2020-2021学年课题 3 利用化学方程式的简单计算精品练习题

第五单元  化学方程式

课题3  利用化学方程式的简单计算

基础夯实练

01  利用化学方程式计算的依据和步骤

1.根据质量守恒定律及化学方程式2Mg+O22MgO,判断下列各组数据正确的是 (    )

A.镁的质量为5g,氧气的质量为3g,氧化镁的质量为8g

B.镁的质量为4.8g,氧气的质量为3.2g,氧化镁的质量为8g

C.镁的质量为3g,氧气的质量为5g,氧化镁的质量为8g

D.镁的质量为3.2g,氧气的质量为4.8g,氧化镁的质量为8g

2.(易错题)31g红磷与50g氧气充分反应,生成五氧化二磷的质量是 (    )

A.一定等于81g B.一定小于81g C.一定大于81g D.不能确定

3.有反应2A+B=2C,现有6gA与8gB恰好完全反应后生成14gC,已知B的相对分子质量为32,则C的相对分子质量为(    )

A.7 B.14 C.28 D.56

02  直接利用化学方程式进行的计算

4.空运观赏鱼必须密封,为了解决鱼的吸氧问题,可在水中加入过氧化钙(CaO2),其与水反应的化学方程式为2CaO2+2H2=2Ca(OH)2+O2↑。若要产生3.2g氧气,应向水中投入过氧化钙的质量为              (    )

A.14.4g B.7.2g C.2g D.18.2g

5.科学家正致力于研究光催化分解水制氢气,反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑,用该方法制取12kg氢气至少需要分解多少千克的水？

6.在进行“实验活动1:氧气的实验室制取与性质”前,化学老师预计本次实验共需要收集45瓶氧气,通过计算得知:这些氧气的总质量约是16g。请计算要想制取足够的氧气,至少需要准备多少克高锰酸钾？

03  结合质量守恒定律进行的计算

7.实验室用15.8g高锰酸钾制取氧气,反应一段时间后,称得剩余固体的质量是14.8g,则剩余物是 (    )

 A.K2MnO4 B.mnO2、K2mnO4和KMnO4 C.kmnO4和K2MnO4 D.mnO2和K2MnO4

8.为了测量某石灰石矿中碳酸钙的含量,进行了如下实验:称取10g石灰石样品,反复灼烧至其质量不再改变,称量剩余固体的质量为6.7g(反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑,假设杂质不参与反应)。请计算:

(1)反应生成的CO2的质量为________g。

(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。

9.实验室有一瓶含杂质的氯酸钾。某兴趣小组利用该药品和二氧化锰制取氧气(杂质不参加反应)。实验数据记录如下图:

请回答下列问题:

(1)a=________

(2)计算受热分解的氯酸钾的质量(精确到0.1g)。

能力提升练

10.有一反应2A+3B=2C,其中A和C有如图所示的质量关系,当有20gC生成时,消耗B的质量为 (    )

A.10g B.5g C.15g D.13g

11.在化学反应A+2B=C+2D中,已知16gA与64gB恰好完全反应,生成C和D的质量比为11:9,又知B的相对分子质量为32,则D的相对分子质量为              (    )

A.9 B.12 C.18 D.36

12.将20g H2、O2的混合气体点燃,完全反应后生成18g水,则原混合物中H2和O2的质量比可能是 (    )

A.2:1 B.1:8 C.1:10 D.1:4

13.科学研究中,常通过对实验数据的分析计算,得出某未知物质的相对分子质量,从而推测该物质的分子式。某科研小组经反复实验,发现2A+3B=2C+4D中,3.2gA恰好和4.8gB完全反应,生成4.4gC。请问:

(1)同时生成D的质量为________g

(2)若D的相对分子质量为18,求A的相对分子质量(写出计算过程)。

14.实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验的相关数据如图。请回答:

(1)二氧化锰做催化剂在化学反应前后本身的________都没有发生变化。

(2)反应生成氧气的质量为________ g。

(3)参加反应的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量是多少？

15.某校兴趣小组在实验室做制取氧气的实验,他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物6.0g放入大试管中进行加热,并在不同时刻测定试管内剩余固体的质量如下表:

分析表中数据,完成下列问题:

(1)氯酸钾中钾、氯、氧三种元素的质量比为________(填最简整数比)。

(2)生成氧气的质量为________g

(3)原混合物中二氧化锰的质量是多少？(写出计算过程,计算结果精确到0.1g)

培优压轴练

16.有一种管道疏通剂,主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。工作原理是:利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内的气压,利于疏通。小柯利用如图装置测定疏通剂中铝的质量分数。

Ⅰ.取样品20g,倒入容积为200mL的锥形瓶中,然后在分液漏斗中加入水,置于电子天平上测出总质量m1

Ⅱ.打开活塞,加入足量的水充分反应,直到没有固体剩余,静置一段时间,测出总质量m2

Ⅲ.实验数据如下表:

回答下列问题:

(1)配平化学方程式: 2Al+2NaOH+2H2O＝________NaAlO2+3H2↑

(2)根据化学方程式计算样品中铝的质量分数。

(3)以下情形会导致样品中铝的质量分数测量结果偏高的有________

A.向锥形瓶中倒入样品时,洒出了部分粉末 B.在反应过程中有水蒸气逸出 

C.没有等装置中氢气全部排尽就称量

♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪♪

《参考答案及解析》

课题3  利用化学方程式的简单计算

1.B 

[解析]根据化学方程式可知,48份质量的镁和32份质量的氧气在点燃的条件下反应生成80份质量的氧化镁,即参加反应的镁、氧气和生成的氧化镁的质量之比=3:2:5。

2.B 

[解析]根据红磷燃烧的化学方程式可知,与31g红磷完全反应的氧气的质量为40g,则生成五氧化二磷的质量为31g+40g=71g,小于81g

【易错总结】误认为反应前各物质的质量总和一定等于反应后生成的各物质的质量总和

在化学方程式中,各物质之间的质量比是定值,在数值上等于相对分子质量与其化学计量数的乘积之比,这样才符合质量守恒定律中“质量总和”守恒的含义。另外,必须保证是参加反应的各物质的质量,未参加反应的物质,或过量的反应物不能计算在内。

3.C 

[解析]设C的相对分子质量为x

2A+B＝2C

32         2x

8g         14g         ＝,解得x=28

4.A 

[解析]设投入的过氧化钙的质量为x。

2CaO2+2H2O＝2Ca(OH)2+O2↑

144                     32

x                       3.2g           ＝,解得x=14.4g

5.解:设制取12kg氢气至少需要分解水的质量为x

2H2O2H2↑+O2↑

36          4x

x            12kg         =      x＝108kg

答:制取12kg氢气至少需要分解108 kg的水。

6.解:设至少需要高锰酸钾的质量为x。

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

316                 32

x                   16g      =      x=158g

答:至少需要158g高锰酸钾。

7.B 

[解析]根据质量守恒定律可知,反应生成氧气的质量为15.8g－14.8g=1g

设参加反应的高锰酸钾的质量为x

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

316                 32

x                   1g

＝    x=9.875g

通过计算可知高锰酸钾部分反应,则剩余物是剩余的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰。

8.(1)3.3

(2)解:设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x

CaCO3CaO+CO2↑

100              44

x                3.3g

＝     x=7.5g

该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为×100%=75%

答:该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%。

[解析]根据质量守恒定律可知,反应生成的CO2的质量为10g-6.7g=3.3g

(2)根据碳酸钙高温分解的化学方程式,由二氧化碳的质量可以计算出碳酸钙的质量,从而可以计算出石灰石样品中碳酸钙的质量分数。

9.(1)4.5

(2)解:设原固体混合物中氯酸钾的质量为x

2KClO32KCl+3O2↑

＝  =   x≈12.3g

答:原固体混合物中氯酸钾的质量为12.3g

[解析]根据质量守恒定律可知,二氧化锰的质量为18.2g+4.8g-185g=4.5g。由于是充分反应,所以氯酸钾完全分解,根据氯酸钾分解的化学方程式,由氧气的质量可以计算出原固体混合物中氯酸钾的质量。

10.A 

[解析]由题图可知反应过程中A和C的质量比为1:2,又因为有20gC生成,所以参加反应的A的质量为10g,根据质量守恒定律,可知消耗B的质量为20g-10g=10g

【归纳总结】根据化学方程式计算时有关步骤的注意事项

11.C

[解析]根据质量守恒定律可得,生成C、D的质量和为16g+64g=80g,已知C和D的质量比为11:9,则D的质量为36g

设D的相对分子质量为x。

A+2B＝c+2D

32×2      2x

64g        36g

＝,x=18

12.D 

[解析]设生成18g水,需要氧气的质量为x,氢气的质量为y

2H2+O22H20

4   32       36

y    x       18g

＝    y＝2g

 ＝    x=16g

剩余气体的质量为20g-18g=2g。当剩余气体是氧气时,原混合物中H2和O2的质量比为2g:(16g+2g)=1:9；当剩余气体是氢气时,原混合物中H2和O2的质量比为(2g+2g):16g=1:4。

【满分攻略】假设法在化学计算中的应用

(1)极限假设法:把研究的对象、过程、数据和变化等,经过假设,推理得到其极限值,经过分析得到正确的答案。(2)赋值假设法:解决无数值计算及字母形式的讨论和以比值形式做已知条件的这一类问题,如果能赋予一些具体的数值,则可以将抽象的知识理解成具体的有关知识的计算,可以快速变解题。

(3)中值假设法:在解题中选定研究过程中的某特殊点或是过程中的某个特殊量,经分析、推理其量变关系而求解的一种方法。

13.(1)3.6

(2)解:设A的相对分子质量为x

2A+3B=2C+4D

2x         18×4

3.2g        3.6g

＝        x=32

答:A的相对分子质量为32。

[解析](1)根据质量守恒定律可得,生成的D的质量为3.2g+4.8g-4.4g=3.6g

(2)根据质量守恒定律可求出D的质量,进而根据D的相对分子质量、A和D的质量以及对应的化学方程式求算A的相对分子质量。

14.(1)质量和化学性质  (2)1.6

(3)解:设产生1.6g氧气需要过氧化氢的质量为x

2H2O22H2O+O2↑

68          32

x           1.6g

=     x＝3.4g

答:参加反应的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为3.4g

[解析]

(1)催化剂在化学反应前后本身的质量与化学性质不变。

(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,由于有气体放出,所以反应后剩余物质的质量减小,根据质量守恒定律可知,反应前后物质总质量的差值即为放出氧气的质量。

(3)根据反应的化学方程式,由放出氧气的质量可以计算出过氧化氢的质量。

【满分攻略】解答坐标图像题应注意的问题

(1)识标:理解坐标图中纵、横坐标的含义,找出纵、横坐标的关系,联系相应的知识点。

(2)明点:明确曲线中的特殊点,如起点终点、转折点、交叉点等表示了什么化学意义。

(3)析线:明确曲线的走向、变化趋势,揭示各段曲线的变化趋势及其含义。根据纵、横坐标的含义可以得出:在一定范围内,随着“横坐标的量”的增加,“纵坐标的量”逐渐增加或减小,超过一定范围后,随“横坐标的量”的增加,“纵坐标的量”减小或增加,或者达到某种平衡状态。若为多重变化曲线坐标图,要分别揭示其变化趋势,然后对比分析,找出符合题意的曲线或结论或解题所用的数据信息等。

15.(1)78:71:96   (2)1.92

(3)解:设原混合物中氯酸钾的质量为x

2KClO32KCl+3O2↑

245               96

x                 1.92g

＝    x=4.9g

原混合物中二氧化锰的质量=6.0g-4.9g=1.1g

答:原混合物中二氧化锰的质量为1.1g

解析：(1)在氯酸钾中,钾、氯、氧三种元素的质量比为39:35.5:(16×3)=78:71:96。

(2)根据质量守恒定律,可知生成氧气的质量为6.0g-4.08g=1.92g。

(3)根据氯酸钾分解的化学方程式,由氧气的质量可以计算出氯酸钾的质量,从而可以计算出原混合物中二氧化锰的质量。

【满分攻略】解答有关表格数据分析题的方法

(1)要读懂题意,对表格数据进行分析,筛选有价值的信息,获取相关数据、性质和规律,形成解题思路。

(2)若是多组数据或条件,则需通过比较、对比,分析、确定恰好完全反应的量,即可以用于计算的量,然后依据题意设计解题方案。

16.(1)2

(2)解:由质量守恒定律可知,反应产生的氢气的质量为371.84g－371.24g=0.6g

设参加反应的铝的质量为x

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

54                       6

x                       0.6g

＝            x=5.4g

样品中铝的质量分数为×100%=27%

答:样品中铝的质量分数为27%。

(3)B

[解析]

(1)反应前铝的原子个数是2,根据化学反应前后原子的种类与各原子的数目不变可知,NaAlO2前面的化学计量数应为2。

(2)由质量守恒定律可知,反应产生的氢气的质量为371.84g-371.24g=0.6g；根据配平后的化学方程式,由氢气的质量可以计算出参加反应的铝的质量,从而可以计算出样品中铝的质量分数。

(3)向锥形瓶中倒入样品时,洒出了部分粉末,导致产生的气体减少,而计算时样品的质量依旧按照20g计算,所以测量结果会偏小；在反应过程中有水蒸气逸出,会使测定的氢气的质量偏大,求出的铝的质量偏大,使测量结果偏高；没有等装置中的氢气全部排尽就称量,装置的质量偏大,会使测定的氢气的质量偏小,求出铝的质量偏小,会使测量结果偏小。

【核心素养解读】本题借助对疏通剂中铝的质量分数的测定,体现了“科学探究与创新意识”的学科素养。

考查发现和提出有探究价值的问题,从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究的能力,在面对“异常”的现象时敢于提出自己的见解。