初三化学复习专题4-有关化学方程式的计算(有答案)

专题二 有关质量守恒定律及化学方程式的计算 实验室制取气体方法思路的综合练习 考点剖析： 12.18 1、有关化学方程式计算的基本类型 反应物、生成物都是纯净物的计算 反应物或生成物中含有一定量的杂质的计算 关于混合物的计算（只要求掌握混合物中有一种成分参加反应的计算） 2、解题步骤 设未知量； 正确写出有关化学方程式； 找出已知量和未知量的质量关系； 列出比例式，求出未知量； 检查结果，写出答案。 3、根据化学方程式计算应注意的事项 正确书写化学方程式，准确列出有关反应物或生成物的质量比。 列式时，各物质的质量单位必须统一，对应关系要正确。 反应物、生成物必须是纯净物，如果不是纯净物，应将不纯物质的质量按题意换算成纯净物的质量。 在溶液中进行的反应，应用溶质的质量代入化学方程式进行计算，而不能用溶液的质量代入计算。 （第九单元再详细学习） 解题过程要完整规范。 4、有关计算公式 纯净物的质量混合物的质量物质的纯度（或质量分数） 纯净物的质量分数1杂质的质量分数 例题精析： 例 1 在托盘天平的两盘上，各放一盛有等质量分数足量稀盐酸的烧杯，调节天平至平衡。向左盘烧杯中加 入 8 克氧化镁，若使天平仍然平衡，需向右盘烧杯中加人多少克铝？ 分析：由 MgO2HClMgCl 2H 2O 可知，左盘烧杯中增加的质量就是所加的 MgO 的质量。要使天平仍然平 衡，右盘烧杯中物质的质量也应增加 8 克。而铝会与稀盐酸反应并生成 H2 逸出，所以加入铝的质量必定大于 8 克。（m（Al）m（H2）= 8 克） 解：设需要加入铝的质量为 x （此种解题方法叫质量差法） 54 6 546 x 8 克 ， x9 克 答：需向右盘烧杯中加人 9 克铝。 例 2：某同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度，取 2.5g 该样品与 0.5g 二氧化锰混合加热该混合物 t1 时 间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加热 t2、t3、t4 时间后剩 余固体的质量，记录数据如下表： 加热时间 t1 t2 t3 t4 剩余固体质量（g） 2.12 2.08 2.04 2.04 （1）写出发生反应的化学方程式 （2）加热 t3 时间后氯酸钾是否已经完全反应？ （填是或否） （3）求完全反应后产生氧气的质量 （4）求该样品中氯酸钾的纯度 分析（1）加热氯酸钾与二氧化锰的混合物时，氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，二氧化锰作为反应的催化剂 不参加反应，书写化学方程式时二氧化锰作为反应条件； （2）分析剩余固体随加热时间而变化的情况时，可发现，加热时间为 t3和 t4时剩余固体质量不变，说明加热 时间为 t3时氯酸钾已经完全分解； （3）根据质量守恒定律，在反应剩余固体不再减小时，与原固体的质量差即为放出氧气的质量； （4）根据反应的化学方程式，由放出氧气的质量计算出样品中氯酸钾的质量，再利用纯度公式计算该样品中氯 酸钾的纯度 解：（1）方程式为：2KClO3 2KCl+3O2； （2）答案为：是； （3）根据质量守恒定律，至固体质量不再减小，放出氧气的质量=2.5g+0.5g-2.04g=0.96g （4）设样品中含有氯酸钾的质量为 x 答：（3）生成氧气的质量为 0.96g；（4）该样品中氯酸钾的纯度为 98% 例 3. 某课外活动小组的同学设计了如图所示三个实验来验证质量守恒定律： 在这三个实验中，反应后天平的平衡情况各是怎样的？ 实验： ； 实验： ；实验： ； 你认为可以验证质量守恒定律的实验是 ； 若对剩下的实验进行改进，也可以验证质量守恒定律，写出你的改进意见：。 解析：此题是对质量守恒定律的综合考查，同时对实验误差进行分析。实验、点燃敞口放置的蜡烛、 红磷，它们与空气中氧气反应分别生成二氧化碳、水蒸气和五氧化二磷并放出热量，热的二氧化碳气体、水蒸 气逸出烧杯，五氧化二磷有一部分扩散出去，放出热量使烧杯内气体体积膨胀外逸，烧杯冷却至室温时，外界 空气又进入到烧杯内，使实验结果不准确，天平不能保持平衡；实验尽管氢氧化钠能与二氧化碳发生化学反 应生成碳酸钠和水（2NaOH CO 2Na 2CO3H 2O），由于氢氧化钠溶液置于小试管内，与空气的接触面积非 常小，对实验基本无影响。氢氧化钠能使酚酞变红，与稀硫酸混合后溶液颜色由红变无，证明氢氧化钠与硫酸 发生了化学反应（2NaOH H2SO4Na 2SO42H 2O），天平仍然保持平衡状态，证明参加化学反应的氢氧化 钠与硫酸质量之和等于反应后生成的硫酸钠和水的质量之和（溶液中原来的水质量不变）。 答案：（1）天平不平衡，指针向右偏转；天平不平衡，指针向左偏转；天平仍然平衡。 （2）实验 （3）实验、实验的化学反应在体积一定的密闭容器中进行，就可以验证质量守恒定律。 例 4. “绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应中原子全部转化为 欲制得的产物，即原子的利用率为 100。在用 C3H4（丙炔）合成 C5H8O2（甲基丙烯酸甲酯）的过程中，欲 使原子的利用率达到最高，在催化剂作用下还需要其他的反应物是（ ） MnO2 兴趣小组资料 第- 3 -页共 9 页 A. CO 和 CH3OH B. CO2 和 H2O C. H2 和 CO D. CH3OH 和 H2 解析：根据题意由 C3H4 转变为 C5H8O2 还需要 C2H4O2 的反应物参加反应，选项 A、B 、C 、D 中无这种物 质，而 C2H4O2 可由题目中的 CO 和 CH3OH 或 H2 和 CO 反应而形成。 COCH 3OHC 3H4C 5H8O2、2CO2 H 2C 3H4C 5H8O2 这样符合质量守恒定律也满足原子全部转变到理想中的产物中去，利用率达到 100 答案：AC 例 5. “神舟五号”载人飞船的成功发射与回收，表明我国的载人航天技术已经达到了国际领先水平。在飞船 的火箭推进器中常装有液态肼（用 A 表示）和过氧化氢（ H2O2），它们混合时的反应方程式为： 2H2O2AN 24H 2O，则肼（A ）的化学式为（ ） A. N2H6 B. N2H4 C. NH2 D . N2H4O2 解析：据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和原子的个数保持不变。由题意知，生成物中含有氮、 氢、氧三种元素，过氧化氢不含氮元素，证明 A 物质一定含有氮元素。生成物的分子中有 8 个氢原子，4 个氧 原子，2 个氮原子，反应物 2 个过氧化氢分子中只含有 4 个氢原子和 4 个氧原子，只有氧原子数相等，说明 A 分子不含氧原子，应该有由 4 个氢原子和 2 个氮原子构成的一个分子，化学式为 N2H4。 答案：B 例 6. 泉水、井水、河水等天然水中含有较多的 Ca（HCO 3） 2 和其他矿物质，如 Mg（HCO 3） 2、CaSO 4、MgSO 4 等，这样的水称为硬水。 在水壶和锅炉中装入硬水煮沸，易形成锅垢（主要成分是 CaCO3）的原因是： ； 硬水不适宜用肥皂洗涤。因为肥皂（C 17H35COONa硬脂酸钠）跟钙盐、镁盐反应生成不溶物如 （C 17H35COO） 2Ca而失去去污能力。写出其中一个化学方程式： ； 水中含钙盐、镁盐过多对生活、生产都有危害。工业上可用适量的 Na2CO3 和 Ca（OH） 2 来沉淀钙、镁 成分。写出其化学方程式： 。 解析：正确书写化学方程式，不仅要全面掌握反应物的性质和相互作用的规律外，还必须做到以下四点： 会正确判断反应物和生成物；会根据元素或原子团的化合价写出各物质的化学式；会根据化学方程式的 复杂程度选择配平方程式的方法并配平化学方程式；会正确注明反应条件，正确使用“”和“”表明生 成物状态。本题既考查物质的化学性质又考查对方程式写法的掌握程度。硬水中碳酸氢钙Ca（HCO 3） 2和 碳酸氢镁Mg （HCO 3） 2对热不稳定，加热时易发生分解反应，生成难溶于水的碳酸钙（CaCO 3）和微溶于 水的碳酸镁（MgCO 3），难溶物沉积附着在锅炉内壁而形成锅垢。硬脂酸钠（C 17H35COONa）中 “C17H35COO”是原子团，化合价为1 价，当硬脂酸钠与硬水中的钙盐反应会生成硬脂酸钙 （C 17H35COO） 2Ca，与镁盐反应时会生成硬脂酸镁（C 17H35COONa） 2Mg：碳酸钠（Na 2CO3）和氢 氧化钙Ca（OH） 2分别是与硫酸钙（CaSO 4）、硫酸镁（MgSO 4）发生复分解反应生成难溶于水的碳酸钙 和氢氧化镁Mg （OH） 2沉淀，降低硬水对生活、生产造成的危害。 答案：（1）Ca（HCO 3） 2 等受热分解成 CaCO3 或 Ca（ HCO3） 2Error!CaCO 3CO 2十 H2O； （2）2 C 17H35COONaMgSO 4（C 17H35COO） 2Mg Na 2SO4。或 2 C17H35COONaCaSO 4=（C 17H35COO） 2CaNa 2SO4 （3）CaSO 4Na 2CO3CaCO 3Na 2SO4 MgSO 4Ca（OH） 2Mg（OH） 2CaSO 4 例 7、一氧化碳能在高温下还原铁矿石中的氧化铁。现用 200t 含氧化铁 80%的铁矿石炼铁，可炼出含铁 95%的 生铁多少吨？ 请你根据化学方程式进行计算。 本题还有其他解法吗？若有，只要求说明依据并列出算式。若没有，可不回答此问。 【解析】此题为含杂质的物质的化学方程式的计算题。解题时，应该把纯净的 Fe2O3的质量代入化学方程式计算。 其质量为 200t80160t。再按物质之间的质量比由化学方程式计算。也可根据质量守恒定律，反应前后元 素的质量不变，利用化学式来计算。 【答案】 （1）设可炼出生铁的质量为 X，则所含铁的质量是 95%X 3COFe 2O3 2Fe 3CO 2 160 256 200t80 x95 x117.9t （2）由于铁矿石中的铁元素在反应前后没有改变，可根据铁矿石和生铁中铁元素的质量相等求解。 设可炼出生铁的质量为 x， 例 8.某校九年级综合实践活动小组用一定量的溶质质量分数为 10%的过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气， 最后所得气体质量与时间的关系如图 46-1 所示。请计算：所用过氧化氢溶液的质量？ 【解析】根据所给图像可知完全反应后生成氧气的质量是 1.6g，根据化学方程式即可求出参加反应的 过氧化氢的质量，然后再求出所用溶液的质量。 【答案】解：设过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为 x，则： 68 32 X 1.6g = X=3.4g 则过氧化氢溶液的质量 3.4 g 10% = 34g 答：过氧化氢溶液的质量为 34g。 中考模拟热身： 1、纯净的 KClO3 和 MnO2 的混合物 mg，受热制取 O2，完全反应后剩余固体的质量为 ng,则反应所得的 KCl 质量 为（ ） A、ng B、14964（mn）g C、（mn）g D、14996（mn）g 2.某同学把 3 克碳放在给定的氧气中充分燃烧，实验数据如下： 第一次 第二次 第三次 给定的 O2质量 6 克 8 克 13 克 生成的 CO2质量 8.25 克 11 克 11 克 回答：从以上数据说明，这三次实验中第 次恰好完全反应；第 次实验中碳有剩余；剩余 克； 第 次实验中 O2有剩余，剩余 克。 3.用 20 克的 KMnO4加热制氧气，制得所需氧气后，停止加热，称取剩余固体质量为 18.72 克。问： 制取氧气多少克? 消耗了多少克的 KMnO4？KMnO 4分解的百分率是多少？ 注：分解的百分率 已分解的物质质量未分解时该物质的总质量 兴趣小组资料 第- 5 -页共 9 页 4.某同学按下图所示装置做质量守恒定律的探究实验，他的做法是：第一步，将装稀盐酸和套有气球（气球 中装有 Na2CO3 粉末）的锥形瓶放在托盘天平的左侧托盘上，向右盘加砝码调至天平平衡；第二步，将气球中 的 Na2CO3 粉末加入锥形瓶中，充分反应后，天平所处的状态是（ ） A. 天平仍平衡 B. 天平指针向左偏转 C. 天平指针向右偏移 D. 无法确定 5、某物质 R 与水和氧气发生化学反应为： 2R+2H2O+7O2=2FeSO4+2H2SO4，推断 R 的化学式为 A. FeS B. Fe2S3 C. FeO D. FeS2 6、科学家通过宇宙探测仪发现金星大气层中含有物质 X。X 可以通过下列反应制取： CH2(COOH)2 X+2H2O。则物质 X 的化学式为 A. CO B. CO2 C. C3O2 D. C2O3 7、已知反应 3A2B2CD ，A 、B 两物质完全反应时的质量比为 34，若生成 C 和 D 共 140g，则反应 消耗 B 的质量是 A. 60g B. 80g C. 90g D. 120g 8、在反应 2A+B=3C+D 中， A 和 B 的相对分子质量之比为 5：1，已知 20g A 与一定量 B 恰好完全反应，生 成 5g D，则在此反应中 B 和 C 的质量比为： A. 4：19 B. 3：5 C. 1：3 D. 2：17 9、下列化学方程式书写错误的是 A. B. ZnH 2SO4ZnSO 4H 2 C. CH4O 2CO 2H 2O D. HClNaOHNaClH 2O 10、密闭容器内有 A、B、C、D 四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：下列 说法错误的是 A. C 一定是化合物，D 可能是单质 B. C 物质中元素的种类，一定等于 A、B 、D 三种物质中元素的种类 C. 反应过程中，物质 B 与物质 D 变化的质量比为 87：32 D. 若物质 A 与物质 C 的相对分子质量之比为 197：158，则反应中 A 与 C 的化学计量数之比为 2：1 11、过氧化钠（Na 2O2）因能与二氧化碳反应生成氧气，故可作为呼吸面具中氧气的来源。潜水艇遇紧急情 况时，也使用过氧化钠来供氧，有关反应的化学方程式为：2Na 2O2 2CO 2 = 2Na2CO3 + O2 从该反应获取的以 下信息中，正确的是过氧化钠属于氧化物该反应属于置换反应反应前后氧元素的化合价发生变化实验 室可利用这一原理制取纯净的氧气 （注：置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和化合物的反应） A. B. C. D. 12、在探索地球上生命起源的活动中，美国科学家米勒做了一个著名的实验，他把甲烷、氢气、氨气和水蒸 气等混合成一种和原始大气成分基本一致的气体，放入真空密闭的玻璃容器中进行模拟实验。一个星期后，他 惊奇地发现仪器中有数种氨基酸生成。下列关于米勒实验的说法正确的是 A. 没有发生物理变化 B. 发生了化学变化 C. 元素的种类发生了变化 D. 形成了原始生命 13、(1)锂是一种金属单质，化学式为 Li，锂原子结构示意图为 ，易失去最外层一个电子。则锂的氧化 物的化学式为 。 (2)化学反应 AB C， D 在反应中作催化剂，12gA 与 3gD 混合后使反应完全生成了 8gB，问同时生成 gC。 (3)工业酒精中常含有少量甲醇。甲醇有毒，易挥发。请你根据甲醇在氧气中完全燃烧的产物是 CO2 和 H2O 推断甲醇肯定含有 元素，还可能含有 元素。 14、做化学实验时，不小心皮肤上沾上了硝酸银溶液，过一段时间会出现黑色痕迹，很难洗去，这是因为硝 酸银见光分解生成一种金属、一种红棕色气体(NO 2)和一种能供给呼吸的气体，请写出此反应的化学方程式 _；该反应中氮元素在不同物质中所显化合价_(填“相同”或“不同”) ，所显 化合价是_。 15、2005 年 3 月 29 日晚，京沪高速江苏淮安段发生一起两辆货车相撞的交通事故，导致槽罐车中的液氯 （Cl 2）大面积泄漏，造成公路旁三个乡镇的村民重大伤亡。在事故现场可以看到天空中有大量的黄绿色气体， 并闻到一股刺鼻的气味。消防人员戴着防毒面具、身穿防毒服，用高压水枪向天空及沉降在地面的氯气喷洒水 和碱液，以此消除 Cl2 的污染和伤害。 （1）根据以上信息，请归纳出氯气（Cl 2）的物理性质： ； （2）抢险中，可喷洒 Ca(OH)2 溶液来吸收氯气。已知反应的化学方程式为 2Cl2+2Ca(OH)2= X +Ca(ClO)2+2H2O，则 X 的化学式为 。 （3）请你告诉当时在现场周围的村民一条保护自己的措施。 。 16.根据下列实验装置图回答问题： （1）请填写标号仪器的名称：a. ，b 。 （2）检验装置 B 的气密性的方法是： （3）从高锰酸钾制取氧气后的剩余物中提取二氧化锰的过程是 、过滤、洗涤、干燥。如用右图 装置收集 O2，气体应从 进入（填接口序号） （4）实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置是 （填装置代号）。组装仪器时连接玻璃 管和橡皮管的方法是先把玻璃管口 然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。 17.通过化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的一些规律，以下是老师提供的一些实验装置，请你结合下图 回答问题： （1）写出实验室制备二氧化碳的化学方程式 。 （2）选择 装置组合来制备和收集氧气（填字母编号）。 （3）加热氯化铵与氢氧化钠的固体混合物制取氨气，应选择的反应发生装置是 。 18.某兴趣小组利用下列装置进行 O2、CO 2 实验室制法和有关性质的研究。 兴趣小组资料 第- 7 -页共 9 页 （1）写出下列编号仪器的名称： 。 （ （2）甲同学用稀盐酸和大理石在 B 装置中反应，观察到烧杯中紫色石蕊试液 （填现象） （3）乙同学要用 KMnO4 固体来制取 O2，应选用上图中的 （填编号），该反应的化学方程式是 ；甲同学还对收集到的气体进行检验，请写出操作与现象 。 19.根据下列装置图填写有关空格： A B C D E F G H I (1)装置 A 中仪器的名称为 ；装置 D 中仪器的名称为 。 (2)用稀硫酸和锌粒制氢气的发生装置可选用上述 或 (填序号) 装置；收集氢气可用 或 (填序号)装置。 20.某化学兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结合装置图，回答下列问题： A B C D E (1)写出图中标号仪器的名称：a ，b 。 (2)用双氧水和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是 (填上图字母) ，可选用 C 装置 收集氧气，其原因是 。 (3)实 验 室 常 用 氯 化 铵 固 体 与 碱 石 灰 固 体 共 热 来 制 取 氨 气 (NH3)， 应 选 择 的 发 生 装 置 是 (填上图字母) 。 (4)该小组设计了如下图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。 当打开 K1、关闭 K2 时，利用 I、装置，可进行的实验是 (填字母)。 a大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳 b锌与稀硫酸反应制取氢气 当打开 K2、关闭 K1 时，可以利用工、装置制得二氧化碳并验证其性质。 实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ； 若要证明二氧化碳能与水发生反应，应向烧杯的水中加入 。 21.某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空。 （ 1） 写 出 图 中 仪 器 a、 b 的 名 称 a ， b 。 （ 2） 实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。应选择的气体发生装置是 ，气体收集装置是 。 （3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是 ，应选择的发生装置是 ，若用盛满水的 F 装置收集氧气，应从导管 （填或）通入。 （4）甲 烷 是 一 种 无 色 、 无 味 、 难 溶 于