化学人教版九年级上册利用化学方程式进行计算.doc

课 题化学计算专题年级九九年级 学习目标与考点分析 溶液中有关溶质质量分数的计算，根据化学方程式的计算和根据化学式的计算，其中根据化学方程式计算和有关溶质质量分数的计算又可有综合题型，这是学生知识综合素质的体现学习重点几种简单的计算，如：求相对分子质量、物质中各元素的质量比、物质中某元素的质量分数、求化合价等学习方法 讲练结合 练习巩固 课后总结学习内容与过程一知识点导入初中化学教材中所涉及的计算主要有三大类，即溶液中有关溶质质量分数的计算，根据化学方程式的计算和根据化学式的计算，其中根据化学方程式计算和有关溶质质量分数的计算又可有综合题型，这是学生知识综合素质的体现。但学生在学完化学式的计算后，总认为只能做几种简单的计算，如：求相对分子质量、物质中各元素的质量比、物质中某元素的质量分数、求化合价等二例题解析1常温时，硫酸镁的溶解度是54 g。若称取19 g硫酸镁投入到31 g蒸馏水中，充分搅拌，其溶液中硫酸镁的质量分数为 。解析：根据溶解度的定义，一定量的溶液里，溶解溶质的量不能超过物质的溶解限度，即溶质不包括未溶解的部分。31 g水中最多可溶解16.74 g MgSO4。因此，如果按题给的溶质和水的量进行如下计算：100 g38%显然是错误的。必须按硫酸镁的溶解度数据进行如下计算才是正确的。100 g35.1%答案：35.1%2现有30%的硝酸钠溶液200 g，加热蒸发90 g水，冷却至原温度，有20 g硝酸钠晶体析出，则蒸发后溶液的质量为 g，该温度下，硝酸钠的溶解度为 g。解析：由题意知，蒸发后溶液的质量为200 g90 g20 g90 g设该温度下，硝酸钠的溶解度为x，则x80 g答案：90； 803某甲醛溶液中氢元素的质量分数为10%，则碳元素的质量分数为多少？(甲醛的化学式为HCHO)分析：本题是一道利用化学式计算物质中某元素质量分数的题目。题中物质并非纯净物，碳氢元素不能依据化学式直接列比例式计算。由于甲醛化学式中H、O原子个数为21，与水的组成相同，故可采用特殊方法快速解题。解：HCHO可写作C(H2O)，可假想由HCHO和H2O构成的溶液的化学式为Cn(H2O)m，w(H2O)w(H2)10%90%w(C)w(Cn)1w(H2O)190%10%答：碳元素的质量分数是10%。4在稀硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入足量的铁粉，完全反应后剩余固体的质量与所加铁粉的质量相等，求混合溶液中硫酸和硫酸铜的质量比。分析：本题为无数据计算题。求解此类题要从基本知识着手，仔细审题，运用化学知识，分析出隐含条件，找出解题的突破口。本题的关键是得出：反应中生成铜的质量应等于跟稀硫酸反应的铁的质量以及与硫酸铜反应的铁的质量之和，并以此列式进行求解。解：设与铁反应的H2SO4和CuSO4分别为98x和160y，与此相关的量如下所示：Fe H2SO4 FeSO4 H256x 98x Fe CuSO4 FeSO4 Cu56y 160y 64y56x56y64yy7x 硫酸和硫酸铜的质量比为：98x160y98x1607x780答：硫酸和硫酸铜的质量比为780。5将一定质量的氧化铜粉末加入100 g溶质的质量分数为14%的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解；再向该蓝色溶液中加入铁粉20 g，充分反应后过滤、烘干，得到干燥固体的质量仍为20 g。试计算：(1) 原加入的氧化铜的质量；(2) 最后得到的溶液中的溶质的质量分数。分析：本题有两个反应的剩余物判断：一是一定质量的氧化铜与硫酸反应，硫酸是否有剩余；另一是生成的硫酸铜与铁粉反应，铁粉是否过量。应知道CuSO4中的Cu被完全置换出来，最后得到的溶液中的溶质是FeSO4。解答本题可用到两个某元素的原子守恒：即在氧化铜与硫酸反应中析出铜的质量等于CuSO4中Cu元素的质量，也等于CuO中Cu元素的质量；铁与硫酸反应中，FeSO4与参与反应的硫酸中的S元素相同。具体解题思路可用下列图示表示，并从解题过程中看看设求知数的技巧。解：由FeCuSO4FeSO4Cu 固体质量增加 56 64 64568可知，该反应使固体的质量增加，要使反应前后固体的质量保持不变，则硫酸在与氧化铜反应后有剩余，这样才有铁与硫酸反应生成氢气以使固体的质量减少，以抵消上述反应的固体增重。硫酸的质量为：100 g14%14 g设反应生成的H2及析出的Cu的质量分别为2x和64y，(由此而得出的其它物质的数据见上面的图示)由题意知，消耗铁的质量应等于析出铜的质量，可得下式：56x56y64y，7xy 98x98y14 g，xy g 联立二式可得：y g x gm(CuO)80y80 g10 g，m(FeSO4)152( xy) gm(H2)2x2 g gm(Fe)56( xy)8 gw(FeSO4)100%19.7%答：(1) 氧化铜为10 g，(2) 生成溶液中的溶质的质量分数为19.7%。6把47 g由一种非金属单质和一种氧化物组成的黑色固体混合物隔绝空气加热，充分反应后，称得剩余固体质量为36 g，该固体也是由一种单质和一种氧化物组成。向此剩余固体中加入100 g稀H2SO4恰好完全反应，过滤后所得滤渣呈红色。回答：(1) 原混合物由什么物质组成？(2) 原混合物中含有单质多少克？(3) 过滤后所得的滤液需要蒸发掉多少克水，才能形成t时的饱和溶液？( t时此溶液中溶质的溶解度为16 g)分析：此是涉及元素化合物性质的计算题。由黑色固体混合物隔绝空气加热可得红色固体，可知此混合物由CuO和C组成，生成物为Cu和CO2。由剩余固体能与稀硫酸反应，说明上述反应不完全，剩余固体中还混有CuO。解：(1) 原混合物由CuO和C组成。(2) 根据质量守恒定律，m(CO2)47 g36 g11 g设原混合物中含碳的质量，以及与C反应的CuO的质量分别为x和y，C2CuOCO22Cu12 160 44 x y 11 g 12x4411 g，x3 g160y4411 g，y40 g剩余CuO的质量为：47 g(40 g3 g)4 g(3) 设生成的CuSO4的质量为z，CuOH2SO4CuSO4H2O 80 160 4 g z804 g160z，z8 g反应后所得溶液的质量为：4 g100 g104 g反应后所得溶液中水的质量为：4 g100 g8 g96 g(即溶液的质量守恒)设需蒸发掉质量为w的水才能恰好形成饱和溶液：100 g16 g(96 gw)8 g，w46 g答：(1) 原混合物由CuO和C组成，(2) 原混合物中含碳3 g，(4) 蒸发掉滤液46 g，便可形成t时的饱和溶液。7为了测定某铜锌合金(即铜锌混合物)中锌的质量分数，某同学利用该合金与稀硫酸反应，进行了三次实验，所得相关的实验数据记录如下(实验中的误差忽略不计，铜不与稀硫酸反应)： 第一次第二次第三次所取合金的质量 /g252550所用稀硫酸的质量 / g120160100生成氢气的质量 /g0.40.40.4(1) 试计算该铜锌合金中锌的质量分数；(2) 从上表数据分析，当所取合金与所用稀硫酸的质量比为 时，表明合金中的锌与稀硫酸中的硫酸恰好完全反应。分析：由第一次实验和第二次实验可以看出，取相同质量的合金(均为25 g)，但耗酸的质量不同，生成氢气的质量却相同(均为0.4 g)，说明生成氢气的质量是由所取合金的质量决定的(即锌全部反应，酸可能有剩余)，根据化学方程式，由氢气质量可以算出25 g合金中锌的质量，从而求出合金中锌的质量分数。把第三次实验数据与前两次实验数据比较，所取的合金质量加倍，但生成的氢气质量却未变，仍为0.4 g，说明生成氢气的质量是由所加酸的质量决定的(即第三次实验中锌过量而酸完全反应)，由此可推出，要生成0.4 g氢气需要酸的质量。综合上述分析可确定所取合金与所用稀硫酸恰好完全反应。解：(1) 由第一次实验和第二次实验可知，取25 g金属与酸反应生成0.4 g氢气时，酸可能有剩余，而其中的锌全部反应。设25 g合金中含锌的质量为x，ZnH2SO4ZnSO4H265 2x 0.4 gx13 g合金中锌的质量分数为100%52%(2) 14课内练习与训练（一）有关化学式计算题类型：第一种类型：标签型化学式计算题： 1、锌是人体健康必需的元素，锌缺乏容易造成发育障碍，易患异食癖等病症，使人体免疫功能低下。市售的葡萄糖酸锌口服液对治疗锌缺乏病具有较好的疗效。下图是某品牌葡萄糖酸锌口服液的标签，请根据标签信息回答：牌口服液主要成分：葡萄糖酸锌化学是：C12H22O14Zn每只口服液含葡萄糖酸锌45.5mg制药厂（1）葡萄糖酸锌中各元素的质量比 ；（2）葡萄糖酸锌中锌元素的质量分数 。（精确到0.01%）（3）某患者除正常饮食吸锌元素外，还需服用该品牌葡萄糖酸锌口服液。若治疗一个疗程需补充104mg锌元素，而这些锌有75%来自该口服液，则患者共需服用 支葡萄糖酸锌口服液？（简写出解题过程）2、在现代生活中，人们越来越注重微量元素的摄取。碘元素对人体健康有至关重要的作用。下表是某地市场销售的一种“加碘食盐”包装袋上的部分说明。配料氯化钠、碘酸钾（KIO3）含碘量(20mg30mg)/kg保质期18个月食用方法勿长时间炖炒贮存方法避光、避热、蜜蜂、防潮请回答下列问题：（1）由食用方法和贮藏指南可推测碘酸钾（KIO3）的化学性质之一是 ；（2）计算碘酸钾（KIO3）中，钾元素、碘元素、氧元素的质量比 ；（3）计算碘酸钾（KIO3）中，碘元素的质量分数是多少？ ；（计算结果精确到0.01，下同）（4）计算1kg这样的食盐中，应加入 g碘酸钾（用最高含碘量计算）第二种类型：叙述型化学式计算题： 1、蛋白质是由多种氨基酸丙氨酸：CH3CH(NH2)COOH等构成的极为复杂的化合物，人体通过食物获得蛋白质，在胃肠道里与水发生反应，生成氨基酸，试计算：（1）丙氨酸分子中氮原子与氧原子的个数比 。（2）丙氨酸的相对分子质量 。（3）丙氨酸中碳、氢、氧、氮元素的质量比 。2、抗震救灾，众志成城。用于汶川震后防疫的众多消毒剂中，有一种高效消毒剂的主要成分为三氯异氰尿酸(C3O3N3Cl3)，又称高氯精。下列有关高氯精的说法不正确的是（ ）A高氯精由4种元素组成B高氰精中C、O、N、Cl的原子个数比为1111C高氯精中C、N两种元索的质量比为1214D高氯精中氯元素的质量分数为25第三种类型：综合型化学式计算题：1、青少年正处于生长发育时期，每天需要摄取足量的蛋白质，蛋白质的代谢产物主要是尿素CO(NH2)2。若从食物中摄取的蛋白质经体内新陈代谢后完全转化为尿素排出体外，每人每天相当于排出尿素30g。(1)30g尿素中含氮元素多少克?(2)已知蛋白质中氮元素的平均质量分数为16，则每人每天至少应从食物里摄取的蛋白质为多少克?(3)请你根据下表中几种常见食物的蛋白质含量，计算出每天至少应摄人多少克下列食物才能满足你对蛋白质的需求(可以只摄取一种食物，也可同时摄取几种食物)。食物白面鸡蛋瘦猪肉牛奶蛋白质含量10142032、 近年来，我市积极探索建设社会主义新农村的服务体系，许多农户获得“测土配方施肥”服务，有效解决了施肥比例不合理问题，提高了产量，减少了环境污染。小明家种了一片麦子，经农科人员测定该片土壤需补充钾元素39kg，氮元素42kg。请你帮小明算算，至少需购买硝酸钾、硝酸铵各多少千克?（二）有关化合价的计算：1、据报道，“第三代”瓷珠圆珠笔问世，该圆珠笔的球珠有氧化锆陶瓷材料制成，这种材料的应用使球珠的耐腐蚀性，耐磨性得到了提高，从而填补了国内空白，氧化锆的化学式为ZrO2，在氧化锆中锆元素的化合价为：A+2 B+3 C+4 D+52、世界卫生组织（WHO）将ClO2列为A级高效安全灭菌消毒剂，它在食品保鲜，饮用水消毒等方面都有广泛应用，ClO2分子中氯元素的化合价为：A1 B+2 C+3 D+4（三）有关化学方程式的计算题：（1）有关反应物和生成物的计算1、工业上使用一种“渗铬（Cr）技术”可以大大提高钢铁制品的抗腐蚀能力。其中一个主要反应的化学方程式为。已知参加反应铁的质量为28g，则生成铬的质量为多少克？2、发射通讯卫星的火箭用联氨(N2H4)做燃料，用四氧化二氮 (N2O4)助燃，反应的化学方程式如下：2N2H4+ N2O4= 3N2+4H2O，生成物不会对大气造成污染。请计算：3.2Kg N2H4发生燃烧，需要助燃物N2O4的质量。（2）含有杂质的反应物和生成物的计算1、某炼铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼生铁。若要炼出1120t含铁95%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？2、将100g含 CaCO3质量分数为80%的石灰石样品（杂质不发生化学反应也不含钙），高温灼烧一段时间后，冷却，测得剩余固体中含钙元素的质量分数为41%，则生成CaO的质量约为（3）和实验相结合的计算题石灰石是我市主要矿产之一，小江同学为了寻找纯度超过85%的石灰石，对一样品进行了如下定量实验。实验步骤称取烧杯的质量将适量盐酸加入烧杯中并称重称取少量石灰石样品加入烧杯中，使之与过量稀盐酸反应待反应完全后，称重实验图示实验数据烧杯的质量为50.0g烧杯和盐酸的质量为100.0g石灰石样品样品的质量为12.0g烧杯和其中混合物的质量为107.6g试通过分析计算：（1） 该实验中生成的二氧化碳的质量是多少克？（2） 该石灰石样品的纯度是否符合要求？（假设石灰石样品中的杂质不与盐酸反应也不溶于水）（4）标签型化学方程式的计算Stomachease 帮助消化减缓胃痛每片含250mg氢氧化镁图41、消化药片所含的物质能中和胃里过多的胃酸。某种消化药品的标签如图4所示。医生给某胃酸过多的患者开出服用此药的处方为：每日3次，每次2片。试计算，患者按此处方服用该药一天，理论上可中和HCl多少毫克？（计算结果取整数）过氧化氢溶液主要成分 H2O2质量分数 30%净 重 500g2、过氧化氢溶液在存放过程中会缓慢分解。右图为实验室保存的一瓶过氧化氢溶液的标签。某小组同学为了解过氧化氢的分解情况，取5g该溶液共制得0.64g氧气。试分析计算这瓶过氧化氢溶液在保存过程中已经分解的过氧化氢的质量。（5）有关混合原料参加反应的化学方程式的计算1、不纯的铁片5.6g与足量的HCl反应，放出0.21g氢气，则铁片中可能含有的一种金属杂质为 AZn BPb CCu DMg2、将26g某金属混合物投入到足量的稀硫酸中，共收集到2g氢气，该金属混合物的组成可能是（ ）A、Mg和Zn B、Fe和Zn C、Zn和Cu D、Cu和Fe（6）有关字母型化学反应方程式计算题1、A、B、C三种物质各15 g，它们化合时只能生成30 g新物质D。若增加10 g A，则反应停止后，原反应物中只余C。根据上述条件推断下列说法中正确的是A第一次反应停止后，B剩余9 g B第二次反应后，D的质量为50 gC反应中A和B的质量比是32 D反应中A和C的质量比是522、在反应2A+5B=2C+4D中，C、D的相对分子质量之比为922若2.6 gA与B完全反应后生成8.8gD。则在此反应中B与D的质量比为( )A49 B81 C10 11 D3144（7）有关表格型化学方程式计算题在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质量如下表：物质甲乙丙丁反应前质量g522022反应后质量g待测11285下列说法错误的是A该反应是分解反应 B甲可能是该反应的催化剂C乙、丙变化的质量比为9：8 D反应后甲的质量为0g（四）有关溶液的计算题：（1）直接使用公式计算：1、将100g10%的某固体物质M的溶液，分别进行下述操作，所得溶液中溶质的质量分数最小的是（ ）A. 蒸发掉10g水，无晶体析出 B. 加入10g10%的M的溶液C. 加入10g固体M，并使之完全溶解 D. 加入10g水2、无土栽培所用的某种营养液中，含硝酸钾的质量分数为7，某蔬菜生产基地欲配制该营养液200kg，需要硝酸钾的质量是A7kg B14kg C70kg D140kg（2）溶质、溶剂的变化对质量分数的影响：增加溶剂（加水稀释）1、如要将100g溶质质量分数为20%的硝酸钾溶液稀释成溶质质量分数为10%的硝酸钾溶液，需加入水的质量为A50g B90g C100g D200g2、化学实验室现有98%的浓硫酸，但在实验中常用到较稀的硫酸。要把50g质量分数98%的浓硫酸，稀释为质量分数20%的硫酸。(1)稀释后硫酸溶液溶质的质量为 g，(2)稀释时所需水的质量为 g。溶液增浓问题：（蒸发溶剂法 增加溶质法 增加浓溶液法）1、现有8%的铝化钠溶液50g，若是其溶质质量分数增达到16%，可采用的方法是：需要蒸发多少克水？ 需要加入多少g 氯化钠？需要加入多少克40%的铝化钠溶液？2、电解水时，常常要加入少量氢氧化钠使反应容易进行。现将加有氢氧化钠的水通电一段时间后，产生lg氢气，其中氢氧化钠的质量分数也由48变为5。计算：(1)生成氧气的质量。 (2)电解后剩余水的质量。（3）配制溶液问题：计算类：1、欲配制溶质质量分数为5%的葡萄糖溶液100g。下列说法正确的是 （ ）A、只需要托盘天平和量筒两种仪器 B、配制时要用葡萄糖作溶质C、用托盘天平称取5g葡萄糖 D、用量筒量取100ml水2、实验室要配制50 g溶质质量分数为20%的硝酸钾溶液，现有25 g溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液、20 g溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液及足够多的硝酸钾晶体和蒸馏水，请选用上述的药品，设计三种配制方案填入下表配制方案（只要说明配制时所需的各种药品及用量即可）方案一方案二方案三实验类：1、下图是小明配制100g溶质质量分数为12%的NaCl溶液的有关实验操作示意图。（1） 配制过程中使用的四种玻璃仪器，分别是广口瓶、_、_、量筒。（2） 请你指出图中一处错误操作，并分析该操作可能造成的后果。_。（3） 图、图表示的操作步骤分别是_。（4） 配制时需称量氯化钠_g，如果氯化钠中含有少量不溶的杂质，溶质的质量分数会_（填“偏大”或“偏小”）；量取水最好选择_的量筒（填序号10mL50mL100mL）。（水的密度为1g/cm3）2、在实验室配制溶液时，常涉及以下过程：溶解称量计算装瓶存放。请按要求回答问题：现欲配制50g 5氯化钠溶液，配制过程的先后顺序是 （填序号）。用已调节平衡的天平称取氯化钠固体时，发现指针偏右，接下来的操作是 。在量取蒸馏水体积时，若仰视读数，则会导致氯化钠溶液的溶质质量分数 （填“”或“”）5。在溶解步骤中需要的仪器有 、 。(五)有关溶液和化学方程式的简单综合计算：（1）叙述型计算题：涉及沉淀的叙述型计算题：1、家里蒸馒头用的纯碱中含有少量的氯化钠，课外探究小组的同学欲测定纯碱中碳酸钠的含量。他们取该纯碱样品11.0g，全部溶解在100.0g水中，再加入氯化钙溶液141.0g，恰好完全反应。过滤干燥后，称得沉淀质量为10.0g。请计算：（1）纯碱样品中碳酸钠的质量；（2）反应后所得滤液中溶质的质量分数。2、50g Ca(NO3)2溶液与50g K2CO3溶液混合后，恰好完全反应。经过滤、干燥、称量，得到5g沉淀。反应的化学方程式是：K2CO3+Ca(NO3)2=CaCO3+2KNO3。请计算：(1) 参加反应的K2CO3的质量。(2) 过滤后所得溶液的溶质质量分数。涉及气体的叙述型计算题：1、将10g不纯的锌粒（杂质不容与水也不与酸反应）投入到100g稀硫酸中，恰好完全反应，得到0.2气体，试计算：（1）锌粒中纯锌的质量； （2）稀硫酸中溶质的质量分数。2、我国化工专家侯得榜的“侯是制碱法”为世界制碱工业做出了杰出贡献。工业上用侯氏制碱法制得的纯碱中含有一定量的氯化钠杂质。现称取只含氯化钠的纯碱样品11g,全部溶解在50g水中，当加入稀盐酸64.4g时，恰好完全反应，所得溶液质量为121g，试求：（1） 该纯碱样品的纯度（计算结果精确到0.1%）（2） 所的溶液中溶质的质量分数。由溶液质量和质量分数进行计算：1、现有Na2CO3和Na2SO4的固体混合物共12g，将它放入98g20%的H2SO4溶液中，充分反应后溶液呈酸性；在此酸性溶液中再加入80g10%的NaOH溶液，恰好完全中和。计算:(1)恰好完全中和后，所得溶液中溶质的质量分数。（计算结果精确到0.1%）（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。2、南充市名优特产阆中保宁醋，是中国四大名醋之一，其主要成分是醋酸，化学式为：CH3COOH。测定保宁醋醋酸含量的原理是：CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O。化学课外活动小组中和30g保宁醋，用去质量分数为5%的NaOH溶液20g。请你计算： （1）30g保宁醋中含醋酸的质量； （2）该保宁醋中醋酸的质量分数。 （2）标签型计算题：某校化学实验室有一瓶标签残缺的过氧化氢溶液（如图所示）。该校化学课外兴趣小组的同学为了测定其中溶质的质量分数，他们取出该溶液34g，加入适量催化剂，待完全反应后，共收集到0.32g氧气。试计算该溶液中溶质的质量分数。（3）图像型计算题：1、小红同学在某化工厂进行社会实践，技术员与小红一起分析由氯化钡和氯化钠组成的产品中氯化钠的质量分数。取16.25g固体样品，全部溶于143.6mL水中，向所得到的混合溶液中逐滴加入溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液，记录了如图所示的曲线关系。技术员给小红的提示：反应的化学方程式BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl当氯化钡与碳酸钠恰好完全反应时，消耗10.6%的碳酸钠溶液的质量是 g。产品中氯化钠的质量分数是多少？当氯化钡与碳酸钠恰好完全反应时，过滤，所得溶液中溶质的质量分数是多少？2、为了测定黄铜(铜、锌合金)的组成，某研究性学习小组称取该样品10g，向其中逐滴加入98的稀硫酸至刚好不再产生气体为止。反应过程中生成的气体与所用硫酸溶液的质量关系如右图所示。试计算：(1)样品中铜的质量分数；(2)反应所消耗的硫酸溶液质量；(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数。3、某班同学完成制取二氧化碳的实验后，对回收的盐酸和氯化钙混合溶液（不考虑其他杂质）进行了以下实验：取40mL该溶液于烧杯中，滴入40g溶质质量分数为13.8%的K2CO3溶液。滴入K2CO3溶液质量与生成沉淀质量的关系如图所示。求： （1）所取40mL溶液中HC