (1)用过氧化氢溶液制取氧气,有关反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2;过氧化氢溶 液是液体,二氧化锰是固体,反应无需加热,故应选用固液常温型发生装置B;氧气密度比空气大且不易溶 于水,故可用向上排空气法或
25、排水法收集。可以用止水夹夹住橡胶管,往长颈漏斗中加水,形成一段水 柱,若水柱高度不变,说明装置气密性良好。铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑 色固体,反应的化学方程式为3Fe+2O2 Fe3O4。(2)由题中表格数据可知,实验1、2、3中过氧化氢 的质量分数和温度都相同,只有pH不同,故这三个实验的目的是探究溶液的pH对化学反应速率的影响。 对比实验中只能存在一个变量,故当a=15时,b=20;当a=30时,b=30。(3)海藻酸钠微球数相同是为了 使催化剂用量一致,便于进行对比实验。有可能是生成气体的速率过快,导致容器里的气压过大,使橡 皮塞弹出,压强瞬间回落。从题中实验曲
26、线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铜。 2.(2017福建,16,5分)“人工固氮”每年能生产11.9亿吨氨(NH3),反应原理为: N2+3H2 2NH3 (1)根据化学方程式计算:“人工固氮”每年固定氮气的质量是多少? (2)每年全球“雷电固氮”约能固定0.98亿吨氮气,“人工固氮”固定氮气的质量相当于“雷电固氮” 的 倍。 答案答案 (5分) (1)解:设每年固定氮气的质量为x。 N2+3H2 2NH3 28 34 x 11.9亿吨 = x=9.8亿吨 答:每年固定氮气的质量为9.8亿吨。 (2)10 28 3411.9 x 亿吨 解析解析 (1)根据化学方程式,已知生成氨气的质量,可求出反应的氮气的质量;(2)由“答案”(1)中计算 知“人工固氮”每年固定氮气的质量为9.8亿吨,而“雷电固氮”每年固定氮气的质量约为0.98亿吨, 故“人工固氮”固定氮气的质量是“雷电固氮”的10倍。
