第2讲 化学方程式计算含答案.docx

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第2讲化学方程式计算含答案

第二讲化学方程式计算

知识梳理

1.根据化学方程式计算的一般解题步骤：

①设未知数；

②写出化学方程式；

③找出各物质间的质量比及已知量与要求量；

④列出比例式并求算结果；

⑤写答案。

2.有关化学方程式的计算基本方法

（1）差量法

根据化学反应前后物质的质量发生变化，找出所谓的“理论质量差值”。

根据该差值的大小与参加反应的物质的有关质量成正比。

差法量就是借助于这种比例关系，列出比例式，求出答案。

（2）守恒法

守恒法就是利用化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、原子守恒进行解题的一种方法。

运用守恒法解题既可提高解题速度，又能提高解题的准确性。

（3）关系式法

对于多个连续进行的反应，可根据中间产物的传递关系找出原料和最终产物的关系式，由关系式进行计算更加方便,并且可以保证计算结果的准确性。

（4）极值法

极值法是应用极限思维方式解决一些模糊问题的解题方法。

它是将题设构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析求得结果。

经典例题

【例1】在1体积空气中混入1体积二氧化碳，在高温下跟足量的焦炭反应，假设氧气和二氧化碳都转化为一氧化碳,则反应后气体中一氧化碳的体积分数约是（）

A.75%B.67%C.50%D.33.3%

【解析】1体积的二氧化碳和足量的碳反应可以得到2体积的一氧化碳（C+CO2===2CO）。

因为原来空气中的二氧化碳仅占0.03%。

所以原空气中的二氧化碳反应得到的一氧化碳忽略不计。

原空气中一共有0.2体积的氧气。

所以氧气和碳反应后（2C+O2—2CO）得到0.4体积的一氧化碳。

所以反应后气体的总体积为1（空气）－0.2（反应掉的氧气）+0.4（氧气生成的一氧化碳）+2（二氧化碳反应生成的一氧化碳）=3.2体积。

一氧化碳的体积为0.4+2=2.4体积。

所以一氧化碳的体积分数为2.4/3.2X100%=75%。

【答案】D

【例2】某同学做了如下图所示实验：

第一次实验每步均恰好完全反应，请回答：

（1）写出第一次实验中发生反应的化学方程式；

（2）第二次反应后溶液中溶质的组成是。

（3）每次实验中加入镁的质量（m）为。

（4）求解第一次反应中生成气体的质量（m）的比例式为o

（5）若将第一次反应后溶液蒸发掉68.4g水后，则所得不饱和溶液中溶质的质量分数为。

（6）若用36.5%的浓盐酸配制实验中所需稀盐酸，则需要加水的质量为。

【答案】

（1）Mg+2HCl=MgCl2+H2↑  MgCl2+2NaOH=Mg（OH） 2↓+2NaCl

（2）NaCl、MgCl2         （3）2.4g

（4）73/2=7.3g/x         （5）15%       （6）90g

解析：

（1）第一次实验中发生反应的化学方程式：

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑和MgCl2+2NaOH=Mg（OH） 2↓+2NaCl

（2）因为第一次实验每步均恰好完全反应，即50g的盐酸就与mg的镁粉恰好反应，故加入100g盐酸，则过量，故加入氢氧化钠溶液是与过量的盐酸反应，故第二次反应后溶液中溶质既有镁与盐酸反应生成的氯化镁，以及氢氧化钠和盐酸反应生成的氯化钠，故溶液中溶质的组成是：

NaCl、MgCl2

（3）根据实验一每步均恰好完全反应，化学反应方程式：

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑中Mg与HCl的质量关系24：

73

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

2473

m  50g×14.6%

24:

73=m：

50g×14.6%    m=2.4g

（4）根据化学方程式中HCl与氢气的质量关系73:

2，故第一次反应中生成气体的质量（X）的比例式为：

73/2=7.3g/x

（5）根据反应：

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑和MgCl2+2NaOH=Mg（OH） 2↓+2NaCl，可知最后所得溶液为NaCl溶液，可设MgCl2的质量为x，氢气的质量为y，Mg（OH） 2的质量为z，NaCl的质量为a

Mg+2HCl===MgCl2+H2↑

73      95   2

50g×14.6%  x    y 

73：

95="50g×14.6%":

x  x=9.5g

73：

2="50g×14.6%":

y   y=0.2g

MgCl2+2NaOH=Mg（OH） 2↓+2NaCl

95           58        117

9.5g          z          a

95:

58=9.5g:

z       z=5.8g

95：

117=9.5g：

a   a=11.7g

因为溶液质量=2.4g+50g+100g-0.2g-5.8g-68.4g=78g

所得不饱和溶液中溶质的质量分数=11.7g/78g×100%=15%

（6）配制实验中所需稀盐酸的质量=50g+100g=150g,根据稀释的原则，稀释过程中：

溶质的质量不变，可设需要36．5％的浓盐酸质量为x，列式为：

36．5％×x=150g×14.6%，x=60g,故则需要加水的质量=150g-60g=90g

【例3】炼钢厂用含SO2的废气制备CuSO4．生产中，向混有CuO粉末的CuSO4溶液中通入废气，反应为：

2CuO+2SO2+O2═2CuSO4．欲制得溶质的质量分数为20%的CuSO4溶液．用足量CuO粉末和5000g 5%的CuSO4溶液处理废气．若每升废气中含有1.25g SO2，且SO2被完全吸收，可处理废气多少升？

【解析】5000g 5%的CuSO4溶液中溶剂水的质量为：

5000g×（100%-5%）=4750g，溶剂的质量不变，故溶质的质量分数为20%的CuSO4溶液中水的质量为4750g，故可求出溶液的质量为：

4750g

80%

=5937.5g，故溶质硫酸铜的质量为：

5937.5g×20%=1187.5g，原5000g 5%的CuSO4溶液中硫酸铜的质量为：

5000g×5%=250g，故反应生成的硫酸铜质量为：

1187.5g-250g=937.5g

设生成937.5g硫酸铜，需要废气的体积为x

2CuO+2SO2+O2═2CuSO4

     128      320

   x×1.25g/L    937.5g

128

320

＝

x×1.25g/L

937.5g

x=300升

答：

可处理废气300升．

【例4】现有镁、铝两种金属分别跟稀盐酸充分反应，生成相同质量的氢气。

则可能的情况（）

A.足量的稀盐酸与等质量的镁、铝分别发生反应

B.足量的稀盐酸与质量比为4:

3的镁、铝分别发生反应

C.足量的稀盐酸与质量比为8:

9的镁、铝分别发生反应

D.等质量、等溶质质量分数的稀盐酸与过量的镁、铝分别发生反应

【解析】Mg、Al两种金属分别跟稀盐酸反应的化学方程式为：

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，据此分析。

A、等质量的镁、铝与足量的盐酸反应时，金属均完全反应，设镁、铝的质量为m，则

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，

24   2 54       6

m     

 m       

所以生成的氢气质量不等，错误；

B、质量比为4︰3的镁、铝分别与足量的稀盐酸充分反应时，金属均完全反应，设镁、铝的质量分别为4m和3m，则

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，

24    2 54       6

4m     

 3m       

所以生成的氢气质量相等，正确；

C、根据B正确，可知C错误；

D、足量的镁、铝分别与等质量、等浓度的稀盐酸充分反应，则盐酸完全反应，由于反应生成的氢气全部来自盐酸中所含的氢元素，故得到的氢气的质量相同，正确。

故选BD

【答案】BD

【例5】实验室有一瓶久置的氧化钙，因吸收空气中的水蒸气和二氧化碳而变质，经测定该固体中氢元素的质量分数为0.8%,碳元素的质量分数为2.4%。

则已变质的氧化钙占变质前纯氧化钙的质量分数为（）

A.80%B.66.7%C.40%D.18.8%

【解析】氧化钙与水反应生成的氢氧化钙中含有氢元素，氢元素的质量分数为0.8％；生成的碳酸钙中含有碳元素，碳元素的质量分数为2.4％。

设变质后的固体的质量为100，则氢元素质量为0.8，碳元素质量为2.4，设含有氢氧化钙、碳酸钙质量分别为a、b,反应的氧化钙质量分别为x、y，利用变化前后每种元素的原子个数不变可得关系式为：

CaO︿Ca（OH）2︿2H

56   74  2

X    a  0.8

         x=22.4       a="29.6"

CaO︿CaCO3︿C

56  100 12

y   b  2.4

         y=11.2       b=20

则变质后的固体中没变质的氧化钙的质量为：

100-29.6-20=50.4，变质的氧化钙的质量为：

22.4+11.2=33.6，变质前的氧化钙的总质量为50.4+33.6=84，已变质的氧化钙占变质前纯氧化钙的质量分数为

 ×100%=40%，故选C

【答案】C

【例6】将KCl和Ca（OH）2混合物1.86g全部溶于一定量水中形成稀溶液，再缓缓通入足量的

C02气体。

当生成沉淀的质量刚好最大时，消耗CO2的质量为0.44g。

（1）原混合物中Ca（OH）2的质量为g。

（2）写出溶液中生成沉淀的质量m（g）与通入CO2的质量M（g）之间的函数

表达式:

①;

②。

（3）在图示坐标系上，画出生成沉淀的质量m（g）与通入CO2的质量M（g）的关系曲线。

【解析】

（1）设与0.44g二氧化碳反应消耗氢氧化钙的质量为X，生成沉淀质量为Y则：

CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O

44   74  100

0.44g X  Y

根据：

44:

74＝0.44g:

X解得X=0.74g；根据44:

100＝0.44g:

Y解得Y=1g．

（2）CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O

   44      100

   M      m

根据：

44:

100＝M:

m解得m=100M/44，M的取值为0≤M＜0.44；

   CaCO3+H2O+CO2═Ca（HCO3）2

   100   44

   m M

根据：

100:

44＝m:

M解得m=100M/44，但是这是二氧化碳多于0.44g后消耗的碳酸钙的质量关系，所以还剩碳酸钙的质量等于生成碳酸钙最大值1减去消耗的碳酸钙的质量即：

m=1-100（M-0.44）/44或（88-100M）44/或2-（100M/44）

M取值范围：

0.44≤M≤0.88   　

（3）生成碳酸钙最大值是1g，再通入二氧化碳碳酸钙就会减少，当通到0.88g二氧化碳碳酸钙正好被消耗完．把0点、1g、0.88三个点连接起来即可． 

故答案为：

（1）0.74

（2）①0≤M＜0.44  　　　　m=100M/44

②0.44≤M≤0.88   　m=1-100（M?

0.44）44或88?

100M44或2-（100M/44）或其它合理答案

（4）（作图必须完全正确方可得分，见图）

【例7】天然碱的组成可以用aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O（a.b.c为整数）表示。

现有3种不同的天然碱样品，分别进行如下实验以确定其化学式。

（1）将质量为62.0g的样品A平均分成两份，一份在300°C下充分灼烧（Na2CO3不分解），固体质量减轻9.8g；另一份溶于水后加入足量的Ba（OH）2溶液，得到白色沉淀59.1g。

样品A的化学式可以表示为。

（2）将质量为4.71g的样品B溶于水，逐滴滴加一定浓度的稀盐酸，产生气体的质量与加入盐酸的质量有下表所示关系：

盐酸质量/g

20

40

60

80

气体质量/g

0

0.44

1.32

1.98

［已知在盐酸不足时会发生反应:

Na2CO3+HCl—NaHCO3+NaCl+H2O］滴加盐酸的质量分数为;样品B的化学式可以表示为。

（1）31.0g天然碱中碳元素的就是碳酸钡中碳元素的质量为：

59.1g×12/197×100%=3.6g

由于：

aNa2CO3•bNaHCO3•cH2O～b/2CO2+（b/2+c）H2O

     106a+84b+18c            22b+9b+18c

        31.0g             9.8g

得出：

106a+84b+18c=31.0

31b+18c=9.8

（a+b）×12

106a+84b+18c            

×100%=3.6g

解得：

a=0.1  b=0.2  c=0.2  所以：

a：

b：

c=1：

2：

2

样品A的化学式可以表示为：

Na2CO3•2NaHCO3•2H2O

（2）设盐酸的质量分数是w

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

     36.5         44

 （60g-40g）×w  （1.32g-0.44g）

36.5:

44=（60g-44g）*w:

（1.32g-0.44g）

   解得：

w=3.65%

根据反应的方程式以及加入盐酸的质量从40g60g产生气体的质量与可知，每加入20g盐酸与碳酸氢钠产生二氧化碳的质量是0.88g，由此可知，加入的盐酸从0到30g用于碳酸钠转化为碳酸氢钠，从30g到75g用于碳酸氢钠转化为二氧化碳，由此可以得出a：

b=2：

1，

 2Na2CO3•NaHCO3•cH2O～3CO2

2×106+84+18c      3×44

 4.71g            1.98g

2×106+84+18c       

3×44

=

4.71g

1.98g

  解得c=1

样品B的化学式可以表示为2Na2CO3•NaHCO3•H2O

故答为：

（1）Na2CO3•2NaHCO3•2H2O；

（2）3.65%，2Na2CO3•NaHCO3•H2O．

中考过关

1.下列有关“2CO+O2点燃2CO2"的质量关系，不正确的是（）

A.若56gCO参加反应，则消耗的O2质量一定是32g

B.若16gO2参加反应,则生成CO2的质量一定是44g

C.若10gCO2生成，则消耗的CO和O2的质量总和一定是10g

D.若5gCO与2gO2混合点燃，则生成的CO2的质量一定是7g

2有反应:

8A+3B2==C2+6D（其中A、D是化合物，B2、C2是单质）。

若13.6gA与21.3gB2恰好完全反应，生成32.1gD，已知C2的相对分子质量为28，则B的相对原子质量为（）

A.14  B.16  C.32  D.35.5 

3.在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。

下列说法正确的是（）

A.丙可能是单质

B.在该反应中丁一定没有参加化学反应

C.该反应是化合反应

D.甲和乙的质量之和一定等于生成丙的质量

4.在已经调平的托盘天平两边各放一个等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相等、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分别放入等质量的锌粉和铁粉。

下列实验现象不可能观察到的是（）

A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边B.只有铁粉有剩余

C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边D.只有锌粉有剩余

5.小亮同学在实验室中制取CO2气体后，对废液进行后续探究，他向一定质量的含CaCl2和HCl的废液中逐滴加入溶质质量分数为10%的Na2CO3溶液。

实验过程中加入Na2CO3溶液质量与产生沉淀或气体的质量关系如图1所示；加入Na2CO3溶液的质量与溶液的pH变化关系如图2所示，下列说法正确的是（）

A.图1中b-c段表示生成气体的过程

B.图1中b点的值为106

C.图1中c时,溶液中的溶质有两种

D.图1中0-a段反应过程中溶液的pH变化情况可用图2中d—h段表示

6.在托盘天平的两盘上各放一个质量相同的烧杯，在两个烧杯里分别加入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，将天平调节至平衡。

然后向左盘的烧杯中加入8.4g铁,反应物之间恰好完全反应。

欲使天平恢复平衡，则可向右盘的烧杯中加入（）

A.8.4g铝B.8.4g氧化钙C.8.4g镁D.8.4g碳酸镁

7.某合金由两种金属元素组成，取该合金60g投入足量稀硫酸中，反应完全后，测得生成H23g,则合金的组成不可能是（）

A.Fe与ZnB.Mg与CuC.Na与AlD.Al与Fe

8.将7.3g已部分氧化的锌粉,加入到98g10%的稀硫酸中，恰好完全反应。

则所得溶液中溶质的质量为（）

A.14.5gB.15.5gC.16.1gD.18.1g

9.已知碳酸钠稳定而碳酸氢钠（NaHCO3）不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：

2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑f+H20。

现取碳酸氢钠和碳酸钠的混合物10g,加热到质量不再改变为止，剩余固体质量为6.9g。

下列说法正确的是（）

A.反应后生成CO2的质量为3.1gB.原混合物中NaHCO3的质量为4.2g

C.反应后生成CO2和H2O的质量比是22:

9D.原混合物中Na2CO3的质量分数为16%

10.锌粉、铝粉、镁粉的混合物3.8g与一定质量的稀硫酸恰好完全反应，生成氢气0.2g,将反应后的溶液蒸发水分，则得固体硫酸锌、硫酸铝、硫酸镁混合物的质量为（）

A.13.6gB.13.4gC.12gD.11g

11.某氧化钙和碳酸钙的固体混合物中钙元素的质量分数为50%,将其高温煅烧至碳酸钙完全分解，称得剩余固体的质量为84go则生成CO2的质量为（）

A.66gB.36gC.37gD.120g

12.取一定量的氧化铁与氧化铜的混合物，加入20g49%硫酸溶液，恰好完全反应，原混合物中氧元素的质量是（）

A.6.4gB.3.2gC.1.6gD.0.8g

13.下列四个坐标示意图分别表示四个实验过程中的某些变化情况，其中错误的是（）

A.甲图：

加热一定量碳铵（NH4HCO3）的实验，试管中固体的质量变化

B.乙图：

等质量的镁条和铁丝分别与足量的稀硫酸反应,产生气体的质量变化

C.丙图：

向一定量的二氧化锰固体中加入一定量的过氧化氢溶液，二氧化锰的质量变化

D.丁图：

将水通电一段时间，相同状况下产生气体的体积变化

14.某K2CO3样品，可能含有Na2CO3、MgCO3、CuSO4、NaCl中的几种杂质。

取该样品6.9g,加入50g稀盐酸中，恰好完全反应得到无色溶液，同时产生2.2g气体。

下列判断正确的是（）

A.反应后得到无色溶液，说明样品中一定没有CuSO4

B.NaCl不与盐酸反应，说明样品中一定没有NaCl

C.所加稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%

D.Na2CO3和MgCO3都能和稀盐酸反应生成气体，说明样品中一定有Na2CO3和MgCO3

15.“氯碱工业”是我国目前化学工业的重要支柱之一，它的主要原理是电解饱和食盐水，其化学方程式为xNaCl+2H2通电xNaOH+H2↑+Cl2↑。

在20°C时，取100g饱和NaCl溶液进行电解，一段时间后测得产生氯气（Cl）的质量为7.1g。

已知：

20°C时，NaCl的溶解度为36go

请分析并计算回答：

（1）运用质量守恒定律可知上述反应中x等于。

（2）通过计算，上述过程中同时产生H2的质量为g。

（3）计算电解后剩余溶液中NaCl的质量分数（写出详细的计算过程，结果精确到0.1%）。

16．为测定锌铜合金中锌的含量，取该合金放入如图盛有稀硫酸的锥形瓶中．多次实验后，取平均值所得数据如表：

反应前

充分反应后装置及反应剩余物质质量

装置和足量的稀硫酸质量

锌铜合金质量

342.10g

16.00g

357.70g

若不考虑干燥剂吸收空气中的水蒸气，计算：

（1）根据质量守恒定律求生成氢气的质量0.4g．

（2）该合金中锌的质量分数．

17.

某化学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究。

通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成．他们称取了13.6g固体样品，用图1所示的装置继续实验，测定的部分数据如图2所示．

请计算：

（1）固体样品中氧化铁的质量是　　克

（2）在上述反应后的固体中加入100g稀盐酸，恰好完全反应，求反应后所得溶液中溶质的质量分数．（结果精确到0.1%）

18.菱镁矿的主要成分是MgCO3,为了分析某菱镁矿中镁元素的含量，某学习小组进行了实验研究。

取10g菱镁矿，逐渐加入未知浓度的H2SO4溶液，生成的气体全部用NaOH溶液吸收，NaOH溶液增加的质量记录如下表:

加入H2SO4溶液的质量/g

50

100

150

200

NaOH溶液增加的质量/g

2.2

4.4

4.4

4.4

说明：

菱镁矿中的杂质不溶于水，不与酸发生反应。

（1）10g菱镁矿与H2SO4溶液完全反应，生成CO2的质量为。

（2）计算该菱镁矿中镁元素的质量分数（写出计算过程）。

（3）该实验研究中所用H2SO4溶液的溶质的质量分数是。

（4）为避免溶液排放对环境的影响，某同学对上述反应后溶液进行了过滤，并在滤液中加入了1.71%的Ba（OH）2溶液。

请你画出加入Ba（OH）2溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图（在坐标中作图，并标出曲线折点的坐标）。

19.某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量分数，实验测得相关数据如下图所示：

（1）剩余的混合物中二氧化锰的质量为________g，反应生成氧气的质量为________g。

（2）计算该过氧化氢溶液中溶质质量分数。

（3）实验表明硫酸铜溶液在该反应中也能起到二氧化锰的作用。

若用5.6g无水硫酸铜代替二氧化锰进行本实验，计算剩余的溶液中溶质的质量分数。

（硫酸铜全部溶于水，计算时保留到0.1%）

20.

为了探究石灰石与稀盐酸反应制备二氧化碳后的废液中的溶质成分，将废液过滤，取滤液20克于烧杯中，在不断振荡的条件下，向其中滴加质量分数为10.6%的碳酸钠溶液直至过量，有关的变化如右图所示：

根据题中有关信息和图象分析回答下列问题：

（1）原溶液中的溶质成分有______（用化学式回答）。

（2）A点处溶液中溶质的质量分数是多少？

﹙通过计算回答﹚

21.乙醇俗称酒精，可用作医用消毒，也常作燃料。

其完全燃烧的化学方程式可表示为：

C2H6O+3O2

2CO2+3H2O。

（1）23g乙醇完全燃烧需消耗多少克氧气？

（2）乙醇不完全燃烧会产生一氧化碳，某实验测得反应前后各物质的质量如下表：

物质

乙醇