初中化学课题 3 利用化学方程式的简单计算学案及答案
展开【知识点一】利用化学方程式计算的依据
1.理论依据
理论依据是质量守恒定律。
2.计算依据
(1)化学方程式中反应物、生成物各物质的质量比等于各物质相对分子质量和化学计量数的乘积之比。
(2)化学方程式中各物质之间恒定的质量比是计算的依据。
【典型例题】
镁在氧气中燃烧生成氧化镁,在这反应中,镁、氧气、氧化镁的质量比( )[来:z#zstep%.&~cm^]
A.24:32:56 B.24:32:40 C.2:1:2 D.48:32:80
【答案】D
【解析】
化学反应中各物质之间的质量比等于相对分子质量和的比。
镁和氧气反应的化学方程式为:
2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO
48 32 80
故镁、氧气、氧化镁的质量比是48:32:80。
【举一反三】[来:*中~国教育出版网@^%]
1.利用化学方程式进行计算的依据是()[中国教育出版^@&网*#]
A.化学方程式表示了一种化学反应的过程
B.化学方程式表示了反应物、生成物和反应条件
C.化学方程式表示了反应前后反应物和生成物的质量关系
D.化学方程式中,各反应物质量比等于各生成物质量比
【答案】C
【解析】根据化学方程式的计算理论依据是化学方程式的量的意义(质量比、粒子数目比)。
2.复印机市场对纳米级四氧化三铁需求量很大,目前最普遍使用共沉淀法生产,其原理可表示为:FeCl2+FeCl3+NaOH→Fe3O4+H2O+NaCl,已知此反应中,各元素化合价均不变,又知Fe3O4中铁元素有+2.+3两种化合价。则参加反应的FeCl2和FeCl3中铁元素的质量比为( )
A.1:1B.2:1C.3:4D.1:2
【答案】D
【解析】
设Fe3O4中+2价的铁元素的原子的个数为x,则+3价的铁元素的原子的个数为3-x,
根据化合物中元素的正负化合价的代数和为0,得[来%:@中^国教~育出版#网]
x×(+2)+(3-x)×(+3)+(-2)×4=0,解得x=1[来*:%@中#教网&]
即+2价的铁元素的原子的个数为1,+3价的铁元素的原子的个数为2,
此反应中各元素均不变价,反应前后铁原子个数相等,+2价、+3价的铁元素的原子的个数反应前后相等,[中国^教#育出~&版%网]
则参加反应的FeCl2和FeCl3中铁元素的原子个数分别为1和2,且铁原子的相对原子质量相同,[来*@&~^:中教网]
参加反应的FeCl2和FeCl3中铁元素的质量比为1:2。
3.镁在氧气与氮气的混合气体中燃烧不仅生成氧化镁,还有少量的镁与氮气化合生成氮化镁(Mg3N2)。由此推知8 g镁在氧气与氮气的混和气体中完全燃烧后所得产物的质量可能是( )
A.13.3 gB.12 gC.11.1 gD.无法确定
【答案】B。
【解析】设镁与氧气生成的氧化镁的质量为x
2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(====,=====))2MgO
48 80
8g x
4880=8gx
x≈13.3g
设镁与氮气生成的氮化镁的质量为y
3Mg+Neq \\ac(\s\up7(点燃),\(====,=====))2Mg3N2[来#~&:中教网@%]
72 100
8g y
72100=8gy[来@~:中*%国教育出版#网]
y≈11.1g
故生成物介于11.1g到13.3g之间。
【技巧方法】
①化学方程式不仅表示什么物质参加反应和反应后生成什么物质,而且还从量的角度表示反应物和生成物各物质间的质量关系。根据化学方程式的计算就是相关知识的延续。其计算依据就是根据化学方程式所表示的反应物与生成物之间的质量关系。
②在物质化学反应体系中是按固定的质量比例关系进行反应的。这个质量比例关系即是化学方程式所表示的物质间的质量比(即物质的相对分子质量与化学计量数乘积之比)。在实验反应过程中,物质间的质量关系又有一个实际质量比。
两种方式所表示的质量比具有相等的关系。根据化学方程式的计算就是利用这个等式来求出未知的某物质的质量等求知量。
【针对训练】
1.根据质量守恒定律,2g氢气和8g氧气充分燃烧可生成水()
A.10gB.9g[www.z&^zs#tep.c*~m]
C.8.5gD.条件不足,无法确定
【答案】B[来:%中教网@#~*]
【解析】根据化学方程式可知氢气与氧气反应的质量比为1:8,即2g氢气和8g氧气充分燃烧,只能反应1g氢气,生成水的质量为9g 。故选B。
2.3g碳和8g氧气反应生成11g二氧化碳,则6g碳和8g氧气在点燃的条件下完全反应生成CO2,生成CO2的质量为()[中%^@国教育&出~版网]
A.14gB.11gC.7gD.10g
【答案】B
【解析】
由于3g碳和8g氧气反应生成11g二氧化碳,故6g碳和8g氧气在点燃的条件下完全反应时,碳会剩余3g,则生成CO2的质量为3g+8g=11g;答案:B.
3.有反应2A+5B=C+2D,A.B两种物质完全反应时的质量比为4:3,若生成C和D共280g,则反应消耗B的质量为()
A.120gB.160gC.90gD.240g
【答案】A
【解析】由质量守恒定律和2A+5B=C+2D,生成C和D共280g,则参加反应的A和B的质量之和也为280g,A.B两种物质完全反应时的质量比为4:3,故反应消耗B的质量是280g×34+3=120g。故选A。
4.已知一定质量的纯净物A跟32g氧气恰好完全反应,生成22g二氧化碳和18g水,下列说法错误的是( )
A.参加反应的A的质量是8g
B.物质A中只含有碳、氢两种元素
C.该反应中参加反应的氧气和生成的二氧化碳的分子个数比为3:1
D.物质A的化学式可能是CH4
【答案】C[w^ww.z&zstep.cm#~*]
【解析】A.由质量守恒定律,参加反应的A的质量是22g+18g-32g=8g,故选项说法正确。[来*:中国教~育出版网@^%]
B.22gCO2中含有碳元素的质量为:22g×1244×100%=6g,18g水中含有氢元素的质量为:18g×1×218×100%=2g,生成物22g二氧化碳和18g水中所含碳、氢元素的质量和=6g+2g=8g,8g=8g,则该物质中一定含有碳、氢两种元素,一定不含氧元素,故选项说法正确。
C.该反应中氧气和二氧化碳的化学计量数之比为32g3.2:22g44=2:1,故选项说法错误。[来:^zzst~ep.%cm&@]
D.根据化合物原子的个数比=元素质量比相对原子质量比=,则该物质分子中碳原子和氢原子的个数比为6g12:2g1=1:4,物质A的化学式可能是CH4,故选项说法正确。
故选:C。
【知识点二】利用化学方程式计算的步骤
[来#:*&^中教%网]
特别注意
带入化学方程式计算的量必须是纯净物的质量。
【典型例题】[来:@#z%zstep~*.cm]
将12.5g混有二氧化锰的氯酸钾固体加热至质量不再减少,冷却后称量固体的质
量为7.7g。[w~ww.zzs*tep^&.c@m]
(1)反应时生成氧气的质量为 g。
(2)计算反应前固体中二氧化锰的质量分数(要求写出计算过程)。
【答案】(1)4.8g (2)2%[来~*@:中国教育出^版#网]
【解析】[来&:@中教#*~网]
(1)反应时生成氧气的质量为:12.5g﹣7.7g=4.8g。
(2)设氯酸钾质量为x,
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───))2KCl+3O2↑,
245 96
x 4.8g
24596=x4.8g,
x=12.25g,
反应前固体中二氧化锰的质量分数是:12.5g-×100%=2%,
答:反应前固体中二氧化锰的质量分数是2%。
【方法点评】化学方程式反映各物质间的质量关系。本题待求量是体积,要先通过化学方程式求出其质量,然后再通过体积、质量、密度之间的转化关系求出体积。
【举一反三】
1.将盛有等质量、等质量分数且足量的稀盐酸的两只烧杯,放在托盘天平的左右两盘,天平平衡。在左盘烧杯中加入10克碳酸钙,若要使天平重新平衡,则右盘烧杯中应加入的物质是( )[来:中@#国教*育出版~网^]
A.10克碳酸钠B.5.6克氧化钙[来~:中国教育出^版&%网#]
C.10克碳酸镁和碳酸氢钠D.10克镁粉和铜粉
【答案】B
【解析】设加入10克碳酸钙完全反应后左盘溶液增量为x[中@#国*教育%&出版网]
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 溶液增量△M[w*w&w.zzste^~p.c@m]
100 44 100﹣44=56
10g x
10056=10gx
x=5.6g
A.设加入10克碳酸钠完全反应后左盘溶液增量为A
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 溶液增量△M
106 44 106﹣44=62
10g A
10662=10gA
A=5.85g>5.6g
天平指针偏右,不平衡,A错误,不符合题意;
B.因为CaO+H2O=Ca(OH)2,则加入5.6g氧化钙后右盘溶液的增量为5.6g,与左盘增量相等,所以天平平衡,B正确,符合题意;
C.设加入10克碳酸氢钠完全反应后左盘溶液增量为B,
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 溶液增量△M[来:z&z*step.cm%~@]
84 44 84﹣44=40
10g B
8440=10gB B=4.8g
设加入10克碳酸镁完全反应后左盘溶液增量为C
MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑ 溶液增量△M
84 44 84﹣44=40
10g C
8440=10gC C=4.8g
所以加入10g碳酸镁和碳酸氢钠后右盘溶液的增量4.8g<5.6g,天平指针偏左,不平衡,C错误,不符合题意;
D.设加入10g镁粉后右盘溶液的增量D
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 溶液增量△M
24 2 24﹣2=22
10g D
2422=10gD D=9.2g>5.6g
铜粉不与稀盐酸反应,加入10g铜粉右盘增量就为10g>5.6g,所以加入10g镁粉和铜粉后右盘的增量大于5.6g,天平指针偏右,不平衡,D错误,不符合题意;
故选:B。
2.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)二氧化锰作为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)参加反应过氧化氢溶液的质量分数是________?
【答案】(1)质量和化学性质;(2)1.6;(3)5%
【解析】(1)催化剂是在化学反应中能改变化学反应的速率,而本身的质量和化学性质不变的物质,二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的质量和化学性质都没有发生变化;
(2)根据质量守恒,反应产生氧气的质量=70g-68.4g=1.6g;
(3)设:产生1.6g氧气需要H2O2的质量为x
2H2O2eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───))2H2O+O2↑
68 32
X 1.6g[来:中国教&育出版网@~%#]
68/32=X/1.6g
X=3.4g
过氧化氢溶液的溶质质量分数=3.4g68g ×100%=5%。[www#@%.*zzstep~.cm]
3.碳酸氢钠是面点膨松剂的主要成分之一。
小芳同学研究反应2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑中NaHCO3与CO2之间量的关系。
(1)理论计算:1.26g NaHCO3粉末与足量稀硫酸反应,计算生成CO2的质量(写出计算过程)。
(2)实验分析:小芳用如图装置进行实验,向盛有足量稀硫酸的锥形瓶中加入1.26g NaHCO3粉末,完全反应至不再产生气泡。称取反应前后质量如下表,发现反应前后质量变化值 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成CO2质量的理论值,原因可能是 。
[来:zz#step^.%&~cm]
【答案】(1)0.66g (2)小于;有部分二氧化碳溶解在反应后的溶液中了。
【解析】(1)设1.26g NaHCO3完全反应时,生成CO2的质量为x。[中国*教%育#出版&网^]
2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑
168 88
1.26g x
16888=1.26gx[ww@w.#zzstep.~^cm*]
x=0.66g
答:理论上生成CO2的质量为0.66g。
(2)称取反应前后质量如下表,发现反应前后质量变化值:1.26g+24.59g﹣25.36g=0.49g,0.49g<0.66g;发现反应前后质量变化值小于生成CO2质量的理论值,因为二氧化碳能溶于水,可能是有部分二氧化碳溶解在反应后的溶液中了。故填:小于;有部分二氧化碳溶解在反应后的溶液中了。
【技巧方法】
解答这类题目,要理解和熟记根据化学反应方程式的计算步骤和格式,以及与之相关的知识等,根据所给的问题情景或图表信息等,结合所学的相关知识和技能,细致地分析题意(或图表信息)等各种信息资,按照题目要求进行认真地选择或解答。同时还要注意以下几点:
1.根据化学反应方程式的计算的审题是非常关键的,一般是抓住“三找”;即一找化学反应方程式,二找已知量和未知量x,三找用到的相对质量关系。
2.根据化学反应方程式的计算步骤和格式,一般可以简记为:“六步七行”.其中的“六步”,又可以对应着简记为:“设、方、质(分为相对质量和实际质量两行)、比、算、答”。
【拓展延伸】
(1)“设”要规范,“设某物质的质量为x”,(x是个有单位的物理量,后面无需再带单位);如果一个题目需要求几个未知量,且这几个量出现在一个化学方程式中,要一并“设”,并用不同的未知数表示。[来:中国&@%#教育出版网*]
(2)化学方程式是否正确关系到整个解题的正确性,所以首先保证方程式配平。如果不配平,则物质之间的质量比就是错误的。其次不要忘记反应条件和气体、沉淀符号。
(3)标已知量和未知量时,要把相对分子质量与化学计量数的乘积写在相应物质化学式的正下方;已知量和未知量写在相应物质的相对分子质量总和的下方,且已知量带有单位。有关物质的量左右对应,上下对齐。
(4)比例式和求解过程中以及最后的结果要带单位。[来:z#zstep%.&~cm^]
(5)化学方程式是纯净物之间发生的反应,因此已知量一定是纯净物的质量,如果题目提供的是一种混合物的质量,一定不能直接代入,要通过换算或利用质量守恒定律求出一种纯净物的质量,作为解题的突破口。
(6)计算结果要根据相应的题目要求,保留相应的位数。如果没有说明,计算结果精确到0.1%。
(7)根据题目实际写出简要答案。
【知识点三】根据化学方程式计算的常见类型
1.已知一种物质的质量,求另一种物质的质量
这种题型是按照化学方程式计算的重点,重在按计算格式进行计算。
根据化学方程式计算,实际上是利用化学方程式中各物质的质量比来计算(这是隐含的已知条件),因此只要已知化学方程式中任一反应物或生成物质量,就可求出其他物质的质量。
2.含字母的化学方程式的计算[来:~@中国^#教育%出版网]
利用含字母的化学方程式计算时,它的解题依据同样是利用相关物质的质量比列比例式计算,不过它的物质质量比是隐含的已知条件,它的计算方法一般有两种:
(1)通过相对分子质量进行转换,即用相对分子质量与化学计量数乘积表示。
(2)利用参加反应的反应物或生成物的质量来表示。
例如:在反应A+3B=2C+3D中,C和D的相对分子质量比为22∶9,若2.3 g A与足量B充分反应,生成2.7 g D,则在此反应中,参加反应的B与生成的C之间的质量比为多少?
分析:已知C.D的相对分子质量比为22∶9,那么在该反应中C.D的质量比为(22×2)∶(3×9)=44∶27,已知生成D的质量2.7 g,列比例式可求出生成C的质量4.4 g,再根据质量守恒定律可得出参加反应的B质量为2.7 g+4.4 g−2.3 g=4.8 g,那么B.C质量比为4.8 g∶4.4 g=12∶11。
解题时应注意:
(1)相对分子质量比并不一定等于物质的质量比,两者之间转换时,一定要结合化学方程式中的化学计量数。
(2)当题目中的数据较多时,不要乱,不要放弃,要学会有条理地将数据按题意写在相应物质下面,然后合理利用。[来&:中@教~#*网]
3.含杂质的反应物(或生成物)质量的计算。
(1)将含杂质的已知物质量换算为纯物质质量,其关系式为:纯度=eq \f(纯物质质量, 含杂质物质物质质量)×100%,纯物质质量=含杂质物质质量×纯度。
(2)将纯物质质量代入化学方程式进行计算。
(3)将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量:含杂质物质质量为=eq \f(纯物质质量, 纯度)。
4.气体参加反应或求气体体积的计算。
化学方程式表示的是各物质之间的质量关系,若有一定体积的气体参加反应,则先要将气体的体积换算成气体的质量;若要求出待求气体的体积数,则要先根据化学方程式求出气体的质量,再将其换算成体积。
气体的体积与气体的质量的换算关系为:气体的质量=气体的体积×气体的密度。
5.与实验相结合的化学方程式计算
在化学计算的考查中,有些地方的中考试题中往往将化学方程式计算与实验数据的分析处理综合在一起,难度较大。解答时需要认真分析实验现象,通过化学计算,得出正确结论。
6.利用坐标图像进行化学方程式的计算
(1)识标:理解坐标图中横、纵坐标的含义,找出横、纵坐标的关系,再结合教材,联系相应的知识点。
(2)明点:曲线中的特殊点(起点、终点、顶点、转折点、交叉点等)表示了什么化学意义。
(3)析线:曲线的走向、变化趋势,揭示各段曲线的变化趋势及其含义。根据横、纵坐标的含义可以得出:在一定范围内,随“横坐标量”的增加,“纵坐标量”逐渐增加或减小。超过一定范围后,随“横坐标量”的增加,“纵坐标量”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。
综上,解题时要把图像表示的意义与化学知识有机地结合起来,准确地找出图像与化学反应之间量的关系,根据化学方程式进行相关计算。
6.表格型化学方程式的计算
表格数据分析型的化学方程式计算题的特点是以表格的形式给出有关量之间的关系,根据表格中的数据进行分析、处理,最终解答有关问题。解答此类试题应注意的问题:
(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、规律,形成解题思路。
(2)若是多次或多组数据和条件,则需通过比较、对比分析、确定出恰好完全反应的量(即可以用于计算的量),然后依据题意来进行计算。[来*:%@中#教网&]
(3)要善于根据表中数据的变化规律找出与所给问题的关系。如表中显示固体(或溶液)质量不再减少、气体(或沉淀)不再增加等,即意味着反应不再进行。
【题型一】确定物质质量
1.碳酸氢钠受热易分解2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O现将12克碳酸钠和碳酸氢钠的混合物完全加热后,剩余固体8.9克,则原混合物中碳酸氢钠的质量为( )
A.7gB.8.4gC.11.8 gD.10.9g
【答案】B。
【解析】设原混合物中碳酸氢钠的质量为x。
2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O 固体差量
168 168﹣106=62
x 12g﹣8.9g=3.1g[来%#*:中^&教网]
16862=x3.1g
x=8.4g。
2.镁在氧气与氮气的混合气体中燃烧不仅生成氧化镁,还有少量的镁与氮气化合生成氮化镁(Mg3N2)。由此推知8 g镁在氧气与氮气的混和气体中完全燃烧后所得产物的质量可能是( )
A.13.3 gB.12 gC.11.1 gD.无法确定[来:^*中&%教网@]
【答案】B。
【解析】设镁与氧气生成的氧化镁的质量为x
2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(====,=====))2MgO
48 80
8g x
4880=8gx
x≈13.3g
设镁与氮气生成的氮化镁的质量为y[来:中%教~^网#@]
3Mg+Neq \\ac(\s\up7(点燃),\(====,=====))2Mg3N2
72 100
8g y
72100=8gy
y≈11.1g
故生成物介于11.1g到13.3g之间
【题型二】求相对分子质量
1.在化学反应2A+B2=2C中,已知20gA和足量B2充分反应后,生成30g C.已知B2的相对分子质量为32,则C的相对分子质量是()
A.20B.32C.48D.96
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律可知20gA和B2充分反应生成30gC时参加反应的B2质量应为30g﹣20g=10g;
设C的相对分子质量是x,则
2A+B2=2C
32 2x
10g 30g
eq \f(32,2x) = eq \f(10g,30g)
解得x=48.
故选C.
2.有下列化学方程式: A+3B=2C+2D,7gA与24gB恰好完全反应。生成D的质量是9g。若C的相对分子质量为44,则B的相对分子质量为()
A.16 B.32 C.36 D.96[www.z#z%&step^@.cm]
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律可知,7gA和24g B恰好完全反应,生成D的质量是9g,则生成的C质量应为7g+24 g-9g=22g;设B的相对分子质量是x,则
A+3B=2C+2D
3x 44×2
24g 22g
eq \f(32, 44×2) = eq \f(24g,22g)
X=32
故选B。
3.已知A+3B=2C+3D中,已知2.3gA跟4.8gB恰好完全反应生成4.4gC。又知D的相对分子质量为18,则A的相对分子质量为()
A.23B.46C.92D.96
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律,生成D的质量为:2.3g+4.8g-4.4g=2.7g,设A的相对分子质量为x,
A+3B=2C+3D
X 3×18
2.3g 2.7g
eq \f(x, 3×18) = eq \f(2.3g,2.7g) [来%^:&@中~教网]
解得x=46,故选B。
4.在“2A+3B=2C+4D”的反应中,已知8g物质A完全反应生成11g物质C和9g物质D.若A的相对分子质量为32,则物质B的相对分子质量()[来&:zz~s#t*ep.@cm]
A.16B.32C.48D.64
【答案】B
【解析】设参加反应的物质B的质量为x,B的相对分子质量为y
根据质量守恒定律,参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和[中^国&%教#育出版网*]
8g+x=11g+9g,x=12g,参加反应的物质A与参加反应的物质B的质量比为:8g:12g=(2×32):3y,y=32。
故选B。
【题型三】含杂质的相关计算
1.用1000t含有氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是( )
A.560t B.571t C.577t D.583t
【答案】c
【解析】设理论上可炼出含铁97%的生铁质量为x
Fe2O3+3COeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Fe+3CO2
160 112
1000t×80% 97%x
eq \f(160, 112)=eq \f(1000t×80%,97%x)[来:~@中^&教*网]
x≈577t
故选C。
2.充分煅烧20t含碳酸钙80%的石灰石,可制得含杂质的生石灰的质量为( )
A. 8.96t B. 11.2t C. 10t D. 12.96t
【答案】D
【解析】设充分煅烧可放出二氧化碳的质量为x
CaCO3eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))CaO+CO2↑
100 44[中~国教%&*育出^版网]
20t×80% x
eq \f(100, 44)= eq \f(20t×80%,x)[来:中*~国教%@育出版网^]
x=7.04t
可制得含杂质的生石灰的质量=20t﹣7.04t=12.96t
故选D.
【分析】根据碳酸钙煅烧分解生成氧化钙和二氧化碳的化学方程式,可由碳酸钙质量计算出放出二氧化碳的质量,再利用质量守恒定律,石灰石质量减去放出的二氧化碳气体,即得含杂质的生石灰的质量.
3.现有384t含Fe2O3 80%赤铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为( )
A. 320t B. 224t C. 206 t D. 112t[来:%&zz~s*@tep.cm]
【答案】B
【解析】384吨含Fe2O380%的赤铁矿石中含Fe2O3的质量=384吨×80%=307.2吨
307.2吨Fe2O3中含Fe元素质量=307.2吨×70%=215.04吨
则含铁96%的生铁的质量=215.04吨÷96%=224吨
观察选项,故选B.
【分析】根据冶炼过程中铁元素的质量不变,利用赤铁矿的质量计算可炼出生铁的质量.
4.某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁,假设杂质不含铁元素)来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63 t,假设在炼制过程中损失10%铁元索,则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是()
A. 120 t B. 108 t C. 96 t D. 84 t
【答案】 A
【解析】
解:含铁96%的生铁63t中铁的质量为:63t×96%;则理论上所炼铁的质量为63t×96%÷(1-10%)=63t×96%× eq \f(10,9) ;设需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为x,[来:中#国教^育@出版*网%]
3CO+Fe2O3eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Fe+3CO2
160 112
(1-20%)x 63t×96%× eq \f(10,9) [中^国教育出版&~网#@]
eq \f(160, 112)= eq \f((1-20%)x , 63t×96%× eq \f(10,9) )
解得x=120t,
故选A.
【题型四】表格型计算
1.在实验室制取氧气时,取MnO2和KClO3的固体混合物30.5g,加热至不再产生气体为止,收集到一定质量的氧气。某化学兴趣小组欲求得所制氧气的质量,他们将加热后剩余物冷却到一定温度后,通过多次加水测定剩余物质量的办法即可求出。加水的质量与剩余固体的质量见下表:(提示:MnO2是不溶于水的固体粉末)
试求:
(1)原混合物中MnO2的质量为 g。
(2)制得氧气的质量为多少克?
【答案】(1)6;(2)可制得氧气9.6克。
【解析】(1)由1和2可知加入20g水最多溶解KCl的质量为:14.5g﹣8.1=6.4gKCl,而第三、第四次加水后溶解KCl的质量为8.1g﹣6g=2.1g<6.4g,则第三次加水后KCl完全溶解,剩余的固体全部是不溶于水的MnO2,所以原混合物中MnO2的质量为6g;
(2)原混合物中KClO3质量为:30.5g﹣6g=24.5g;
(3)设可制得氧气的质量为x
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑[来~:*&%中@教网]
245 96
24.5g x
eq \f(245, 96)= eq \f(24.5g,x)
解得:x=9.6g
故答案为:(1)6;(2)可制得氧气9.6克。[中~&国^教育出#版网@]
2.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3.0 g放入大试管中加热,并在不同时刻测定试管内剩余固体物质的质量(如表):
分析表中数据,完成下列问题:
(1)完全反应后,生成氧气的质量为 0.96 g;
(2)原混合物中二氧化锰的质量分数是多少?(写出计算过程,结果精确到0.1%)[来^:*&@中~教网]
【答案】
(1)0.96;
(2)18.3%。[www.%zzst@^ep#*.cm]
【解析】解:(1)生成氧气的质量为:[来*:中国教^育&出版@网~]
3.0g﹣2.04g=0.96g
(2)设原混合物中氯酸钾的质量为x。
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
245 96
x 0.96 g
eq \f(245, 96)= eq \f(x,0.96g)
x=2.45 g
二氧化锰的质量分数为:
eq \f(3.0g-2.45g, 3.0g)×100%≈18.3%
答:原混合物中氯酸钾的质量分数为18.3%。
3.有一份铜锌合金粉末样品(设只含铜、锌),为认识其组成等,某学习小组进行了以下探究,请参与并完成有关计算:(Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑)
(1)取样品20g和足量稀硫酸充分混合,待反应完全后过滤,将滤渣洗涤,干燥后称得其质量为13.5g。该样品中铜的质量分数为 。
(2)再取三份不同质量的样品,分别加入到三份100g相同浓度的硫酸溶液中,充分反应后,测得的数据如下表:
试计算所用硫酸溶液的溶质质量分数(写出计算过程,结果精确到0.01%)。
【答案】解:[来:zzs%&te*#p.c~m]
(1)由于剩余的是铜,所以该样品中铜的质量分数为eq \f(13.5g, 20g)×100%=67.5%
(2)设硫酸质量为x。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑[来%:&中*^~教网]
98 2
x 0.25g
eq \f(98, 2)= eq \f(x,0.25g)
x=12.25g
硫酸溶液中溶质质量分数为eq \f(12.25g,100g)×100%=12.25%[来@#:中国教~^育出*版网]
答:硫酸溶液中溶质质量分数为12.25%。[来&~:#中%教网*]
【题型五】函数图像型计算
1.某同学取一定质量的氯酸钾和二氧化锰加热,记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图所示,请计算混合物中氯酸钾的质量。
[www^.%zzste~p*.c@m]
【答案】12.25g
【解析】由图象情况可知氯酸钾完全反应生成的氧气质量是4.8g
设原混合物中氯酸钾的质量为x
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
245 96
x 4.8g
eq \f(245, 96)= eq \f(x,4.8g)
x=12.25g
答:原混合物中氯酸钾的质量为12.25g。
2.向盛有一定质量铁粉的烧杯中逐滴加入稀硫酸充分反应,产生气体质量与所加稀硫酸质量的关系如图所示。请根据关系图分析并计算:(Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑)[www.z%^@z~step.c*m]
(1)铁粉反应完时,产生氢气的质量为 g。
(2)原稀硫酸中溶质的质量分数(写出计算过程)。
【答案】
(1)0.08[来:zz#step^.%&c~m]
(2)解:由图可知铁粉反应完时,产生氢气的质量为 0.08g。
设原稀硫酸中溶质的质量分数为x
由图可知10g硫酸对应0.04g氢气生成
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
98 2
10gx 0.04g[来:~@中国^#教育%出版网]
eq \f(98, 2)= eq \f(10gx,0.04g)
x=19.6%
答:原稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%。
3.某学习小组在实验室中用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,反应过程中固体质量的变化如图所示。请计算:
(1)反应结束后生成氧气的质量为 g。(结果精确到0.1g)
(2)冷却至室温,将剩余的固体溶解在85.1g水中,充分溶解后过滤,计算所得不饱和溶液中溶质的质量分数。(结果精确到0.1%)[来:zz&step%.cm@#~]
[www.z#zste&p*~.c@m]
【答案】
(1)9.6;
(2)14.9%。
【解析】
(1)根据质量守恒定律和图象可得,生成的氧气的质量为:27g﹣17.4=9.6g;
设生成氯化钾的质量为x。
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
149 96
x 9.6g[中国~教育出@*版&网%]
eq \f(149, 96)= eq \f(x,9.6g)
解得x=14.9g。
故不饱和溶液中溶质的质量分数是:eq \f(14.9g, 14.9g+85.1)×100%=14.9%
答:(2)所得不饱和溶液中溶质的质量分数14.9%。
[来#:中*反应前
反应后
NaHCO3/g
锥形瓶+稀硫酸/g
锥形瓶+反应后溶液/g
1.26
24.59
25.36
编号
1
2
3
4
加水的质量(g)
20
20
20
20
剩余固体的质量(g)
14.5
8.1
6
6
反应时间/min
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
剩余固体质量/g
2.55
2.25
2.10
2.04
2.04
实验序号
①
②
③
样品的质量/g
10
20
30
生成气体的质量/g
0.1
0.2
0.25
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