第三節(jié)根據(jù)化學(xué)方程式的計算和綜合應(yīng)用-2-3-一、根據(jù)化學(xué)方程式計算的步驟 解:設(shè)生成氫氣的質(zhì)量為x。Zn+H2SO4 ZnSO4+H265265 gx65 65 g=2 x解得:x=2 g答:生成氫氣的質(zhì)量為2 g。-4-二、根據(jù)化學(xué)方程式計算的注意事項1.正確書寫化學(xué)方程式。(一定要注意配平,否則會導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤)2.各有關(guān)物質(zhì)的相對分子質(zhì)量必須計算準(zhǔn)確。3.解題格式的書寫要規(guī)范化。4.注意單位的書寫要求,設(shè)未知數(shù)時不要帶單位,計算過程帶單位,在計算中注意單位的統(tǒng)一。5.代入化學(xué)方程式計算的量必須是純凈物的質(zhì)量,若是不純物,則需轉(zhuǎn)換。純凈物質(zhì)量=不純物質(zhì)量=不純物質(zhì)量(1-雜質(zhì)含量)如果為氣體體積,則將其換算成氣體質(zhì)量。氣體質(zhì)量=氣體密度 純度 氣體體積 -5-三、化學(xué)方程式與溶液、圖表、圖像結(jié)合的有關(guān)計算1.化學(xué)反應(yīng)的生成的氣體或沉淀質(zhì)量有時要通過 來計算:產(chǎn)生氣體質(zhì)量=反應(yīng)前總質(zhì)量反應(yīng)后非氣體物質(zhì)總質(zhì)量。 產(chǎn)生沉淀質(zhì)量=反應(yīng)前總質(zhì)量反應(yīng)后非沉淀物質(zhì)總質(zhì)量。 2.反應(yīng)后溶液質(zhì)量的計算(1)溶液質(zhì)量=溶質(zhì)質(zhì)量+溶劑質(zhì)量,此時要找準(zhǔn)溶劑的質(zhì)量(包括原溶液的水和生成水的質(zhì)量)(2)利用質(zhì)量守恒定律:反應(yīng)后溶液質(zhì)量=反應(yīng)前總質(zhì)量-產(chǎn)生氣體質(zhì)量-沉淀質(zhì)量(雜質(zhì))質(zhì)量守恒定律 減去 減去 -6-1.由于化學(xué)方程式是表示反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量比,因此代入方程式中的各個量必須是質(zhì)量;而且是純凈物的質(zhì)量;是實際參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量。2.涉及溶液的反應(yīng),溶液的反應(yīng)是其溶質(zhì)間發(fā)生了反應(yīng)。在計算反應(yīng)物或生成物時,代入化學(xué)方程式計算的量或從化學(xué)方程式計算出的量一定是溶質(zhì)的質(zhì)量。3.如果要從表格中找數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,可利用表格中數(shù)據(jù)的比例關(guān)系,確定恰好反應(yīng)時各物質(zhì)的質(zhì)量。4.如果要從曲線中找數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,要通過曲線的起點、轉(zhuǎn)折點和曲線的變化規(guī)律找到反應(yīng)的開始點和終止點所對應(yīng)的數(shù)據(jù);若涉及兩步反應(yīng)的,要注意第二反應(yīng)的起點判斷。-7-考點1考點2考點1根據(jù)純凈物的質(zhì)量進(jìn)行的簡單計算【例題1】過氧化鈉(Na2O2)因為能與H2O、CO2等反應(yīng)產(chǎn)生氧氣而作為供氧劑。現(xiàn)將39gNa2O2投入到足量的水中,發(fā)生如下反應(yīng):2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2。(1)請計算生成NaOH和O2的質(zhì)量。(2)若反應(yīng)開始時水的質(zhì)量為69 g,求反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析根據(jù)化學(xué)方程式的計算的突破點在于找到題中的已知和未知,在計算的過程中,涉及的已知質(zhì)量和未知質(zhì)量均要求是純凈物的質(zhì)量。-8-考點1考點2答案(1)解:設(shè)可生成NaOH和O2的質(zhì)量分別為x和y。2Na2O2+2H2O 4NaOH+O22784403239 gxyx=40 g,y=8 g答:(1)生成NaOH和O2的質(zhì)量分別是40 g、8 g;(2)反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%。規(guī)律小結(jié)根據(jù)化學(xué)方程式計算關(guān)鍵是要寫出正確的化學(xué)方程式,特別是正確的化學(xué)式及配平,然后計算要準(zhǔn)確。-9-考點1考點2考點2根據(jù)圖像、表格數(shù)據(jù)分析的計算【例題2】某研究學(xué)習(xí)小組欲測定石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù),采用的方法如下:取該石灰石樣品20 g,把80 g稀鹽酸分四次加入,實驗過程所得數(shù)據(jù)如表格(已知石灰石樣品中含有的二氧化硅等雜質(zhì)不溶于水,不與稀鹽酸反應(yīng))。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算:(1)表中n的數(shù)值為。 (2)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。 (3)求鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。-10-考點1考點2解析(1)根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知,第1、2次反應(yīng)后固體物質(zhì)減少的質(zhì)量都為5 g,而第3次反應(yīng)后固體物質(zhì)減少的質(zhì)量為3.2 g,說明此時碳酸鈣已反應(yīng)完,不再產(chǎn)生氣體,故表中n的數(shù)值為6.8。(2)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= 100%=66%。答案(1)6.8(2)66%(3)解:由題分析20 g稀鹽酸恰好能與石灰石中的5 g碳酸鈣完全反應(yīng),設(shè)第一次參與反應(yīng)的HCl質(zhì)量為x。CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2100735 gx解之得:x=3.65 g-11-考點1考點2規(guī)律小結(jié)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,要用比例的關(guān)系來確定什么時候恰好反應(yīng)。-12-考點1考點2【例題3】黃銅(銅鋅合金)是重要的金屬材料,常用來制造機械零件、儀表和日用品.為測定某黃銅材料中鋅的含量,化學(xué)研究小組進(jìn)行了實驗:稱取15.0 g此黃銅材料,向其中逐漸加入稀鹽酸,測定產(chǎn)生氣體的質(zhì)量和加入稀鹽酸的質(zhì)量,并根據(jù)實驗情況繪制了產(chǎn)生氣體質(zhì)量與加入稀鹽酸質(zhì)量的關(guān)系圖。請你仔細(xì)分析此關(guān)系圖,并進(jìn)行計算:(1)15.0 g黃銅材料中含鋅g。 (2)稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計算過程,計算結(jié)果精確到0.1%)。-13-考點1考點2解析根據(jù)曲線數(shù)據(jù)分析知道恰好反應(yīng)時生成氫氣的質(zhì)量是0.2 g。答案(1)6.5(2)解:設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為x,參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為y。Zn+2HCl ZnCl2+H265732x y0.2 gx=6.5 gy=7.3 g規(guī)律小結(jié)根據(jù)曲線中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,要找到反應(yīng)終點所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。-14-1.(2014廣東深圳)黃銅是銅和鋅的合金,某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在測定黃銅中銅的含量時,取黃銅樣品40 g,放入燒杯中,向其中加入200 g稀硫酸,恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后燒杯中剩余物的總質(zhì)量為239.6 g,請計算:(1)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是。 (2)參與反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量是。 0.4 g 19.6 g -15-(3)黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(3)解:設(shè)黃銅樣品中鋅的質(zhì)量為x。Zn+H2SO4 ZnSO4+H265 2x 0.4 g65 x=2 0.4 gx=13 g黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:(40 g-13 g)/40 g100%=67.5%答:黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.5%。-16-2.(2016廣東揭陽)工業(yè)上用電解NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2,并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品,稱為氯堿工業(yè),其流程如右圖,反應(yīng)的方程式為:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2現(xiàn)有一定濃度的NaCl溶液450 g,電解一段時間后,NaCl溶液完全反應(yīng),并且生成2 g的氫氣,請回答以下問題:(1)溶液A的溶質(zhì)為:(填溶質(zhì)的化學(xué)式)。 NaOH (2)解:設(shè)所用NaCl溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x。2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H21172450 x 2 g117 2=(450 x) 2 g解得x=26%答:所用NaCl溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26%。-17-(2)所用NaCl溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(寫出計算過程)-18-3.(2014廣東梅州)某氫氧化鈣中含有碳酸鈣雜質(zhì),稱取研細(xì)的該樣品12.4 g放入錐形瓶中,加入32.6 g水,充分振蕩形成懸濁液,再向錐形瓶中逐滴滴加鹽酸使其充分反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生,測得加入鹽酸的質(zhì)量與錐形瓶中物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系如下表所示。(1)加入鹽酸的質(zhì)量在025 g時,與鹽酸發(fā)生反應(yīng)。 (2)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為g。 氫氧化鈣 2.2 -19-(3)求樣品中氫氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計算過程,精確到0.1%)。(3)解:設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x。CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO210044x2.2 g100 x=44 2.2 gx=5 g樣品中氫氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:(12.4 g-5 g)/12.4 g100%=59.7%答:樣品中氫氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59.7%。-20-4.(2015廣東揭陽)某鋁制品的主要成分是Al和Cu,課外小組將200 g NaOH溶液不斷地加到50 g鋁制品中得到如下數(shù)據(jù)(已知金屬鋁既可以跟強酸反應(yīng)也可以與強堿反應(yīng),而金屬銅不能與強堿反應(yīng),鋁與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2)請回答以下問題:(1)該50 g鋁制品中含有g(shù)銅。 9.5 (2)解:50 g氫氧化鈉溶液消耗金屬Al的質(zhì)量為50 g-36.5 g=13.5 g,設(shè)所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量為x。2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2548013.5 g x54 13.5 g=80 xx=20 g所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:20 g/50 g100%=40%答:所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%。-21-(2)求所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?-22-5.(2015廣東佛山)某腐蝕印刷電路板的廢液中含有CuCl2和FeCl2,為了分析該廢液的組成,取1 000 g廢液,設(shè)計如下實驗方案進(jìn)行探究:實驗過程中加入廢鐵屑的質(zhì)量、析出Cu的質(zhì)量的數(shù)據(jù)記錄如下表:(注:廢鐵屑中的雜質(zhì)不溶于廢液也不與廢液反應(yīng),不考慮過濾中的損失)-23-(1)1 000 g廢液與足量廢鐵屑完全反應(yīng),析出Cu的質(zhì)量為。 (2)計算廢鐵屑中單質(zhì)Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。32 g (2)解:設(shè)20 g廢鐵屑中參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x。Fe+CuCl2 FeCl2+Cu5664x12.8 g56 x=64 12.8 gx=11.2 g所以11.2 g/20 g100%=56%答:廢鐵屑中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56%。-24-(3)計算1 000 g廢液中CuCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計算過程,結(jié)果保留小數(shù)點后一位)(4)1 000 g廢液中FeCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。(結(jié)果保留小數(shù)點后一位)(3)解:設(shè)參加反應(yīng)的氯化銅的質(zhì)量為y,生成氯化亞鐵為m。Fe+CuCl2 FeCl2+Cu13512764ym32 g135 y=64 32 g=127 my=67.5 gm=63.5 g1 000 g廢液中CuCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:67.5 g/1 000 g100%=6.75%6.8%答:1 000 g廢液中CuCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.8%。6.4% -25-6.(2014廣東揭陽)向20 g CaCO3中不斷地加入稀鹽酸,其變化圖象如圖所示。請回答以下問題:(1)當(dāng)20 g CaCO3完全反應(yīng)時,所加稀鹽酸的質(zhì)量為g。 40 g -26-(2)求所加稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(寫出計算過程)(2)解:設(shè)所加稀鹽酸的質(zhì)量為x。CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO21007320 gx100 20 g=73 xx=14.6 g所加稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6 g/40 g100%=36.5%答:所加稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%。-27-7.(2016廣東梅州)現(xiàn)有FeCl3和CuCl2的混合溶液195.2 g,向其中加入鐵粉,反應(yīng)的先后順序為:2FeCl3+Fe 3FeCl2CuCl2+Fe FeCl2+Cu。加入鐵粉質(zhì)量與反應(yīng)后溶液中剩余固體質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。(1)m(剩余固體)6.4 g時,剩余固體的成分是(填化學(xué)式),此剩余固體加入鹽酸,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (2)原FeCl3和CuCl2的混合溶液中FeCl3的質(zhì)量為g。 Cu和Fe 32.5 (3)解:設(shè)FeCl3的質(zhì)量為x,生成氯化亞鐵的質(zhì)量為y。2FeCl3+Fe 3FeCl232556381 x 5.6 gy325 x=56 5.6 g=381 yx=32.5 g,y=38.1 g設(shè)鐵與氯化銅反應(yīng)生成氯化亞鐵的質(zhì)量為z,生成銅的質(zhì)量為m。CuCl2+Fe FeCl2+Cu56127645.6 gzm56 5.6 g=127 z=64 mz=12.7 g,m=6.4 g-28-(3)求當(dāng)加入11.2 g鐵粉時,反應(yīng)后所得溶液中FeCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計算過程)-29-反應(yīng)后所得溶液中FeCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù):(38.1 g+12.7 g)/(195.2 g+11.2 g-6.4 g)100%=25.4%答:反應(yīng)后所得溶液中FeCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.4%。-30-8.(2014廣東茂名)某興趣小組需要配制100 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.8%的稀硫酸,假設(shè)常溫下該稀硫酸的pH為0。在裝有100 g該稀硫酸的燒杯中加入104.4 g Na2CO3溶液,恰好完全反應(yīng),溶液呈中性。(1)實驗室只有98%的濃硫酸,密度為1.84 g/cm3。需要量取 mL(保留一位小數(shù))濃硫酸進(jìn)行稀釋;稀釋濃硫酸的方法是 。 5.4 將濃硫酸沿?zé)诰従徸⑷胨?并且用玻璃棒不斷攪拌 -31-(2)在如圖中,畫出燒杯內(nèi)溶液的pH變化圖象。(標(biāo)出Na2CO3溶液的質(zhì)量)-32-(3)計算所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?(寫出計算過程)(3)解:設(shè)生成硫酸鈉的質(zhì)量為x,生成二氧化碳的質(zhì)量為y。Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO29814244100 g9.8%xy98 (100 g9.8%)=142 x=44 yx=14.2 g,y=4.4 g所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:14.2 g/(100 g+104.4 g-4.4 g)100%=7.1%答:所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.1%-33-9.(2014廣東佛山)菱鎂礦的主要成分是MgCO3,為了分析某菱鎂礦中鎂元素的含量,某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了實驗研究。取10 g菱鎂礦,逐漸加入未知濃度的H2SO4溶液,生成的氣體全部用NaOH溶液吸收。NaOH溶液增加的質(zhì)量記錄如下表:說明:菱鎂礦中的雜質(zhì)不溶于水,不與酸發(fā)生反應(yīng)。(1)10 g菱鎂礦與H2SO4溶液完全反應(yīng),生成CO2的質(zhì)量為。 4.4 g -34-(2)計算該菱鎂礦中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計算過程)(3)該實驗研究中所用H2SO4溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。 (2)解:設(shè)菱鎂礦中MgCO3的質(zhì)量為x。MgCO3+H2SO4 MgSO4+H2O+CO28444x4.4 g84 x=44 4.4 gx=8.4 g菱鎂礦中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù):8.4 g24/84100%=2.4 g2.4 g/10 g100%=24%答:菱鎂礦中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%。9.8% -35-(4)為避免溶液排放對環(huán)境的影響,某同學(xué)對上述反應(yīng)后溶液進(jìn)行了過濾,并在濾液中加入了1.71%的Ba(OH)2溶液。請你畫出加入Ba(OH)2溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關(guān)系圖。(作圖,并標(biāo)出曲線折點的坐標(biāo))作圖見下圖曲線 -36-10.(導(dǎo)學(xué)號79160027)(2016廣東)過氧化鈣(CaO2)是一種環(huán)境友好的化工原料,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用作漂白劑、種子消毒劑以及魚類運輸時的制氧劑等。過氧化鈣與水反應(yīng)方程式為:2CaO2+2H2O 2Ca(OH)2+O2。(1)若用150 g某過氧化鈣工業(yè)樣品可制得氧氣32 g,請計算該過氧化鈣樣品的純度(樣品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù))是多少?(1)解:設(shè)過氧化鈣的質(zhì)量為x。2CaO2+2H2O 2Ca(OH)2+O214432x32 g過氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=144 g/150 g100%=96%答:過氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%。-37-(2)往150 g上述過氧化鈣工業(yè)樣品中逐漸加入水至過量,在右圖中畫出產(chǎn)生氧氣的曲線圖。-38-(3)下表為市面上某種過氧化鈣和過氧化鈉(化學(xué)式為Na2O2,化學(xué)性質(zhì)與CaO2類似)樣品的一些數(shù)據(jù):用3 000元購買樣品制氧氣,請通過計算說明購買哪種產(chǎn)品可制得更多的O2(已知用3 000元購買過氧化鈣樣品可制得26.1 kg O2)?-39-解:設(shè)用3 000元購買過氧化鈉產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量為x。3 000元購買過氧化鈉質(zhì)量=3 000/2598%=117.6 kg2Na2O2+2H2O 4NaOH+O215632117.6 kg x答:24.1 kg26.1 kg,所以3 000元買過氧化鈣可制得更多的氧氣。