2020-2021学年4 根据化学方程式的简单计算课后作业题

1.4__根据化学方程式的简单计算__[学生用书A6]

1．在反应A＋3B===2C＋3D中，已知A和B的相对分子质量之比为7∶8，当2.8g A与一定量B恰好完全反应后，生成3.6g D，则C的质量为(　B　)

A．9.6g  B．8.8g

C．6.8g  D．4.4g

2．尿素[CO(NH2)2]是一种常见的氮肥，工业上制备反应如下：

CO2＋2NH3CO(NH2)2＋H2O，请计算：

(1)尿素中氮元素的质量分数。

(2)生产6t尿素，理论上需要氨气的质量是多少？

【答案】(1)尿素中氮元素的质量分数为×100%≈ 46.7%。

(2)设理论上需要氨气的质量是x。

CO2＋2NH3CO(NH2)2＋H2O

　　　34　　　　　　 60

　　　x　　　　　　　6t

＝，x＝3.4t。

3．加热3.16g KMnO4，当剩余固体的质量为3.0g时，停止加热。计算：(需写出计算过程)

(1)参加反应的高锰酸钾的质量。

(2)剩余固体中锰和氧两种元素的质量比。(结果化成最简整数比)

【答案】(1)根据质量守恒定律，当剩余固体的质量为3.0g时，生成O2的质量为3.16g－3.0g＝0.16g，

设生成0.16g O2消耗KMnO4的质量为x。

2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑

　316　　　　　　　　　　  　32

　x　　　　　　　　　　　   0.16g

＝，x＝1.58g，

即参加反应的高锰酸钾的质量为1.58g。

(2)3.16g高锰酸钾中锰元素的质量为3.16g××100%＝1.1g，

3．16g高锰酸钾中氧元素的质量为3.16g××100%＝1.28g，

根据质量守恒定律，剩余固体中锰和氧两种元素的质量比为1.1g∶(1.28g－0.16g)＝55∶56。

4．实验室用加热氯酸钾与0.3g二氧化锰混合物制取氧气，加热前称得混合物总质量为24.8g，加热一段时间后，称得剩余固体质量为20.0g。

(1)反应产生的氧气质量为多少克？

(2)计算反应后剩余固体中氯化钾的质量分数。

(3)剩余固体中钾元素的质量分数为多少？

【答案】(1)根据质量守恒定律，反应产生的氧气质量为24.8g－20.0g＝4.8g。

(2)设剩余固体中氯化钾的质量为x。

2KClO32KCl＋3O2↑

　　　　　   149　 96

　　　　 　  x　   4.8g

＝，x＝7.45g，

反应后剩余固体中氯化钾的质量分数为×100%＝37.25%。

(3)反应前氯酸钾的质量为24.8g－0.3g＝24.5g，氯酸钾中钾元素的质量为×100%×24.5g＝7.8g，剩余固体中钾元素的质量分数为×100%＝39%。

5．某同学用如图装置验证质量守恒定律。称取一定质量的碳酸钠装入气球，将气球套在锥形瓶上。将药品全部倒入装有足量稀盐酸的锥形瓶中，气球迅速胀大。称量反应前后装置的总质量，实验数据如表中所示。

图1－4－1

(1)计算第1次反应产生的二氧化碳质量。

(2)分析数据发现每次反应前后装置的总质量均不相等，请以第1次反应为例，通过计算说明该反应是否遵循质量守恒定律。(空气密度取1.3g/L，二氧化碳密度取2.0g/L，结果精确到0.01，g取10N/kg)

【答案】(1)设第1次反应产生的二氧化碳质量为x。

Na2CO3 ＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

106　　　　　　　　　　　　　 44

 0.53g　　　　　　　　　　　 　x

＝，x＝0.22g。

(2)第1次反应前后装置质量减少66.33g－66.19g＝0.14g，

产生的二氧化碳体积为V＝＝＝0.11L。

解法一：产生的0.11L体积二氧化碳使气球胀大所排开的空气质量为m排＝ρ空气V排＝1.3kg/m3×0.11×10－3m3＝0.14×10－3kg＝0.14g，0.11L的空气质量＝反应前后装置所减少的质量，所以符合质量守恒定律。

解法二：产生的0.11L体积二氧化碳使气球胀大，装置受到空气的浮力增加，F浮＝ρ空气gV排＝1.3kg/m3×10N/kg×0.11×10－3m3＝1.43×10－3N，

m排＝＝＝＝0.14g，

所以符合质量守恒定律。

6．为了节能减排，科学家发明了一种以某种镁硅酸盐矿石[主要成分Mg3Si2O5(OH)4]为原料的新型绿色水泥。全球镁硅酸盐储量丰富，新型绿色水泥不必担心原材料，推广潜力很大。新型绿色水泥与传统水泥对比如图。

图1－4－2

(1)传统水泥和绿色水泥的生产过程分别涉及以下反应：

CaCO3 CaO＋CO2↑；

Mg3Si2O5(OH)4 3MgO＋2SiO2＋2H2O↑。

以上两个反应都属于__分解反应__(填基本反应类型)。

(2)与传统水泥相比，每生产并使用1t绿色水泥能够减少排放__0.6__t二氧化碳。

(3)传统水泥生产中，高温煅烧某种石灰石50t，可产生二氧化碳多少吨？已知该石灰石中碳酸钙含量为80%，杂质不参加反应。

【答案】(3)该石灰石中含CaCO3质量为50t×80%＝40t。

设产生二氧化碳的质量为m。

CaCO3CaO＋CO2↑

100　　　　　    44

40t               m

＝，m＝17.6t。

7．实验室有一瓶碳酸钙和氯化钙粉末组成的均匀混合物，小科用相同溶质质量分数的稀盐酸和该混合物反应(所得溶液均为不饱和溶液)，四组实验数据记录见表。请分析计算：

(1)反应后，稀盐酸还有剩余的是第__一和二__组。

(2)求混合物中碳酸钙和氯化钙质量之比。

(3)表中a的值为__105.5__。

(4)求表中m的值。

【答案】(2)实验一中生成的CO2质量为100.0g＋3.0g－101.9g＝1.1g，

设3g混合物中碳酸钙的质量为x。

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

100　　　　　　　　　　　　44

x　　　　　　　　　　　　  1.1g

＝，x＝2.5g，

则3g混合物中氯化钙的质量为3g－2.5g＝0.5g，

碳酸钙和氯化钙质量之比为2.5g∶0.5g＝5∶1。

(4)实验三中的碳酸钙未完全反应，生成的二氧化碳的质量和未反应的碳酸钙的质量之和为100g＋9g－105g＝4g，9g混合物中碳酸钙的质量为9g××100%＝7.5g，未反应的碳酸钙的质量为m，

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

100　　　　　　　　　　　　 44

 7.5g－m　　　　　　　　　 4g－m

＝，m＝1.25g。

【解析】(1)碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳是气体会逸散到空气中，故减少的质量即为生成的二氧化碳的质量。实验一中生成的二氧化碳的质量为100g＋3g－101.9g＝1.1g；实验二中生成的二氧化碳的质量为100g＋6g－103.8g＝2.2g；实验二中溶液的质量增加了1.9g，实验三中溶液的质量相比实验二只增加了1.2g，说明实验三中的碳酸钙没有完全反应，即稀盐酸已经完全反应，故实验一、二中的稀盐酸有剩余。(3)实验三中的稀盐酸已经完全反应，故实验四中增加3g固体的质量后，碳酸钙不反应，则实验四所得溶液的质量为实验三所得溶液的质量加新加入的3g固体中的氯化钙的质量，即a＝105.0＋0.5＝105.5。

8．某钙片的标签如图，此钙片成分中只有碳酸钙含有钙元素。

执行标准：GB1413—99

主要成分：碳酸钙

含钙量：每片含钙0.75g　每瓶50片，共40g

　　　　　　　　(中外合资××公司出品)

图1－4－3

(1)请通过计算说明此标签中的钙含量是错误的。

(2)为了测定其真实的含钙量，小东同学每次取10片钙片放入已经称量的含足量稀盐酸的烧杯中，充分反应后再称取烧杯和剩余物的总质量。小东同学做了四次实验，数据见表：

①请列式计算每片钙片含碳酸钙的质量。

②请列式计算每片钙片的含钙量，并就厂家如何修改标签给出建议。

【答案】(1)每片钙片质量为40g÷50＝0.8g，

0．8g碳酸钙中钙元素质量为0.8g××100%＝0.32g，

因为钙片中其他成分不含钙元素，则此标签中的含钙量每片含钙应该小于0.32g，因此此标签中的含钙量是错误的。

(2)①根据质量守恒定律，生成二氧化碳的质量为22g＋8g－26.7g＝3.3g，

设10片钙片中含碳酸钙的质量为x。

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

 100　　　　　　　　　　　　44

　x　　　　　　　　　　　　 3.3g

＝，x＝7.5g，

则每片钙片含碳酸钙的质量为7.5g÷10＝0.75g。

②每片钙片含钙元素的质量为0.75g××100%＝0.3g，

根据计算可以知道每片钙片中含钙的质量为0.3g，所以应该将标签中的含钙量改为每片含钙0.3g。