第三节根据化学方程式的计算和综合应用-2-3-一、根据化学方程式计算的步骤 解:设生成氢气的质量为x。Zn+H2SO4ZnSO4+H265265gx6565g=2x解得:x=2g答:生成氢气的质量为2g。-4-二、根据化学方程式计算的注意事项1.正确书写化学方程式。(一定要注意配平,否则会导致计算结果错误)2.各有关物质的相对分子质量必须计算准确。3.解题格式的书写要规范化。4.注意单位的书写要求,设未知数时不要带单位,计算过程带单位,在计算中注意单位的统一。5.代入化学方程式计算的量必须是纯净物的质量,若是不纯物,则需转换。纯净物质量=不纯物质量=不纯物质量(1-杂质含量)如果为气体体积,则将其换算成气体质量。气体质量=气体密度纯度气体体积-5-三、化学方程式与溶液、图表、图像结合的有关计算1.化学反应的生成的气体或沉淀质量有时要通过来计算:产生气体质量=反应前总质量反应后非气体物质总质量。产生沉淀质量=反应前总质量反应后非沉淀物质总质量。2.反应后溶液质量的计算(1)溶液质量=溶质质量+溶剂质量,此时要找准溶剂的质量(包括原溶液的水和生成水的质量)(2)利用质量守恒定律:反应后溶液质量=反应前总质量-产生气体质量-沉淀质量(杂质)质量守恒定律减去减去-6-1.由于化学方程式是表示反应物和生成物之间的质量比,因此代入方程式中的各个量必须是质量;而且是纯净物的质量;是实际参加反应的物质的质量。2.涉及溶液的反应,溶液的反应是其溶质间发生了反应。在计算反应物或生成物时,代入化学方程式计算的量或从化学方程式计算出的量一定是溶质的质量。3.如果要从表格中找数据进行计算,可利用表格中数据的比例关系,确定恰好反应时各物质的质量。4.如果要从曲线中找数据进行计算,要通过曲线的起点、转折点和曲线的变化规律找到反应的开始点和终止点所对应的数据;若涉及两步反应的,要注意第二反应的起点判断。-7-考点1考点2考点1根据纯净物的质量进行的简单计算【例题1】过氧化钠(Na2O2)因为能与H2O、CO2等反应产生氧气而作为供氧剂。现将39gNa2O2投入到足量的水中,发生如下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2。(1)请计算生成NaOH和O2的质量。(2)若反应开始时水的质量为69g,求反应后所得溶液的溶质的质量分数。解析根据化学方程式的计算的突破点在于找到题中的已知和未知,在计算的过程中,涉及的已知质量和未知质量均要求是纯净物的质量。-8-考点1考点2答案(1)解:设可生成NaOH和O2的质量分别为x和y。2Na2O2+2H2O4NaOH+O22784403239gxyx=40g,y=8g答:(1)生成NaOH和O2的质量分别是40g、8g;(2)反应后所得溶液的溶质的质量分数为40%。规律小结根据化学方程式计算关键是要写出正确的化学方程式,特别是正确的化学式及配平,然后计算要准确。-9-考点1考点2考点2根据图像、表格数据分析的计算【例题2】某研究学习小组欲测定石灰石中碳酸钙的质量分数,采用的方法如下:取该石灰石样品20g,把80g稀盐酸分四次加入,实验过程所得数据如表格(已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。根据实验数据计算:(1)表中n的数值为。(2)样品中碳酸钙的质量分数是。(3)求盐酸中溶质的质量分数。-10-考点1考点2解析(1)根据图表数据可知,第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g,而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g,说明此时碳酸钙已反应完,不再产生气体,故表中n的数值为6.8。(2)样品中碳酸钙的质量分数=100%=66%。答案(1)6.8(2)66%(3)解:由题分析20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应,设第一次参与反应的HCl质量为x。CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2100735gx解之得:x=3.65g-11-考点1考点2规律小结根据表格中的数据进行计算,要用比例的关系来确定什么时候恰好反应。-12-考点1考点2【例题3】黄铜(铜锌合金)是重要的金属材料,常用来制造机械零件、仪表和日用品.为测定某黄铜材料中锌的含量,化学研究小组进行了实验:称取15.0g此黄铜材料,向其中逐渐加入稀盐酸,测定产生气体的质量和加入稀盐酸的质量,并根据实验情况绘制了产生气体质量与加入稀盐酸质量的关系图。请你仔细分析此关系图,并进行计算:(1)15.0g黄铜材料中含锌g。(2)稀盐酸中溶质的质量分数(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)。-13-考点1考点2解析根据曲线数据分析知道恰好反应时生成氢气的质量是0.2g。答案(1)6.5(2)解:设参加反应的锌的质量为x,参加反应的HCl的质量为y。Zn+2HClZnCl2+H265732xy0.2gx=6.5gy=7.3g规律小结根据曲线中的数据进行计算,要找到反应终点所对应的数据。-14-1.(2014广东深圳)黄铜是铜和锌的合金,某化学兴趣小组的同学在测定黄铜中铜的含量时,取黄铜样品40g,放入烧杯中,向其中加入200g稀硫酸,恰好完全反应,反应后烧杯中剩余物的总质量为239.6g,请计算:(1)产生氢气的质量是。(2)参与反应的硫酸的质量是。0.4g19.6g-15-(3)黄铜中铜的质量分数。(3)解:设黄铜样品中锌的质量为x。Zn+H2SO4ZnSO4+H265 2x 0.4g65x=20.4gx=13g黄铜样品中铜的质量分数为:(40g-13g)/40g100%=67.5%答:黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。-16-2.(2016广东揭阳)工业上用电解NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业,其流程如右图,反应的方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2现有一定浓度的NaCl溶液450g,电解一段时间后,NaCl溶液完全反应,并且生成2g的氢气,请回答以下问题:(1)溶液A的溶质为:(填溶质的化学式)。NaOH(2)解:设所用NaCl溶液中溶质的质量分数为x。2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H21172450x 2g1172=(450x)2g解得x=26%答:所用NaCl溶液中溶质的质量分数为26%。-17-(2)所用NaCl溶液中溶质的质量分数为多少?(写出计算过程)-18-3.(2014广东梅州)某氢氧化钙中含有碳酸钙杂质,称取研细的该样品12.4g放入锥形瓶中,加入32.6g水,充分振荡形成悬浊液,再向锥形瓶中逐滴滴加盐酸使其充分反应至无气泡产生,测得加入盐酸的质量与锥形瓶中物质的质量关系如下表所示。(1)加入盐酸的质量在025g时,与盐酸发生反应。(2)反应产生二氧化碳的质量为g。氢氧化钙2.2-19-(3)求样品中氢氧化钙的质量分数(写出计算过程,精确到0.1%)。(3)解:设碳酸钙的质量为x。CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO210044x2.2g100x=442.2gx=5g样品中氢氧化钙的质量分数为:(12.4g-5g)/12.4g100%=59.7%答:样品中氢氧化钙的质量分数为59.7%。-20-4.(2015广东揭阳)某铝制品的主要成分是Al和Cu,课外小组将200gNaOH溶液不断地加到50g铝制品中得到如下数据(已知金属铝既可以跟强酸反应也可以与强碱反应,而金属铜不能与强碱反应,铝与NaOH溶液反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2)请回答以下问题:(1)该50g铝制品中含有g铜。9.5(2)解:50g氢氧化钠溶液消耗金属Al的质量为50g-36.5g=13.5g,设所用氢氧化钠溶液的溶质质量为x。2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2548013.5gx5413.5g=80xx=20g所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为:20g/50g100%=40%答:所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为40%。-21-(2)求所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为多少?-22-5.(2015广东佛山)某腐蚀印刷电路板的废液中含有CuCl2和FeCl2,为了分析该废液的组成,取1000g废液,设计如下实验方案进行探究:实验过程中加入废铁屑的质量、析出Cu的质量的数据记录如下表:(注:废铁屑中的杂质不溶于废液也不与废液反应,不考虑过滤中的损失)-23-(1)1000g废液与足量废铁屑完全反应,析出Cu的质量为。(2)计算废铁屑中单质Fe的质量分数。32g(2)解:设20g废铁屑中参加反应的铁的质量为x。Fe+CuCl2FeCl2+Cu5664x12.8g56x=6412.8gx=11.2g所以11.2g/20g100%=56%答:废铁屑中铁的质量分数为56%。-24-(3)计算1000g废液中CuCl2的质量分数。(写出计算过程,结果保留小数点后一位)(4)1000g废液中FeCl2的质量分数为。(结果保留小数点后一位)(3)解:设参加反应的氯化铜的质量为y,生成氯化亚铁为m。Fe+CuCl2FeCl2+Cu13512764ym32g135y=6432g=127my=67.5gm=63.5g1000g废液中CuCl2的质量分数为:67.5g/1000g100%=6.75%6.8%答:1000g废液中CuCl2的质量分数为6.8%。6.4%-25-6.(2014广东揭阳)向20gCaCO3中不断地加入稀盐酸,其变化图象如图所示。请回答以下问题:(1)当20gCaCO3完全反应时,所加稀盐酸的质量为g。40g-26-(2)求所加稀盐酸的溶质质量分数为多少?(写出计算过程)(2)解:设所加稀盐酸的质量为x。CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO21007320gx10020g=73xx=14.6g所加稀盐酸的溶质质量分数为14.6g/40g100%=36.5%答:所加稀盐酸的溶质质量分数为36.5%。-27-7.(2016广东梅州)现有FeCl3和CuCl2的混合溶液195.2g,向其中加入铁粉,反应的先后顺序为:2FeCl3+Fe3FeCl2CuCl2+FeFeCl2+Cu。加入铁粉质量与反应后溶液中剩余固体质量的关系如图所示。(1)m(剩余固体)6.4g时,剩余固体的成分是(填化学式),此剩余固体加入盐酸,发生反应的化学方程式为。(2)原FeCl3和CuCl2的混合溶液中FeCl3的质量为g。Cu和Fe32.5(3)解:设FeCl3的质量为x,生成氯化亚铁的质量为y。2FeCl3+Fe3FeCl232556381x5.6gy325x=565.6g=381yx=32.5g,y=38.1g设铁与氯化铜反应生成氯化亚铁的质量为z,生成铜的质量为m。CuCl2+FeFeCl2+Cu56127645.6gzm565.6g=127z=64mz=12.7g,m=6.4g-28-(3)求当加入11.2g铁粉时,反应后所得溶液中FeCl2的质量分数。(写出计算过程)-29-反应后所得溶液中FeCl2的质量分数:(38.1g+12.7g)/(195.2g+11.2g-6.4g)100%=25.4%答:反应后所得溶液中FeCl2的质量分数为25.4%。-30-8.(2014广东茂名)某兴趣小组需要配制100g质量分数为9.8%的稀硫酸,假设常温下该稀硫酸的pH为0。在装有100g该稀硫酸的烧杯中加入104.4gNa2CO3溶液,恰好完全反应,溶液呈中性。(1)实验室只有98%的浓硫酸,密度为1.84g/cm3。需要量取mL(保留一位小数)浓硫酸进行稀释;稀释浓硫酸的方法是。5.4将浓硫酸沿烧杯壁缓缓注入水中,并且用玻璃棒不断搅拌-31-(2)在如图中,画出烧杯内溶液的pH变化图象。(标出Na2CO3溶液的质量)-32-(3)计算所得溶液的溶质质量分数是多少?(写出计算过程)(3)解:设生成硫酸钠的质量为x,生成二氧化碳的质量为y。Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO29814244100g9.8%xy98(100g9.8%)=142x=44yx=14.2g,y=4.4g所得溶液的溶质质量分数为:14.2g/(100g+104.4g-4.4g)100%=7.1%答:所得溶液的溶质质量分数为7.1%-33-9.(2014广东佛山)菱镁矿的主要成分是MgCO3,为了分析某菱镁矿中镁元素的含量,某学习小组进行了实验研究。取10g菱镁矿,逐渐加入未知浓度的H2SO4溶液,生成的气体全部用NaOH溶液吸收。NaOH溶液增加的质量记录如下表:说明:菱镁矿中的杂质不溶于水,不与酸发生反应。(1)10g菱镁矿与H2SO4溶液完全反应,生成CO2的质量为。4.4g-34-(2)计算该菱镁矿中镁元素的质量分数。(写出计算过程)(3)该实验研究中所用H2SO4溶液的溶质的质量分数是。(2)解:设菱镁矿中MgCO3的质量为x。MgCO3+H2SO4MgSO4+H2O+CO28444x4.4g84x=444.4gx=8.4g菱镁矿中镁元素的质量分数:8.4g24/84100%=2.4g2.4g/10g100%=24%答:菱镁矿中镁元素的质量分数为24%。9.8%-35-(4)为避免溶液排放对环境的影响,某同学对上述反应后溶液进行了过滤,并在滤液中加入了1.71%的Ba(OH)2溶液。请你画出加入Ba(OH)2溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图。(作图,并标出曲线折点的坐标)作图见下图曲线-36-10.(导学号79160027)(2016广东)过氧化钙(CaO2)是一种环境友好的化工原料,工农业生产中用作漂白剂、种子消毒剂以及鱼类运输时的制氧剂等。过氧化钙与水反应方程式为:2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2。(1)若用150g某过氧化钙工业样品可制得氧气32g,请计算该过氧化钙样品的纯度(样品中CaO2的质量分数)是多少?(1)解:设过氧化钙的质量为x。2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O214432x32g过氧化钙的质量分数=144g/150g100%=96%答:过氧化钙的质量分数为96%。-37-(2)往150g上述过氧化钙工业样品中逐渐加入水至过量,在右图中画出产生氧气的曲线图。-38-(3)下表为市面上某种过氧化钙和过氧化钠(化学式为Na2O2,化学性质与CaO2类似)样品的一些数据:用3000元购买样品制氧气,请通过计算说明购买哪种产品可制得更多的O2(已知用3000元购买过氧化钙样品可制得26.1kgO2)?-39-解:设用3000元购买过氧化钠产生的氧气质量为x。3000元购买过氧化钠质量=3000/2598%=117.6kg2Na2O2+2H2O4NaOH+O215632117.6kg x答:24.1kg26.1kg,所以3000元买过氧化钙可制得更多的氧气。