专题10 化学计算（解析版）

专题六化学计算考情分析浙江省2023年本专题考察是化学方程式和溶解结合的计算问题，考试题型结合实验，表格类型等，2024年统一考试化学计算也是不会缺席的。有关化学式计算⭐⭐溶液计算⭐⭐有关化学方程式计算⭐⭐考向1有关化学式计算苯甲酸（C6H5COOH）是一种酸性比醋酸更强的有机酸，能使紫色石蕊试液变红，常用作食品防腐剂。请回答：（1）苯甲酸含有种元素。（2）苯甲酸分子中，C、H、O三种元素的质量比是。（3）苯甲酸中氧元素的质量分数为（结果保留到0.1%）。【解答】解：（1）由化学式可知苯甲酸是由C、H、O三种元素组成，故答案为：3；（2）C、H、O三种元素的质量比为12×7：1×6：16×2＝42：3：16，故答案为：42：3：16；（3）氧元素的质量分数为16×212×7+1×6+16×2×100%＝26.2%，故答案为：碘是人体的必需微量元素之一，缺碘可影响人体的生长及智力发育。长期缺碘会使得体内甲状腺激素合成过量，进一步诱发甲状腺功能亢进症。我们可以通过食用碘盐来补碘，市场上销售的“加碘食盐”，是在食盐中加入了少量的碘酸钾（KIO3）。（1）“加碘食盐”为人体补充的是（填“碘元素”或“碘单质”）。（2）KIO3中I的化合价为。（3）碘酸钾的相对分子质量为。（4）列式计算碘酸钾中碘元素的质量分数。（计算结果精确到0.1%）【解答】解：（1）“加碘食盐”中的“碘”不是以单质、分子、原子等形式存在，这里所指的“碘”是强调存在的元素，与具体形态无关；（2）根据“在化合物中，正负化合价的代数和为零”的原则，可设KIO3中I的化合价为x，则：（+1）+x+（﹣2）×3＝0，解得x＝+5；（3）根据碘酸钾（KIO3）的化学式可知，其相对分子质量为：39+127+16×3＝214；（4）碘酸钾中碘元素的质量分数为127214×100%≈答：碘酸钾中碘元素的质量分数为59.3%。维生素C（简写Vc）又叫做抗坏血酸，可以对抗身体内的氧化性物质，促进人体胶原形成，对受损组织进行修补，促进人体的脂肪、蛋白质合成，促进葡萄糖的利用。如图是已破损的维生素C（化学式：C6H8OX）的说明书部分信息。已知维生素C由碳、氢、氧三种元素组成。请回答。（1）Vc中氢、碳元素的质量比为。（2）Vc的化学式为。（3）小科爸爸每天服用该Vc片剂，小科建议爸爸可食用“Vc之王”猕猴桃来代替Vc片，若每100g猕猴桃含Vc的量在100﹣420mg之间，则小科爸爸要达到服用上述Vc片的效果，需要每天至少食用猕猴桃多少克？（列出计算过程，保留小数点后一位）【解答】解：（1）Vc中氢、碳元素质量之比＝（1×8）：（12×6）＝8：72＝1：9；故答案为：1：9；（2）Vc的化学式中O元素的原子个数=176-12×6-1×816=6，则Vc的化学式为C6H8O6；故答案为：C6H8（3）根据题意，每片含Vc10mg，一日3次，每次2片，则每日应服用的Vc的质量为10mg×3×2＝60mg；每100g猕猴桃含Vc的量在100—420mg之间，则每天食用猕猴桃的质量=100g420mg×60mg≈14.3g考向2溶液计算已知硝酸钾的溶解度随温度升高增大，现将200g不饱和KNO3溶液分成两等分，实验过程如图所示。分析实验过程，可作出的正确判断是（）A．①→③过程中，KNO3的溶解度和质量分数都增大 B．②→④蒸发过程中，水的质量分数不断增大 C．25℃时，KNO3的溶解度是43g D．③比④溶液中溶质的质量分数大【解答】解：A、①→③过程中，温度不变，则KNO3的溶解度不变；溶解的溶质的质量增加，则KNO3的质量分数都增大，故选项说法错误。B、②→④的过程中，溶液由25℃时的不饱和溶液变为25℃时的饱和溶液，溶质质量分数不断增加，水的质量分数不断减小，故选项说法错误。C、由图示可知，①→③过程中，溶液变为恰好饱和的溶液；②→④的过程中，溶液变为恰好饱和的溶液，即25℃时，20g水中溶解8.6g硝酸钾，溶液恰好饱和，25℃时，KNO3的溶解度是8.6g×100g20gD、③、④均为25℃时的饱和溶液，溶质质量分数相等，故选项说法错误。故选：C。小科在20℃时进行了如图所示的实验（KNO3的溶解度：20℃时为31.6g，50℃时为85.5g），得到相应的溶液①～⑤，下列说法正确的是（）A．保持温度不变，若在④中加入5.5gKNO3固体可得到饱和溶液 B．②③⑤中溶质质量分数相等 C．①③④均为饱和溶液 D．④→⑤可析出53.9gKNO3晶体【解答】解：A、保持温度不变，④中溶剂的质量为100g，溶解的硝酸钾的质量为20g+30g+30g＝80g，50℃时硝酸钾的溶解度为85.5g，在④中加入5.5g硝酸钾固体可得到饱和溶液，故选项说法正确。B、②中溶解的硝酸钾的质量为31.6g，为20℃时的饱和溶液；③中加热至50℃时，溶解的硝酸钾的质量为50g；⑤为20℃硝酸钾的饱和溶液，溶质的质量为31.6g；则②⑤中溶质质量分数相等，③中溶质质量分数比②⑤中大，则故选项说法错误。C、①中溶解的硝酸钾的质量为20g，为不饱和溶液；③中为50℃时的不饱和溶液，④为50℃时的不饱和溶液，故选项说法错误。D、④→⑤可析出硝酸钾晶体的质量为20g+30g+30g﹣31.6g＝48.4g，故选项说法错误。故选：A。在室温下完成如下实验，若固体A（不含结晶水）溶于水既不吸热，也不放热，且实验过程中不考虑水的蒸发。请回答：（1）上述四种溶液中一定属于不饱和溶液的是。（2）四种溶液的溶质质量分数大小关系为。（均用序号表示）【解答】解：（1）室温下，向20g水中加入5gA，全部溶解；向溶液①中再加入5gA，部分溶解，说明溶液①是不饱和溶液，溶液②是饱和溶液；加热到t℃，全部溶解，溶液③可能是恰好饱和的溶液，也可能是不饱和溶液；降温至室温，有晶体析出，溶液④一定是饱和溶液。（2）溶液①②③④中溶剂的质量相等，所含溶质的质量大小关系是③＞②＝④＞①，则四种溶液的溶质质量分数大小关系为③＞②＝④＞①。考向3有关化学方程式的计算用含碳酸钠的氢氧化钠样品进行了如图甲所示的实验。请回答：（1）流程图中的操作W名称是。（2）求滤液A的溶质质量分数。（3）完全反应前后，溶液中离子种类变化如图乙所示。其中“△”的离子符号是。【解答】解：（1）流程图中的操作W名称是过滤。故答案为：过滤。（2）设生成的氢氧化钠的质量为x，样品中碳酸钠的质量为y。Na2CO3+Ba（OH）2═BaCO3↓+2NaOH10619780y19.7gx19780=19.7gx＝8g，y＝10.6g氢氧化钠的质量分数=8g+12g-10.6g12g+101.7g-19.7g×100%答：滤液A的溶质质量分数是10%。（3）完全反应前后，溶液中离子种类变化如图乙所示，反应前溶液中的离子是钠离子、碳酸根离子、氢氧根离子，反应后的离子是钠离子和氢氧根离子，碳酸根离子消失，其中“△”表示的离子符号是CO32﹣。故答案为：CO32﹣。用沉淀法可测定食用碱样品中碳酸钠的质量分数。取11g食用碱样品（有少量的杂质氯化钠），加水完全溶解制成100g溶液，逐次滴加溶质质量分数相同的氯化钙溶液，实验数据如表：实验次数第1次第2次第3次第4次第5次第6次加入CaCl2溶液的质量/g20.020.020.020.020.020.0反应后溶液的总质量/g118.0136.0154.0M191.0211.0请根据实验数据分析解答下列问题：（1）表中数据M的值为。（2）请画出生成沉淀的质量随滴加氯化钙溶液质量的变化关系图（标明恰好反应时点的坐标）。（3）计算该食用碱样品中碳酸钠的质量分数（写出过程，结果保留到0.1%）。【解答】解：（1）根据表格提供的数据可以看出，11g纯碱样品产生沉淀的总质量为：100g+20.0g×6﹣211.0g＝9.0g，开始时每20.0g氯化钙溶液产生2.0g沉淀，第6次不再改变，说明第5次时沉淀完全，故第4次加入20.0g氯化钙溶液也是产生2.0g沉淀，故M＝154.0g+20.0g﹣2g＝172.0g，故填：172.0；（2）综合分析数据可以看出，每10.0g氯化钙溶液产生碳酸钙沉淀1.0g，产生9.0g碳酸钙需要氯化钙溶液的质量为90.0g，故图像为：（3）设碳酸钠的质量为xNa2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl106100x9.0g106x＝9.54g故碳酸钠的质量分数为：9.54g11g答：该食用碱样品中碳酸钠的质量分数86.7%。某校科学兴趣小组同学发现，长期使用的热水壶底部有一层水垢，水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。他们为了测定水垢中碳酸钙的含量，将足量质量分数为10%的盐酸溶液加入13.3g水垢中，产生CO2气体的情况如图所示。（1）水垢中碳酸钙的质量分数是多少？（结果精确到0.1%）（2）假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外，不含有其它杂质，全部溶解13.3g水垢，至少需要质量分数为10%的盐酸溶液的质量是多少克？【解答】解：从图中可以看出，表示生成气体的曲线在3.3处成了直线，说明反应已完全，不再有气体生成；产生CO2气体的质量为3.3g，设13.3g水垢中碳酸钙的质量为x，参与反应的HCl的质量为y。CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑1007344xy3.3g10044x＝7.5g7344y＝5.475g水垢中碳酸钙的质量分数为：7.5g13.3g×100%≈设与氢氧化镁反应的HCl的质量为z，氢氧化镁的质量为13.3g﹣7.5g＝5.8gMg（OH）2+2HCl＝MgCl2+2H2O58735.8gz5873解之得：z＝7.3g，需要质量分数为10%的盐酸溶液的质量是5.475g+7.3g10%=

从微观层面认识物质是化学独特的视角。许多物质是由分子构成的，分子又由原子构成。原子虽然很小，但本身也存在质量。如图是水分子的微观模型图，表中是几种原子的质量，请根据要求回答下列问题：原子种类1个原子的质量/kg相对原子质量氢1.674×10﹣271氧2.657×10﹣2616碳12原子1.993×10﹣2612（1）1个水分子的质量是多少？（在横线上列出算式）≈2.992×l0﹣26kg（2）由上述计算可知分子很小，书写、记忆和使用都很不方便。为此可采用类似“原子”的处理方法。即以碳12原子质量的112（3）你还有其他方法计算水的相对分子质量吗？请计算。【解答】解：（1）每个水分子是由2个氢原子与1个氧原子构成的，所以1个水分子的质量是1.674×10﹣27kg×2+2.657×10﹣26kg；故填：1.674×10﹣27kg×2+2.657×10﹣26kg；（2）水的相对分子质量就是每个水分子的质量与碳﹣12原子质量的112的比值，即：2.992×10-26（3）根据相对分子质量为构成分子的各原子的相对原子质量之和可知，水的相对分子质量为1×2+16＝18；故填：水的相对分子质量为1×2+16＝18。化学家TimRichard将分子结构简式像小狗的某有机物（如图1所示），取名为“小狗烯”（化学式为C26H26），请计算：（1）求“小狗烯”的相对分子质量。（2）求“小狗烯”中碳元素的质量分数。（计算结果精确到0.1%）（3）求33.8g“小狗烯”中含碳元素多少克。（4）如图2所示，碱性品红（化学式C20H20ClN3）用于棉、人造纤维、纸张、皮革的印染，也用于喷漆、墨水等。现有“小狗烯”和碱性品红的混合物，经测定：含碳元素的质量为120g，则含氢元素的质量为多少克？【解答】解：（1）“小狗烯”的相对分子质量是：12×26+1×26＝338。（2）小狗烯”中碳元素的质量分数是：12×26338×100%≈（3）33.8g“小狗烯”中含碳元素的质量为33.8g×12×26338×100%（4）“小狗烯”中碳、氢元素的质量比是：（12×26）：（1×26）＝12：1，碱性品红（化学式C20H20ClN3）中，碳、氢元素的质量比是：（12×20）：（1×20）＝12：1，由此可知，“小狗烯”和碱性品红的混合物中含碳元素的质量为120g，则含氢元素的质量为10克。自新型冠状病毒肺炎疫情发生以来，疫情在全球各国肆虐，特别是奥密克戎变种具有传播速度快，隐匿性强，感染症状轻等特点。科学研究发现新型冠状病毒对化学消毒剂敏感，75%酒精（C2H5OH）、过氧乙酸、84消毒液和紫外线均可灭活病毒。（1）请写出酒精中碳、氢、氧三种元素的质量比为。（2）酒精中碳元素的质量分数为多少？（保留到0.1%）。（3）现有75%的酒精溶液100g，其中含有碳元素多少克？【解答】解：（1）酒精中碳、氢、氧三种元素的质量比为（12×2）：（1×6）：（1×16）＝12：3：4；（2）酒精的相对分子质量为12×2+1×6+1×16＝46；酒精中碳元素的质量分数为12×246×100%≈（3）75%的酒精溶液100g，中酒精的质量为100g×75%＝75g，其中含有碳元素为75g×12×246×100%溶解是生活中常见的现象，不同物质在水中的溶解能力不同。表是硝酸钾、氯化钠在不同湿度下的溶解度（单位：g/100g水）温度（℃）020406080100硝酸钾13.331.663.9110169246氯化钠35.736.036.637.338.439.8（1）40℃时，硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数为多少？（写出计算过程）（2）请写出一种将硝酸钾的不饱和溶液转化为饱和溶液的方法。（3）20℃时，将20g氯化钠放入50g水中，所得溶液的质量是。【解答】解：（1）40℃时，硝酸钾的溶解度为63.9g，则40℃时，硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数为63.9g63.9g+100g×100%≈答：40℃时，硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数为39.0%。（2）硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大，将硝酸钾的不饱和溶液转化为饱和溶液，可以采用加入硝酸钾、蒸发溶剂、降低温度等方法。故答案为：加入硝酸钾等。（3）20℃时，氯化钠的溶解度为36.0g，含义是20℃时，100g水中最多溶解36.0g氯化钠，溶液达到饱和状态，则20℃时，将20g氯化钠放入50g水中，最多能溶解18g，所得溶液的质量是18g+50g＝68g。故答案为：68g。钙是人体中的常量元素，因缺钙而导致骨质疏松、佝偻病等的患者应在医生的指导下服用钙片。某补钙药剂说明书的部分信息如图1所示。现将100g盐酸分成五等份，逐次加到用40片该药剂制成的粉末中（其他成分不与盐酸反应），得到部分数据与关系图如图请根据有关信息回答问题。实验次数第一次第三次第四次加入盐酸的质量（g）202020剩余固体的质量（g）35a20（1）该品牌补钙药剂中CaCO3的质量分数是，a的数值为。（2）该盐酸中溶质的质量分数是多少？（写出计算过程，计算结果精确至0.1%）【解答】解：（1）设40片该药剂中含碳酸钙的质量为x，CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O10044x8.8g10044=x8.8g该品牌补钙药剂中CaCO3的质量分数是：20g40片由第1次和第4次数据可知20g稀盐酸可消耗5g碳酸钙，则第二次加入20g稀盐酸后，剩余固体为30g，第三次加入20g稀盐酸后，剩余固体为25g，故a的数值为25；（2）设20g的稀盐酸中溶质的质量为yCaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O100735gy10073=5gy该盐酸中溶质的质量分数是：3.65g20g故答案为：（1）50%，25；（2）该盐酸中溶质的质量分数18.3%。为测定某镁矿石中镁元素的质量分数，兴趣小组的同学取了5g该镁矿石粉末，加入过量的稀硫酸，充分反应后过滤、除杂，得到只含有MgSO4和H2SO4两种溶质的混合溶液100g，将该100g混合溶液放于烧杯中，然后取40g氢氧化钠溶液，分4次加入到盛有100g混合溶液的烧杯中，充分反应，测得的实验数据如下表所示：实验编号第一次第二次第三次第四次加入氢氧化钠溶液质量/g10101010烧杯中生成沉淀的总质量/g0.4641.0441.1601.160请计算：（1）100g混合液中硫酸镁的质量。（2）该镁矿石中镁元素的质量分数。（假设5g镁矿石中的镁元素全部转化为100g混合溶液中MgSO4中的镁元素）（3）加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数。【解答】解：（1）设100混合溶液中含MgSO4的质量为x2NaOH+MgSO4＝Na2SO4+Mg（OH）2↓12058x1.160g58120x＝2.4g答：100混合溶液中含MgSO4的质量为2.4g；（2）根据质量守恒定