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初三上册(秋季班)化学讲义 第12讲-化学方程式的书写和计算 基础版
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化学方程式的书写和计算
知识点1
化学方程式的书写原则和步骤
1.书写化学方程式时应遵循两条原则:
(1)必须以客观事实为依据,不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应。
(2)要遵守质量守恒定律。这一原则要求书写化学方程式时一定要配平,使反应前后的各种原子的个数相等。
2.书写化学方程式的五个步骤(以高锰酸钾受热分解为例)
(1)“写”:根据实验事实,短线左边写反应物的化学式,右边写生成物的化学式,不止一种物质的用加号连接。
KMnO4─K2MnO4+MnO2+O2
(2)“配”:调整化学式前边的化学计量数,使短线左右两边同种原子的数目相等。
2KMnO4─K2MnO4+MnO2+O2
(3)“注”:注明反应条件、气体放出符号“↑”和沉淀符号“↓”。如果反应物和生成物中都有气体或都有固体,气体生成物或固体生成物就不要注“↑”或“↓”。
(4)“改”:配平后必须把短线改为等号。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(5)“查”:一查化学式;二查配平(等号两边各种原子的总数是否相等);三查条件;四查生成物的状态。
【特别注意】
化学方程式的书写歌诀:左写反应物、右写生成物;写准化学式,系数要配平;中间连等号,条件要注清;生成气沉淀,箭头(↑↓)来标明。
化学方程式的配平
化学方程式的配平是指根据质量守恒定律,在化学式前面配上适当的化学计量数,使式子左、右两边同种原子的数目相等。常用的配平方法有如下几种:
1.最小公倍数法:配平时找出方程式左右两边各出现一次,且原子数相应较大的元素,并找出其最小公倍数。将这个最小公倍数除以化学式中该原子个数,所得的值确定为该化学式的计量数,再配出其他化学式的计量数。
例如:P + O2 ─ P2O5
P + 5O2 ─ 2P2O5
4P+5O22P2O5
2.奇数配偶数法:找出方程式左右两边出现次数较多且在两端一奇一偶的元素,作为配平起点,再由此推出其他化学式的化学计量数。
例如:H2O2 ─ H2O + O2
反应前过氧化氢中氧原子数为2(偶数),反应后水中氧原子数为1(奇数),将水配为偶数2,再配出其他化学式的化学计量数即可。
2H2O22H2O+O2↑
3.观察法:从化学式比较复杂的一种物质入手推求各反应物、生成物的化学计量数。
例如:Fe + O2─Fe3O4
Fe3O4中有4个氧原子,3个铁原子,因而Fe应配为3,O2应配为2。
3Fe+2O2Fe3O4
4.归一法:找到化学方程式中较复杂的化学式,定其化学计量数为1,然后根据该化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数,再将各计量数同乘以同一整数,化分数为整数。
例如:CH3OH+O2─H2O+CO2
(1)首先定CH3OH的化学计量数为1,可得其燃烧后生成H2O与CO2的化学计量数:
CH3OH+O2─2H2O+CO2
(2)然后配平氧原子(并将横线写成等号):
CH3OH+(3/2)O2=2H2O+CO2
(3)再将各化学计量数同乘以2化为整数:
2CH3OH+3O2=4H2O+2CO2
【特别注意】
配平化学方程式时,切记不可改变化学式右下角的数字,所配化学式前的化学计量数应是最简整数比。
典例精讲
【典例1】(2019•如皋市校级模拟)下列对化学反应2Na+Cl2点燃¯2NaCl,从微观角度的认识不正确的是( )
A.三种物质依次由原子、分子和离子构成
B.保持氯气化学性质的最小粒子是氯分子
C.在化学反应前后,元素种类没有发生变化
D.在化学反应中钠原子易得电子形成相对稳定结构
【分析】A、根据金属和大多数固态非金属单质等由原子构成,有些物质是由分子构成的,如水、气态非金属单质等,有些物质是由离子构成的,如氯化钠,进行分析判断。
B、对于分子构成的物质,其化学性质由构成的分子保持。
C、根据化学变化的实质进行分析判断。
D、钠原子的最外层电子数为1,在发生化学变化中易失去电子。
【解答】解:A、钠属于金属,是由钠原子直接构成的;氯气属于气态非金属单质,是由氯分子构成的;氯化钠是由钠离子和氯离子构成的;故选项说法正确。
B、氯气是由氯分子构成的,保持氯气化学性质的最小粒子是氯分子,故选项说法正确。
C、化学变化的实质就是分子分成原子,原子再重新组合成新分子,在反应前后,元素种类没有发生变化,故选项说法正确。
D、钠原子的最外层电子数为1,在发生化学变化中易失去1个电子形成稳定结构,故选项说法不正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,主要考查了构成物质的微观粒子方面的知识,掌握常见物质的粒子构成、化学变化的实质等是正确解答本题的关键。
【典例2】(2019春•新泰市期末)氢能是公认的清洁能源,作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。21世纪,我国被国际公认为最有可能率先实现氢燃料电池和氢能汽车产业化的国家。氢燃料电池反应的化学方程式:2H2+O2点燃¯2H2O,从方程式中中获取的信息错误的是( )
A.在反应前后,元素的种类没有变化
B.在常温下氢气与氧气混合就可以发生反应
C.4g氢气与32g氧气完全反应,可以生成36g水
D.在反应前后,氢原子和氧原子的数目都没有改变
【分析】根据质量守恒定律和化学方程式的实际应用,A和C是质量守恒的宏观说法,D是微观说法。氢气和氧气的反应是在点燃条件下才可以发生
【解答】解:A、反应前氢气和氧气中含有有氢元素和氧元素,反应后水中含有氢元素和氧元素,故A正确;
B、从以上方程式中可知氢气与氧气在点燃的条件下才能反应,故B错误;
C、从以上方程式中可知,每4份质量的氢气和32份质量的氧气完全反应可以生成36份质量的水,故C正确;
D、从以上方程式中可知,反应前后,氢原子和氧原子的数目都没有改变,故D正确;
故选:B。
【点评】化学方程式是最重要的化学用语之一,掌握化学方程式的含义、了解方化学程式的读法是正确解答此类题的关键。
【典例3】(2019•江都区二模)根据化学方程式:2H2O电解¯2H2↑+O2↑,无法获取的信息是( )
A.反应所需条件 B.生成物的状态
C.生成物的分子个数比 D.氧气可助燃
【分析】化学方程式可表示:反应物和生成物的种类;反应的条件;反应物和生成物的微观粒子个数比;反应物和生成物的质量比等,据此进行分析解答。
【解答】解:A.根据该化学方程式可知,此反应条件是通电,故不合题意;
B.由生成物化学式后的气体符号可知,生成物是气体,故不合题意;
C.由化学方程式可知,生成的氢气与氧气的分子个数之比即为化学计量数之比,即2:1,故不合题意;
D.在该反应中,氧气是生成物,所以此方程式不能体现氧气的助燃性,故符合题意。
故选:D。
【点评】本题难度不大,化学方程式是最重要的化学用语之一,掌握化学方程式的含义是正确解答此类题的关键。
【典例4】(2019•怀化模拟)现有化学反应:xC2H6+yO2点燃¯zCO2+wH2O,化学计量数之间关系正确的是( )
A.2z=x B.3x=2w C.2x=z D.y=2z+w
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断即可。
【解答】解:反应物中含有2x个碳原子、6x个氢原子、2y个氧原子,生成物中含有z个碳原子、2w个氢原子、(2z+w)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2x=z,故选项错误。
B、根据反应前后氢原子个数不变:6y=2w,则3y=w,故选项错误。
C、根据反应前后碳原子个数不变,可得2x=z,故选项正确。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2y=2z+w,故选项错误。
故选:C。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键。
【典例5】(2019•娄星区校级模拟)在化学方程式aC2H6+bO2点燃¯mCO2+nH2O中,各化学计量数之间的关系正确的是( )
A.2m=a B.3a=n C.3m=4n D.2b=mn
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断.
【解答】解:反应物中含有2a个碳原子、6a个氢原子、2b个氧原子,生成物中含有m个碳原子、2n个氢原子、(2m+n)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
B、根据反应前后氢原子个数不变:6a=2n,则3a=n,故选项正确。
C、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2b=2m+n,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键.
【典例6】(2019•常德模拟)在反应□SO2+□H2S=□H2O+□S中,方框中各物质的化学计量数应该对应的是( )
A.1,3,3,2 B.1,2,2,3 C.1,2,3,2 D.1,3,2,3
【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法进行配平即可.
【解答】解:根据化学方程式配平的标志:反应前后各原子的数目相等,可将上述方程式配平。
本题可利用“定一法”进行配平,把SO2的计量数定为1,则H2S、H2O、S前面的化学计量数分别为:2、2、3。
故选:B。
【点评】本题难度不大,掌握反应前后各原子的数目不变、化学方程式的配平方法等是正确解答本题的关键.
【典例7】(2019•青岛模拟)下列对应的化学方程式书写正确,且反应前后有元素化合价变化的是( )
A.铁和盐酸混合制取氢气:2Fe+6HCl=2FeCl2+3H2↑
B.生活中用天然气作燃料:C2H5OH+3O2点燃¯2CO2+3H2O
C.胃舒平(含氢氧化铝)治疗胃酸过多症:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
D.赤铁矿(Fe2O3)高温下通CO炼铁:Fe2O3+3CO高温¯2Fe+3CO2
【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确。并结合化学方程式判断元素的化合价是否改变。
【解答】解:A、铁和盐酸混合制取氢气的方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,方程式书写错误,故A不可选;
B、天然气的主要成分是甲烷(CH4),不是C2H5OH,故B不可选;
C、胃舒平(含氢氧化铝)治疗胃酸过多症的方程式为:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,方程式正确,但没有元素化合价变化,故C不可选;
D、赤铁矿(Fe2O3)高温下通CO炼铁的产物是铁和二氧化碳,方程式为:Fe2O3+3CO高温¯2Fe+3CO2,且反应中铁、碳的化合价分别从+3、+2变成0、+4,存在化合价的变化,故D可选;
故选:D。
【点评】本题难度不大,在解此类题时,首先分析应用的原理是否正确,然后再根据方程式的书写规则进行判断;化学方程式正误判断方法是:先看化学式是否正确,再看配平,再看反应条件,再看气体和沉淀,最后短线改成等号。
【典例8】(2019•益阳模拟)下列化学方程式书写完全正确的是( )
A.4Fe+3O2点燃¯2Fe2O3
B.2KClO3MnO2¯2KCl+3O2↑
C.CO+CuO△¯ Cu+CO2↑
D.C2H5OH+3O2点燃¯2CO2+3H2O
【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确.
【解答】解:A、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,正确的化学方程式为3Fe+2O2点燃¯Fe3O4。
B、该化学方程式缺少反应条件,正确的化学方程式应为:2KClO3MnO2¯△2KCl+3O2↑。
C、该化学方程式反应物中氧气是气体,二氧化碳后面不需要标注↑,正确的化学方程式应为CO+CuO△¯ Cu+CO2。
D、该化学方程式书写完全正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,在解此类题时,首先分析应用的原理是否正确,然后再根据方程式的书写规则进行判断;化学方程式正误判断方法是:先看化学式是否正确,再看配平,再看反应条件,再看气体和沉淀,最后短线改成等号.
【典例9】(2018秋•任城区期末)下列描述与化学方程式表示一致的是( )
A.用点燃的方法鉴别CO和CO2 2CO+O2点燃¯2CO2
B.生石灰与水反应放出大量的热 CaO+H2O═CaCO3
C.碳还原氧化铜过程中,红色粉末变黑色 C+2CuO高温¯2Cu+CO2↑
D.二氧化碳通入紫色石蕊溶液中溶液变红 H2CO3═CO2↑+H2O
【分析】A、一氧化碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳不能燃烧;
B、生石灰是氧化钙的俗称,能和水反应生成氢氧化钙;
C、高温条件下,黑色固体氧化铜和碳反应生成红色固体铜和二氧化碳;
D、二氧化碳通入紫色石蕊溶液中溶液变红,是因为二氧化碳和水反应生成了碳酸,碳酸显酸性,能使石蕊试液变红色.
【解答】解:A、一氧化碳燃烧的化学方程式为:2CO+O2点燃¯2CO2,该选项描述与化学方程式表示一致;
B、氧化钙和水反应的化学方程式为:CaO+H2O═Ca(OH)2,该选项描述与化学方程式表示不一致;
C、碳还原氧化铜的化学方程式为:C+2CuO高温¯2Cu+CO2↑,过程中黑色固体变成红色固体,该选项描述与化学方程式表示不一致;
D、二氧化碳和水反应的化学方程式为:CO2+H2O═H2CO3,该选项描述与化学方程式表示不一致。
故选:A。
【点评】书写化学方程式要注意四步:一是反应物和生成物的化学式要正确;二是要遵循质量守恒定律,即配平;三是要有必要的条件;四是看是否需要“↑”或“↓”.
【典例10】(2019•李沧区模拟)下列化学方程式书写正确的是( )
A.2P+5O2 点燃¯ P2O5
B.Fe2O3+3CO═2Fe+3CO2
C.H2O2 MnO2¯ H2↑+O2↑
D.NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确.
【解答】解:A、该化学方程式配平错误,正确的化学方程式应为4P+5O2点燃¯2P2O5。
B、该化学方程式缺少反应条件,正确的化学方程式应为:Fe2O3+3CO高温¯2Fe+3CO2。
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑。
D、该化学方程式书写完全正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,在解此类题时,首先分析应用的原理是否正确,然后再根据方程式的书写规则进行判断;化学方程式正误判断方法是:先看化学式是否正确,再看配平,再看反应条件,再看气体和沉淀,最后短线改成等号。
知识点2
利用化学方程式计算的步骤及格式
1.设未知量;2.写出相关的化学方程式;3.根据化学方程式把各物质的质量比列在相应化学式的下面;4.把题中的已知条件和待求的未知量列在相应物质的化学式下面;5.列比例式求解;6.写出简明答案。
例:工业上,高温煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)可制得生石灰(CaO)和二氧化碳。请问制取1t氧化钙,需要碳酸钙多少吨?
解:①根据题意设未知量 设需要碳酸钙的质量为x。
②写出反应的化学方程式并配平 CaCO3 CaO+CO2↑
③写出相关物质的相对分子质量 100 56
和已知量、未知量 x 1t
④列出比例式,求解 x
56
100
=
1
t
x=1.8t
⑤简明地写出答案 答:需要碳酸钙1.8t。
【特别注意】
根据化学方程式计算注意的问题:
1.计算过程必须规范,步骤可概括为“一设、二写、三列、四解、五答”。
2.设未知数X时,不能在X后面带上单位。
3.只写出已知条件和未知量相关的物质的质量比。
4.计算过程中已知量一定要带上单位。
5.一定要将化学方程式配平后才能进行化学计算。
6.计算出的结果一定要带上单位。
7.不纯物质的质量不能代入化学方程式进行计算。
典例精讲
【典例1】(2019•新野县一模)向盛有足量稀盐酸的烧杯中加入4g含钙元素50%(质量分数)的碳酸钙与氧化钙的固体混合物,使之完全反应。烧杯中最终增加的质量是( )
A.0.8g B.2g C.1.2g D.2.8g
【分析】由题意可知,烧杯中最终增加的质量为氧化钙的质量,根据钙元素守恒,可知含有的氧化钙的质量。
【解答】解:设4.0g含钙元素50%的碳酸钙和氧化钙的固体混合物中钙元素的质量为4.0g×50%=2g;
由钙元素的质量,可知氧化钙的质量为2g×5640=2.8g
故选:D。
【点评】本题较难,考查的内容较多,需要考虑多方面的知识,要运用多种方法计算。
【典例2】(2019•深圳模拟)物质发生化学变化都应该遵循质量守恒定律,现把a g氢气与b g氧气混合点燃,生成水的质量不可能为( )
A.(a+b)g B.9a g C.9b8g D.(9a+b)g
【分析】氢气在氧气中燃烧生成水,由质量守恒定律,可分为两者前后完全反应、反应后氢气或氧气有剩余几种情况,进行利用化学方程式的简单计算分析解答.
【解答】解:氢气在氧气中燃烧生成水,由质量守恒定律,若两者前后完全反应,生成水的质量为(a+b)g。
若反应后氢气有剩余,则设生成水的质量为x,
2H2+O2点燃¯2H2O
32 36
bg x
3236=bgx x=9b8g。
若反应后氧气有剩余,则设生成水的质量为y,
2H2+O2点燃¯2H2O
4 36
ag y
436=agy y=9ag。
故生成水的质量可能是(a+b)g、9ag、9b8g。
故选:D。
【点评】本题难度不大,掌握利用化学方程式的简单计算质量守恒定律并能灵活运用是正确解答本题的关键.
【典例3】(2019•北仑区校级模拟)甲、乙两烧杯中分别盛有等体积、等溶质质量分数的H2SO4溶液.现向甲杯中加入m克Mg,向乙杯中加入m克Zn,充分反应后,有一只烧杯中仍有金属未溶解,则甲、乙烧杯中原有H2SO4的溶质质量x应为( )
A.98m24g≤x<98m65g B.98m24g>x≥98m65g
C.x=98m24g D.x<98m65g
【分析】根据题干提供的数据,首先计算出是哪种金属剩余,然后根据反应的化学方程式计算出硫酸质量的取值范围即可.
【解答】解:设与mg镁反应消耗硫酸的质量为x,与mg锌反应消耗硫酸的质量为y,
H2SO4+Mg═MgSO4+H2↑
98 24
x mg
98x=24mg,x=98m24g
H2SO4+Zn═ZnSO4+H2↑
98 65
y mg
98y=65mg,y=98m65g,
由此可以得出相同质量的镁和锌,镁可以消耗更多质量的硫酸,所以剩余金属一定是镁,那么
要使镁有剩余而锌完全反应,则原来硫酸质量x的取值范围为:98m65g≤x<98m24g。
故选:B。
【点评】本题考查了金属与酸反应的质量关系,完成此题,可以依据有关反应的化
【典例4】(2019•娄底模拟)氢气和氧气的混合气体共10g,点燃后恢复到室温,经测定还剩下氢气1g,混合气体中含有氢气 2 g,氧气 8 g.
【分析】根据质量守恒定律,在化学反应中,参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和.根据已知条件可得,生成水的质量=混合气体质量﹣剩下氢气的质量;然后根据化学方程式和生成的水的质量,列出比例式,即可计算出混合气体中含有氧气的质量;混合气体质量﹣混合气体中含有氧气的质量=混合气体中含有氢气的质量.
【解答】解:设混合气体中含有氧气的质量为x,
2H2+O2点燃¯2H2O
32 36
x 9g
∴32:36=x:9g,
解之得:x=8g;
∴混合气体中含有氢气的质量为:10g﹣8g=2g.
故答案为:2,8。
【点评】本题主要考查学生运用化学方程式和质量守恒定律解答问题的能力.
【典例5】(2019•汉阳区模拟)对销售的KCl钾肥,国家有明确的质量要求,其中KCl的含量不低于83.4%.某兴趣小组对市售的某钾肥进行了检测,称取1.6g样品放入烧杯中,加入适量的水溶解后,逐滴加入5%AgNO3的溶液,产生沉淀的质量与所加入AgNO3溶液质量的关系如图1所示(假定杂质不参加反应)。
(1)68.0gAgNO3溶液中所含溶质的质量为 3.4 g。
(2)通过计算,判断该钾肥中KCl的质量分数是否符合图2的包装说明?(写出计算过程)。
【分析】根据生成氯化银的质量和对应的化学方程式求算样品中氯化钾的质量分数,进而与标准对比。
【解答】解:
68.0gAgNO3溶液中所含溶质的质量为68.0g×5%=3.4g。
设样品中氯化钾的质量分数为x
KCl+AgNO3=KNO3+AgCl↓
74.5 143.5
1.6gx 2.87g
74.5143.5=1.6gx2.87g
x≈93.1%≥90%合格。
故答案为:
(1)3.4;
(2)符合。
【点评】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。
【典例6】(2019•贵阳模拟)100g某稀硫酸恰好与13g锌完全反应,生成氢气的质量是多少?
【分析】根据锌与硫酸的反应的方程式,由锌的质量求出生成的氢气的质量。
【解答】解:设生成氢气的质量为x,
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 2
13g x
6513g=2x
解得:x=0.4g
答:反应生成氢气的质量为0.4g。
【点评】此题是关于化学方程式的计算题,解题的关键是找出相关的化学反应,并依据已知量对未知的应求量进行求解计算。
【典例7】(2019•杨浦区二模)某兴趣小组对市售的某钾肥进行了检测,称取 2g 样品放入烧杯中,加入适量的水溶解后,逐滴加入10%的 BaCl2 溶液,产生沉淀的质量与所加入 BaCl2 溶液质量的关系如图所示(假定杂质不参加反应)。
(1)20.8gBaCl2 溶被中所含溶质的质量为 2.08 g。
(2)通过计算,判断该钾肥中K2CO3的质量分数是否符合图的包装说明?(写出计算过程)
【分析】根据消耗的氯化钡的质量和对应的化学方程式求算样品中硫酸钾的质量分数,进而判断是否合格。
【解答】解:(1)20.8g BaCl2溶被中所含溶质的质量为20.8g×10%=2.08g。
(2)设样品中硫酸钾的质量为x
K2CO3+BaCl2═BaSO4↓+2KC1
138 208
x 2.08g
138208=x2.08g
x=1.38
碳酸钾的质量分数为1.38g2g×100%=69%<70%,故不符合说明;
答:(1)2.08g;
(2)通过计算,该钾肥中K2SO4的质量分数不符合包装说明;
【点评】该题属于标签图象型计算题,主要考查读图能力,注意解题的格式要规范。
【典例8】(2019•桐梓县模拟)某铁矿粉,主要成分为铁的氧化物(FeXOy),一学生利用实验作进一步分析,过程及数据如下。(注:铁矿粉中杂质不参与下列过程中的反应)
Ⅰ.取30g该铁矿粉在CO气流中充分加热,将反应后的气体用烧碱溶液充分吸收,烧碱溶液增重17.6g
Ⅱ.将上述加热后的固体取出后,再向固体逐滴加入稀硫酸,测得产生气体与滴入稀硫酸的质量关系如图:
通过计算回答下列问题:
(1)30g铁矿粉所含铁的氧化物中,铁元素的质量为 16.8 g,氧元素的质量为 6.4 g。
(2)该铁的氧化物化学式中,x、y的最简整数比x:y= 3:4 。
【分析】根据图示可以看出产生气体的质量;根据氢气的质量利用反应的化学方程式求出铁元素的质量,根据二氧化碳的质量和质量守恒定律可求出铁的氧化物中氧元素的质量,根据铁元素和氧元素的质量求出化学式中x、y的最简整数比。
【解答】解:(1)设铁的质量为x
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
m 0.6g
562=m0.6g 解得:m=16.8g
由质量守恒定律可知,铁的氧化物中氧元素的质量为:17.6g×3244×100%×12=6.4g
(2)由上述计算可知:56x16y=16.8g6.4g 解得:xy=34。
答案:(1)16.8;6.4;(2)3:4
【点评】本题难度不大,掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题,解题时要注意解题的规范性。本题考查了常规性的冶炼铁的原理及实验的注意事项等,并在此基础上通过对铁冶炼原理的知识迁移,理解该题的实验过程及目的,考查了知识的运用及实验分析的能力。
【典例9】(2019•濉溪县一模)小苏打(NaHCO3)是食品工业中的一种应用广泛的面食疏松剂,蒸熟馒头、蛋糕等面食时,小苏打在加热过程中生成碳酸钠(Na2CO3)、二氧化碳和水,铭铭同学在实验室中将200g质量分数为84%的小苏打充分加热,可得到碳酸钠的质量为多少?
【分析】依据相关化学方程有关基本计算分析解答;
【解答】解:设可得到碳酸钠的质量为x
2NaHCO3 △¯CO2↑+H2O+Na2CO3
168 106
200g×84% x
168106=200g×84%x
x=106 g
答:可得到碳酸钠的质量为106g;
【点评】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。
【典例10】(2019•洪泽区一模)实验室有一包混有少量氯化钠的纯碱样品,为了测定该纯碱样品中碳酸钠质量分数,实验如下:
已知:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
(1)该反应中生成二氧化碳气体质量 4.4g 。
(2)该纯碱样品中碳酸钠质量分数。
【分析】依据碳酸钠和盐酸反应会生成二氧化碳,则反应前后物质的质量和之差即为二氧化碳的质量,据此分析解答即可;
【解答】解:(1)由质量守恒定律可知,反应前后物质的质量之差即为反应生成的二氧化碳质量,即为20g+100g﹣115.6g=4.4g;
(2)设样品中碳酸钠的质量为x。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 4.4g
10644=x4.4g,
x=10.6g
该纯碱样品中碳酸钠质量分数为10.6g20g×100%=53%;
故答案为:(1)4.4g; (2)样品中碳酸钠的质量分数为53%;
【点评】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。
综合练习
一.选择题(共9小题)
1.(2019•如皋市校级模拟)下列对化学反应2Na+Cl2点燃¯2NaCl,从微观角度的认识不正确的是( )
A.三种物质依次由原子、分子和离子构成
B.保持氯气化学性质的最小粒子是氯分子
C.在化学反应前后,元素种类没有发生变化
D.在化学反应中钠原子易得电子形成相对稳定结构
【分析】A、根据金属和大多数固态非金属单质等由原子构成,有些物质是由分子构成的,如水、气态非金属单质等,有些物质是由离子构成的,如氯化钠,进行分析判断。
B、对于分子构成的物质,其化学性质由构成的分子保持。
C、根据化学变化的实质进行分析判断。
D、钠原子的最外层电子数为1,在发生化学变化中易失去电子。
【解答】解:A、钠属于金属,是由钠原子直接构成的;氯气属于气态非金属单质,是由氯分子构成的;氯化钠是由钠离子和氯离子构成的;故选项说法正确。
B、氯气是由氯分子构成的,保持氯气化学性质的最小粒子是氯分子,故选项说法正确。
C、化学变化的实质就是分子分成原子,原子再重新组合成新分子,在反应前后,元素种类没有发生变化,故选项说法正确。
D、钠原子的最外层电子数为1,在发生化学变化中易失去1个电子形成稳定结构,故选项说法不正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,主要考查了构成物质的微观粒子方面的知识,掌握常见物质的粒子构成、化学变化的实质等是正确解答本题的关键。
2.(2019春•乳山市期末)化学方程式中“=”的意义包括( )
①反应物、生成物的元素种类相同 ②反应物、生成物的质量总和相等 ③反应物、生成物中原子种类相同 ④反应物、生成物中原子数目相等 ⑤反应物、生成物中分子数目相等 ⑥反应物、生成物的体积相同 ⑦“生成”的意思。
A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑦ C.①②③④⑦ D.②⑦
【分析】掌握化学方程式中“=”的意义和质量守恒定律的内容。
【解答】解:化学方程式中“=”的意义包括:①反应物、生成物的元素种类相同; ②反应物、生成物的质量总和相等; ③反应物、生成物中原子种类相同; ④反应物、生成物中原子数目相等; ⑦“生成”。
故选:C。
【点评】掌握化学方程式中“=”的意义;掌握质量守恒定律的内容。
3.(2019春•密山市期末)在化学反应 C+O2点燃¯CO2中,下列说法正确的是( )
A.反应前后气体分子数目发生变化
B.每一份质量的碳和一份质量的氧气恰好完全反应
C.在点燃的条件下,碳和足量的氧气反应生成二氧化碳
D.该反应的产物 CO2 在生活中可用于灭火,而且绿色植物的光合作用会释放它
【分析】化学方程式表示的意义有:反应物和生成物及其反应条件;反应物和生成物的质量比;反应物和生成物的微观粒子个数比。
【解答】解:A.由化学方程式可知,反应前后气体分子数目没有发生变化,故错误;
B.由化学方程式可知,每12份质量的碳与32份质量的氧气恰好完全反应,故错误;
C.由化学方程式可知,在点燃的条件下,碳和足量的氧气反应生成二氧化碳,故正确;
D.二氧化碳是绿色植物光合作用的原料而不是产物,故错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了化学方程式含义方面的知识,应明确化学反应方程式所表示的宏观与微观意义。
4.(2019•怀化模拟)现有化学反应:xC2H6+yO2点燃¯zCO2+wH2O,化学计量数之间关系正确的是( )
A.2z=x B.3x=2w C.2x=z D.y=2z+w
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断即可。
【解答】解:反应物中含有2x个碳原子、6x个氢原子、2y个氧原子,生成物中含有z个碳原子、2w个氢原子、(2z+w)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2x=z,故选项错误。
B、根据反应前后氢原子个数不变:6y=2w,则3y=w,故选项错误。
C、根据反应前后碳原子个数不变,可得2x=z,故选项正确。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2y=2z+w,故选项错误。
故选:C。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键。
5.(2019•娄星区校级模拟)在化学方程式aC2H6+bO2点燃¯mCO2+nH2O中,各化学计量数之间的关系正确的是( )
A.2m=a B.3a=n C.3m=4n D.2b=mn
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断.
【解答】解:反应物中含有2a个碳原子、6a个氢原子、2b个氧原子,生成物中含有m个碳原子、2n个氢原子、(2m+n)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
B、根据反应前后氢原子个数不变:6a=2n,则3a=n,故选项正确。
C、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2b=2m+n,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键.
6.(2019•邵阳二模)在化学反应aC2H6+bO2═mCO2+nH2O中,各化学式系数之间的关系正确的是( )
A.a=3m B.m=2a C.3n=a D.2b=m+n
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断.
【解答】解:反应物中含有2a个C原子、6a个氢原子、2b个氧原子,生成物中含有m个C原子、2n个H原子、(2m+n)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
B、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项正确。
C、根据反应前后氢原子个数不变:6a=2n,则3a=n,故选项错误。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2b=2m+n,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键.
7.(2019•常德模拟)在反应□SO2+□H2S=□H2O+□S中,方框中各物质的化学计量数应该对应的是( )
A.1,3,3,2 B.1,2,2,3 C.1,2,3,2 D.1,3,2,3
【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法进行配平即可.
【解答】解:根据化学方程式配平的标志:反应前后各原子的数目相等,可将上述方程式配平。
本题可利用“定一法”进行配平,把SO2的计量数定为1,则H2S、H2O、S前面的化学计量数分别为:2、2、3。
故选:B。
【点评】本题难度不大,掌握反应前后各原子的数目不变、化学方程式的配平方法等是正确解答本题的关键.
8.(2019•永州模拟)下列说法正确的是( )
A.所有的化学反应都符合质量守恒定律
B.配平化学方程式可以改变化学式中各组成元素右下角的数字
C.原子团在化学反应中是不能拆开的
D.化学方程式中的↓表示生成物是固体,所以在只要生成物是固体就必须标↓
【分析】根据化学反应遵循质量守恒定律可知,在化学反应前后原子的个数、种类及元素的种类不变,并根据化学反应的实质来分析化学反应方程式的书写.
【解答】解:A、因化学反应前后物质的总质量不变,则所有的化学反应都符合质量守恒定律,故A正确;
B、在配平化学反应时在改变化学式前面的数字,因物质的组成固定,则不能改变化学式中组成元素右下角的数字,故B错误;
C、因在化学反应前后物质发生变化,则原子团可能变化,即原子团在化学反应中可能拆开,故C错误;
D、根据化学反应方程式的书写的要求,在反应前有固体的,在反应后也有固体,则不需要标↓,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查质量守恒定律和化学反应的书写,学生明确质量守恒定律的实质,熟悉化学反应方程式书写的方法和规律即可解答.
9.(2019•娄底模拟)火柴头上的深色物质主要成分是KClO3、MnO2和Sb2S3(硫化锑),火柴盒侧面涂有一层红褐色物质,主要成分是红磷(P)和玻璃粉.划火柴时,借助摩擦产生的热,KClO3在MnO2催化下放出O2,使红磷燃烧.同时Sb2S3也可与O2反应生成Sb2O3和一种气体.Sb2S3燃烧生成Sb2O3和一种气体的化学方程式为( )
A.Sb2S3+8O2点燃¯Sb2S3+3SO2
B.Sb2O3+9O2点燃¯Sb2O3+3SO2
C.2Sb2S3+8O2点燃¯2Sb2O3+6SO2
D.2Sb2S3+9O2点燃¯2Sb2O3+6SO2
【分析】判断一个化学方程式是否正确,首先看是否符合客观事实,再看是否配平,最后观察反应条件是否齐全和是否多标或漏标“↑”或“↓”.
【解答】解:依题意可知,该反应的反应物为Sb2S3和O2,生成物为Sb2O3和一种气体。
所以A中生成物错误,B中反应有错误,即可排除A、B两选项;
C选项没有配平,D选项中化学方程式正确。
故选:D。
【点评】书写化学方程式时常会发生以下错误:写错反应物或生成物的化学式.没有配平;未写或写错反应条件.生成物的状态符号(“↑”或“↓”)及位置.
二.填空题(共2小题)
10.(2019•株洲模拟)实验室里常用分解过氧化氢溶液方法来制取氧气.2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑请指出该反应中的反应物是: 过氧化氢 ,反应条件是: 以二氧化锰作催化剂 ,生成物是 水和氧气 MnO2在该反应中作 催化剂 .它的特点是,虽然参加了化学反应,但其 质量 和 化学性质 不变,其作用是改变化学反应的 速率 .
【分析】根据化学方程式表示的意义和催化剂的特征来分析.
【解答】解:该化学反应的反应物是过氧化氢,反应条件是用二氧化锰作催化剂,生成物是水和氧气;二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率,而本身的质量和化学性质在反应前后不发生改变,是该反应的催化剂.
故答案为:过氧化氢;以二氧化锰作催化剂;水和氧气;催化剂;质量;化学性质;速率.
【点评】本题难度不大,充分理解化学方程式表示的含义和催化剂的特征是解题的关键.
11.(2019春•垦利区期中)配平下列化学方程式
(1) 1 CH4+ 2 O2点燃¯ 1 CO2+ 2 H2O
(2) 4 FeS2+ 11 O2点燃¯ 2 Fe2O3+ 8 SO2
【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法(最小公倍数法、定一法等)进行配平即可;配平时要注意化学计量数必须加在化学式的前面,配平过程中不能改变化学式中的下标;配平后化学计量数必须为整数。
【解答】解:(1)有机物的配平顺序:先配碳再配氢最后配氧,该反应的化学方程式为:CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O,故填:1,2,1,2;
(2)运用奇偶配平法,反应前氧原子个数为偶数,反应后氧化铁中氧原子数为3,要想成为偶数,氧化铁前面的数字必须是偶数,所以氧化铁前面配2,此时铁原子个数,2×2=4,故硫化亚铁前数字配4,硫原子个数2×4=8,则二氧化硫前配8,反应后氧原子总共有2×3+8×2=22,故氧气的前面配11,该反应的化学方程式为:4FeS2+11O2点燃¯
2Fe2O3+8SO2,故填:4,11,2,8。
【点评】本题考查了化学方程式的配平,完成此题,可以依据已有的知识进行。
三.计算题(共6小题)
12.(2019•广东模拟)在化学实验技能考试做完“二氧化碳的制取和性质”实验后,废液桶中有大量的盐酸与氯化钙的混合溶液(不考虑其他杂质)。为避免污染环境并回收利用废液,化学兴趣小组做了如下实验:取废液桶上层清液,向其中加入一定溶质质量分数的碳酸钠溶液。所得溶液pH与加入的碳酸钠溶液的质量关系如图1所示:
(1)通过图1可知,当碳酸钠溶液质量加到 15 g时,废液恰好处理完(盐酸与氯化钙的混合溶液完全转化成氯化钠溶液)。
(2)请分析为何滴入碳酸钠10 g之后再继续滴至15 g之间,溶液的pH不改变: 滴入碳酸钠溶液10g后的溶液中溶质为氯化钠和氯化钙,呈中性,再继续滴加碳酸钠溶液时可溶于水的生成物为氯化钠,也是中性,故pH不变 ;
(3)为了求滴入的碳酸钠溶液的溶质质量分数,再收集数据如下:
加入碳酸钠溶液质量/g
5
7.5
10
12.5
15
20
产生沉淀/g
0
0
0
0.5
1
1
pH
<7
<7
=7
=7
=7
>7
请求碳酸钠的质量分数。(写出具体过程)
(4)请在图2中画出产生的气体质量与加入的碳酸钠溶液质量产生的关系示意图。
【分析】根据曲线图和对应的物质分析回答对应的问题,结合生成的沉淀的质量和对应的化学方程式求算碳酸钠溶液的溶质质量分数,进而结合与盐酸反应的碳酸钠溶液的质量求算生成的二氧化碳的质量。
【解答】解:
(1)通过图1可知,当碳酸钠溶液质量加到 15g时,废液恰好处理完。
(2)滴入碳酸钠10 g之后再继续滴至15 g之间,溶液的pH不改变:滴入碳酸钠溶液10g后的溶液中溶质为氯化钠和氯化钙,呈中性,再继续滴加碳酸钠溶液时可溶于水的生成物为氯化钠,也是中性,故pH不变;
(3)
设碳酸钠溶液的溶质质量分数为x
Na2CO3 +CaCl2 =CaCO3↓+2NaCl
106 100
5gx 1 g
106100=5gx1g
x=21.2%
(4)与盐酸反应的碳酸钠溶液的质量为10g
设生成的二氧化碳的质量为y
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10g×21.2% y
10644=10g×21.2%y
y=0.88g
加入碳酸钠就开始生成二氧化碳,到加入10碳酸钠溶液时气体达到最大质量。得图:
故答案为:
(1)15;
(2)滴入碳酸钠溶液10 g后的溶液中溶质为氯化钠和氯化钙,呈中性,再继续滴加碳酸钠溶液时可溶于水的生成物为氯化钠,也是中性,故pH不变;
(3)21.2%
(4)
【点评】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。
13.(2019•东港区校级模拟)为了测定100克CaCl2和HCl的混合溶液中含CaCl2的质量,现向盛有该混合液的烧杯中逐渐滴加一定溶质质量分数的Na2CO3溶液,烧杯中溶液质量与所滴入Na2CO3溶液质量的关系曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)小明认为不再产生气体时,混合溶液中CaCl2和HCl已完全反应。你认为是否合理,并说明理由 不合理,不再产生气体时,氯化氢完全反应,氯化钙未开始反应 。
(2)混合液中所含CaCl2的质量为多少克?
【分析】(1)根据向烧杯中加入碳酸钠后,会先与盐酸反应,再与氯化钙反应进行分析;
(2)根据氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,依据题中的数据进行分析。
【解答】解:(1)向烧杯中加入碳酸钠后,会先与盐酸反应,再与氯化钙反应,所以小明认为不再产生气体时,混合溶液中CaCl2和HCl已完全反应,这种认识不合理,理由是:不再产生气体时,氯化氢完全反应,氯化钙未开始反应;
(2)通过分析图象中的数据可知,加入106g碳酸钠与氯化钙反应时,溶液质量实际只增加了96g,所以生成了碳酸钙的质量为10g,
设混合液中所含CaCl2的质量为x
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
111 100
x 10g
111x=10010g
x=11.1g
故答案为:(1)不合理,不再产生气体时,氯化氢完全反应,氯化钙未开始反应;
(2)11.1g。
【点评】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。
14.(2019•武汉一模)某氯化钠样品中含有少量的氯化镁,某化学兴趣小组为了测定该样品中氯化钠的含量,取一定质量的样品,加水充分溶解后,向其中加入一定质量的10%的氢氧化钠溶液,恰好完全反应后,过滤,得到10%的不饱和的氯化钠溶液,有关实验数据如下:
实验前所取样品质量
实验后得到的氯化钠溶液的质量
10.0g
102.2g
请计算
(1)得到的不饱和的氯化钠溶液中溶质的质量为 10.22 g
(2)求:实验室加入的氢氧化钠溶液的质量(写出计算过程)
【分析】根据质量差量法和对应的化学方程式求算加入的氢氧化钠溶液的质量。
【解答】解:设加入的氢氧化钠溶液的质量为x
得到的不饱和的氯化钠溶液中溶质的质量为102.2g×10%=10.22g
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓固体差量
95 80 117 117﹣95=22
10%x 10.22g﹣10.0g=0.22g
8022=10%x0.22g
x=80g
故答案为:
(1)10.22;
(2)80g。
【点评】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。
15.(2019•包头模拟)为确定某变质的烧碱样品的变质情况,某化学小组进行了如图1实验:
根据上述实验,求:
(1)样品中未变质的烧碱占变质前原烧碱的质量分数;
(2)D﹣E过程蒸发水的质量。
【分析】根据氢氧化钠变质生成了碳酸钠,碳酸钠和盐酸反应会生成二氧化碳,氢氧化钠会与盐酸反应中和反应,变质的样品加入81.4mL的水得到100g溶液,说明样品的质量为100g﹣81.4g=18.6g,而100g溶液加入50g7.3%的稀盐酸,总质量不变,说明此时是盐酸和氢氧化钠反应,即氢氧化钠为部分变质。继续加入150g7.3%的稀盐酸总质量变为295.6g,质量减少是因为生成二氧化碳,可得二氧化碳的质量为300g﹣295.6g=4.4g,依据二氧化碳的质量和对应的化学方程式求算碳酸钠的质量以及变质前对应的氢氧化钠的质量进行分析。
【解答】解:变质的样品加入81.4mL的水得到100g溶液,说明样品的质量为100g﹣81.4g=18.6g。而100g溶液加入50g7.3%的稀盐酸,总质量不变,说明此时是盐酸和氢氧化钠反应,即氢氧化钠为部分变质。继续加入150g7.3%的稀盐酸总质量变为295.6g,质量减少是因为生成二氧化碳,可得二氧化碳的质量为300g﹣295.6g=4.4g,
B中加入稀盐酸后发生反应的化学方程式为 NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(1)设样品中碳酸钠的质量x,对应的变质前的氢氧化钠的质量为y
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH
可得
2NaOH∽∽∽Na2CO3∽2HCl∽∽CO2↑
80 106 73 44
y x 7.3%w 4.4g
80y=106x=737.3%=444.4g
x=10.6g
y=8g
w=100g
样品中未变质的烧碱占变质前原烧碱的质量分数为:18.6g-10.6g8g+18.6g-10.6g×100%=50%
(2)设氯化钠的质量为a
根据氯元素守恒可得关系式为
HCl﹣﹣﹣﹣NaCl
36.5 58.5g
200g×7.3% a
36.5200g×7.3%=58.5a
a=23.4g
则对应的溶液的质量为23.4g÷10%=234g,则蒸发的水的质量为295.6g﹣234g=61.6g。
故答案为:(1)50%;
(2)61.6g。
【点评】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。
16.(2019•武昌区校级模拟)某校兴趣小组在实验室中完成制取氧气的实验。他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物共6 g放入大试管中加热,并同时测定试管中剩余固体物质的质量(如下表),请分析表中数据,计算原混合物中氯酸钾的质量分数是多少?(计算结果精确到0.1%)
反应时间/min
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
剩余固体质量/g
5.20
4.60
4.20
4.10
4.08
4.08
【分析】根据质量守恒定律可知,过程中质量的减少是因为生成了氧气,所以可以求算氧气的质量,根据氧气的质量和对应的化学方程式求算原固体混合物中氯酸钾的质量分数。
【解答】解:根据质量守恒定律可得,生成的氧气的质量为6g﹣4.08g=1.92g
设原混合物中氯酸钾的质量分数为x
2KClO3MnO2¯△2KCl+3O2↑
245 96
6gx 1.92g
24596=6gx1.92g
x≈81.7%
答:原混合物中氯酸钾的质量分数为81.7%
【点评】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。
17.(2019•柳州模拟)某些食品包装袋内常放入铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包使用过的铁粉(铁粉表面已生锈),他们取五份样品,分别加稀硫酸充分反应,测得部分数据加下,请根据有关信息回答问题。
实验次数
1
2
3
4
5
取样品质量(g)
31.0
31.0
31.0
31.0
31.0
取稀硫酸质量(g)
30.0
60.0
120.0
150.0
180.0
产生气体质量(g)
未测定
未测定
0.3
0.5
0.6
(1)H2SO4 由 H、O、S 元素组成,其中 H 元素与 O 元素的原子个数比为 1:2 ;
(2)表格中前两次实验中产生气体的质量未测定,推测其中的原因是 由于铁粉表面已生锈,所以开始铁锈和硫酸反应不生成氢气 ;
(3)计算该样品中单质铁的质量分数。(写出计算过程,结果保留到 0.1%)
【分析】(1)根据化学式进行分析解答;
(2)根据铁锈和盐酸反应生成氯化铁和水进行分析;
(3)根据化学方程式进行相关计算。
【解答】解:(1)H2SO4 由H、O、S元素组成的;其中 H 元素与 O 元素的原子个数比为:2:4=1:2;
(2)表格中前两次实验中产生气体的质量未测定,推测其中的原因是:由于铁粉表面已生锈,所以开始铁锈和硫酸反应不生成氢气;
(3)设:该样品中单质铁的质量分数为 x
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 2
x 0.6g
562=x0.6g
x=16.8g
该样品中单质铁的质量分数为:
16.8g31g×100%≈54.2%
答:该样品中单质铁的质量分数为54.2%。
故答案为:
(1)H、O、S;1:2;
(2)由于铁粉表面已生锈,所以开始铁锈和硫酸反应不生成氢气;
(1)H、O、S 1:2
(2)由于铁粉表面已生锈,所以开始铁锈和硫酸反应不生成氢气。
(3)解:设:该样品中单质铁的质量分数为 x Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
(3)54.2%。
【点评】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。
四.解答题(共3小题)
18.(2019•虎丘区校级模拟)根据下列反应事实写出相应的化学方程式。
(1)甲烷在足量氧气中充分燃烧: CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O 。
(2)镁条在空气中点燃: 2Mg+O2点燃¯2MgO 。
(3)工业上用一氧化碳和赤铁矿(主要成分是三氧化二铁)在高温下炼铁: 3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2 。
(4)碳酸氢铵受热分解: NH4HCO3△¯NH3↑+H2O+CO2↑ 。
(5)少量硫酸铜溶液滴入氢氧化钠稀溶液中发生反应: 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【分析】首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤(写、配、注、等)进行书写即可。
【解答】解:(1)甲烷与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水;故填:CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O;
(2)镁与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁;故填:2Mg+O2点燃¯2MgO;
(3)在高温的条件下,一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳;故填:3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2;
(4)碳酸氢铵加热会分解为氨气、水和二氧化碳;故填:NH4HCO3△¯NH3↑+H2O+CO2↑;
(5)硫酸铜与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀;故填:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
【点评】本题难度不大,考查学生根据反应原理书写化学方程式的能力,化学方程式书写经常出现的错误有不符合客观事实、不遵守质量守恒定律、不写条件、不标符号等。
19.(2019•元宝区校级一模)以下说法都是错误的,请你用化学方程式予以否定:
(1)生成盐和水的反应一定是中和反应 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O ;
(2)化学反应前后元素化合价一定不变 2H2O通电¯2H2↑+O2↑ 。
【分析】该题为限定条件举例,要联想学过的相关知识,把与条件有关的反应加以归纳总结,然后得出答案。
【解答】解:(1)中和反应是指酸和碱作用生成盐和水的反应,所以要求找出生成物中有盐和水,但不属于中和反应的例子,如氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和水;故填:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;
(2)有些化学反应变化前后元素的化合价发生了改变,如氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水,氢元素由0价变成+1价,氧元素由0价变成﹣2价;故填:2H2O通电¯2H2↑+O2↑。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答,此类题难度较大,要细心进行分析解答。
20.(2019•鹿城区校级二模)为测定某地石灰石中碳酸钙的质量分数,将一定质量的石灰石样品粉碎后等分成三等份,交给三位同学分别进行如下实验:(石灰石中的杂质不与盐酸反应,也不溶与水,加热不分解)
①甲同学用将样品加热,剩余固体的质量与加热时间的关系如表所示:
加热时间/min
t0
t1
t2
t3
t4
t5
剩余固体质量/g
12
12
11
8
6.6
6.6
②乙同学将一份放于烧杯中,向烧杯中逐渐加入某一浓度的盐酸,反应过程测得剩余固体质量与加入盐酸的质量关系如图1所示:
③丙同学进行如图2所示的实验:把产生的CO2气体用足量的烧碱溶液吸收,同时测量B瓶烧碱溶液增加的质量,结果如下表所示:
时间/分
0
1
2
3
4
5
6
B瓶增加的质量
0
2
3
4
4.6
4.6
4.6
(1)甲同学在此测定过程中有两个时间段固体的质量都没有改变,则在t0至t1时间段,在t5至t6时间段,固体质量不变的原因分别是 在t0至t1时间段,未达到碳酸钙分解所需温度;在t5至t6时间段,碳酸钙已分解完全 。
(2)乙同学在实验中得到的二氧化碳的质量有多少?(写出计算过程)
(3)经过甲、乙、丙同学的计算,发现丙同学测得碳酸钙质量分数明显偏大)请你分析其中的原因 盐酸(水蒸气)挥发被B瓶中的烧碱吸收 。
【分析】(1)根据碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,碳酸钙需要达到一定的温度才能分解进行分析;
(2)根据固体减少的质量就是碳酸钙的质量,依据化学方程式进行计算;
(3)根据氢氧化钠也可以吸收盐酸挥发出的氯化氢进行分析。
【解答】解:(1)碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,碳酸钙需要达到一定的温度才能分解,所以在t0至t1时间段,在t5至t6时间段,固体质量不变的原因分别是:在t0至t1时间段,未达到碳酸钙分解所需温度;在t5至t6时间段,碳酸钙已分解完全;
(2)参与反应的碳酸钙的质量为:12g﹣2g=10g
设反应得到的二氧化碳的质量为x
CaCO3+2HCl═CaC12+H2O+CO2↑
100 44
10g x
10010g=44x
x=4.4g
答:乙同学在实验中得到的二氧化碳的质量是4.4克;
(3)经过甲、乙、丙同学的计算,发现丙同学测得碳酸钙质量分数明显偏大,原因是:盐酸(水蒸气)挥发被B瓶中的烧碱吸收。
故答案为:(1)在t0至t1时间段,未达到碳酸钙分解所需温度;在t5至t6时间段,碳酸钙已分解完全;
(2)乙同学在实验中得到的二氧化碳的质量是4.4克;
(3)盐酸(水蒸气)挥发被B瓶中的烧碱吸收。
【点评】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。
化学方程式的书写和计算
知识点1
化学方程式的书写原则和步骤
1.书写化学方程式时应遵循两条原则:
(1)必须以客观事实为依据,不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应。
(2)要遵守质量守恒定律。这一原则要求书写化学方程式时一定要配平,使反应前后的各种原子的个数相等。
2.书写化学方程式的五个步骤(以高锰酸钾受热分解为例)
(1)“写”:根据实验事实,短线左边写反应物的化学式,右边写生成物的化学式,不止一种物质的用加号连接。
KMnO4─K2MnO4+MnO2+O2
(2)“配”:调整化学式前边的化学计量数,使短线左右两边同种原子的数目相等。
2KMnO4─K2MnO4+MnO2+O2
(3)“注”:注明反应条件、气体放出符号“↑”和沉淀符号“↓”。如果反应物和生成物中都有气体或都有固体,气体生成物或固体生成物就不要注“↑”或“↓”。
(4)“改”:配平后必须把短线改为等号。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(5)“查”:一查化学式;二查配平(等号两边各种原子的总数是否相等);三查条件;四查生成物的状态。
【特别注意】
化学方程式的书写歌诀:左写反应物、右写生成物;写准化学式,系数要配平;中间连等号,条件要注清;生成气沉淀,箭头(↑↓)来标明。
化学方程式的配平
化学方程式的配平是指根据质量守恒定律,在化学式前面配上适当的化学计量数,使式子左、右两边同种原子的数目相等。常用的配平方法有如下几种:
1.最小公倍数法:配平时找出方程式左右两边各出现一次,且原子数相应较大的元素,并找出其最小公倍数。将这个最小公倍数除以化学式中该原子个数,所得的值确定为该化学式的计量数,再配出其他化学式的计量数。
例如:P + O2 ─ P2O5
P + 5O2 ─ 2P2O5
4P+5O22P2O5
2.奇数配偶数法:找出方程式左右两边出现次数较多且在两端一奇一偶的元素,作为配平起点,再由此推出其他化学式的化学计量数。
例如:H2O2 ─ H2O + O2
反应前过氧化氢中氧原子数为2(偶数),反应后水中氧原子数为1(奇数),将水配为偶数2,再配出其他化学式的化学计量数即可。
2H2O22H2O+O2↑
3.观察法:从化学式比较复杂的一种物质入手推求各反应物、生成物的化学计量数。
例如:Fe + O2─Fe3O4
Fe3O4中有4个氧原子,3个铁原子,因而Fe应配为3,O2应配为2。
3Fe+2O2Fe3O4
4.归一法:找到化学方程式中较复杂的化学式,定其化学计量数为1,然后根据该化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数,再将各计量数同乘以同一整数,化分数为整数。
例如:CH3OH+O2─H2O+CO2
(1)首先定CH3OH的化学计量数为1,可得其燃烧后生成H2O与CO2的化学计量数:
CH3OH+O2─2H2O+CO2
(2)然后配平氧原子(并将横线写成等号):
CH3OH+(3/2)O2=2H2O+CO2
(3)再将各化学计量数同乘以2化为整数:
2CH3OH+3O2=4H2O+2CO2
【特别注意】
配平化学方程式时,切记不可改变化学式右下角的数字,所配化学式前的化学计量数应是最简整数比。
典例精讲
【典例1】(2019•如皋市校级模拟)下列对化学反应2Na+Cl2点燃¯2NaCl,从微观角度的认识不正确的是( )
A.三种物质依次由原子、分子和离子构成
B.保持氯气化学性质的最小粒子是氯分子
C.在化学反应前后,元素种类没有发生变化
D.在化学反应中钠原子易得电子形成相对稳定结构
【分析】A、根据金属和大多数固态非金属单质等由原子构成,有些物质是由分子构成的,如水、气态非金属单质等,有些物质是由离子构成的,如氯化钠,进行分析判断。
B、对于分子构成的物质,其化学性质由构成的分子保持。
C、根据化学变化的实质进行分析判断。
D、钠原子的最外层电子数为1,在发生化学变化中易失去电子。
【解答】解:A、钠属于金属,是由钠原子直接构成的;氯气属于气态非金属单质,是由氯分子构成的;氯化钠是由钠离子和氯离子构成的;故选项说法正确。
B、氯气是由氯分子构成的,保持氯气化学性质的最小粒子是氯分子,故选项说法正确。
C、化学变化的实质就是分子分成原子,原子再重新组合成新分子,在反应前后,元素种类没有发生变化,故选项说法正确。
D、钠原子的最外层电子数为1,在发生化学变化中易失去1个电子形成稳定结构,故选项说法不正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,主要考查了构成物质的微观粒子方面的知识,掌握常见物质的粒子构成、化学变化的实质等是正确解答本题的关键。
【典例2】(2019春•新泰市期末)氢能是公认的清洁能源,作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。21世纪,我国被国际公认为最有可能率先实现氢燃料电池和氢能汽车产业化的国家。氢燃料电池反应的化学方程式:2H2+O2点燃¯2H2O,从方程式中中获取的信息错误的是( )
A.在反应前后,元素的种类没有变化
B.在常温下氢气与氧气混合就可以发生反应
C.4g氢气与32g氧气完全反应,可以生成36g水
D.在反应前后,氢原子和氧原子的数目都没有改变
【分析】根据质量守恒定律和化学方程式的实际应用,A和C是质量守恒的宏观说法,D是微观说法。氢气和氧气的反应是在点燃条件下才可以发生
【解答】解:A、反应前氢气和氧气中含有有氢元素和氧元素,反应后水中含有氢元素和氧元素,故A正确;
B、从以上方程式中可知氢气与氧气在点燃的条件下才能反应,故B错误;
C、从以上方程式中可知,每4份质量的氢气和32份质量的氧气完全反应可以生成36份质量的水,故C正确;
D、从以上方程式中可知,反应前后,氢原子和氧原子的数目都没有改变,故D正确;
故选:B。
【点评】化学方程式是最重要的化学用语之一,掌握化学方程式的含义、了解方化学程式的读法是正确解答此类题的关键。
【典例3】(2019•江都区二模)根据化学方程式:2H2O电解¯2H2↑+O2↑,无法获取的信息是( )
A.反应所需条件 B.生成物的状态
C.生成物的分子个数比 D.氧气可助燃
【分析】化学方程式可表示:反应物和生成物的种类;反应的条件;反应物和生成物的微观粒子个数比;反应物和生成物的质量比等,据此进行分析解答。
【解答】解:A.根据该化学方程式可知,此反应条件是通电,故不合题意;
B.由生成物化学式后的气体符号可知,生成物是气体,故不合题意;
C.由化学方程式可知,生成的氢气与氧气的分子个数之比即为化学计量数之比,即2:1,故不合题意;
D.在该反应中,氧气是生成物,所以此方程式不能体现氧气的助燃性,故符合题意。
故选:D。
【点评】本题难度不大,化学方程式是最重要的化学用语之一,掌握化学方程式的含义是正确解答此类题的关键。
【典例4】(2019•怀化模拟)现有化学反应:xC2H6+yO2点燃¯zCO2+wH2O,化学计量数之间关系正确的是( )
A.2z=x B.3x=2w C.2x=z D.y=2z+w
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断即可。
【解答】解:反应物中含有2x个碳原子、6x个氢原子、2y个氧原子,生成物中含有z个碳原子、2w个氢原子、(2z+w)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2x=z,故选项错误。
B、根据反应前后氢原子个数不变:6y=2w,则3y=w,故选项错误。
C、根据反应前后碳原子个数不变,可得2x=z,故选项正确。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2y=2z+w,故选项错误。
故选:C。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键。
【典例5】(2019•娄星区校级模拟)在化学方程式aC2H6+bO2点燃¯mCO2+nH2O中,各化学计量数之间的关系正确的是( )
A.2m=a B.3a=n C.3m=4n D.2b=mn
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断.
【解答】解:反应物中含有2a个碳原子、6a个氢原子、2b个氧原子,生成物中含有m个碳原子、2n个氢原子、(2m+n)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
B、根据反应前后氢原子个数不变:6a=2n,则3a=n,故选项正确。
C、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2b=2m+n,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键.
【典例6】(2019•常德模拟)在反应□SO2+□H2S=□H2O+□S中,方框中各物质的化学计量数应该对应的是( )
A.1,3,3,2 B.1,2,2,3 C.1,2,3,2 D.1,3,2,3
【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法进行配平即可.
【解答】解:根据化学方程式配平的标志:反应前后各原子的数目相等,可将上述方程式配平。
本题可利用“定一法”进行配平,把SO2的计量数定为1,则H2S、H2O、S前面的化学计量数分别为:2、2、3。
故选:B。
【点评】本题难度不大,掌握反应前后各原子的数目不变、化学方程式的配平方法等是正确解答本题的关键.
【典例7】(2019•青岛模拟)下列对应的化学方程式书写正确,且反应前后有元素化合价变化的是( )
A.铁和盐酸混合制取氢气:2Fe+6HCl=2FeCl2+3H2↑
B.生活中用天然气作燃料:C2H5OH+3O2点燃¯2CO2+3H2O
C.胃舒平(含氢氧化铝)治疗胃酸过多症:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
D.赤铁矿(Fe2O3)高温下通CO炼铁:Fe2O3+3CO高温¯2Fe+3CO2
【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确。并结合化学方程式判断元素的化合价是否改变。
【解答】解:A、铁和盐酸混合制取氢气的方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,方程式书写错误,故A不可选;
B、天然气的主要成分是甲烷(CH4),不是C2H5OH,故B不可选;
C、胃舒平(含氢氧化铝)治疗胃酸过多症的方程式为:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,方程式正确,但没有元素化合价变化,故C不可选;
D、赤铁矿(Fe2O3)高温下通CO炼铁的产物是铁和二氧化碳,方程式为:Fe2O3+3CO高温¯2Fe+3CO2,且反应中铁、碳的化合价分别从+3、+2变成0、+4,存在化合价的变化,故D可选;
故选:D。
【点评】本题难度不大,在解此类题时,首先分析应用的原理是否正确,然后再根据方程式的书写规则进行判断;化学方程式正误判断方法是:先看化学式是否正确,再看配平,再看反应条件,再看气体和沉淀,最后短线改成等号。
【典例8】(2019•益阳模拟)下列化学方程式书写完全正确的是( )
A.4Fe+3O2点燃¯2Fe2O3
B.2KClO3MnO2¯2KCl+3O2↑
C.CO+CuO△¯ Cu+CO2↑
D.C2H5OH+3O2点燃¯2CO2+3H2O
【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确.
【解答】解:A、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,正确的化学方程式为3Fe+2O2点燃¯Fe3O4。
B、该化学方程式缺少反应条件,正确的化学方程式应为:2KClO3MnO2¯△2KCl+3O2↑。
C、该化学方程式反应物中氧气是气体,二氧化碳后面不需要标注↑,正确的化学方程式应为CO+CuO△¯ Cu+CO2。
D、该化学方程式书写完全正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,在解此类题时,首先分析应用的原理是否正确,然后再根据方程式的书写规则进行判断;化学方程式正误判断方法是:先看化学式是否正确,再看配平,再看反应条件,再看气体和沉淀,最后短线改成等号.
【典例9】(2018秋•任城区期末)下列描述与化学方程式表示一致的是( )
A.用点燃的方法鉴别CO和CO2 2CO+O2点燃¯2CO2
B.生石灰与水反应放出大量的热 CaO+H2O═CaCO3
C.碳还原氧化铜过程中,红色粉末变黑色 C+2CuO高温¯2Cu+CO2↑
D.二氧化碳通入紫色石蕊溶液中溶液变红 H2CO3═CO2↑+H2O
【分析】A、一氧化碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳不能燃烧;
B、生石灰是氧化钙的俗称,能和水反应生成氢氧化钙;
C、高温条件下,黑色固体氧化铜和碳反应生成红色固体铜和二氧化碳;
D、二氧化碳通入紫色石蕊溶液中溶液变红,是因为二氧化碳和水反应生成了碳酸,碳酸显酸性,能使石蕊试液变红色.
【解答】解:A、一氧化碳燃烧的化学方程式为:2CO+O2点燃¯2CO2,该选项描述与化学方程式表示一致;
B、氧化钙和水反应的化学方程式为:CaO+H2O═Ca(OH)2,该选项描述与化学方程式表示不一致;
C、碳还原氧化铜的化学方程式为:C+2CuO高温¯2Cu+CO2↑,过程中黑色固体变成红色固体,该选项描述与化学方程式表示不一致;
D、二氧化碳和水反应的化学方程式为:CO2+H2O═H2CO3,该选项描述与化学方程式表示不一致。
故选:A。
【点评】书写化学方程式要注意四步:一是反应物和生成物的化学式要正确;二是要遵循质量守恒定律,即配平;三是要有必要的条件;四是看是否需要“↑”或“↓”.
【典例10】(2019•李沧区模拟)下列化学方程式书写正确的是( )
A.2P+5O2 点燃¯ P2O5
B.Fe2O3+3CO═2Fe+3CO2
C.H2O2 MnO2¯ H2↑+O2↑
D.NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确.
【解答】解:A、该化学方程式配平错误,正确的化学方程式应为4P+5O2点燃¯2P2O5。
B、该化学方程式缺少反应条件,正确的化学方程式应为:Fe2O3+3CO高温¯2Fe+3CO2。
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑。
D、该化学方程式书写完全正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,在解此类题时,首先分析应用的原理是否正确,然后再根据方程式的书写规则进行判断;化学方程式正误判断方法是:先看化学式是否正确,再看配平,再看反应条件,再看气体和沉淀,最后短线改成等号。
知识点2
利用化学方程式计算的步骤及格式
1.设未知量;2.写出相关的化学方程式;3.根据化学方程式把各物质的质量比列在相应化学式的下面;4.把题中的已知条件和待求的未知量列在相应物质的化学式下面;5.列比例式求解;6.写出简明答案。
例:工业上,高温煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)可制得生石灰(CaO)和二氧化碳。请问制取1t氧化钙,需要碳酸钙多少吨?
解:①根据题意设未知量 设需要碳酸钙的质量为x。
②写出反应的化学方程式并配平 CaCO3 CaO+CO2↑
③写出相关物质的相对分子质量 100 56
和已知量、未知量 x 1t
④列出比例式,求解 x
56
100
=
1
t
x=1.8t
⑤简明地写出答案 答:需要碳酸钙1.8t。
【特别注意】
根据化学方程式计算注意的问题:
1.计算过程必须规范,步骤可概括为“一设、二写、三列、四解、五答”。
2.设未知数X时,不能在X后面带上单位。
3.只写出已知条件和未知量相关的物质的质量比。
4.计算过程中已知量一定要带上单位。
5.一定要将化学方程式配平后才能进行化学计算。
6.计算出的结果一定要带上单位。
7.不纯物质的质量不能代入化学方程式进行计算。
典例精讲
【典例1】(2019•新野县一模)向盛有足量稀盐酸的烧杯中加入4g含钙元素50%(质量分数)的碳酸钙与氧化钙的固体混合物,使之完全反应。烧杯中最终增加的质量是( )
A.0.8g B.2g C.1.2g D.2.8g
【分析】由题意可知,烧杯中最终增加的质量为氧化钙的质量,根据钙元素守恒,可知含有的氧化钙的质量。
【解答】解:设4.0g含钙元素50%的碳酸钙和氧化钙的固体混合物中钙元素的质量为4.0g×50%=2g;
由钙元素的质量,可知氧化钙的质量为2g×5640=2.8g
故选:D。
【点评】本题较难,考查的内容较多,需要考虑多方面的知识,要运用多种方法计算。
【典例2】(2019•深圳模拟)物质发生化学变化都应该遵循质量守恒定律,现把a g氢气与b g氧气混合点燃,生成水的质量不可能为( )
A.(a+b)g B.9a g C.9b8g D.(9a+b)g
【分析】氢气在氧气中燃烧生成水,由质量守恒定律,可分为两者前后完全反应、反应后氢气或氧气有剩余几种情况,进行利用化学方程式的简单计算分析解答.
【解答】解:氢气在氧气中燃烧生成水,由质量守恒定律,若两者前后完全反应,生成水的质量为(a+b)g。
若反应后氢气有剩余,则设生成水的质量为x,
2H2+O2点燃¯2H2O
32 36
bg x
3236=bgx x=9b8g。
若反应后氧气有剩余,则设生成水的质量为y,
2H2+O2点燃¯2H2O
4 36
ag y
436=agy y=9ag。
故生成水的质量可能是(a+b)g、9ag、9b8g。
故选:D。
【点评】本题难度不大,掌握利用化学方程式的简单计算质量守恒定律并能灵活运用是正确解答本题的关键.
【典例3】(2019•北仑区校级模拟)甲、乙两烧杯中分别盛有等体积、等溶质质量分数的H2SO4溶液.现向甲杯中加入m克Mg,向乙杯中加入m克Zn,充分反应后,有一只烧杯中仍有金属未溶解,则甲、乙烧杯中原有H2SO4的溶质质量x应为( )
A.98m24g≤x<98m65g B.98m24g>x≥98m65g
C.x=98m24g D.x<98m65g
【分析】根据题干提供的数据,首先计算出是哪种金属剩余,然后根据反应的化学方程式计算出硫酸质量的取值范围即可.
【解答】解:设与mg镁反应消耗硫酸的质量为x,与mg锌反应消耗硫酸的质量为y,
H2SO4+Mg═MgSO4+H2↑
98 24
x mg
98x=24mg,x=98m24g
H2SO4+Zn═ZnSO4+H2↑
98 65
y mg
98y=65mg,y=98m65g,
由此可以得出相同质量的镁和锌,镁可以消耗更多质量的硫酸,所以剩余金属一定是镁,那么
要使镁有剩余而锌完全反应,则原来硫酸质量x的取值范围为:98m65g≤x<98m24g。
故选:B。
【点评】本题考查了金属与酸反应的质量关系,完成此题,可以依据有关反应的化
【典例4】(2019•娄底模拟)氢气和氧气的混合气体共10g,点燃后恢复到室温,经测定还剩下氢气1g,混合气体中含有氢气 2 g,氧气 8 g.
【分析】根据质量守恒定律,在化学反应中,参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和.根据已知条件可得,生成水的质量=混合气体质量﹣剩下氢气的质量;然后根据化学方程式和生成的水的质量,列出比例式,即可计算出混合气体中含有氧气的质量;混合气体质量﹣混合气体中含有氧气的质量=混合气体中含有氢气的质量.
【解答】解:设混合气体中含有氧气的质量为x,
2H2+O2点燃¯2H2O
32 36
x 9g
∴32:36=x:9g,
解之得:x=8g;
∴混合气体中含有氢气的质量为:10g﹣8g=2g.
故答案为:2,8。
【点评】本题主要考查学生运用化学方程式和质量守恒定律解答问题的能力.
【典例5】(2019•汉阳区模拟)对销售的KCl钾肥,国家有明确的质量要求,其中KCl的含量不低于83.4%.某兴趣小组对市售的某钾肥进行了检测,称取1.6g样品放入烧杯中,加入适量的水溶解后,逐滴加入5%AgNO3的溶液,产生沉淀的质量与所加入AgNO3溶液质量的关系如图1所示(假定杂质不参加反应)。
(1)68.0gAgNO3溶液中所含溶质的质量为 3.4 g。
(2)通过计算,判断该钾肥中KCl的质量分数是否符合图2的包装说明?(写出计算过程)。
【分析】根据生成氯化银的质量和对应的化学方程式求算样品中氯化钾的质量分数,进而与标准对比。
【解答】解:
68.0gAgNO3溶液中所含溶质的质量为68.0g×5%=3.4g。
设样品中氯化钾的质量分数为x
KCl+AgNO3=KNO3+AgCl↓
74.5 143.5
1.6gx 2.87g
74.5143.5=1.6gx2.87g
x≈93.1%≥90%合格。
故答案为:
(1)3.4;
(2)符合。
【点评】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。
【典例6】(2019•贵阳模拟)100g某稀硫酸恰好与13g锌完全反应,生成氢气的质量是多少?
【分析】根据锌与硫酸的反应的方程式,由锌的质量求出生成的氢气的质量。
【解答】解:设生成氢气的质量为x,
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 2
13g x
6513g=2x
解得:x=0.4g
答:反应生成氢气的质量为0.4g。
【点评】此题是关于化学方程式的计算题,解题的关键是找出相关的化学反应,并依据已知量对未知的应求量进行求解计算。
【典例7】(2019•杨浦区二模)某兴趣小组对市售的某钾肥进行了检测,称取 2g 样品放入烧杯中,加入适量的水溶解后,逐滴加入10%的 BaCl2 溶液,产生沉淀的质量与所加入 BaCl2 溶液质量的关系如图所示(假定杂质不参加反应)。
(1)20.8gBaCl2 溶被中所含溶质的质量为 2.08 g。
(2)通过计算,判断该钾肥中K2CO3的质量分数是否符合图的包装说明?(写出计算过程)
【分析】根据消耗的氯化钡的质量和对应的化学方程式求算样品中硫酸钾的质量分数,进而判断是否合格。
【解答】解:(1)20.8g BaCl2溶被中所含溶质的质量为20.8g×10%=2.08g。
(2)设样品中硫酸钾的质量为x
K2CO3+BaCl2═BaSO4↓+2KC1
138 208
x 2.08g
138208=x2.08g
x=1.38
碳酸钾的质量分数为1.38g2g×100%=69%<70%,故不符合说明;
答:(1)2.08g;
(2)通过计算,该钾肥中K2SO4的质量分数不符合包装说明;
【点评】该题属于标签图象型计算题,主要考查读图能力,注意解题的格式要规范。
【典例8】(2019•桐梓县模拟)某铁矿粉,主要成分为铁的氧化物(FeXOy),一学生利用实验作进一步分析,过程及数据如下。(注:铁矿粉中杂质不参与下列过程中的反应)
Ⅰ.取30g该铁矿粉在CO气流中充分加热,将反应后的气体用烧碱溶液充分吸收,烧碱溶液增重17.6g
Ⅱ.将上述加热后的固体取出后,再向固体逐滴加入稀硫酸,测得产生气体与滴入稀硫酸的质量关系如图:
通过计算回答下列问题:
(1)30g铁矿粉所含铁的氧化物中,铁元素的质量为 16.8 g,氧元素的质量为 6.4 g。
(2)该铁的氧化物化学式中,x、y的最简整数比x:y= 3:4 。
【分析】根据图示可以看出产生气体的质量;根据氢气的质量利用反应的化学方程式求出铁元素的质量,根据二氧化碳的质量和质量守恒定律可求出铁的氧化物中氧元素的质量,根据铁元素和氧元素的质量求出化学式中x、y的最简整数比。
【解答】解:(1)设铁的质量为x
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
m 0.6g
562=m0.6g 解得:m=16.8g
由质量守恒定律可知,铁的氧化物中氧元素的质量为:17.6g×3244×100%×12=6.4g
(2)由上述计算可知:56x16y=16.8g6.4g 解得:xy=34。
答案:(1)16.8;6.4;(2)3:4
【点评】本题难度不大,掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题,解题时要注意解题的规范性。本题考查了常规性的冶炼铁的原理及实验的注意事项等,并在此基础上通过对铁冶炼原理的知识迁移,理解该题的实验过程及目的,考查了知识的运用及实验分析的能力。
【典例9】(2019•濉溪县一模)小苏打(NaHCO3)是食品工业中的一种应用广泛的面食疏松剂,蒸熟馒头、蛋糕等面食时,小苏打在加热过程中生成碳酸钠(Na2CO3)、二氧化碳和水,铭铭同学在实验室中将200g质量分数为84%的小苏打充分加热,可得到碳酸钠的质量为多少?
【分析】依据相关化学方程有关基本计算分析解答;
【解答】解:设可得到碳酸钠的质量为x
2NaHCO3 △¯CO2↑+H2O+Na2CO3
168 106
200g×84% x
168106=200g×84%x
x=106 g
答:可得到碳酸钠的质量为106g;
【点评】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。
【典例10】(2019•洪泽区一模)实验室有一包混有少量氯化钠的纯碱样品,为了测定该纯碱样品中碳酸钠质量分数,实验如下:
已知:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
(1)该反应中生成二氧化碳气体质量 4.4g 。
(2)该纯碱样品中碳酸钠质量分数。
【分析】依据碳酸钠和盐酸反应会生成二氧化碳,则反应前后物质的质量和之差即为二氧化碳的质量,据此分析解答即可;
【解答】解:(1)由质量守恒定律可知,反应前后物质的质量之差即为反应生成的二氧化碳质量,即为20g+100g﹣115.6g=4.4g;
(2)设样品中碳酸钠的质量为x。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 4.4g
10644=x4.4g,
x=10.6g
该纯碱样品中碳酸钠质量分数为10.6g20g×100%=53%;
故答案为:(1)4.4g; (2)样品中碳酸钠的质量分数为53%;
【点评】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。
综合练习
一.选择题(共9小题)
1.(2019•如皋市校级模拟)下列对化学反应2Na+Cl2点燃¯2NaCl,从微观角度的认识不正确的是( )
A.三种物质依次由原子、分子和离子构成
B.保持氯气化学性质的最小粒子是氯分子
C.在化学反应前后,元素种类没有发生变化
D.在化学反应中钠原子易得电子形成相对稳定结构
【分析】A、根据金属和大多数固态非金属单质等由原子构成,有些物质是由分子构成的,如水、气态非金属单质等,有些物质是由离子构成的,如氯化钠,进行分析判断。
B、对于分子构成的物质,其化学性质由构成的分子保持。
C、根据化学变化的实质进行分析判断。
D、钠原子的最外层电子数为1,在发生化学变化中易失去电子。
【解答】解:A、钠属于金属,是由钠原子直接构成的;氯气属于气态非金属单质,是由氯分子构成的;氯化钠是由钠离子和氯离子构成的;故选项说法正确。
B、氯气是由氯分子构成的,保持氯气化学性质的最小粒子是氯分子,故选项说法正确。
C、化学变化的实质就是分子分成原子,原子再重新组合成新分子,在反应前后,元素种类没有发生变化,故选项说法正确。
D、钠原子的最外层电子数为1,在发生化学变化中易失去1个电子形成稳定结构,故选项说法不正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,主要考查了构成物质的微观粒子方面的知识,掌握常见物质的粒子构成、化学变化的实质等是正确解答本题的关键。
2.(2019春•乳山市期末)化学方程式中“=”的意义包括( )
①反应物、生成物的元素种类相同 ②反应物、生成物的质量总和相等 ③反应物、生成物中原子种类相同 ④反应物、生成物中原子数目相等 ⑤反应物、生成物中分子数目相等 ⑥反应物、生成物的体积相同 ⑦“生成”的意思。
A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑦ C.①②③④⑦ D.②⑦
【分析】掌握化学方程式中“=”的意义和质量守恒定律的内容。
【解答】解:化学方程式中“=”的意义包括:①反应物、生成物的元素种类相同; ②反应物、生成物的质量总和相等; ③反应物、生成物中原子种类相同; ④反应物、生成物中原子数目相等; ⑦“生成”。
故选:C。
【点评】掌握化学方程式中“=”的意义;掌握质量守恒定律的内容。
3.(2019春•密山市期末)在化学反应 C+O2点燃¯CO2中,下列说法正确的是( )
A.反应前后气体分子数目发生变化
B.每一份质量的碳和一份质量的氧气恰好完全反应
C.在点燃的条件下,碳和足量的氧气反应生成二氧化碳
D.该反应的产物 CO2 在生活中可用于灭火,而且绿色植物的光合作用会释放它
【分析】化学方程式表示的意义有:反应物和生成物及其反应条件;反应物和生成物的质量比;反应物和生成物的微观粒子个数比。
【解答】解:A.由化学方程式可知,反应前后气体分子数目没有发生变化,故错误;
B.由化学方程式可知,每12份质量的碳与32份质量的氧气恰好完全反应,故错误;
C.由化学方程式可知,在点燃的条件下,碳和足量的氧气反应生成二氧化碳,故正确;
D.二氧化碳是绿色植物光合作用的原料而不是产物,故错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了化学方程式含义方面的知识,应明确化学反应方程式所表示的宏观与微观意义。
4.(2019•怀化模拟)现有化学反应:xC2H6+yO2点燃¯zCO2+wH2O,化学计量数之间关系正确的是( )
A.2z=x B.3x=2w C.2x=z D.y=2z+w
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断即可。
【解答】解:反应物中含有2x个碳原子、6x个氢原子、2y个氧原子,生成物中含有z个碳原子、2w个氢原子、(2z+w)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2x=z,故选项错误。
B、根据反应前后氢原子个数不变:6y=2w,则3y=w,故选项错误。
C、根据反应前后碳原子个数不变,可得2x=z,故选项正确。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2y=2z+w,故选项错误。
故选:C。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键。
5.(2019•娄星区校级模拟)在化学方程式aC2H6+bO2点燃¯mCO2+nH2O中,各化学计量数之间的关系正确的是( )
A.2m=a B.3a=n C.3m=4n D.2b=mn
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断.
【解答】解:反应物中含有2a个碳原子、6a个氢原子、2b个氧原子,生成物中含有m个碳原子、2n个氢原子、(2m+n)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
B、根据反应前后氢原子个数不变:6a=2n,则3a=n,故选项正确。
C、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2b=2m+n,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键.
6.(2019•邵阳二模)在化学反应aC2H6+bO2═mCO2+nH2O中,各化学式系数之间的关系正确的是( )
A.a=3m B.m=2a C.3n=a D.2b=m+n
【分析】根据反应前后各原子的种类和数目不变,列等式进行分析判断.
【解答】解:反应物中含有2a个C原子、6a个氢原子、2b个氧原子,生成物中含有m个C原子、2n个H原子、(2m+n)个氧原子。
A、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项错误。
B、根据反应前后碳原子个数不变,可得2a=m,故选项正确。
C、根据反应前后氢原子个数不变:6a=2n,则3a=n,故选项错误。
D、根据反应前后氧原子个数不变,可得2b=2m+n,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,抓住质量守恒定律中的原子守恒来确定物质化学计量数的关系是正确解答本题的关键.
7.(2019•常德模拟)在反应□SO2+□H2S=□H2O+□S中,方框中各物质的化学计量数应该对应的是( )
A.1,3,3,2 B.1,2,2,3 C.1,2,3,2 D.1,3,2,3
【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法进行配平即可.
【解答】解:根据化学方程式配平的标志:反应前后各原子的数目相等,可将上述方程式配平。
本题可利用“定一法”进行配平,把SO2的计量数定为1,则H2S、H2O、S前面的化学计量数分别为:2、2、3。
故选:B。
【点评】本题难度不大,掌握反应前后各原子的数目不变、化学方程式的配平方法等是正确解答本题的关键.
8.(2019•永州模拟)下列说法正确的是( )
A.所有的化学反应都符合质量守恒定律
B.配平化学方程式可以改变化学式中各组成元素右下角的数字
C.原子团在化学反应中是不能拆开的
D.化学方程式中的↓表示生成物是固体,所以在只要生成物是固体就必须标↓
【分析】根据化学反应遵循质量守恒定律可知,在化学反应前后原子的个数、种类及元素的种类不变,并根据化学反应的实质来分析化学反应方程式的书写.
【解答】解:A、因化学反应前后物质的总质量不变,则所有的化学反应都符合质量守恒定律,故A正确;
B、在配平化学反应时在改变化学式前面的数字,因物质的组成固定,则不能改变化学式中组成元素右下角的数字,故B错误;
C、因在化学反应前后物质发生变化,则原子团可能变化,即原子团在化学反应中可能拆开,故C错误;
D、根据化学反应方程式的书写的要求,在反应前有固体的,在反应后也有固体,则不需要标↓,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查质量守恒定律和化学反应的书写,学生明确质量守恒定律的实质,熟悉化学反应方程式书写的方法和规律即可解答.
9.(2019•娄底模拟)火柴头上的深色物质主要成分是KClO3、MnO2和Sb2S3(硫化锑),火柴盒侧面涂有一层红褐色物质,主要成分是红磷(P)和玻璃粉.划火柴时,借助摩擦产生的热,KClO3在MnO2催化下放出O2,使红磷燃烧.同时Sb2S3也可与O2反应生成Sb2O3和一种气体.Sb2S3燃烧生成Sb2O3和一种气体的化学方程式为( )
A.Sb2S3+8O2点燃¯Sb2S3+3SO2
B.Sb2O3+9O2点燃¯Sb2O3+3SO2
C.2Sb2S3+8O2点燃¯2Sb2O3+6SO2
D.2Sb2S3+9O2点燃¯2Sb2O3+6SO2
【分析】判断一个化学方程式是否正确,首先看是否符合客观事实,再看是否配平,最后观察反应条件是否齐全和是否多标或漏标“↑”或“↓”.
【解答】解:依题意可知,该反应的反应物为Sb2S3和O2,生成物为Sb2O3和一种气体。
所以A中生成物错误,B中反应有错误,即可排除A、B两选项;
C选项没有配平,D选项中化学方程式正确。
故选:D。
【点评】书写化学方程式时常会发生以下错误:写错反应物或生成物的化学式.没有配平;未写或写错反应条件.生成物的状态符号(“↑”或“↓”)及位置.
二.填空题(共2小题)
10.(2019•株洲模拟)实验室里常用分解过氧化氢溶液方法来制取氧气.2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑请指出该反应中的反应物是: 过氧化氢 ,反应条件是: 以二氧化锰作催化剂 ,生成物是 水和氧气 MnO2在该反应中作 催化剂 .它的特点是,虽然参加了化学反应,但其 质量 和 化学性质 不变,其作用是改变化学反应的 速率 .
【分析】根据化学方程式表示的意义和催化剂的特征来分析.
【解答】解:该化学反应的反应物是过氧化氢,反应条件是用二氧化锰作催化剂,生成物是水和氧气;二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率,而本身的质量和化学性质在反应前后不发生改变,是该反应的催化剂.
故答案为:过氧化氢;以二氧化锰作催化剂;水和氧气;催化剂;质量;化学性质;速率.
【点评】本题难度不大,充分理解化学方程式表示的含义和催化剂的特征是解题的关键.
11.(2019春•垦利区期中)配平下列化学方程式
(1) 1 CH4+ 2 O2点燃¯ 1 CO2+ 2 H2O
(2) 4 FeS2+ 11 O2点燃¯ 2 Fe2O3+ 8 SO2
【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法(最小公倍数法、定一法等)进行配平即可;配平时要注意化学计量数必须加在化学式的前面,配平过程中不能改变化学式中的下标;配平后化学计量数必须为整数。
【解答】解:(1)有机物的配平顺序:先配碳再配氢最后配氧,该反应的化学方程式为:CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O,故填:1,2,1,2;
(2)运用奇偶配平法,反应前氧原子个数为偶数,反应后氧化铁中氧原子数为3,要想成为偶数,氧化铁前面的数字必须是偶数,所以氧化铁前面配2,此时铁原子个数,2×2=4,故硫化亚铁前数字配4,硫原子个数2×4=8,则二氧化硫前配8,反应后氧原子总共有2×3+8×2=22,故氧气的前面配11,该反应的化学方程式为:4FeS2+11O2点燃¯
2Fe2O3+8SO2,故填:4,11,2,8。
【点评】本题考查了化学方程式的配平,完成此题,可以依据已有的知识进行。
三.计算题(共6小题)
12.(2019•广东模拟)在化学实验技能考试做完“二氧化碳的制取和性质”实验后,废液桶中有大量的盐酸与氯化钙的混合溶液(不考虑其他杂质)。为避免污染环境并回收利用废液,化学兴趣小组做了如下实验:取废液桶上层清液,向其中加入一定溶质质量分数的碳酸钠溶液。所得溶液pH与加入的碳酸钠溶液的质量关系如图1所示:
(1)通过图1可知,当碳酸钠溶液质量加到 15 g时,废液恰好处理完(盐酸与氯化钙的混合溶液完全转化成氯化钠溶液)。
(2)请分析为何滴入碳酸钠10 g之后再继续滴至15 g之间,溶液的pH不改变: 滴入碳酸钠溶液10g后的溶液中溶质为氯化钠和氯化钙,呈中性,再继续滴加碳酸钠溶液时可溶于水的生成物为氯化钠,也是中性,故pH不变 ;
(3)为了求滴入的碳酸钠溶液的溶质质量分数,再收集数据如下:
加入碳酸钠溶液质量/g
5
7.5
10
12.5
15
20
产生沉淀/g
0
0
0
0.5
1
1
pH
<7
<7
=7
=7
=7
>7
请求碳酸钠的质量分数。(写出具体过程)
(4)请在图2中画出产生的气体质量与加入的碳酸钠溶液质量产生的关系示意图。
【分析】根据曲线图和对应的物质分析回答对应的问题,结合生成的沉淀的质量和对应的化学方程式求算碳酸钠溶液的溶质质量分数,进而结合与盐酸反应的碳酸钠溶液的质量求算生成的二氧化碳的质量。
【解答】解:
(1)通过图1可知,当碳酸钠溶液质量加到 15g时,废液恰好处理完。
(2)滴入碳酸钠10 g之后再继续滴至15 g之间,溶液的pH不改变:滴入碳酸钠溶液10g后的溶液中溶质为氯化钠和氯化钙,呈中性,再继续滴加碳酸钠溶液时可溶于水的生成物为氯化钠,也是中性,故pH不变;
(3)
设碳酸钠溶液的溶质质量分数为x
Na2CO3 +CaCl2 =CaCO3↓+2NaCl
106 100
5gx 1 g
106100=5gx1g
x=21.2%
(4)与盐酸反应的碳酸钠溶液的质量为10g
设生成的二氧化碳的质量为y
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10g×21.2% y
10644=10g×21.2%y
y=0.88g
加入碳酸钠就开始生成二氧化碳,到加入10碳酸钠溶液时气体达到最大质量。得图:
故答案为:
(1)15;
(2)滴入碳酸钠溶液10 g后的溶液中溶质为氯化钠和氯化钙,呈中性,再继续滴加碳酸钠溶液时可溶于水的生成物为氯化钠,也是中性,故pH不变;
(3)21.2%
(4)
【点评】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。
13.(2019•东港区校级模拟)为了测定100克CaCl2和HCl的混合溶液中含CaCl2的质量,现向盛有该混合液的烧杯中逐渐滴加一定溶质质量分数的Na2CO3溶液,烧杯中溶液质量与所滴入Na2CO3溶液质量的关系曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)小明认为不再产生气体时,混合溶液中CaCl2和HCl已完全反应。你认为是否合理,并说明理由 不合理,不再产生气体时,氯化氢完全反应,氯化钙未开始反应 。
(2)混合液中所含CaCl2的质量为多少克?
【分析】(1)根据向烧杯中加入碳酸钠后,会先与盐酸反应,再与氯化钙反应进行分析;
(2)根据氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,依据题中的数据进行分析。
【解答】解:(1)向烧杯中加入碳酸钠后,会先与盐酸反应,再与氯化钙反应,所以小明认为不再产生气体时,混合溶液中CaCl2和HCl已完全反应,这种认识不合理,理由是:不再产生气体时,氯化氢完全反应,氯化钙未开始反应;
(2)通过分析图象中的数据可知,加入106g碳酸钠与氯化钙反应时,溶液质量实际只增加了96g,所以生成了碳酸钙的质量为10g,
设混合液中所含CaCl2的质量为x
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
111 100
x 10g
111x=10010g
x=11.1g
故答案为:(1)不合理,不再产生气体时,氯化氢完全反应,氯化钙未开始反应;
(2)11.1g。
【点评】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。
14.(2019•武汉一模)某氯化钠样品中含有少量的氯化镁,某化学兴趣小组为了测定该样品中氯化钠的含量,取一定质量的样品,加水充分溶解后,向其中加入一定质量的10%的氢氧化钠溶液,恰好完全反应后,过滤,得到10%的不饱和的氯化钠溶液,有关实验数据如下:
实验前所取样品质量
实验后得到的氯化钠溶液的质量
10.0g
102.2g
请计算
(1)得到的不饱和的氯化钠溶液中溶质的质量为 10.22 g
(2)求:实验室加入的氢氧化钠溶液的质量(写出计算过程)
【分析】根据质量差量法和对应的化学方程式求算加入的氢氧化钠溶液的质量。
【解答】解:设加入的氢氧化钠溶液的质量为x
得到的不饱和的氯化钠溶液中溶质的质量为102.2g×10%=10.22g
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓固体差量
95 80 117 117﹣95=22
10%x 10.22g﹣10.0g=0.22g
8022=10%x0.22g
x=80g
故答案为:
(1)10.22;
(2)80g。
【点评】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。
15.(2019•包头模拟)为确定某变质的烧碱样品的变质情况,某化学小组进行了如图1实验:
根据上述实验,求:
(1)样品中未变质的烧碱占变质前原烧碱的质量分数;
(2)D﹣E过程蒸发水的质量。
【分析】根据氢氧化钠变质生成了碳酸钠,碳酸钠和盐酸反应会生成二氧化碳,氢氧化钠会与盐酸反应中和反应,变质的样品加入81.4mL的水得到100g溶液,说明样品的质量为100g﹣81.4g=18.6g,而100g溶液加入50g7.3%的稀盐酸,总质量不变,说明此时是盐酸和氢氧化钠反应,即氢氧化钠为部分变质。继续加入150g7.3%的稀盐酸总质量变为295.6g,质量减少是因为生成二氧化碳,可得二氧化碳的质量为300g﹣295.6g=4.4g,依据二氧化碳的质量和对应的化学方程式求算碳酸钠的质量以及变质前对应的氢氧化钠的质量进行分析。
【解答】解:变质的样品加入81.4mL的水得到100g溶液,说明样品的质量为100g﹣81.4g=18.6g。而100g溶液加入50g7.3%的稀盐酸,总质量不变,说明此时是盐酸和氢氧化钠反应,即氢氧化钠为部分变质。继续加入150g7.3%的稀盐酸总质量变为295.6g,质量减少是因为生成二氧化碳,可得二氧化碳的质量为300g﹣295.6g=4.4g,
B中加入稀盐酸后发生反应的化学方程式为 NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(1)设样品中碳酸钠的质量x,对应的变质前的氢氧化钠的质量为y
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH
可得
2NaOH∽∽∽Na2CO3∽2HCl∽∽CO2↑
80 106 73 44
y x 7.3%w 4.4g
80y=106x=737.3%=444.4g
x=10.6g
y=8g
w=100g
样品中未变质的烧碱占变质前原烧碱的质量分数为:18.6g-10.6g8g+18.6g-10.6g×100%=50%
(2)设氯化钠的质量为a
根据氯元素守恒可得关系式为
HCl﹣﹣﹣﹣NaCl
36.5 58.5g
200g×7.3% a
36.5200g×7.3%=58.5a
a=23.4g
则对应的溶液的质量为23.4g÷10%=234g,则蒸发的水的质量为295.6g﹣234g=61.6g。
故答案为:(1)50%;
(2)61.6g。
【点评】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。
16.(2019•武昌区校级模拟)某校兴趣小组在实验室中完成制取氧气的实验。他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物共6 g放入大试管中加热,并同时测定试管中剩余固体物质的质量(如下表),请分析表中数据,计算原混合物中氯酸钾的质量分数是多少?(计算结果精确到0.1%)
反应时间/min
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
剩余固体质量/g
5.20
4.60
4.20
4.10
4.08
4.08
【分析】根据质量守恒定律可知,过程中质量的减少是因为生成了氧气,所以可以求算氧气的质量,根据氧气的质量和对应的化学方程式求算原固体混合物中氯酸钾的质量分数。
【解答】解:根据质量守恒定律可得,生成的氧气的质量为6g﹣4.08g=1.92g
设原混合物中氯酸钾的质量分数为x
2KClO3MnO2¯△2KCl+3O2↑
245 96
6gx 1.92g
24596=6gx1.92g
x≈81.7%
答:原混合物中氯酸钾的质量分数为81.7%
【点评】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。
17.(2019•柳州模拟)某些食品包装袋内常放入铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包使用过的铁粉(铁粉表面已生锈),他们取五份样品,分别加稀硫酸充分反应,测得部分数据加下,请根据有关信息回答问题。
实验次数
1
2
3
4
5
取样品质量(g)
31.0
31.0
31.0
31.0
31.0
取稀硫酸质量(g)
30.0
60.0
120.0
150.0
180.0
产生气体质量(g)
未测定
未测定
0.3
0.5
0.6
(1)H2SO4 由 H、O、S 元素组成,其中 H 元素与 O 元素的原子个数比为 1:2 ;
(2)表格中前两次实验中产生气体的质量未测定,推测其中的原因是 由于铁粉表面已生锈,所以开始铁锈和硫酸反应不生成氢气 ;
(3)计算该样品中单质铁的质量分数。(写出计算过程,结果保留到 0.1%)
【分析】(1)根据化学式进行分析解答;
(2)根据铁锈和盐酸反应生成氯化铁和水进行分析;
(3)根据化学方程式进行相关计算。
【解答】解:(1)H2SO4 由H、O、S元素组成的;其中 H 元素与 O 元素的原子个数比为:2:4=1:2;
(2)表格中前两次实验中产生气体的质量未测定,推测其中的原因是:由于铁粉表面已生锈,所以开始铁锈和硫酸反应不生成氢气;
(3)设:该样品中单质铁的质量分数为 x
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 2
x 0.6g
562=x0.6g
x=16.8g
该样品中单质铁的质量分数为:
16.8g31g×100%≈54.2%
答:该样品中单质铁的质量分数为54.2%。
故答案为:
(1)H、O、S;1:2;
(2)由于铁粉表面已生锈,所以开始铁锈和硫酸反应不生成氢气;
(1)H、O、S 1:2
(2)由于铁粉表面已生锈,所以开始铁锈和硫酸反应不生成氢气。
(3)解:设:该样品中单质铁的质量分数为 x Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
(3)54.2%。
【点评】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。
四.解答题(共3小题)
18.(2019•虎丘区校级模拟)根据下列反应事实写出相应的化学方程式。
(1)甲烷在足量氧气中充分燃烧: CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O 。
(2)镁条在空气中点燃: 2Mg+O2点燃¯2MgO 。
(3)工业上用一氧化碳和赤铁矿(主要成分是三氧化二铁)在高温下炼铁: 3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2 。
(4)碳酸氢铵受热分解: NH4HCO3△¯NH3↑+H2O+CO2↑ 。
(5)少量硫酸铜溶液滴入氢氧化钠稀溶液中发生反应: 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【分析】首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤(写、配、注、等)进行书写即可。
【解答】解:(1)甲烷与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水;故填:CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O;
(2)镁与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁;故填:2Mg+O2点燃¯2MgO;
(3)在高温的条件下,一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳;故填:3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2;
(4)碳酸氢铵加热会分解为氨气、水和二氧化碳;故填:NH4HCO3△¯NH3↑+H2O+CO2↑;
(5)硫酸铜与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀;故填:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
【点评】本题难度不大,考查学生根据反应原理书写化学方程式的能力,化学方程式书写经常出现的错误有不符合客观事实、不遵守质量守恒定律、不写条件、不标符号等。
19.(2019•元宝区校级一模)以下说法都是错误的,请你用化学方程式予以否定:
(1)生成盐和水的反应一定是中和反应 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O ;
(2)化学反应前后元素化合价一定不变 2H2O通电¯2H2↑+O2↑ 。
【分析】该题为限定条件举例,要联想学过的相关知识,把与条件有关的反应加以归纳总结,然后得出答案。
【解答】解:(1)中和反应是指酸和碱作用生成盐和水的反应,所以要求找出生成物中有盐和水,但不属于中和反应的例子,如氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和水;故填:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;
(2)有些化学反应变化前后元素的化合价发生了改变,如氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水,氢元素由0价变成+1价,氧元素由0价变成﹣2价;故填:2H2O通电¯2H2↑+O2↑。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答,此类题难度较大,要细心进行分析解答。
20.(2019•鹿城区校级二模)为测定某地石灰石中碳酸钙的质量分数,将一定质量的石灰石样品粉碎后等分成三等份,交给三位同学分别进行如下实验:(石灰石中的杂质不与盐酸反应,也不溶与水,加热不分解)
①甲同学用将样品加热,剩余固体的质量与加热时间的关系如表所示:
加热时间/min
t0
t1
t2
t3
t4
t5
剩余固体质量/g
12
12
11
8
6.6
6.6
②乙同学将一份放于烧杯中,向烧杯中逐渐加入某一浓度的盐酸,反应过程测得剩余固体质量与加入盐酸的质量关系如图1所示:
③丙同学进行如图2所示的实验:把产生的CO2气体用足量的烧碱溶液吸收,同时测量B瓶烧碱溶液增加的质量,结果如下表所示:
时间/分
0
1
2
3
4
5
6
B瓶增加的质量
0
2
3
4
4.6
4.6
4.6
(1)甲同学在此测定过程中有两个时间段固体的质量都没有改变,则在t0至t1时间段,在t5至t6时间段,固体质量不变的原因分别是 在t0至t1时间段,未达到碳酸钙分解所需温度;在t5至t6时间段,碳酸钙已分解完全 。
(2)乙同学在实验中得到的二氧化碳的质量有多少?(写出计算过程)
(3)经过甲、乙、丙同学的计算,发现丙同学测得碳酸钙质量分数明显偏大)请你分析其中的原因 盐酸(水蒸气)挥发被B瓶中的烧碱吸收 。
【分析】(1)根据碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,碳酸钙需要达到一定的温度才能分解进行分析;
(2)根据固体减少的质量就是碳酸钙的质量,依据化学方程式进行计算;
(3)根据氢氧化钠也可以吸收盐酸挥发出的氯化氢进行分析。
【解答】解:(1)碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,碳酸钙需要达到一定的温度才能分解,所以在t0至t1时间段,在t5至t6时间段,固体质量不变的原因分别是:在t0至t1时间段,未达到碳酸钙分解所需温度;在t5至t6时间段,碳酸钙已分解完全;
(2)参与反应的碳酸钙的质量为:12g﹣2g=10g
设反应得到的二氧化碳的质量为x
CaCO3+2HCl═CaC12+H2O+CO2↑
100 44
10g x
10010g=44x
x=4.4g
答:乙同学在实验中得到的二氧化碳的质量是4.4克;
(3)经过甲、乙、丙同学的计算,发现丙同学测得碳酸钙质量分数明显偏大,原因是:盐酸(水蒸气)挥发被B瓶中的烧碱吸收。
故答案为:(1)在t0至t1时间段,未达到碳酸钙分解所需温度;在t5至t6时间段,碳酸钙已分解完全;
(2)乙同学在实验中得到的二氧化碳的质量是4.4克;
(3)盐酸(水蒸气)挥发被B瓶中的烧碱吸收。
【点评】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。
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