第二章物质转化与材料运用计算专题三 浙教版九年级上学期科学

这是一份第二章物质转化与材料运用计算专题三 浙教版九年级上学期科学，共13页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。

一、计算题（共20题）
为测定某黄铜样品（铜锌合金）中铜的质量分数，小明把 10 g 黄铜样品与 100 g 一定溶质质量分数的稀硫酸怡好完全反应，反应后生成 0.2 g 氢气。求：黄铜样品（铜锌合金）中铜的质量分数。
2019 年 12 月 5 日，C919 大型客机从上海浦东机场起飞降落南昌瑶湖机场，顺利完成该机首次空中远距离转场飞行。客机上电子元件使用了黄铜（铜锌合金）。为测定某黄铜（假设合金中仅含有铜、锌）中铜的质量分数，兴趣小组同学称取 20 g 黄铜样品粉末于烧杯中，加入稀硫酸，充分反应，测得实验数据如下：
黄铜样品20 g+稀硫酸100 g充分反应后剩余物总质量为119.8 g
(1) 该黄铜样品粉末完全反应生成氢气的质量为 g。
(2) 请计算该黄铜样品中铜的质量分数（写岀计算过程）。
(3) 将剩余物过滤，得到滤液的质量为 g。
为了制得等质量的氢气，用镁、铝分别跟足量稀硫酸反应，消耗镁与铝的质量比是多少？（经过计算得出结论）
化学兴趣小组为测定某铜锌合金中成分金属的含量，称取 10 g 样品放入烧杯中，向其中加入 100 g 稀硫酸，恰好完全反应后，测得烧杯内所有物质的总质量为 109.8 g。请完成下列分析及计算：
(1) 反应中共生成气体 g。
(2) 计算合金中铜的质量分数。
小文用下图所示实验测量粗锌中锌的质量分数（粗锌中的杂质既不溶于水，也不与稀硫酸反应)。试计算：
(1) 生成氢气的质量；
(2) 粗锌中锌的质量分数。
现有黄铜（Cu∼Zn 合金）26 g 与 100 g 稀硫酸在烧杯中怡好完全反应，反应后测得烧杯中剩余物的总质量为 125.8 g，求：
(1) 反应生成氢气的质量为 g。
(2) 黄铜中铜的质量为 克。
镁是重要的金属材料，镁表面常会形成一层氧化镁保护层，取一根表面被氧化的镁条 5 克，将其投入 50 克稀盐酸中恰好完全反应，生成氢气 0.4 克。
(1) 计算该镁条中镁的质量分数。
(2) 计算反应后所得溶液中溶质的质量。
铜锌合金又叫黄铜，外观酷似黄金，极易以假乱真。某化学兴趣小组用图 I 所示装置测定黄铜中锌的含量。将足量的稀硫酸全部加入锥形瓶中，充分反应后天平示数的变化如图 II 所示。请计算：
(1) 生成氢气 g。
(2) 黄铜样品中锌的质量分数。（写出计算过程）
某课外活动小组的同学为测定假黄金（铜锌合金）的组成，称取 25 克假黄金样品置于烧杯中，用稀硫酸 100 克分 5 次加入，实验数据记录如下。求。
实验次数第1次第2次第3次第4次第5次稀硫酸的质量/克2020202020残留金属的质量/克
(1) m= 假黄金恰好完全反应是 次。
(2) 25 克假黄金样品中锌的质量为 克。
(3) 列式计算实验中产生气体的总质量是多少？
现有 10 克表面已经部分氧化（变成氧化铝）的铝片，与一定质量的稀盐酸完全反应，生成氢气 0.9 克。求这些铝片所含氧化铝的质量。
在科学家的眼里二氧化碳是可以利用的重要资源，只要有合适的条件，可以像发生光合作用那样将二氧化碳转变为所需要的产物。我国科学家陈乾旺等研究成果表明，在 440∘C 和 800 大气压条件下，二氧化碳和金属钠反应产生金刚石和碳酸钠，合成的金刚石直径最大可达 1.2 毫米，完全可以满足工业用途。
(1) 二氧化碳与金属钠反应生成金刚石和碳酸钠的化学方程式为： ，化学反应类型是 。
(2) 理论上 66 克二氧化碳可以制得多少克金刚石？（列式计算，相对原子质量：C 12 O 16 Na 23）
某兴趣小组为测定镁铝合金中各成分的质量分数，现做如下实验。取两份等质量的合金，一份与足量稀 HCl 反应产生 0.6 g H2；另一份与足量的 NaOH 溶液反应产生 0.2 g H2。已知：Mg 与 NaOH 溶液不反应，Al 与 NaOH 溶液反应的方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
试计算（写出计算过程）：
(1) 求 Mg 与稀 HCl 反应产生 H2 的质量。
(2) 求合金中 Al 的质量分数（计算结果精确到 0.1%）。
现有外观类似黄金的 CuZn 合金制品的粉末 4 g，将其放入烧杯中，加入 10 g 稀硫酸，恰好完全反应，测得烧杯内剩余固体 2.7 g。则该合金中铜的质量分数是 %。求：产生氢气的质量。
某化学兴趣小组利用电子天平对某种铁铜合金的成分进行测量。先取足量稀硫酸于烧杯中，再向其中加入 28.0 g 合金样品开始计时，并将电子天平的读数记录在下表中，请回答下列问题：
操作空烧加入加入合金加入合金加入合金加入合金加入合金杯硫酸后后5分钟后12分钟后21分钟后40分钟后3小时读数(g)
(1) 根据电子天平读数和时间的关系分析，该反应进行过程中，氢气的产生速度有什么特点？ 。
(2) 完全反应后，产生氢气的质量为 克。
(3) 合金中铜的质量分数为 。
兴趣小组的同学为了研究（Cu−Zn 合金）样品中铜的含量，取该样品 20 g 跟足量的稀硫酸充分反应，产生氢气的质量与所用稀硫酸的质量关系如图所示。请计算：
(1) 反应的硫酸质量为 g；
(2) 求样品中铜的含量。
黄铜是铜和锌的合金，某化学兴趣小组的同学在测定黄铜中铜的含量时，取黄铜样品 40 g，放入烧杯中，向其中加入 200 g 稀硫酸，恰好完全反应，反应后烧杯中剩余物的总质量为 239.6 g，请计算：
(1) 产生氢气的质量是 ；
(2) 参与反应的稀硫酸中溶质的质量是 ；
(3) 黄铜中铜的质量分数。
某化学兴趣小组用化学方法测定一种钢样品中铁的含量。同学们称取了 5.7 g 钢样品，投入装有 10.0 g 稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量也为 10.0 g）中。在化学反应过程中对烧杯（包括溶液和残余固体）进行了四次称量，记录如表（结果精确到 0.1%）：
反应时间t0t1t2t3烧杯和药品质量
(1) 反应中产生氢气 克。
(2) 这种钢样品中铁的含量是多少（要求要有过程）？
(3) 钢的类型分为：含碳质量 (C%)0.03%∼0.3% 为低碳钢；0.3%∼0.6% 为中碳钢；0.6%∼2% 为高碳钢。假设残留在烧杯中的黑色固体全部是炭，则这种钢属于 （要求要有过程）。
(4) 有同学提出：灼烧可使钢中的碳变为 CO2 挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻。可是他们将一定量的钢样品灼烧后，发现质量反而增加了很多。原因是 。
为了测定黄铜（铜、锌合金）的组成，某研究性学习小组称取该样品 10 g，向其中逐滴加入稀硫酸至刚好不再产生气体为止。反应过程中生成的气体与所用稀硫酸溶液的质量关系如下图所示，试计算样品中铜的质量分数（纯度）。
某炼铁厂购进含 Fe2O3 80% 的赤铁矿 3000 t（杂质不含铁），用这些铁矿石炼铁，计算：
(1) Fe2O3 中铁元素与氧元素的质量之比是 。
(2) 上述赤铁矿石中含 Fe2O3 的质量是 t。
(3) 上述赤铁矿石理论上可炼出铁的质量是 t。
(4) 上述赤铁矿石理论上可以炼出含铁 96% 生铁的质量是 t。
黄铜是铜和锌的合金。某化学兴趣小组的同学欲测定实验室中某黄铜样品中铜的质量分数（不考虑黄铜中的其他杂质），请你参与他们的探究过程。称量 10 g 粉末状黄铜样品放入烧杯中，量取 45 mL 稀硫酸分三次加到其中，每次充分反应后，测定生成氢气的质量，实验数据如下表：
第一次第二次第三次加入稀硫酸的体积(mL)151515生成氢气的质量(g)
试求：
(1) m 的数值是 。
(2) 此黄铜样品中铜的质量分数是多少？（写出计算过程）
答案
一、计算题（共20题）
1. 【答案】 35%
【解析】设黄铜样品（铜锌合金）中铜的质量分数。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑65210 g×(1−x)0.2 g
652=10 g×(1−x)0.2 g
x=35%。
答：黄铜样品（铜锌合金）中铜的质量分数为 35%。
2. 【答案】
(1) 0.2
(2) 设 20 g 黄铜样品粉末中锌的质量为 x
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑652x0.2 g
65x=20.2 g，
x=6.5 g，
黄铜样品中铜的质量分数为 20 g−6.5 g20 g×100%=67.5%
(3) 106.3
【解析】
(1) 根据质量守恒定律可得，黄铜粉末完全反应生成氢气总质量为 20 g+100 g−119.8 g=0.2 g。
(3) 将剩余物过滤，得到滤液的质量为 119.8 g−(20 g−6.5 g)=106.3 g。
3. 【答案】 m(Mg):m(Al)=4:3
4. 【答案】
(1) 0.2
(2) 合金中铜的质量分数为 35%
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，可知生成氢气的质量为 10 g+100 g−109.8 g=0.2 g。
(2) 设合金中锌的质量为 x。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑652x0.2 g
65x=20.2 g，x=6.5 g
合金中铜的质量分数为 10 g−6.5 g10 g×100%=35%。
5. 【答案】
(1) 0.2 g
(2) 81.25%
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，生成氢气的质量是 8 g+93.7 g−101.5 g=0.2 g
答：生成氢气的质量是 0.2 g；
(2) 设粗锌中锌的质量为 x。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑652x0.2 g
652=x0.2 g x=6.5 g
粗锌中锌的质量分数为 6.5 g8 g×100%=81.25%
答：粗锌中锌的质量分数为 81.25%。
6. 【答案】
(1) 0.2
(2) 3.5
【解析】
(1) 由质量守恒定律可知氢气的质量 =26 g+100 g−125.8 g=0.2 g。
(2) 设锌的质量为 x；
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑652x0.2 g
65x=20.2 g；
x=6.5 g；
黄铜中铜的质量 =10 g−6.5 g=3.5 g。
7. 【答案】
(1) 96%
(2) 19.475 g
【解析】
(1) 设镁的质量为 x
Mg+2HCl=MgCl+H2↑242x0.4 g242=x0.4 gx=4.8 g
该镁条中镁的质量分数为 4.8 g5 g×100%=96%
(2) 则氧化镁的质量为 5 g−4.8 g=0.2 g
则镁元素的质量为 4.8 g+0.2 g×2424+16×100%=4.92 g
氯化镁的质量为 4.92 g÷2424+35.5×2=19.475 g
或者设氯化镁的质量为 y
Mg(元素)∽∽∽∽MgCl224954.92 gy
2495=4.92 gy
y=19.475 g
8. 【答案】
(1) 0.2
(2) 设黄铜样品中锌的质量分数为 x，
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑65220.0 g x0.2 g
652=20.0 g x0.2 g，
x=32.5%。
故答案为：32.5%。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律可得，生成的氢气的质量为 290.2 g−290.0 g=0.2 g。
9. 【答案】
(1) 15.25；4
(2) 13
(3) 0.4 g
【解析】
(1) 根据表格可知，第一次加入 20 g 稀硫酸金属减少质量为：25 g−21.75 g=3.25 g，第二次加入 20 g 稀硫酸金属减少质量为：21.75 g−18.5 g=3.25 g，则第三次加入 20 g 稀盐酸剩余金属质量为：18.5 g−3.25 g=15.25 g。第四次金属减少：15.25 g−12 g=3.25 g，所以第四次恰好完全反应。
(2) 锌可以与盐酸反应而铜不与盐酸反应，残留金属质量即为：12 g，25 g 假黄金样品中锌的质量为：25 g−12 g=13 g。
(3) 设 13 g 金属 Zn 产生气体质量为 m。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑65213m
6513=2m
m=0.4 g，
答：实验中产生气体的总质量为 0.4 g。
10. 【答案】 1.9 克
【解析】设铝的质量为 x，
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑546x0.9 g54x=60.9 g
x＝8.1 g，
该铝片中氧化铝的质量为：10 g−8.1 g＝1.9 g，
答：这些铝片所含氧化铝的质量为 1.9 克。
11. 【答案】
(1) 3CO2+4Na==========440∘C和800大气压C+2Na2CO3；置换反应
(2) 解设金刚石的质量为 x
3CO2+4Na===========440∘C和800大气压C+2Na2CO31321266 gx
13266 g=12x
解得 x=6 g。
【解析】
(1) 写方程式的步骤是：一写二配三注明四等号，反应物是二氧化碳和钠，生成物是碳和碳酸钠，根据最小公倍数法配平，最后注明条件。符合置换反应的定义。
12. 【答案】
(1) 设 Al 的质量为 x，Al 与 HCl 反应产生的 H2 为 y
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑546x0.2 g
546=x0.2 g x=1.8 g
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑5461.8 gy
654=y1.8 g y=0.2 g
所以 Mg 与盐酸反应产生的 H2 的质量为 0.6 g−0.2 g=0.4 g
(2) 设 Mg 的质量为 z
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑242z0.4 g
242=z0.4 g z=4.8 g
合金中铝的质量分数为 1.8 g1.8 g+4.8 g×100%≈27.3%
答：镁与盐酸产生氢气的质量是 0.4 g，铝的质量分数为 27.3%
13. 【答案】 67.5；0.04 g
【解析】以恰好完全反应，烧杯内剩余固体为铜，所以铜的质量为 2.7 g，
则该合金中铜的质量分数是 2.7 g4 g×100%=67.5%；
则该合金中锌的质量为 4 g−2.7 g=1.3 g，
设产生氢气的质量为 x，
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑6521.3 gx
651.3g=2x，
x=0.04 g。
14. 【答案】
(1) 随着反应的进行，产生相同质量的氢气，需要的时间更多；40 分钟后不再产生氢气
(2) 0.8
(3) 20%
【解析】
(1) 由表格信息可知，随着反应的进行，产生相同质量的氢气，需要的时间更多；40 分钟后不再产生氢气。
(2) 完全反应后，产生氢气的质量为 =28.0 g+155.8 g−183.0 g=0.8 g。
(3) 设：合金中铁的质量为 x。
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑562x0.8 g
56x=20.8 g，x=22.4 g，
合金中铜的质量分数为 =28.0 g−22.4 g28.0 g×100%=20%。
15. 【答案】
(1) 9.8
(2) 67.5%
【解析】
(1) 由图可知，生成氢气的质量为 0.2 g，设硫酸的质量为 x，锌的质量为 y。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑65982yx0.2 g
65y=98x=20.2 g
x＝9.8 g
y＝6.5 g
故填：9.8。
(2) 样品黄铜中铜的含量是：20 g−6.5 g20 g×100%=67.5%；
故样品黄铜中铜的含量是 67.5%。
16. 【答案】
(1) 0.4 g
(2) 19.6 g
(3) 67.5%
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，产生氢气的质量为：200 g+40 g−239.6 g=0.4 g；
(2) 设黄铜样品中锌的质量为 x，参加反应的硫酸溶液中溶质的质量为 y，
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑65982xy0.4 g
98y=20.4 g
65x=20.4 g
x=13 g
y=19.6 g
参加反应的硫酸溶液中溶质的质量为：19.6 g。
(3) 黄铜样品中铜的质量分数为：40 g−13 g40 g×100%=67.5%。
17. 【答案】
(1) 0.2
(2) 设 5.7 g 钢样品中含铁质量为 x，则：
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑562x0.2 g
x0.2 g=562
x=5.6 g，
则这种钢样品铁的含量 =5.6 g5.7 g×100%≈98.2%。
(3) 该钢样中含碳量 =1−98.2%=1.8%，0.6%