2022年中考化学压轴易错专题14：化学计算与分析（含答案解析）

专题14：化学计算与分析

化学计算是借助于用数学计算的知识，从量的方面来对化学的概念或原理加深理解或通过计算进一步掌握物质的性质及其变化规律。试题内容在注重化学与生活、生产、科技等联系的同时，还渗透了化学知识与图像、图表，信息、实验等的融合，通过计算还能培养分析、推理、归纳等逻辑思维能力和解决实际问题的能力。

一、要深刻理解化学方程式的含义，理解反应物和生成物在微观上和质量上的关系。

1．化学方程式书写首先要正确，且配平；

2．计算步骤要完整，格式要正确，计算结果要准确；

3．计算时，各量的单位要统一，代入方程式中计算的质量应是纯净物的质量，如果是不纯物质的量，需要乘以相应的质量分数转化为纯净物的量。

二、正确掌握几种常用换算关系：

1．溶质、溶剂、溶液的质量与溶质质量分数的相互换算关系，即：

溶质的质量分数＝溶质的质量/溶液的质量×100%＝溶质的质量/(溶质的质量＋溶剂的质量)×100%。

2．溶质的质量分数与溶液的体积、密度的换算关系，即：溶液的质量＝溶液的体积×溶液的密度

3．在涉及化学反应中溶液、溶质质量的计算时，要注意根据质量守恒定律计算反应后溶液的质量，即：

反应后溶液的质量＝反应前各物质的质量总和－生成沉淀的质量(气体的质量)－反应物中不溶性固体杂质的质量。

三、化学计算题具有以下特点

更加突出了化学学科特点，与科学、生产生活实际联系更加紧密；相关学科的渗透更加密切，特别是数学，题示信息文字更加简洁明了；融合化学现象、推理和判断、定量计算、新情景于一体的理论联系实际综合性计算是主流，同时还有所涉及化学反应为初中化学最基础的化学反应，原理简单，计算量不大，数据容易处理，注重解题过程的规范化等特点。

一、虽然各种计算题题型不同，但是解题程序基本上是相同的，主要有以下四步：

1．审题：就是要审清题意，从题目中提取出有用信息，理清题目中涉及到的化学反应，找出已知量和未知量，这是解题中非常重要的一步；

2．析题：就是运用所学的化学概念、化学理论、元素化合物等知识沟通已知量和未知量，找出它们之间的关系，为解题做好准备，这是解题中最关键的一步；

3．答题：就是在审题、析题的基础上，选择适当的方法，设出恰当的未知数，简洁而准确地写出完整的解题过程。

4．检验：就是检查解题所依据的化学原理是否正确，化学方程式是否配平、化学式的书写是否有误、单位是否正确、结果是否准确等。

【易错练习】

1．（2021·江苏扬州）为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取2.0g石灰石样品于烧杯中，将20g稀盐酸分4次加入样品中，充分反应后经过滤、干燥、称重，得实验数据如下：

已知石灰石中的杂质既不与盐酸反应，也不溶解于水。下列说法正确的是

A．第三次实验后碳酸钙无剩余 B．第四次实验后盐酸无剩余

C．盐酸中HCl的质量分数是3.65% D．样品中碳酸钙的质量分数是85%

2．（2021·四川乐山）烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg，向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸，测得剩余固体的质量与加入稀盐酸的体积的关系如图所示。下列有关结论正确的是

①加入V1mL稀盐酸时，剩余固体中不含锌

②加入V2mL稀盐酸时，溶液中的溶质为FeCl3和ZnCl2

③整个过程中发生反应均为置换反应

④反应中产生氢气的质量一定小于g

⑤剩余固体质量m、n与稀盐酸的体积V1、V2的数量关系为

A．①②③④ B．①③④ C．①③⑤ D．①③④⑤

3．（2021·四川德阳）碳酸氢钠(NaHCO3)是发酵粉的主要成分，常用于制作糕点、馒头的发泡剂。某同学为探究发酵粉样品中NaHCO3的质量分数，他取样品20.0g，进行如下实验探究：

假设样品中除NaHCO3之外的其他成分加热不发生变化，也不与盐酸反应，直接进入固体B中。下列判断正确的是

A．加热产生CO2的质量为3.1g

B．固体A中含有Na2CO3的质量为7.5g

C．蒸发结晶得到的固体B中含有剩余的HCl

D．原发酵粉样品中的NaHCO3的质量分数为84.0%

4．（2021·四川南充）某化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，先将10g样品放入烧杯中，再把100g稀盐酸分5次加入该样品中（该实验条件下，杂质不与酸反应，也不溶解于水，忽略稀盐酸挥发），得实验数据如表格。

（1）10g石灰石样品中碳酸钙的质量分数是______。

（2）求稀盐酸的溶质质量分数（写出计算过程，结果精确到0.1%）

5．（2021·湖南常德）实验室需要1.2g氧气，若用加热分解高锰酸钾的方法制取这些氧气，消耗高锰酸钾的质量是多少？（计算结果精确至0.1）

1.《天工开物》中记载了金属的冶炼技术。在锌的冶炼方法中，主要反应之一为。若制得65kgZn，计算参加反应的ZnO的质量（写出计算过程及结果）。

2.曼曼称取55g氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气，待固体质量不再改变后，她将剩余固体加入到119.2g水中，充分搅拌后过滤，得到滤渣和一不饱和溶液，再将滤渣洗涤干燥后称得其质量为6g。请计算所得溶液中溶质的质量分数。

3.我国科学家已成功利用新型催化剂将二氧化碳和氢气合成甲醇，甲醇的化学式为CH3OH。试计算：

（1）甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量比是______。

（2）生成128 g甲醇消耗二氧化碳的质量是______g。

4.某品牌炉具清洁剂的有效成分是氢氧化钠，化学兴趣小组的同学测定该炉具清洁剂中氢氧化钠的含量。取100 g炉具清洁剂倒入烧杯中，逐次加入质量分数为9.8%的稀硫酸，测出溶液的pH随加入稀硫酸的质量变化关系如图所示。完成下列问题：

（1）当pH＝13时，溶液中所含的溶质是______（填化学式）。

（2）当恰好中和时，消耗的稀硫酸的质量为______。

（3）计算该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量分数（写出计算过程）。

5.绿色环保是未来工业发展的方向，我市锰矿资源丰富，某电解锰厂排放的废液中可能含有少量硫酸，某校兴趣小组同学取该废液样品100g，加入某碱性M物质充分反应后得到的相关数据如右下图（废液中其它物质不与M物质反应）。请根据相关知识和图表信息回答下列问题。

（1）从经济和效果考虑，该电解锰厂应选择什么物质除去废液中硫酸？

（2）该反应的基本类型是______。

（3）计算废液中硫酸的质量分数（写出计算过程）。

6.某品牌补钙剂的主要成分是碳酸钙，实验小组的同学取该补钙剂2.5g，加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸至不再有气泡产生，共收集到二氧化碳0.88g(补钙剂中其他成分均不与稀盐酸反应)。请计算。

(1)该补钙剂中碳酸钙的质量分数。

(2)所用稀盐酸的质量。

7.实验室中有一包CaCl2和CaCO3的混合物，化学活动小组同学为测定该混合物中CaCO3的含量，取20g样品于烧杯中，向其中加入足量的稀盐酸，测得生成的气体与加入稀盐酸的质量关系如图所示，请回答下列问题：

（1）恰好完全反应时，产生的气体质量为______g。

（2）求样品中CaCO3的质量分数。

（3）求恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数。

8.化学兴趣小组为测定某小苏打样品（含NaCl杂质）中碳酸氢钠的含量，进行以下实验：称取10.0g样品，放入锥形瓶中，加水溶解。向该溶液中分两次加入稀盐酸，发生反应，锥形瓶及溶液质量的变化如图所示（忽略CO2在水中的溶解）。请计算：

（1）NaCl的化学式量为______。

（2）当第一次加入40.0g盐酸时，产生二氧化碳的质量是______g。

（3）样品中 NaHCO3的质量分数。

专题14：化学计算与分析

化学计算是借助于用数学计算的知识，从量的方面来对化学的概念或原理加深理解或通过计算进一步掌握物质的性质及其变化规律。试题内容在注重化学与生活、生产、科技等联系的同时，还渗透了化学知识与图像、图表，信息、实验等的融合，通过计算还能培养分析、推理、归纳等逻辑思维能力和解决实际问题的能力。

一、要深刻理解化学方程式的含义，理解反应物和生成物在微观上和质量上的关系。

1．化学方程式书写首先要正确，且配平；

2．计算步骤要完整，格式要正确，计算结果要准确；

3．计算时，各量的单位要统一，代入方程式中计算的质量应是纯净物的质量，如果是不纯物质的量，需要乘以相应的质量分数转化为纯净物的量。

二、正确掌握几种常用换算关系：

1．溶质、溶剂、溶液的质量与溶质质量分数的相互换算关系，即：

溶质的质量分数＝溶质的质量/溶液的质量×100%＝溶质的质量/(溶质的质量＋溶剂的质量)×100%。

2．溶质的质量分数与溶液的体积、密度的换算关系，即：溶液的质量＝溶液的体积×溶液的密度

3．在涉及化学反应中溶液、溶质质量的计算时，要注意根据质量守恒定律计算反应后溶液的质量，即：

反应后溶液的质量＝反应前各物质的质量总和－生成沉淀的质量(气体的质量)－反应物中不溶性固体杂质的质量。

三、化学计算题具有以下特点

更加突出了化学学科特点，与科学、生产生活实际联系更加紧密；相关学科的渗透更加密切，特别是数学，题示信息文字更加简洁明了；融合化学现象、推理和判断、定量计算、新情景于一体的理论联系实际综合性计算是主流，同时还有所涉及化学反应为初中化学最基础的化学反应，原理简单，计算量不大，数据容易处理，注重解题过程的规范化等特点。

一、虽然各种计算题题型不同，但是解题程序基本上是相同的，主要有以下四步：

1．审题：就是要审清题意，从题目中提取出有用信息，理清题目中涉及到的化学反应，找出已知量和未知量，这是解题中非常重要的一步；

2．析题：就是运用所学的化学概念、化学理论、元素化合物等知识沟通已知量和未知量，找出它们之间的关系，为解题做好准备，这是解题中最关键的一步；

3．答题：就是在审题、析题的基础上，选择适当的方法，设出恰当的未知数，简洁而准确地写出完整的解题过程。

4．检验：就是检查解题所依据的化学原理是否正确，化学方程式是否配平、化学式的书写是否有误、单位是否正确、结果是否准确等。

【易错练习】

1．（2021·江苏扬州）为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取2.0g石灰石样品于烧杯中，将20g稀盐酸分4次加入样品中，充分反应后经过滤、干燥、称重，得实验数据如下：

已知石灰石中的杂质既不与盐酸反应，也不溶解于水。下列说法正确的是

A．第三次实验后碳酸钙无剩余 B．第四次实验后盐酸无剩余

C．盐酸中HCl的质量分数是3.65% D．样品中碳酸钙的质量分数是85%

【答案】D

【详解】

A、根据表格可知每次加入5g稀盐酸反应0.5g碳酸钙，而第四次反应加入5g稀盐酸反应0.2g碳酸钙，因此第三次实验后碳酸钙有剩余，错误；

B、结合选项A，第四次实验后加入5g稀盐酸反应0.2g碳酸钙，因此碳酸钙无剩余盐酸有剩余，错误；

C、设盐酸的溶质质量分数为x

x=7.3%，不符合题意；

D、2.0g石灰石样品中碳酸钙质量为1.7g，样品中碳酸钙的质量分数是，符合题意。

故选D。

2．（2021·四川乐山）烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg，向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸，测得剩余固体的质量与加入稀盐酸的体积的关系如图所示。下列有关结论正确的是

①加入V1mL稀盐酸时，剩余固体中不含锌

②加入V2mL稀盐酸时，溶液中的溶质为FeCl3和ZnCl2

③整个过程中发生反应均为置换反应

④反应中产生氢气的质量一定小于g

⑤剩余固体质量m、n与稀盐酸的体积V1、V2的数量关系为

A．①②③④ B．①③④ C．①③⑤ D．①③④⑤

【答案】B

【详解】

①盛有锌粉和铁粉的混合物mg，向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸，稀盐酸先和锌粉反应生成氯化锌和氢气，再和铁粉反应生成氯化亚铁和氢气，加入V1mL稀盐酸时，表示锌与稀盐酸恰好完全反应，剩余固体中不含锌，正确。

②加入V2mL稀盐酸时，表示铁粉恰好完全反应，稀盐酸先和锌粉反应生成氯化锌和氢气，再和铁粉反应生成氯化亚铁和氢气，，溶液中的溶质为FeCl2和ZnCl2，选项错误。

③稀盐酸先和锌粉反应生成氯化锌和氢气，再和铁粉反应生成氯化亚铁和氢气，反应物是单质和化合物，生成物是单质和化合物，整个过程中发生反应均为置换反应，正确。

④混合物全是锌粉生成氢气，全是铁粉生成氢气，烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg，反应中产生氢气的质量一定小于g，大于，正确。

⑤剩余固体质量m-n表示反应锌的质量，n表示铁的质量，V1表示锌生成氢气质量，V2-V1表示铁生成氢气质量，

，

故==，选项错误。

故①③④正确，故选：B。

3．（2021·四川德阳）碳酸氢钠(NaHCO3)是发酵粉的主要成分，常用于制作糕点、馒头的发泡剂。某同学为探究发酵粉样品中NaHCO3的质量分数，他取样品20.0g，进行如下实验探究：

假设样品中除NaHCO3之外的其他成分加热不发生变化，也不与盐酸反应，直接进入固体B中。下列判断正确的是

A．加热产生CO2的质量为3.1g

B．固体A中含有Na2CO3的质量为7.5g

C．蒸发结晶得到的固体B中含有剩余的HCl

D．原发酵粉样品中的NaHCO3的质量分数为84.0%

【答案】D

【详解】

A、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，样品20.0g加热后剩余固体质量为16.9g，根据质量守恒定律可知同，生成二氧化碳和水的质量和为3.1g，说法错误；

B、样品20.0g加热后剩余固体质量为16.9g，生成二氧化碳和水的质量和为3.1g，根据可知，生成二氧化碳和水的质量比为44:18，则生成固体A过程，生成二氧化碳和水的质量分别为2.2g、0.9g，设固体A中含有Na2CO3的质量为x，则

解得x=5.3g，说法错误；

C、盐酸具有挥发性，蒸发结晶得到的固体B中不会含有剩余的HCl，说法错误；

D、根据钠元素守恒，设原发酵粉样品中的NaHCO3的质量为y，则

解得y=16.8g；

原发酵粉样品中的NaHCO3的质量分数为，说法正确；

故选：D。

4．（2021·四川南充）某化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，先将10g样品放入烧杯中，再把100g稀盐酸分5次加入该样品中（该实验条件下，杂质不与酸反应，也不溶解于水，忽略稀盐酸挥发），得实验数据如表格。

（1）10g石灰石样品中碳酸钙的质量分数是______。

（2）求稀盐酸的溶质质量分数（写出计算过程，结果精确到0.1%）

【答案】（1）充分反应后，最后剩余固体的质量为2g，说明10g样品中杂质的质量为2g，10g石灰石样品中碳酸钙的质量分数是。

（2）比较第一、二次的数据可知：20g盐酸完全反应可以消耗碳酸钙的质量为10g-8g=2g，设20g稀盐酸中溶质的质量为x

稀盐酸中溶质质量分数。

答：稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。

5．（2021·湖南常德）实验室需要1.2g氧气，若用加热分解高锰酸钾的方法制取这些氧气，消耗高锰酸钾的质量是多少？（计算结果精确至0.1）

【答案】11.85g
解：设消耗高锰酸钾的质量是x

x=11.85g
答：消耗高锰酸钾的质量是11.85g。

1.《天工开物》中记载了金属的冶炼技术。在锌的冶炼方法中，主要反应之一为。若制得65kgZn，计算参加反应的ZnO的质量（写出计算过程及结果）。

【答案】81kg

解：设参加反应氧化锌质量为x。

x=81kg

答：参加反应的ZnO的质量81kg。

2.曼曼称取55g氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气，待固体质量不再改变后，她将剩余固体加入到119.2g水中，充分搅拌后过滤，得到滤渣和一不饱和溶液，再将滤渣洗涤干燥后称得其质量为6g。请计算所得溶液中溶质的质量分数。

【答案】氯酸钾的质量为：

解：设氯酸钾完全分解生成氯化钾的质量为x

所得溶液中溶质的质量分数为：

答：所得溶液中溶质的质量分数为20%。

3.我国科学家已成功利用新型催化剂将二氧化碳和氢气合成甲醇，甲醇的化学式为CH3OH。试计算：

（1）甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量比是______。

（2）生成128 g甲醇消耗二氧化碳的质量是______g。

【答案】（1）甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量比是：12:4:16=3：1：4
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，二氧化碳中碳元素的质量与甲醇中碳元素的质量相同，甲醇中碳元素的质量为：，消耗二氧化碳的质量是：

4.某品牌炉具清洁剂的有效成分是氢氧化钠，化学兴趣小组的同学测定该炉具清洁剂中氢氧化钠的含量。取100 g炉具清洁剂倒入烧杯中，逐次加入质量分数为9.8%的稀硫酸，测出溶液的pH随加入稀硫酸的质量变化关系如图所示。完成下列问题：

（1）当pH＝13时，溶液中所含的溶质是______（填化学式）。

（2）当恰好中和时，消耗的稀硫酸的质量为______。

（3）计算该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量分数（写出计算过程）。

【答案】（1）Na2SO4、NaOH
（2）50 g
（3）解：设100 g炉具清洁剂中NaOH的质量为x

解得x＝4 g
该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量分数
答：该炉具清洁剂中氢氧化钠的质量分数为4%。

【解析】

（1）当pH＝13时，溶液显碱性，没有完全反应，氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，溶液中的溶质有Na2SO4、NaOH；

（2）根据图可知，恰好反应知溶液的pH为中性，消耗稀硫酸的质量为50g。

5.绿色环保是未来工业发展的方向，我市锰矿资源丰富，某电解锰厂排放的废液中可能含有少量硫酸，某校兴趣小组同学取该废液样品100g，加入某碱性M物质充分反应后得到的相关数据如右下图（废液中其它物质不与M物质反应）。请根据相关知识和图表信息回答下列问题。

（1）从经济和效果考虑，该电解锰厂应选择什么物质除去废液中硫酸？

（2）该反应的基本类型是______。

（3）计算废液中硫酸的质量分数（写出计算过程）。

【答案】（1）熟石灰

（2）复分解反应

（3）解：设废液中溶质硫酸的质量为，则：

则废液中硫酸的质量分数为：

答：废液中硫酸的质量分数为4.9%。

【解析】

（1）根据题干信息，某电解锰厂排放的废液中可能含有少量硫酸，加入某碱性M物质来除去废液中的硫酸，从经济和可行方面考虑，可以选择熟石灰处理该废水中的硫酸，熟石灰是氢氧化钙的俗称，熟石灰是一种碱，能与酸反应，且其价格较为便宜，因此用熟石灰来中和废液中的硫酸。故填：熟石灰。

（2）通过分析可知，氢氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙和水，该反应是由两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应。故填：复分解反应。

（3）通过分析可知，向100g废液样品中加入氢氧化钙，氢氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙和水，由图像信息可知，当加入3.7g氢氧化钙时，废液的pH=7，即此时氢氧化钙与硫酸恰好完全反应；详见答案。

6.某品牌补钙剂的主要成分是碳酸钙，实验小组的同学取该补钙剂2.5g，加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸至不再有气泡产生，共收集到二氧化碳0.88g(补钙剂中其他成分均不与稀盐酸反应)。请计算。

(1)该补钙剂中碳酸钙的质量分数。

(2)所用稀盐酸的质量。

【答案】设补钙剂中碳酸钙的质量为x，稀盐酸中溶质的质量为y

解x=2g

y=1.46g

(1)碳酸钙的质量分数=

(2) 稀盐酸的质量=1.46g÷7.3%=20g

答：该补钙剂中碳酸钙的质量分数为80%，稀盐酸的质量为20g。

【解析】

（2）溶液质量=溶质质量除以溶质质量分数。

7.实验室中有一包CaCl2和CaCO3的混合物，化学活动小组同学为测定该混合物中CaCO3的含量，取20g样品于烧杯中，向其中加入足量的稀盐酸，测得生成的气体与加入稀盐酸的质量关系如图所示，请回答下列问题：

（1）恰好完全反应时，产生的气体质量为______g。

（2）求样品中CaCO3的质量分数。

（3）求恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数。

【答案】（1）4.4

（2）解：设样品中CaCO3的质量为x，反应生成的氯化钙质量为y。

  x=10g

   y=11.1g

样品中CaCO3的质量分数为：

答：样品中CaCO3的质量分数为50%。

（3）恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数为：

答：恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数为21.1%。

【分析】

因为样品中只有碳酸钙能和盐酸反应生成二氧化碳，所以根据图中反应生成的二氧化碳质量可以求出样品中碳酸钙的质量，同时根据二氧化碳的质量还可以求出反应生成的氯化钙质量。根据图示，恰好完全反应时所用盐酸质量为84.4g，因此恰好完全反应时所得溶液的质量为：盐酸的质量+样品质量-二氧化碳的质量，溶液中的溶质是氯化钙，氯化钙一部分来自于原来样品，一部分来自于反应生成。

【解析】

（1）根据图示，恰好完全反应时产生的气体质量为4.4g。

8.化学兴趣小组为测定某小苏打样品（含NaCl杂质）中碳酸氢钠的含量，进行以下实验：称取10.0g样品，放入锥形瓶中，加水溶解。向该溶液中分两次加入稀盐酸，发生反应，锥形瓶及溶液质量的变化如图所示（忽略CO2在水中的溶解）。请计算：

（1）NaCl的化学式量为______。

（2）当第一次加入40.0g盐酸时，产生二氧化碳的质量是______g。

（3）样品中 NaHCO3的质量分数。

【答案】（1）58.5

（2）4.4g

（3）解：设碳酸氢钠质量分数为x。

x=84%

答：样品中 NaHCO3的质量分数84%。

【解析】

（1）NaCl的化学式量为35.5+23=58.5；

（2）产生二氧化碳的质量是208.8g+40g-244.4g=4.4g。