专题10 化学计算——2024浙江中考科学（省统考）分类专练

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考向1 有关化学式计算
苯甲酸（C6H5COOH）是一种酸性比醋酸更强的有机酸，能使紫色石蕊试液变红，常用作食品防腐剂。请回答：
（1）苯甲酸含有 种元素。
（2）苯甲酸分子中，C、H、O三种元素的质量比是 。
（3）苯甲酸中氧元素的质量分数为 （结果保留到0.1%）。
【解答】解：（1）由化学式可知苯甲酸是由C、H、O三种元素组成，故答案为：3；
（2）C、H、O三种元素的质量比为12×7：1×6：16×2＝42：3：16，故答案为：42：3：16；
（3）氧元素的质量分数为16×212×7+1×6+16×2×100%＝26.2%，故答案为：26.2%。
碘是人体的必需微量元素之一，缺碘可影响人体的生长及智力发育。长期缺碘会使得体内甲状腺激素合成过量，进一步诱发甲状腺功能亢进症。我们可以通过食用碘盐来补碘，市场上销售的“加碘食盐”，是在食盐中加入了少量的碘酸钾（KIO3 ）。
（1）“加碘食盐”为人体补充的是 （填“碘元素”或“碘单质”）。
（2）KIO3中I的化合价为 。
（3）碘酸钾的相对分子质量为 。
（4）列式计算碘酸钾中碘元素的质量分数。（计算结果精确到0.1%）
【解答】解：（1）“加碘食盐”中的“碘”不是以单质、分子、原子等形式存在，这里所指的“碘”是强调存在的元素，与具体形态无关；
（2）根据“在化合物中，正负化合价的代数和为零”的原则，可设KIO3中I的化合价为x，则：（+1）+x+（﹣2）×3＝0，解得x＝+5；
（3）根据碘酸钾（KIO3）的化学式可知，其相对分子质量为：39+127+16×3＝214；
（4）碘酸钾中碘元素的质量分数为127214×100%≈59.3%。
答：碘酸钾中碘元素的质量分数为59.3%。
维生素C（简写Vc）又叫做抗坏血酸，可以对抗身体内的氧化性物质，促进人体胶原形成，对受损组织进行修补，促进人体的脂肪、蛋白质合成，促进葡萄糖的利用。如图是已破损的维生素C（化学式：C6H8OX）的说明书部分信息。已知维生素C由碳、氢、氧三种元素组成。请回答。
（1）Vc中氢、碳元素的质量比为 。
（2）Vc的化学式为 。
（3）小科爸爸每天服用该Vc片剂，小科建议爸爸可食用“Vc之王”猕猴桃来代替Vc片，若每100g猕猴桃含Vc的量在100﹣420mg之间，则小科爸爸要达到服用上述Vc片的效果，需要每天至少食用猕猴桃多少克？（列出计算过程，保留小数点后一位）
【解答】解：（1）Vc中氢、碳元素质量之比＝（1×8）：（12×6）＝8：72＝1：9；故答案为：1：9；
（2）Vc的化学式中O元素的原子个数=176−12×6−1×816=6，则Vc的化学式为C6H8O6；故答案为：C6H8O6；
（3）根据题意，每片含Vc10mg，一日3次，每次2片，则每日应服用的Vc的质量为10mg×3×2＝60mg；每100g猕猴桃含Vc的量在100—420mg之间，则每天食用猕猴桃的质量=100g420mg×60mg≈14.3g。答：需要每天至少食用猕猴桃14.3g。
考向2 溶液计算
已知硝酸钾的溶解度随温度升高增大，现将200g不饱和KNO3溶液分成两等分，实验过程如图所示。分析实验过程，可作出的正确判断是（ ）
A．①→③过程中，KNO3的溶解度和质量分数都增大
B．②→④蒸发过程中，水的质量分数不断增大
C．25℃时，KNO3的溶解度是43g
D．③比④溶液中溶质的质量分数大
【解答】解：A、①→③过程中，温度不变，则KNO3的溶解度不变；溶解的溶质的质量增加，则KNO3的质量分数都增大，故选项说法错误。
B、②→④的过程中，溶液由25℃时的不饱和溶液变为25℃时的饱和溶液，溶质质量分数不断增加，水的质量分数不断减小，故选项说法错误。
C、由图示可知，①→③过程中，溶液变为恰好饱和的溶液；②→④的过程中，溶液变为恰好饱和的溶液，即25℃时，20g水中溶解8.6g硝酸钾，溶液恰好饱和，25℃时，KNO3的溶解度是8.6g×100g20g=43g，故选项说法正确。
D、③、④均为25℃时的饱和溶液，溶质质量分数相等，故选项说法错误。
故选：C。
小科在20℃时进行了如图所示的实验（KNO3的溶解度：20℃时为31.6g，50℃时为85.5g），得到相应的溶液①～⑤，下列说法正确的是（ ）
A．保持温度不变，若在④中加入5.5gKNO3固体可得到饱和溶液
B．②③⑤中溶质质量分数相等
C．①③④均为饱和溶液
D．④→⑤可析出53.9gKNO3晶体
【解答】解：A、保持温度不变，④中溶剂的质量为100g，溶解的硝酸钾的质量为20g+30g+30g＝80g，50℃时硝酸钾的溶解度为85.5g，在④中加入5.5g硝酸钾固体可得到饱和溶液，故选项说法正确。
B、②中溶解的硝酸钾的质量为31.6g，为20℃时的饱和溶液；③中加热至50℃时，溶解的硝酸钾的质量为50g；⑤为20℃硝酸钾的饱和溶液，溶质的质量为31.6g；则②⑤中溶质质量分数相等，③中溶质质量分数比②⑤中大，则故选项说法错误。
C、①中溶解的硝酸钾的质量为20g，为不饱和溶液；③中为50℃时的不饱和溶液，④为50℃时的不饱和溶液，故选项说法错误。
D、④→⑤可析出硝酸钾晶体的质量为20g+30g+30g﹣31.6g＝48.4g，故选项说法错误。
故选：A。
在室温下完成如下实验，若固体A（不含结晶水）溶于水既不吸热，也不放热，且实验过程中不考虑水的蒸发。请回答：
（1）上述四种溶液中一定属于不饱和溶液的是 。
（2）四种溶液的溶质质量分数大小关系为 。（均用序号表示）
【解答】解：（1）室温下，向20g水中加入5gA，全部溶解；向溶液①中再加入5gA，部分溶解，说明溶液①是不饱和溶液，溶液②是饱和溶液；加热到t℃，全部溶解，溶液③可能是恰好饱和的溶液，也可能是不饱和溶液；降温至室温，有晶体析出，溶液④一定是饱和溶液。
（2）溶液①②③④中溶剂的质量相等，所含溶质的质量大小关系是③＞②＝④＞①，则四种溶液的溶质质量分数大小关系为③＞②＝④＞①。
考向3 有关化学方程式的计算
用含碳酸钠的氢氧化钠样品进行了如图甲所示的实验。请回答：
（1）流程图中的操作W名称是 。
（2）求滤液A的溶质质量分数。
（3）完全反应前后，溶液中离子种类变化如图乙所示。其中“△”的离子符号是 。
【解答】解：（1）流程图中的操作W名称是过滤。
故答案为：过滤。
（2）设生成的氢氧化钠的质量为x，样品中碳酸钠的质量为y。
Na2CO3+Ba（OH）2═BaCO3↓+2NaOH
106 197 80
y 19.7g x
19780=19.7gx，106197=y19.7g，
x＝8g，y＝10.6g
氢氧化钠的质量分数=8g+12g−10.6g12g+101.7g−19.7g×100%＝10%。
答：滤液A的溶质质量分数是10%。
（3）完全反应前后，溶液中离子种类变化如图乙所示，反应前溶液中的离子是钠离子、碳酸根离子、氢氧根离子，反应后的离子是钠离子和氢氧根离子，碳酸根离子消失，其中“△”表示的离子符号是CO32﹣。
故答案为：CO32﹣。
用沉淀法可测定食用碱样品中碳酸钠的质量分数。取11g食用碱样品（有少量的杂质氯化钠），加水完全溶解制成100g溶液，逐次滴加溶质质量分数相同的氯化钙溶液，实验数据如表：
请根据实验数据分析解答下列问题：
（1）表中数据M的值为 。
（2）请画出生成沉淀的质量随滴加氯化钙溶液质量的变化关系图（标明恰好反应时点的坐标）。
（3）计算该食用碱样品中碳酸钠的质量分数（写出过程，结果保留到0.1%）。
【解答】解：（1）根据表格提供的数据可以看出，11g纯碱样品产生沉淀的总质量为：100g+20.0g×6﹣211.0g＝9.0g，开始时每20.0g氯化钙溶液产生2.0g沉淀，第6次不再改变，说明第5次时沉淀完全，故第4次加入20.0g氯化钙溶液也是产生2.0g沉淀，故M＝154.0g+20.0g﹣2g＝172.0g，故填：172.0；
（2）综合分析数据可以看出，每10.0g氯化钙溶液产生碳酸钙沉淀1.0g，产生9.0g碳酸钙需要氯化钙溶液的质量为90.0g，故图像为：

（3）设碳酸钠的质量为x
Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 9.0g
106100=x9.0g
x＝9.54g
故碳酸钠的质量分数为：9.54g11g×100%≈86.7%
答：该食用碱样品中碳酸钠的质量分数86.7%。
某校科学兴趣小组同学发现，长期使用的热水壶底部有一层水垢，水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。他们为了测定水垢中碳酸钙的含量，将足量质量分数为10%的盐酸溶液加入13.3g水垢中，产生CO2气体的情况如图所示。
（1）水垢中碳酸钙的质量分数是多少？（结果精确到0.1%）
（2）假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外，不含有其它杂质，全部溶解13.3g水垢，至少需要质量分数为10%的盐酸溶液的质量是多少克？
【解答】解：从图中可以看出，表示生成气体的曲线在3.3处成了直线，说明反应已完全，不再有气体生成；产生CO2气体的质量为3.3g，
设13.3g水垢中碳酸钙的质量为x，参与反应的HCl的质量为y。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 73 44
x y 3.3g
10044=x3.3g
x＝7.5g
7344=y3.3g
y＝5.475g
水垢中碳酸钙的质量分数为：×100%≈56.4%．
设与氢氧化镁反应的HCl的质量为z，氢氧化镁的质量为13.3g﹣7.5g＝5.8g
Mg（OH）2+2HCl＝MgCl2+2H2O
58 73
5.8g z
5873=5.8gz
解之得：z＝7.3g，
需要质量分数为10%的盐酸溶液的质量是5.475g+7.3g10%=127.75g．
从微观层面认识物质是化学独特的视角。许多物质是由分子构成的，分子又由原子构成。原子虽然很小，但本身也存在质量。如图是水分子的微观模型图，表中是几种原子的质量，请根据要求回答下列问题：
（1）1个水分子的质量是多少？（在横线上列出算式） ≈2.992×l0﹣26 kg
（2）由上述计算可知分子很小，书写、记忆和使用都很不方便。为此可采用类似“原子”的处理方法。即以碳12原子质量的112作为标准，用分子的质量跟它的比值，得到就是分子的相对质量。试求水的相对分子质量。（计算结果保留整数）
（3）你还有其他方法计算水的相对分子质量吗？请计算。
【解答】解：（1）每个水分子是由2个氢原子与1个氧原子构成的，所以1个水分子的质量是1.674×10﹣27kg×2+2.657×10﹣26kg；故填：1.674×10﹣27kg×2+2.657×10﹣26kg；
（2）水的相对分子质量就是每个水分子的质量与碳﹣12原子质量的112的比值，即：2.992×10−26kg1.993×10−26kg×112=18；故填：2.992×10−26kg1.993×10−26kg×112=18；
（3）根据相对分子质量为构成分子的各原子的相对原子质量之和可知，水的相对分子质量为1×2+16＝18；故填：水的相对分子质量为1×2+16＝18。
化学家Tim Richard将分子结构简式像小狗的某有机物（如图1所示），取名为“小狗烯”（化学式为C26H26），请计算：
（1）求“小狗烯”的相对分子质量。
（2）求“小狗烯”中碳元素的质量分数。（计算结果精确到0.1%）
（3）求33.8g“小狗烯”中含碳元素多少克。
（4）如图2所示，碱性品红（化学式C20H20ClN3）用于棉、人造纤维、纸张、皮革的印染，也用于喷漆、墨水等。现有“小狗烯”和碱性品红的混合物，经测定：含碳元素的质量为120g，则含氢元素的质量为多少克？
【解答】解：（1）“小狗烯”的相对分子质量是：12×26+1×26＝338。
（2）小狗烯”中碳元素的质量分数是：12×26338×100%≈92.3%。
（3）33.8g“小狗烯”中含碳元素的质量为33.8g×12×26338×100%＝31.2g。
（4）“小狗烯”中碳、氢元素的质量比是：（12×26）：（1×26）＝12：1，碱性品红（化学式C20H20ClN3）中，碳、氢元素的质量比是：（12×20）：（1×20）＝12：1，由此可知，“小狗烯”和碱性品红的混合物中含碳元素的质量为120g，则含氢元素的质量为10克。
自新型冠状病毒肺炎疫情发生以来，疫情在全球各国肆虐，特别是奥密克戎变种具有传播速度快，隐匿性强，感染症状轻等特点。科学研究发现新型冠状病毒对化学消毒剂敏感，75%酒精（C2H5OH）、过氧乙酸、84消毒液和紫外线均可灭活病毒。
（1）请写出酒精中碳、氢、氧三种元素的质量比为 。
（2）酒精中碳元素的质量分数为多少？（保留到0.1%）。
（3）现有75%的酒精溶液100g，其中含有碳元素多少克？
【解答】解：（1）酒精中碳、氢、氧三种元素的质量比为（12×2）：（1×6）：（1×16）＝12：3：4；
（2）酒精的相对分子质量为12×2+1×6+1×16＝46；酒精中碳元素的质量分数为12×246×100%≈52.2%；
（3）75%的酒精溶液100g，中酒精的质量为100g×75%＝75g，其中含有碳元素为75g×12×246×100%≈39.1g。
溶解是生活中常见的现象，不同物质在水中的溶解能力不同。表是硝酸钾、氯化钠在不同湿度下的溶解度（单位：g/100g水）
（1）40℃时，硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数为多少？（写出计算过程）
（2）请写出一种将硝酸钾的不饱和溶液转化为饱和溶液的方法 。
（3）20℃时，将20g氯化钠放入50g水中，所得溶液的质量是 。
【解答】解：（1）40℃时，硝酸钾的溶解度为63.9g，则40℃时，硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数为+100g×100%≈39.0%。
答：40℃时，硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数为39.0%。
（2）硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大，将硝酸钾的不饱和溶液转化为饱和溶液，可以采用加入硝酸钾、蒸发溶剂、降低温度等方法。
故答案为：加入硝酸钾等。
（3）20℃时，氯化钠的溶解度为36.0g，含义是20℃时，100g水中最多溶解36.0g氯化钠，溶液达到饱和状态，则20℃时，将20g氯化钠放入50g水中，最多能溶解18g，所得溶液的质量是18g+50g＝68g。
故答案为：68g。
钙是人体中的常量元素，因缺钙而导致骨质疏松、佝偻病等的患者应在医生的指导下服用钙片。某补钙药剂说明书的部分信息如图1所示。现将100g盐酸分成五等份，逐次加到用40片该药剂制成的粉末中（其他成分不与盐酸反应），得到部分数据与关系图如图请根据有关信息回答问题。
（1）该品牌补钙药剂中CaCO3的质量分数是 ，a的数值为 。
（2）该盐酸中溶质的质量分数是多少？（写出计算过程，计算结果精确至0.1%）
【解答】解：（1）设40片该药剂中含碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
x 8.8g
10044=x8.8g 解得：x＝20g
该品牌补钙药剂中CaCO3的质量分数是：20g40片100片×100g×100%=50%；
由第1次和第4次数据可知20g稀盐酸可消耗5g碳酸钙，则第二次加入20g稀盐酸后，剩余固体为30g，第三次加入20g稀盐酸后，剩余固体为25g，故a的数值为25；
（2）设20g的稀盐酸中溶质的质量为y
CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O
100 73
5g y
10073=5gy 解得：y＝3.65g
该盐酸中溶质的质量分数是：3.65g20g×100%=18.3%
故答案为：（1）50%，25；（2）该盐酸中溶质的质量分数18.3%。
为测定某镁矿石中镁元素的质量分数，兴趣小组的同学取了5g该镁矿石粉末，加入过量的稀硫酸，充分反应后过滤、除杂，得到只含有MgSO4和H2SO4两种溶质的混合溶液100g，将该100g混合溶液放于烧杯中，然后取40g氢氧化钠溶液，分4次加入到盛有100g混合溶液的烧杯中，充分反应，测得的实验数据如下表所示：
请计算：
（1）100g混合液中硫酸镁的质量。
（2）该镁矿石中镁元素的质量分数。（假设5g镁矿石中的镁元素全部转化为100g混合溶液中MgSO4中的镁元素）
（3）加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
【解答】解：（1）设100混合溶液中含MgSO4的质量为x
2NaOH+MgSO4＝Na2SO4+Mg（OH）2↓
120 58
x 1.160g
58120=1.160gx
x＝2.4g
答：100混合溶液中含MgSO4的质量为2.4g；
（2）根据质量守恒定律，化学变化前后元素的质量不变，因此MgSO4中的镁元素的质量即为5g镁矿石中的镁元素，由题意得：镁矿石中镁元素的质量分数为2.4g×24120×100%÷5g×100%＝9.6%；
答：镁矿石中镁元素的质量分数为9.6%。
（3）由实验一、二可知每消耗10.0gNaOH溶液生成氢氧化镁沉淀1.044g﹣0.464g＝0.580g，第三次再增加10.0gNaOH溶液沉淀增加的质量为1.160g﹣1.044g＝0.116g，说明此时硫酸镁完全反应，氢氧化钠已过量，
设10g氢氧化钠溶液中溶质的质量为y
2NaOH+MgSO4＝Na2SO4+Mg（OH）2↓
80 58
y 0.58g
5880=0.58y
y＝0.8g
加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数为：0.8g10g×100%＝8%
答：加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数8%。
化学兴趣小组对钢铁厂生产出来的某产品（只含铁和碳）产生好奇：它是生铁还是钢？该小组取5.7g样品，加入到盛有足量稀硫酸的烧杯中，实验得到氢气的质量如表。（提示：生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%）
（1）分析判断：表格中第 分钟的数据不合理；
（2）根据表格中合理的数据，在给出的坐标系上，画出氢气质量与时间的关系曲线；
（3）通过计算判断该产品是生铁还是钢？（写出计算过程，计算结果保留到0.1%）
【解答】解：（1）分析判断：表格中第6分钟的数据不合理。
故答案为：6。
（2）氢气质量与时间的关系曲线如下图所示：
。
（3）设铁的质量是x。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
5.7gx 0.2g
562=
x＝98.25%
则含碳量是1﹣98.25%≈1.8%，符合钢的含碳量，因此该产品是钢。
答：该产品是钢。
已知过氧化钠（Na2O2）为淡黄色粉末，可溶于水，可分别与水、二氧化碳反应。过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。现有一瓶放置较长时间的过氧化钠粉末，已部分变质，小明同学为探究其成分，取17.1g该粉末再加入100g水充分反应，测得最后剩余物的质量为115.5g。
（1）过氧化钠与水反应生成氧气的质量为 g；
（2）在加入100 g水后的溶液中再加入稀盐酸，共收集到2.2 g CO2，则固体粉末中碳酸钠的质量分数为多少？（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）
（3）在加入100 g水后的溶液中再加入稀盐酸，所加盐酸质量与生成气体的总质量关系如表格：
则b＝ g
【解答】解：（1）过氧化钠与水反应生成氧气的质量为17.1g+100g﹣115.5g＝1.6g。故填：1.6；
（2）设碳酸钠质量为x，
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑，
106 44
x 2.2g
106x=442.2g，
x＝5.3g，
固体粉末中碳酸钠的质量分数为×100%＝31.0%
答：固体粉末中碳酸钠的质量分数为31.0%。
（3）在加入100 g水后的溶液中再加入稀盐酸，共收集到2.2 g CO2，第4次生成2.2 g CO2，所以第5次加盐酸不在反应，二氧化碳质量不再增多，所以b＝2.2；故填：2.2；
考情分析
浙江省2023年本专题考察是化学方程式和溶解结合的计算问题，考试题型结合实验，表格类型等，2024年统一考试化学计算也是不会缺席的。
有关化学式计算
⭐⭐
溶液计算
⭐⭐
有关化学方程式计算
⭐⭐
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
第6次
加入CaCl2溶液的质量/g
20.0
20.0
20.0
20.0
20.0
20.0
反应后溶液的总质量/g
118.0
136.0
154.0
M
191.0
211.0
原子种类
1个原子的质量/kg
相对原子质量
氢
1.674×10﹣27
1
氧
2.657×10﹣26
16
碳12原子
1.993×10﹣26
12
温度（℃）
0
20
40
60
80
100
硝酸钾
13.3
31.6
63.9
110
169
246
氯化钠
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
实验次数
第一次
第三次
第四次
加入盐酸的质量（g）
20
20
20
剩余固体的质量（g）
35
a
20
实验编号
第一次
第二次
第三次
第四次
加入氢氧化钠溶液质量/g
10
10
10
10
烧杯中生成沉淀的总质量/g
0.464
1.044
1.160
1.160
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
质量/g
0
0.06
0.11
0.15
0.18
0.20
0.22
0.20
0.20
次数
1次
2次
3次
4次
5次
加入稀盐酸的质量/g
25
25
25
25
25
生成气体的总质量/g
0
a
0
2.2
b