專項(xiàng)(七)化學(xué)計(jì)算|典題訓(xùn)練|1.2019·臺(tái)州高氯酸鉀(化學(xué)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(jià)為()A.-7B.-1C.+5D.+72.2019·眉山廚師烹飪時(shí)常往食物中加入少量的酒和食醋,是因?yàn)榫坪褪炒自谝欢l件下能反應(yīng)生成具有香味的乙酸乙酯(化學(xué)式為C4H8O2)。關(guān)于乙酸乙酯的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.乙酸乙酯的相對(duì)分子質(zhì)量為88B.乙酸乙酯中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.1%C.乙酸乙酯中碳、氫、氧元素的質(zhì)量比為482D.1個(gè)乙酸乙酯分子是由4個(gè)碳原子、8個(gè)氫原子和2個(gè)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所示,其中“”代表碳原子,“”代表氫原子,“”代表氧原子。下列說(shuō)法不正確的是 ()圖G7-1A.乙酸是一種化合物 B.乙酸的相對(duì)分子質(zhì)量為60C.乙酸中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%D.乙酸分子中的碳原子、氫原子、氧原子的個(gè)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(guó)科學(xué)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(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。青蒿素的使用在全世界“拯救了幾百萬(wàn)人的生命”。青蒿用乙醚浸泡,可提取其有效成分青蒿素,再利用乙醚沸點(diǎn)低易分離的特點(diǎn),回收循環(huán)利用乙醚,回答下列問(wèn)題。(1)提取青蒿素的過(guò)程是(填“物理”或“化學(xué)”)變化。 (2)一個(gè)青蒿素分子中含有個(gè)原子,其中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為。 (3)青蒿素的相對(duì)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(guò)分離空氣直接得到的是。 (2)當(dāng)前,原料氣H2可用天然氣來(lái)制取,理論上每生產(chǎn)1噸H2會(huì)同時(shí)產(chǎn)生5.5噸CO2。有科學(xué)家正在研究一種不生成CO2的新方法來(lái)制取原料氣H2。若需要合成8.5萬(wàn)噸氨,改用新方法制取原料氣H2可以減少排放多少萬(wàn)噸CO2?7.2019·淮安模擬某同學(xué)用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣,該同學(xué)將50 g過(guò)氧化氫溶液和1 g二氧化錳混合,化學(xué)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(xué)所用過(guò)氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?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(jiǎn)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(xué)式為,硫元素的化合價(jià)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?jǐn)?shù)。9.2019·陜西化學(xué)興趣小組為測(cè)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(cè)得燒杯內(nèi)所有物質(zhì)的總質(zhì)量為109.8 g。請(qǐng)完成下列分析及計(jì)算:(1)反應(yīng)中共生成氣體g。 (2)計(jì)算合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?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(yàn)證一化工廠生產(chǎn)的NaOH溶液是否達(dá)到了高濃度標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行了如下操作,請(qǐng)你參與計(jì)算:(1)用37%的濃鹽酸配制200 g 7.3%的鹽酸,需要加水(密度為1 g·mL-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(dāng)溶液的pH=7時(shí),消耗鹽酸100 g,判斷電解槽中NaOH溶液是否達(dá)到高濃度標(biāo)準(zhǔn)。(寫出計(jì)算過(guò)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?jǐn)?shù)的NaOH溶液(雜質(zhì)不含鎂元素且不與NaOH溶液反應(yīng))。實(shí)驗(yàn)過(guò)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(jì)算:(1)恰好完全反應(yīng)時(shí)生成沉淀質(zhì)量為g。 (2)樣品中含鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?圖G7-312.2019·鄂爾多斯為了測(cè)定一瓶標(biāo)簽被腐蝕的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),楨楨同學(xué)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(guò)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(jì)算:(1)該稀硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(2)當(dāng)?shù)稳胂×蛩豳|(zhì)量為4 g時(shí),燒杯內(nèi)溶液中鈉元素的質(zhì)量。(寫出簡(jiǎn)單的計(jì)算過(guò)程)圖G7-413.2019·達(dá)州改編我國(guó)化學(xué)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(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品碳酸鈉中會(huì)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,放出氣體質(zhì)量與滴加稀鹽酸質(zhì)量的關(guān)系如圖G7-5所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)當(dāng)?shù)渭酉←}酸至圖中B點(diǎn)時(shí),燒杯中溶液的pH(填“>”“<”或“=”)7。 (2)該樣品混合物中碳酸鈉的質(zhì)量。圖G7-514.2018·遂寧一些騙子常用黃銅冒充黃金騙取錢財(cái)。某同學(xué)通過(guò)查閱資料得知黃銅是鋅和銅的合金,他取一定量的某黃銅樣品放入燒杯中,再向其中分4次加入等質(zhì)量的同一稀硫酸,每次均充分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有關(guān)物質(zhì)的用量及質(zhì)量測(cè)定記錄如下表所示:實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234稀硫酸的用量/g20202020剩余固體的質(zhì)量/g108.77.47.2分析表中數(shù)據(jù),完成下列問(wèn)題。(1)所取黃銅樣品的質(zhì)量為g。 (2)第4次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后溶液的pH(填“>”“<”或“=”)7。 (3)所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(要求有解答過(guò)程)15.某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖G7-6所示。圖G7-6請(qǐng)計(jì)算:(1)實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)。16.2019·哈爾濱為了測(cè)定金屬鎂樣品中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):圖G7-7請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (2)根據(jù)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?jǐn)?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(wú)晶體析出,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?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(cè)定某市售碳酸鈣藥品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(雜質(zhì)為SiO2與稀鹽酸不反應(yīng)),某同學(xué)的方法是:將樣品與稀鹽酸反應(yīng),測(cè)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(jì)算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。為測(cè)定生成CO2的質(zhì)量,他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案(已知:無(wú)水氯化鈣是常見(jiàn)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(guò)量稀鹽酸,并在干燥管中加入適量無(wú)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(kāi)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(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題。(1)該方案測(cè)得樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?(寫出解題過(guò)程,計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)(2)該實(shí)驗(yàn)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),其原因是。若實(shí)驗(yàn)中不用無(wú)水氯化鈣干燥,則測(cè)得樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與上述實(shí)驗(yàn)計(jì)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(jià),氧元素顯-2價(jià),設(shè)氯元素的化合價(jià)是x,根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)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(duì)分子質(zhì)量為12×4+1×8+16×2=88;乙酸乙酯中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1×888×100%9.1%;乙酸乙酯中碳、氫、氧元素的質(zhì)量比為(12×4)􀏑(1×8)􀏑(16×2)=614;由于分子由原子構(gòu)成,乙酸乙酯的化學(xué)式為C4H8O2,說(shuō)明1個(gè)乙酸乙酯分子是由4個(gè)碳原子、8個(gè)氫原子和2個(gè)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?dú)?或N2) (2)解:設(shè)合成8.5萬(wàn)噸氨需要?dú)錃獾馁|(zhì)量為x。N2+3H22NH3634x8.5萬(wàn)噸634=x8.5萬(wàn)噸x=1.5萬(wàn)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(wàn)噸×5.5=8.25萬(wàn)噸。答:改用新方法制取原料氣H2可以減少排放8.25 萬(wàn)噸CO2。7.(1)1.6(2)解:設(shè)所用過(guò)氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x。2H2O22H2O+O26832x1.6 g6832=x1.6 gx=3.4 gH2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.4 g50 g×100%=6.8%。答:該同學(xué)所用過(guò)氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)為x。2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO22001285 t2 000 t×x200128=5 t2 000 t×xx=0.16%答:廢氣中SO2的質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)為10 g-6.5 g10 g×100%=35%。答:合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?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 g×7.3%=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?jǐn)?shù)為8 g20 g×100%=40%。由于35%<40%<48%,所以NaOH溶液達(dá)到了高濃度標(biāo)準(zhǔn)。答:電解槽中NaOH溶液達(dá)到高濃度標(biāo)準(zhǔn)。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?jǐn)?shù)是19 g×2495×100%30 g×100%=16%。答:樣品中含鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?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 g×10%x8098=16 g×10%xx=1.96 g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.96 g10 g×100%=19.6%。(2)燒杯內(nèi)溶液中鈉元素的質(zhì)量為16 g×10%×2340×100%=0.92 g。答:(1)該稀硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?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(shí)消耗的鹽酸的質(zhì)量為100 g,對(duì)應(yīng)的溶質(zhì)的質(zhì)量為100 g×7.3%=7.3 g。設(shè)該樣品混合物中碳酸鈉的質(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?jǐn)?shù)為1.96 g20 g×100%=9.8%。答:所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?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所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8 g185.6 g-105.6 g×100%=10%。答:所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?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(xué)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?jǐn)?shù)為10.95 g150 g×100%=7.3%。(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 g×7.3%=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?jǐn)?shù)為4.8 g5 g×100%=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-0.4 g=204.4 g,蒸發(fā)104.4 g水,無(wú)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?jǐn)?shù)為19 g100 g×100%=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 t×4.5%=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?jǐn)?shù)為9.09 g10 g×100%=90.9%。答:碳酸鈣樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.9%。(2)濃鹽酸具有揮發(fā)性,會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差偏大解析(2)濃鹽酸具有揮發(fā)性,所以在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中不用無(wú)水氯化鈣干燥,會(huì)使排出的二氧化碳?xì)怏w中含有水蒸氣,導(dǎo)致結(jié)果偏大。