浙江省中考科学化学部分复习专题8化学式和化学反应的计算专题测试卷2017071839.wps
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1、化学式和化学反应的计算 年 级: 辅导科目:科学 课时数:3 3 课 题 化学式和化学反应的计算 教学目的 教学内容 一. . 有关化合物中元素的质量比和质量分数的计算 例 1 1.多少吨 NH 4 NO3 的含氮量和 1 吨尿素CO(NH2 )2 的含氮量相当? 解题思路:由一定量的一种物质中所含某元素的质量,求含有相同质量的该元素的另一种物质的量.通常用关系式 法进行计算。本题根据化学式 NH4 NO3 中所含氮原子数与化学式CO(NH2 )2 中所含氮原子数相等这一关系解题。 解: 设和一吨尿素含氮量相当的 NH4 NO3 的质量为 x 关系式: CO(NH 2 )2 NH4 NO3 已
2、知量: 60 80 未知量: 1 吨 x 比例式: 练习题: 60 1 吨 80 x x1.33(吨) 18g 水(H 2 O)中所含氧元素与多少克 CO2 中所含氧元素的质量相同?(答案:22g) 例 2.2.求氧元素质量相等的 CO和 CO2 和质量比 解题思路由于 2CO和 CO2 的氧原子个数相等,即氧元素质量相等,故可按等效相同氧原子的方法,即”等效化学 ”式 巧解此题。 解: 关系式: 2CO CO2 物质质量比: 56 44 即 56份质量的 CO 和 44份 CO2 中所含氧元素的质量相等 引申发散求等质量的 CO和 CO2 中,所含氧元素的质量比(答案:44:56) 从此答案
3、中你是否能找到一种解题诀窍? 练习题: 1.氧原子个数相等的 SO2 和 SO3 的质量比是多少?(答案:16:15) 1 2.纯净的 SO2 气体和纯净的 SO3 气体各一瓶中,硫元素的质量比为 5:1,则 SO2 和 SO3 的质量比是( ) A.1:1 B.4:1 C.4:5 D.2:5 (答案:B ) 例 3.3.有一不纯的硫酸铵样品的含氮质量百分含量是 20%,则该样品含硫酸铵的纯度是多少? 解题思路: 若样品中含 (NH 4 )2 SO4 100%则含氮的质量分数为 2N (NH 4 ) SO 2 4 X100%21.2% 解 1:设样品中(NH 4 )2 SO4 的纯度为 x%,
4、则: (NH4 )2 SO4 2N 100% x% 20% 21.2% 得样品中(NH 4 )2 SO4 纯度为 94.3% 解 2:关系式法: (NH4 )2 SO4 2N 132 28 x 20 x94.3 得样品中(NH 4 )2 SO4 纯度为 94.3% 很明显,关系式法解此题方便。 练习题: 某氨水中氨(NH3 )的含量为 8.5%,1000g 该氨水中氮元素的质量为( ) A.7% B.7g C.70g D.85g (答案:C) 引申发散:某 NH 4 NO3 样品中混有一种其他氮肥,经分析产品中氮元素质量分数为 20%。那么,该样品中可能含有的 氮肥:( ) A. (NH4 )
5、2 SO4 B. NH4 Cl C.CO(NH2 )2 D. NH4 HCO3 解题思路:”在解答混合物成分判断选择题中用 平均值 原理,会大大简化计算中的步骤:样品含氮元素质量分数 的平均值为 20%,纯 NH 4 NO3 含氮元素质量分数为 35%。因此混入的氮肥含氮元素质量分数必小于 20%。 (答案:D) 练习题: 1.有一不纯的 NH 4 NO3 样品,经分析知道,200g样品中含氮元素 60g(杂质中不含氮元素)。求样品中 NH4 NO3 的质量 分数。(答案:85:72) 2.有一不纯的石灰石样品,经分析知道它有 9%的碳,则该样品里含 CaCO3 的质量分数为( ) A.9%
6、B.12% C.25% D.75% (答案:D) 3.MgO,MgSO4 和 MgHPO4 组成的混合物中镁元素的质量分数为 33%,则混合物中氧元素的质量分数为多少? 2 解题思路:三种物质的组成元素为五种,这为一类特殊的物质组成计算题。解题的优选方法是 ”拆分法”。可将三种 物质分析为 MgO、MgO.SO3 、 MgO.HPO3 。 (答案:49%) 4.由硫酸铁和硫酸亚铁组成的混合物,经测定知其中硫元素的质量分数为 a%,则混合物中铁元素的质量分数为( ) A.1a% B.12a% C.13a% D.无法计算 (答案:C) 5.Na2 SO4 、FeSO4 、Al2 ( SO4 )3
7、三种固体的混合物中,Na、Fe、Al 三种元素的质量百分含量之和为 A%,则混合物中 硫元素的质量百分含量为多少?(答案: 100 A% 3 ) 例 4.4.有一由 SO2 和 SO3 组成的混和气体,测知其硫元素的质量分数为 48%,此混和气体中 SO2 的质量分数为( ) A.20 % B.80% C.50% D.40% 解题思路:本题的一般解法需分别设出混和气体中 SO2 和 SO3 的质量,然后根据含硫的质量分数解代数式求出 SO2 和 SO3 的质量关系.据此可得解。 但此题可用平分法巧解: SO 2中 S 元素的质量分数为 50%,若 SO 2和 SO3 各占 50%。则混和气体中
8、硫元素的质量分数为 50% 2 40% 45%。此 数值比题设中硫元素 48%的质量分数小,由此可见硫元素的质量分数大的 SO 2在混和气体中的含量必大于 50%。 (答案:B) 例 5 5某碳氢化合物 Cx Hy 式量为 26,该化合物 5.2g完全燃烧。生成的气体通过浓 H 2SO4 时,浓 H 2SO4 增重了 3.6 克。再通过澄清石灰水时,析出 40克的白色沉淀,求该碳氢化合物的化学式。 解题思路:求碳 氢化合物 Cx Hy 的化学式,实际是求 x,y 值。据题目说给条件。浓 H 2SO4 增重是因为产物中有水 被浓 H 2SO4 吸收。澄清石灰水析出白色沉淀是因为产物中有 CO 2
9、。故可以分别从生成 H 2O 和 CO 2的量求出碳氢化合 物中含碳,氢的质量比,原子个数比,再根据题目给出的质量求出化学式。 解: 关系式法:设 5.2g Cx Hy 中含碳的质量为 a,含氢的质量为 b CaCO3 C H 2O 2H 100 12 18 2 40 a 3.6 b a4.8g b0.4g 碳氢原子个数比 C:H 4.8 12 : 0.4 1 1:1x:y 据题知:Cx Hy 式量为 26 3 列方程组: x 1 y 12x y 26 x y 2 2 所以,Cx Hy 的化学式为 C2H2 练习题: 医药上用的阿司匹林经测定知道,它的成分里含有氢 4.5、氧 35.5、碳 6
10、0,其式量为 180,设阿司匹林的化学 式为 Ca Hb Oc ,则 a( ),b( ),c( )。 (答案:a9,b8,c4) 二解有关晶体问题的计算题. 例 1.1.一定温度下,将 25g胆矾溶解在 39g水中,恰好配成饱和溶液。求此温度下溶液的溶解度。 解题思路:溶解度所指克数是指无水物的质量。结晶水合物溶于水,其中所含结晶水在溶解后,成为溶剂的一部分。 所以,本题目先求出无水 CuSO4 的质量,结晶水应作为溶剂计算,不可忽略。 解: 16 16 无水 CuSOCuSO 4 胆矾 X X 25X 16g 其中结晶水的质量为 25169g 25 25 16 该温度下的 CuSO4 的溶解
11、度 S X100g/100g 水33.3g/100g 水 39 9 练习题: 1一定量的 10%的 CuSO 4 溶液,若蒸发掉 7.1g 水或加入 2.5g胆矾,都可以恰好得到 tC 时的 CuSO4 饱和溶液,则 该 CuSO 4 溶液的质量是多少克?(答案:17.75g) 2绿矾的化合物 FeSO 4 xH 2O,若加热 27.8g绿矾至结晶水全部失去。剩余的残渣为 15.2g,求绿矾的化学式。(答 案: FeSO 4 7H 2O) 例 2.2.某化工厂为了测定产品硫酸钙晶体 CaSO 4 xH 2O 中 x 的值,做下列实验:将含结晶水的硫酸钙晶体放在坩埚中 加热,至不再含结晶水为止。
12、测得数据如下表: 物品 质量(g) 坩埚 19.13 坩埚+硫酸钙晶体 20.85 坩埚+硫酸钙 20.49 根据测得的数据,试计算 x 的值。 4 解题思路: 本题以文字和图表的形式介绍了化工厂测定 CaSO 4 xH 2O 中 x 值的方法,融计算于实验之中,题型较 新颖别致,本题可根据化学式进行计算,也可以根据化学方程式 CaSO4 xH 2O CaSO 4 xH 2O 进行计算。 解: 由表中数据得,CaSO 4 xH 2O 的质量:20.8519.131.72(g),CaSO4 的质量:20.4919.131.36(g),H 2O 的 质量:20 .8520.490.36(克)。 1
13、8x 136 18x 0.36 1.72 ,解得 x2。 练习题: 为测定绿矾 Fe SO 4 xH 2O 中 x 值,某学生将一定量的绿矾放入坩埚内灼烧脱水,生成无水 Fe SO4 。实验测得:坩 埚质量为 w 克,坩埚和 Fe SO 4 xH 2O 的质量为 w1 克,坩埚和 Fe SO4 的质量为 w 2克。请写出计算 x 的数学表达式: 答案: x 76(w w ) 1 2 9(w w ) 2 1 例 3.3.20C 时,将 1.6g无水 CuSO 4 投入到足量的 CuSO4 的饱和溶液中,将会析出胆矾晶体多少?(20C 时 CuSO4 20g/100gH 2O) 解题思路:1.6g
14、无水 CuSO 4 与饱和溶液中的水结合,析出带结晶水的晶体,使溶液中的水减少。而溶液中的水减少 又会使溶质析出.故饱和溶液中溶质,溶剂均减少;而且溶质减少后又要带出结晶水这样无穷尽的计算很难出 结果,因此需理解下列几条: a. 析出晶体的质量大于 2.5g。 b. 析出晶体后母液仍是饱和溶液。溶液的溶质,溶液均减少,但溶液的浓度不变。 c. 析出晶体后,溶液质量减少(x1.6)g。 根据以上三条,可以解一些选择题,也可以计算析出晶体的质量。 解: 从溶剂的角度考虑,析出 x 克晶体中的水来源于减少的饱和溶液中的水。 x 90 250 100 (x1.6) 100 20 x2.82g 答:可析
15、出胆矾晶体 2.82g。 例 4 4某温度下,在 100 克水中加入m 克 CuSO 4 或加入 n 克 CuSO4 5H 2O 均可使溶液达到饱和,则 m 与 n 的关系符 合( ) A.m 160n 250n B.m 1600 2500 16n C.m 1600 2500 9n D.m 1600 2500 25n 解题思路:本题为 1995连全国高考试题,但对初中生来说,并不算难题。解题的关键是抓住在同一温度下的饱和溶 5 液里,物质的溶解度是相同的。100 克水中加入 m 克 m 克 CuSO 4 可得到饱和溶液,则该温度下 CuSO4 的溶解度为 m 克; 加入 n 克 CuSO4 5
16、H 2O 到 100克水中也恰好形成饱和溶液。则 CuSO4 的溶解度也为 m 克。但在计算时要将 CuSO4 5H 2O 的质量换算成 CuSO4 的质量,且结晶水的质量转化成溶剂的质量。 解: n 克胆矾中含 CuSO 16 n m 25 100 9 100 n 25 4 为 16 25 m n 克,结晶水质量为 1600 g 2500 9n 9 25 n 克,据溶解度定义有: 答案:C 练习题: 将 20C 等质量的两份饱和石灰水,一份冷却至 10C;另一份加入少量 CaO,温度仍保持 20C。这两种情况下, 都可改变的量是( ) A.Ca(OH) 2的溶解度 B.溶剂的质量 C.溶液的
17、质量 D.溶液中溶质的质量分数 (答案:D) 三守恒法在化学反应计算中的运用. 例 1.1.把含 MnO 220%的 KClO3 加热,当 MnO 2的含量(指在这个反应的固体中)升高至 25时,KClO3 分解的质量数是 多少? 解题思路:MnO 2是催化剂,反应前后的质量不变。而 KClO3 分解放出 O 2,使固体总质量减少,故 MnO 2的质量分 数是增加的。解题时抓住 MnO 2在反应前后质量不变这一关键,可达到解题目的。 解: 设反应前混合物总质量为 100g,则 MnO 2为 20g,KClO3 为 80g, 再设 KClO3 分解放出的 O 2为 x,则: 反应前混合物的总质量
18、放出 O 2质量反应后混合物质量 20 100 x 0.25 x20g 设:分解的 KClO3 为 y 2 KClO3 加热 2KCl3O MnO2 2 245 96 6 y 20 245 y 96 20 y51 KClO3 分解的质量分数为: 51 80 X10063.8%。 例 2.2.将 3.6gCaCO3 固体高温煅烧一会,冷却后测量剩余固体中钙的质量分数为 57.6%。试求 CaCO3 分解的百分率,以 及加热后固体中氧化钙的百分含量。 解题思路:根据化学反应前后元素守恒,反应前CaCO3 中的钙元素质量一定是等于反应后剩余固体中钙元素的质量。 解:关系式法: CaCO3 Ca 10
19、0 40 3.6 x x1.44g 设:CaCO3 煅烧一会生成 CO 2为 y 克 1.44 3.6y 0.576 y1.1 设:CaCO3 分解 z 克,生成 CaO为 y 克 CaCO3 高温 CaO CO 2 100 56 44 z y 1.1 z2.5 克 w1.4克 2.5 CaCO3 的分解率 X100克69.4 3.6 1.4 加热后固体中 CaCO3 的百分含量 X10056 3.6 -1.1 例 3 3某学生小组对过量碳粉跟氧化铁反应产物中气体的成分进行研究。 A 假设:该反应的气体产物全部是二氧化碳。 B 设计方案:将一定量氧化铁在隔离氧气的条件下与过量炭粉完全反应,测定
20、参加反应的碳元素与氧元素的质量比。 C 称取 3.20克氧化铁与 2.00 克炭粉均匀混和,放入重 48.48克的玻璃管中高温加热。 完全反应后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为 52.24克。 D 数据处理:计算反应后气体产物中碳元素质量为( )克,氧元素质量为( )克。 E 结论:通过对以上数据的进一步计算,( ),用这个计算结果可得出结论, 原假设不能成立。 解题思路:已知氧化铁完全反应,根据元素守恒定理,氧化铁中的氧元素质量等于气体产物中的氧元素质量;根据 质量守恒定理,反应前后所减少的固体质量即是气体产物的质量。即可算出气体产物中的碳元素和氧元素质量,进而 认证假设是否成立。
21、D 解: 7 氧元素 氧化铁 x 3.20 48 160 x 3.20 x0.96 克 (即气体产物中氧元素为 0.96 克) 3.20 2.00 48.48 52.241.44 (即气体产物的质量) 反应前固体总质量 1.440.920.48(即气体产物中碳元素质量) E 解: 如气体产物全部是二氧化碳,碳:氧3:8;如产物全部是一氧化碳,碳:氧3:4,现气体产物中碳:氧0.48:0.96 3:6。则该气体产物由一氧化碳和二氧化碳组成,原假设不成立。 练习题: 在 CO和 CO2 的混和气体中,碳元素的质量百分含量是 36。取此混和气体 5 克,通过足量的灼热氧化铜充分反应后, 将气体通人过
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