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專題五　化學計算 類型1　有關化學式的計算 1．(xx福建改編)南京大學某課題組研制出ZnGa2O4催化材料，實現(xiàn)將CO2轉化為碳氫化合物燃料?；卮鹣铝袉栴}： (1)ZnGa2O4中含有__________種元素，其中金屬元素的個數(shù)比為__________。 (2)ZnGa2O4中鋅、氧元素的質量比為______________。 (3)該催化材料對碳循環(huán)利用有積極意義，可以減緩______________(填一種環(huán)境問題)。 2．如圖為某分子的結構模型，請回答下列問題： (1)這種分子的化學式為__________，其相對分子質量為________。 (2)該物質是白酒的主要成分，其化學名稱為__________。 (3)該分子中碳、氫、氧原子個數(shù)比為________________。 (4)該物質中氧元素的質量分數(shù)為__________(結果保留到0.1%)。 3．(xx懷化改編)如圖為某品牌過氧化氫溶液說明書，用該品牌過氧化氫溶液配制600 g 10%的過氧化氫溶液用于消毒，請回答下列問題： (1)溶質(H2O2)的相對分子質量__________。 (2)溶質(H2O2)中氫、氧元素質量比為__________。 (3)600 g 10%的過氧化氫溶液中含有__________g溶質，配置該溶液時需要在原溶液中加入__________g水進行稀釋。 (4)從“注意事項”看，過氧化氫的化學性質是__________________________(寫一種)。 類型2　有關化學方程式的綜合計算 廣東真題精選 1．(xx廣東)用煤直接做燃料如果不進行處理，會因煤中的硫生成SO2氣體造成大氣污染。 (1)現(xiàn)有南方產(chǎn)的一種煤含硫8%。某火力發(fā)電廠燃燒100 t這種煤，假設燃燒時煤中的硫全部轉化為SO2，則產(chǎn)生SO2的質量是多少？ (2)如在煤中混入粉末狀的石灰石，則燃燒產(chǎn)生的SO2會與CaCO3反應生成CaSO3進入爐渣而減少大氣污染。取50 g此爐渣(含24%CaSO3)逐滴加入20%的鹽酸，請在如圖坐標中畫出相應的曲線圖(縱坐標為鹽的質量，請設定具體物質；并標出曲線中必要的數(shù)據(jù))。 已知：①設爐渣已不含石灰石，爐渣其他成分不與鹽酸反應； ②CaSO3和鹽酸反應類似于CaCO3。 (3)向燃燒后的煙氣噴灑石灰漿也可吸收SO2生成CaSO3?，F(xiàn)用一萬元分別購買兩種原料來除去SO2，相關數(shù)據(jù)如表： 方法 物質 相對分子質量 純度 價格(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，而且工業(yè)上多數(shù)采用方法B。其原因分別是________________________________________________________________________。 2．(xx廣東)某化學興趣小組取部分變質的Ca(OH)2(含雜質CaCO3)樣品4.0 g投入200.0 g水中，充分攪拌，通入足量CO2，溶液質量與反應的CO2質量的關系如圖所示。則： (1)Ca(OH)2全部轉化為CaCO3時消耗的CO2質量為__________g。 (2) 4.0 g樣品中雜質CaCO3的質量為多少？(寫出計算過程) (3)通入m3 g CO2時，溶液中生成物的溶質的質量分數(shù)為__________(精確到0.1%)。若所取樣品中的Ca(OH)2沒有完全溶于水，對最后的計算結果__________(填“有”或“沒有”)影響。原因是________________________________________________________。 3．(xx廣東)同學們做甲、乙兩個中和反應實驗的探究(見下圖)。 圖1　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2 (1)甲實驗恰好中和，則該溶液中的溶質是______________(填化學式)。 (2)取乙反應后的溶液60.0 g，滴加質量分數(shù)為26.5%的Na2CO3溶液(見丙圖)，溶液pH的變化如圖2所示。則與CaCl2反應的碳酸鈉溶液的質量為__________g；請計算該溶液中CaCl2的溶質質量分數(shù)。(寫出計算過程，精確到0.1%) (3)根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)在圖3中畫出產(chǎn)生沉淀的曲線。 (4)乙組的中和反應實驗設計存在的不足是__________________________________。 針對強化訓練 4. (xx湖州改編)海洋是一個巨大的寶庫，從海水中得到的食鹽不僅可作調料，還可作化工原料。氯堿工業(yè)就是以電解食鹽水為基礎的，化學方程式為2NaCl＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。某科學興趣小組模擬氯堿工業(yè)，將100 g一定濃度的氯化鈉溶液通電至氯化鈉完全反應(只發(fā)生上述反應)，收集到0.4 g H2。求： (1)電解過程中產(chǎn)生的氯氣(Cl2)的質量是____________g。 (2)原氯化鈉溶液的濃度是____________。 (3)最后所得的燒堿溶液中溶質的質量分數(shù)是多少？(寫出計算過程，結果精確到0.1%) 5．胃液中的胃酸(0.2%～0.4%的鹽酸)，可以殺死食物里的細菌，確保胃和腸道的安全，同時增加胃蛋白酶的活性，幫助消化。正常人胃液每日需要鹽酸溶質質量約為6.5 g～7.3 g，某患者每日分泌鹽酸溶質質量為9.0 g，為治療胃酸過多需服用如圖所示的抑酸劑，請計算并回答： (1)正常人每日至少需要鹽酸溶液____________g； (2)鹽酸溶液和氫氧化鎂恰好完全反應時溶液中存在的微粒有(不考慮水)__________； (3)按說明書用量，每天最多可中和胃液中鹽酸溶質質量是多少？理論上能否使該患者胃液中鹽酸溶質質量恢復到正常范圍？(寫出計算過程) 6．取若干份質量不同的由Ba(OH)2和BaCO3組成的均勻混合的樣品，先加適量的水溶解，然后各加入200 g某濃度稀鹽酸，所得CO2氣體的質量與加入樣品的質量關系如圖所示(不考慮CO2的溶解)。請計算： (1)混合物中Ba(OH)2和BaCO3質量之比為________________________________。 (2)稀鹽酸的溶質質量分數(shù)。(寫出計算過程，結果精確到0.1%) 7．(xx嘉興)在學習了金屬的化學性質后，化學老師布置了一項課外學習任務：調查化工顏料店出售的涂料添加劑“銀粉”是什么金屬？某學習小組通過調查，分別獲得了“銀粉”是銀粉、鋁粉、鋅粉這三種不同結果。為了確定究竟是哪一種金屬，學習小組同學將一小包“銀粉”帶回實驗室，進行了如下實驗和分析。 (1)取少量“銀粉”于試管中，滴加適量鹽酸，觀察到有__________產(chǎn)生，說明“銀粉”一定不是銀。 (2)為了進一步確定“銀粉”是鋁還是鋅，學習小組通過理論計算，獲得兩種金屬分別與足量鹽酸反應產(chǎn)生氫氣的質量關系，并繪制成如右圖所示圖像。在繪制鋅的圖像時，a點所對應的鋅的質量m為多少？(通過計算回答) (3)取1.8 g“銀粉”(雜質忽略不計)加入到50 g稀鹽酸中，恰好完全反應，生成氫氣0.2 g。根據(jù)上圖可知，“銀粉”是__________；計算實驗中所用稀鹽酸的溶質質量分數(shù)。 8．(xx東營)實驗技能訓練中，小亮同學向氧化銅和稀硫酸充分反應后的廢液中加入一定量的氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)無明顯現(xiàn)象。小亮同學在老師的指導下對氧化銅和稀硫酸充分反應后的廢液進行了實驗：他分別取50 g廢液，并向其中逐漸加入等濃度的氫氧化鈉溶液，三組實驗的數(shù)據(jù)與圖像如下： 實驗組數(shù) 第一組 第二組 第三組 加入氫氧化鈉溶液的質量/g 50 100 80 產(chǎn)生沉淀的質量/g 0.98 2.94 2.94 請根據(jù)以上信息回答下列問題： (1)氧化銅粉末與稀硫酸反應的現(xiàn)象為__________________________________。 (2)廢液中的溶質有__________________________(填化學式)，并計算廢液中硫酸銅的溶質質量分數(shù)。(寫出計算過程) (3)若三組數(shù)據(jù)中，只有一組加入的氫氧化鈉溶液與廢液恰好完全反應，則上圖中a的數(shù)值為________________________________________________________________________。 綜合能力拓展(作圖) 9．(xx蘭州改編)家庭食用面堿(主要成分為Na2CO3)中往往混有少量NaCl。某課外探究小組的同學為測定食用面堿中碳酸鈉的質量分數(shù)，設計并進行了以下實驗：某同學取40 g食用堿，平均分為四份，然后分別加入一定質量分數(shù)的CaCl2溶液，實驗數(shù)據(jù)見下表： 實驗一 實驗二 實驗三 實驗四 食用堿的質量 10 g 10 g 10 g 10 g 加入CaCl2溶液的質量 20 g 40 g 60 g 80 g 生成沉淀的質量 3.2 g m 8 g 8 g 請分析表中數(shù)據(jù)回答并計算： (1)m＝__________g。 (2)恰好完全反應后將所得濁液進行過濾，濾液中溶質的質量分數(shù)是多少？(寫出計算過程，結果精確到0.1%) (3)請在圖中畫出在10 g固體混合物中加入CaCl2溶液的質量與產(chǎn)生沉淀質量變化關系的示意圖。 10．某石化廠有一種石油產(chǎn)品含有質量分數(shù)為4.9%的殘余硫酸，過去他們都是用NaOH溶液來清洗這些硫酸。請計算： (1)若要清洗1 000 kg的這種石油產(chǎn)品，需要__________kg的NaOH。 (2)該石化廠進行了技術改造，采用Ca(OH)2中和這些殘余硫酸。每處理1 000 kg這種產(chǎn)品，可以節(jié)約多少費用？ NaOH和Ca(OH)2的市場價格如表： 名稱 Ca(OH)2 NaOH 價格(元/kg) 1.00 6.00 (3)請畫出用氫氧化鈉和氫氧化鈣處理1 000 kg該石油產(chǎn)品時，殘余硫酸溶質的質量變化曲線：氫氧化鈉用虛線表示，氫氧化鈣用實線表示。 (4)將反應后生成的硫酸鈣回收，在一定條件下加入高溫硫酸鹽還原菌，可以將SO轉化生成H2S氣體，然后用于硫酸的生產(chǎn)工業(yè)。不考慮整個過程中硫元素的損失，若將(2)中產(chǎn)生的硫酸鈣全部轉化，可生產(chǎn)H2S的質量為__________kg。 參考答案 1．(1)3　1∶2　(2)65∶64　(3)溫室效應 2．(1)C2H6O　46　(2)乙醇　(3)2∶6∶1　(4)34.8% 3．(1)34　(2)1∶16　(3)60　400 (4)遇光、熱易分解變質 廣東真題精選 1．(1)解：設可產(chǎn)生SO2的質量為x。 S＋O2 SO2 32 64 100 t8% x ＝，x＝16 t 答：產(chǎn)生SO2的質量是16 t。 (2)如圖 [縱坐標物質1分，數(shù)據(jù)標注1分，曲線1分。在橫縱坐標上標出數(shù)值，或曲線拐點處標出如(36.5,11.1)也行；曲線的其它正確畫法同樣給分] (3)方法B比A吸收率高，生成的CaSO3可利用(或純度高)(或可計算出A法吸收率為50%，B法吸收率為90%；或B法產(chǎn)物可氧化生產(chǎn)石膏) 2．(1)2.2 (2)解：設4.0 g樣品中Ca(OH)2的質量為x。 CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O 44 74 2.2 g x ＝，x＝3.7 g 則4.0 g樣品中雜質CaCO3的質量為4.0 g－3.7 g＝0.3 g 答：4.0 g樣品中雜質CaCO3的質量為0.3 g。 (3)4.1%　沒有　在水中，未溶解的Ca(OH)2可以不斷與CO2反應直至全部轉化 3．(1)CaCl2 (2)40.0 解：設該溶液中CaCl2的質量為x。 CaCl2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaCl 111 106 x 40.0 g26.5% ＝，x＝11.1 g 該溶液中CaCl2的溶質質量分數(shù)為100%＝18.5% 答：該溶液中CaCl2的溶質質量分數(shù)為18.5%。 (3)如圖 (4)無法驗證是否恰好反應 針對強化訓練 4．(1)14.2　(2)23.4% (3)解：設生成氫氧化鈉的質量是x。 2NaCl＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2NaOH 2 80 0.4 g x ＝，x＝16 g 最后所得的燒堿溶液中溶質的質量分數(shù)是100%≈18.7 % 答：最后所得的燒堿溶液中溶質的質量分數(shù)是18.7%。 5．(1)1 625　(2)Mg2＋、Cl－ (3)解：設每天最多可中和胃液中鹽酸溶質質量為x。 Mg(OH)2 ＋ 2HCl=== MgCl2＋2H2O 58 　 73 0.145 g23 x ＝，x＝1.095 g 服藥一天后胃液中剩余鹽酸溶質質量為9.0 g－1.095 g＝7.905 g,7.905 g＞7.3 g，理論上不能使該患者胃液中鹽酸溶質質量恢復到正常范圍。 答：按說明書用法用量，每天最多可中和胃液中鹽酸溶質質量是1.095 g，理論上不能使該患者胃液中鹽酸溶質質量恢復到正常范圍。 6．(1)171∶197 (2)解：由圖可知，加入110.4 g樣品時，Ba(OH)2和稀鹽酸完全反應，BaCO3只反應一部分，有剩余；樣品是由Ba(OH)2和BaCO3均勻混合組成的，則110.4 g混合物中含有的Ba(OH)2的質量為110.4 g＝51.3 g。 設與Ba(OH)2反應的HCl的質量為x，與BaCO3反應生成4.4 g CO2消耗的HCl的質量為y。 Ba(OH)2＋2HCl=== BaCl2＋2H2O 171 73 51.3 g x ＝，x＝21.9 g BaCO3＋2HCl=== BaCl2＋CO2↑＋H2O 73 44 y 4.4 g ＝，y＝7.3 g 稀鹽酸的溶質質量分數(shù)為100%＝14.6% 答：稀鹽酸的溶質質量分數(shù)是14.6%。 7．(1)氣泡 (2)解：設生成0.2 g氫氣時反應的鋅的質量為x。 Zn＋2HCl=== ZnCl2＋H2↑ 65 2 x 0.2 g ＝，x＝6.5 g 答：a點所對應的鋅的質量是6.5 g，因此m＝6.5。 (3)鋁 解：設50 g稀鹽酸中氯化氫的質量為y。 2Al＋6HCl=== 2AlCl3＋3H2↑ 219 6 y 0.2 g ＝，y＝7.3 g 實驗中所用稀鹽酸的溶質質量分數(shù)為100%＝14.6% 答：實驗中所用稀鹽酸的溶質質量分數(shù)為14.6%。 8．(1)黑色粉末逐漸減少(或消失)，溶液由無色變?yōu)樗{色 (2)H2SO4、CuSO4 解：設廢液中硫酸銅的質量為x。 CuSO4 ＋2NaOH=== Cu(OH)2↓＋Na2SO4 160 98 x 2.94 g ＝，x＝4.8 g 則廢液中硫酸銅的溶質質量分數(shù)為100%＝9.6% 答：廢液中硫酸銅的溶質質量分數(shù)為9.6%。 (3)85 綜合能力拓展(作圖) 9．(1)6.4 (2)解：由表格分析可知，恰好反應時生成CaCO3的質量為8 g，消耗的氯化鈣溶液的質量為20 g＝50 g。設10 g原固體混合物中Na2CO3的質量為x，生成氯化鈉的質量為y。 CaCl2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaCl 106 100 117 x 8 g y ＝，x＝8.48 g；＝，y＝9.36 g 恰好完全反應后將所得濁液進行過濾，濾液中的溶質是NaCl，其質量＝10 g－8.48 g＋9.36 g＝10.88 g，濾液的質量＝10 g＋50 g－8 g＝52 g，所以濾液中溶質的質量分數(shù)為100%≈20.9% 答：濾液中溶質的質量分數(shù)為20.9%。 (3)如圖 10．(1)40 (2)解：設需要用Ca(OH)2的質量為x。 Ca(OH)2＋H2SO4=== CaSO4 ＋ 2H2O 74 98 x 1 000 kg4.9% ＝，x＝37 kg 氫氧化鈉需要的費用為6.00元/kg40 kg＝240元 氫氧化鈣需要的費用為1.00元/kg37 kg＝37元 可以節(jié)約的費用為240元－37元＝203元 答：可以節(jié)約的費用為203元。 (3)如圖 (4)17