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1、專項(七)化學計算|典題訓(xùn)練|1.2019臺州高氯酸鉀(化學式為KClO4)是煙花中常用的氧化劑,可增加煙花的亮度。高氯酸鉀中氯元素的化合價為()A.-7B.-1C.+5D.+72.2019眉山廚師烹飪時常往食物中加入少量的酒和食醋,是因為酒和食醋在一定條件下能反應(yīng)生成具有香味的乙酸乙酯(化學式為C4H8O2)。關(guān)于乙酸乙酯的說法錯誤的是()A.乙酸乙酯的相對分子質(zhì)量為88B.乙酸乙酯中氫元素的質(zhì)量分數(shù)為9.1%C.乙酸乙酯中碳、氫、氧元素的質(zhì)量比為482D.1個乙酸乙酯分子是由4個碳原子、8個氫原子和2個氧原子構(gòu)成3.食醋是廚房中常用的調(diào)味品,它的主要成分是乙酸,乙酸分子的模型如圖G7-1所

2、示,其中“”代表碳原子,“”代表氫原子,“”代表氧原子。下列說法不正確的是 ()圖G7-1A.乙酸是一種化合物 B.乙酸的相對分子質(zhì)量為60C.乙酸中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為60%D.乙酸分子中的碳原子、氫原子、氧原子的個數(shù)比為121 4.工業(yè)上用100 t含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦石,理論上可以冶煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是 ()A.56 tB.58.3 tC.70 tD.72.9 t 5.2019瀘州改編我國科學家屠呦呦因成功提取了青蒿素(分子式為C15H22O5)而獲得2015年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。青蒿素的使用在全世界“拯救了幾百萬人的生命”。青蒿用乙醚浸泡,可提取其有效成分青蒿素

3、,再利用乙醚沸點低易分離的特點,回收循環(huán)利用乙醚,回答下列問題。(1)提取青蒿素的過程是(填“物理”或“化學”)變化。(2)一個青蒿素分子中含有個原子,其中碳、氫原子個數(shù)比為。(3)青蒿素的相對分子質(zhì)量是,各元素的質(zhì)量比為。6.2019杭州工業(yè)合成氨的相關(guān)反應(yīng)方程式為N2+3H22NH3。(1)合成氨的原料氣中可以通過分離空氣直接得到的是。(2)當前,原料氣H2可用天然氣來制取,理論上每生產(chǎn)1噸H2會同時產(chǎn)生5.5噸CO2。有科學家正在研究一種不生成CO2的新方法來制取原料氣H2。若需要合成8.5萬噸氨,改用新方法制取原料氣H2可以減少排放多少萬噸CO2?7.2019淮安模擬某同學用過氧化氫溶

4、液和二氧化錳制取氧氣,該同學將50 g過氧化氫溶液和1 g二氧化錳混合,化學方程式為2H2O22H2O+O2,完全反應(yīng)后,稱量剩余的混合物質(zhì)量為49.4 g。求:(1)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量是g。(2)該同學所用過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是多少?8.2016泰州工業(yè)用石灰石漿吸收廢氣中的二氧化硫,并制取石膏(主要成分為硫酸鈣)。簡易流程如圖G7-2所示,主要的反應(yīng)方程式為:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2X。圖G7-2(1)流程中石灰石加水制成石灰石漿的目的是。反應(yīng)中X的化學式為,硫元素的化合價在反應(yīng)前后的變化為。(2)減少二氧化硫的排放,主要是為了(填字母)。A.減緩溫室效應(yīng)B.減少

5、酸雨形成C.防止破壞臭氧層(3)按上述方法處理2 000 t廢氣中的SO2,至少需要含5 t碳酸鈣的石灰石漿。求廢氣中SO2的質(zhì)量分數(shù)。9.2019陜西化學興趣小組為測定某銅鋅合金中成分金屬的含量,稱取10 g樣品放入燒杯中,向其中加入100 g稀硫酸,恰好完全反應(yīng)后,測得燒杯內(nèi)所有物質(zhì)的總質(zhì)量為109.8 g。請完成下列分析及計算:(1)反應(yīng)中共生成氣體g。(2)計算合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。10.2018徐州工業(yè)上采用離子交換膜電解槽電解飽和食鹽水,可得到高濃度的燒堿溶液(含NaOH 35%48%)。某興趣小組欲驗證一化工廠生產(chǎn)的NaOH溶液是否達到了高濃度標準,進行了如下操作,請你參與計算:(

6、1)用37%的濃鹽酸配制200 g 7.3%的鹽酸,需要加水(密度為1 gmL-1)mL(結(jié)果保留一位小數(shù))。(2)采集該化工廠電解槽中的NaOH溶液20 g,向其中滴入所配制的鹽酸。當溶液的pH=7時,消耗鹽酸100 g,判斷電解槽中NaOH溶液是否達到高濃度標準。(寫出計算過程)11.2019淮安模擬將含有可溶性雜質(zhì)的某氯化鎂樣品30 g溶于水中得到不飽和溶液,再向所得溶液中逐滴滴入200 g一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的NaOH溶液(雜質(zhì)不含鎂元素且不與NaOH溶液反應(yīng))。實驗過程中,生成沉淀的質(zhì)量與滴入NaOH溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖G7-3所示。試計算:(1)恰好完全反應(yīng)時生成沉淀質(zhì)量為g。(2)樣品

7、中含鎂元素的質(zhì)量分數(shù)是多少?圖G7-312.2019鄂爾多斯為了測定一瓶標簽被腐蝕的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù),楨楨同學用小燒杯取了16 g 10%的NaOH溶液,并向其中逐滴加入該稀硫酸,反應(yīng)過程中溶液的pH與滴入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如圖G7-4所示。計算:(1)該稀硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。(2)當?shù)稳胂×蛩豳|(zhì)量為4 g時,燒杯內(nèi)溶液中鈉元素的質(zhì)量。(寫出簡單的計算過程)圖G7-413.2019達州改編我國化學家侯德榜創(chuàng)立了侯氏制堿法,為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻。在實際生產(chǎn)的產(chǎn)品碳酸鈉中會混有少量的氯化鈉,現(xiàn)有該樣品混合物20.4 g,將其放入一潔凈的燒杯中,向其中逐滴滴入7.3%的稀鹽酸,放出氣體

8、質(zhì)量與滴加稀鹽酸質(zhì)量的關(guān)系如圖G7-5所示。請回答下列問題。(1)當?shù)渭酉←}酸至圖中B點時,燒杯中溶液的pH(填“”“”“”或“=”)7。(3)所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為多少?(要求有解答過程)15.某化學興趣小組在實驗室用碳酸鈉溶液和熟石灰制取少量氫氧化鈉溶液。他們的實驗過程和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖G7-6所示。圖G7-6請計算:(1)實驗中生成沉淀的質(zhì)量為g。(2)所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。16.2019哈爾濱為了測定金屬鎂樣品中鎂的質(zhì)量分數(shù)(雜質(zhì)不含鎂元素,不溶于水,也不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)),進行了如下實驗:圖G7-7請回答下列問題。(1)上述實驗過程中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為。(2)根據(jù)

9、已知條件列出求解第一次所加的稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量(x)的比例式。(3)此鎂樣品中鎂的質(zhì)量分數(shù)為。(4)用36.5%的濃鹽酸配制200 g上述稀鹽酸,所需濃鹽酸的質(zhì)量為。(5)若將反應(yīng)后的濾液蒸發(fā)104.4 g水,無晶體析出,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為。(6)若要生產(chǎn)含鎂4.5%的鋁合金960 t,需要上述金屬鎂樣品的質(zhì)量為。17.2016蘇州為測定某市售碳酸鈣藥品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)(雜質(zhì)為SiO2與稀鹽酸不反應(yīng)),某同學的方法是:將樣品與稀鹽酸反應(yīng),測定反應(yīng)后生成的CO2質(zhì)量,再根據(jù)CO2的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量,從而計算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。為測定生成CO2的質(zhì)量,他設(shè)計了如下實驗方案(

10、已知:無水氯化鈣是常見的干燥劑):圖G7-8(1)按圖G7-8組裝好裝置。檢查裝置氣密性后,在分液漏斗中加入過量稀鹽酸,并在干燥管中加入適量無水氯化鈣固體,稱得裝置和藥品的總質(zhì)量為564.57 g;(2)在廣口瓶中加入碳酸鈣樣品,稱得裝置和藥品的總質(zhì)量為574.57 g;(3)旋緊橡皮塞,打開分液漏斗旋塞,向廣口瓶中滴加稀鹽酸,使樣品與稀鹽酸完全反應(yīng);(4)反應(yīng)結(jié)束后,稱得裝置及裝置內(nèi)所有物質(zhì)的總質(zhì)量為570.57 g。請根據(jù)上述實驗回答下列問題。(1)該方案測得樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少?(寫出解題過程,計算結(jié)果精確到0.1%)(2)該實驗中用稀鹽酸與碳酸鈣樣品反應(yīng),而不用濃鹽酸與碳酸鈣樣

11、品反應(yīng),其原因是。若實驗中不用無水氯化鈣干燥,則測得樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)與上述實驗計算結(jié)果相比(填“偏大”“偏小”或“不變”)。【參考答案】1.D解析在高氯酸鉀中,鉀元素顯+1價,氧元素顯-2價,設(shè)氯元素的化合價是x,根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零,可得(+1)+x+(-2)4=0,解得x=+7。2.C解析乙酸乙酯的相對分子質(zhì)量為124+18+162=88;乙酸乙酯中氫元素的質(zhì)量分數(shù)為1888100%9.1%;乙酸乙酯中碳、氫、氧元素的質(zhì)量比為(124)􀏑(18)􀏑(162)=614;由于分子由原子構(gòu)成,乙酸乙酯的化學式為C4H8O2,說明1個乙酸乙酯

12、分子是由4個碳原子、8個氫原子和2個氧原子構(gòu)成的。3.C4.B5.(1)物理(2)421522(3)282m(C)􀏑m(H)􀏑m(O)=9011406.(1)氮氣(或N2) (2)解:設(shè)合成8.5萬噸氨需要氫氣的質(zhì)量為x。N2+3H22NH3634x8.5萬噸634=x8.5萬噸x=1.5萬噸改用新方法制取原料氣H2可以減少排放CO2的質(zhì)量為1.5萬噸5.5=8.25萬噸。答:改用新方法制取原料氣H2可以減少排放8.25 萬噸CO2。7.(1)1.6(2)解:設(shè)所用過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x。2H2O22H2O+O26832x1.6 g6832=x1.6

13、gx=3.4 gH2O2的質(zhì)量分數(shù)為3.4 g50 g100%=6.8%。答:該同學所用過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是6.8%。8.(1)便于吸收二氧化硫氣體CO2升高(2)B(3)解:設(shè)廢氣中SO2的質(zhì)量分數(shù)為x。2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO22001285 t2 000 tx200128=5 t2 000 txx=0.16%答:廢氣中SO2的質(zhì)量分數(shù)為0.16%。9.(1)0.2(2)解: 設(shè)合金中鋅的質(zhì)量為x。Zn+H2SO4ZnSO4+H2652x0.2 g652=x0.2 gx=6.5 g合金中銅的質(zhì)量分數(shù)為10 g-6.5 g10 g100%=35%。答:合金中銅

14、的質(zhì)量分數(shù)為35%。10.(1)160.5(2)解:設(shè)參加反應(yīng)的NaOH的質(zhì)量為x。參加反應(yīng)的HCl質(zhì)量為100 g7.3%=7.3 g。NaOH+HClNaCl+H2O4036.5x7.3 g4036.5=x7.3 gx=8 gNaOH溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為8 g20 g100%=40%。由于35%40%48%,所以NaOH溶液達到了高濃度標準。答:電解槽中NaOH溶液達到高濃度標準。11.(1)11.6(2)解:設(shè)樣品中氯化鎂的質(zhì)量為x。MgCl2+2NaOH2NaCl+Mg(OH)29558x11.6 g9558=x11.6 gx=19 g樣品中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)是19 g2495100%3

15、0 g100%=16%。答:樣品中含鎂元素的質(zhì)量分數(shù)是16%。12.解:(1)設(shè)10 g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x。2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O809816 g10%x8098=16 g10%xx=1.96 g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為1.96 g10 g100%=19.6%。(2)燒杯內(nèi)溶液中鈉元素的質(zhì)量為16 g10%2340100%=0.92 g。答:(1)該稀硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為19.6%;(2)燒杯內(nèi)溶液中鈉元素的質(zhì)量為0.92 g。13.(1)(2)解:碳酸鈉完全反應(yīng)時消耗的鹽酸的質(zhì)量為100 g,對應(yīng)的溶質(zhì)的質(zhì)量為100 g7.3%=7.3 g。設(shè)該樣品混合物中碳酸鈉

16、的質(zhì)量為x。Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO210673x7.3 g10673=x7.3 gx=10.6 g答:該樣品混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為10.6 g。14.(1)11.3(2)(3)解:設(shè)20 g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x。Zn+H2SO4ZnSO4+H265981.3 gx6598=1.3 gxx=1.96 g所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為1.96 g20 g100%=9.8%。答:所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為9.8%。15.(1)10(2)解:設(shè)生成氫氧化鈉的質(zhì)量為x。Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH1008010 gx10080=10 gxx=8 g所得氫氧

17、化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為8 g185.6 g-105.6 g100%=10%。答:所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為10%。16.(1)Mg+2HClH2+MgCl2(2)732=x0.3 g(3)96%(4)40 g(5)19%(6)45 t解析(1)鎂與鹽酸反應(yīng)的化學方程式為Mg+2HClH2+MgCl2。(2)第一次所加入的150 g稀鹽酸完全反應(yīng),生成氣體的質(zhì)量為150 g+5 g-154.7 g=0.3 g。設(shè)稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量為x。Mg+2HClH2+MgCl2732x0.3 g732=x0.3 gx=10.95 g則該鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10.95 g150 g100%=7.3%

18、。(3)200 g鹽酸完全參與反應(yīng),與樣品恰好完全反應(yīng),200 g鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量為200 g7.3%=14.6 g。設(shè)鎂樣品中鎂的質(zhì)量為y,生成MgCl2質(zhì)量為z,生成H2質(zhì)量為m。Mg+2HClH2+MgCl22473295y14.6 gmz2473=y14.6 gy=4.8 g732=14.6 gmm=0.4 g7395=14.6 gzz=19 g5 g鎂樣品中鎂的質(zhì)量分數(shù)為4.8 g5 g100%=96%。(4)用36.5%的濃鹽酸配制200 g上述稀鹽酸,根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量不變,所需濃鹽酸的質(zhì)量為14.6 g36.5%=40 g。(5)反應(yīng)后的濾液的總質(zhì)量為200 g+4.8 g-0

19、.4 g=204.4 g,蒸發(fā)104.4 g水,無晶體析出,所得溶液的質(zhì)量為204.4 g-104.4 g=100 g,溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為19 g100 g100%=19%。(6)根據(jù)兩物質(zhì)中所含鎂元素相同,960 t鋁合金中含鎂的質(zhì)量為960 t4.5%=43.2 t,則需要金屬鎂樣品的質(zhì)量為43.2 t96%=45 t。17.(1)解:碳酸鈣樣品的質(zhì)量為574.57 g-564.57 g=10 g;生成二氧化碳的質(zhì)量為574.57 g-570.57 g=4 g。設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量為x。CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO210044x4 g10044=x4 gx9.09 g所以碳酸鈣樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為9.09 g10 g100%=90.9%。答:碳酸鈣樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為90.9%。(2)濃鹽酸具有揮發(fā)性,會帶來測量誤差偏大解析(2)濃鹽酸具有揮發(fā)性,所以在實驗中用稀鹽酸與碳酸鈣樣品反應(yīng),而不用濃鹽酸與碳酸鈣樣品反應(yīng)。實驗中不用無水氯化鈣干燥,會使排出的二氧化碳氣體中含有水蒸氣,導(dǎo)致結(jié)果偏大。