精练02 化学解答题计算（解析版）

精练02化学解答题计算（本专题包括化学式计算、溶液计算、化学方程式计算）【知识储备】一,根据化学式的相关计算以化合物AaBb为例，可推导出下列计算公式1．相对分子质量：相对分子质量＝A的相对原子质量×a＋B的相对原子质量×b；2．A、B原子个数比=eq\f(A的原子个数,B的原子个数)＝eq\f(a,b)3．A、B元素质量比=eq\f(A元素的质量,B元素的质量)＝eq\f(A的相对原子质量×a,B的相对原子质量×b)4．A元素的质量分数=A元素的质量分数＝eq\f(A的相对原子质量×a,AaBb的相对分子质量)×100%5．A元素的质量＝化合物(AaBb)质量×A元素的质量分数二,有关溶液的计算1．溶液质量＝溶质质量＋溶剂质量溶质质量分数＝eq\f(溶质质量,溶液质量)×100%变形后为：溶质质量＝溶液质量×溶质质量分数2．溶液稀释计算主要是根据稀释前后溶质质量相等列式：若浓溶液的质量为m浓，质量分数为a%，加m水稀释后质量分数为b%，则可列式为：m浓·a%＝(m浓＋m水)·b%3．化学方程式反映的是纯净物间的质量关系，涉及到的一般都是溶液中的溶质的质量，常要用到的公式：m溶质＝m溶液×a%，然后把得到的溶质的质量代入方程式计算。三,能根据化学方程式进行纯净物质间的计算1．知道反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量。2．根据质量守恒定律的化学方程式的计算此内容是本课时的拓展，一类习题可根据质量守恒定律的定义或实质，利用反应物前后物质或元素质量守恒进行计算。另一类习题还可根据反应前后物质质量之差，算出气体或沉淀物的质量，再进行化学方程式的计算。解题步骤：(1)设未知量，用x、y等字母表示(不带单位)；(2)正确写出有关的化学方程式(注意配平)；(3)找出相关物质间的质量关系，写在对应化学式的下面；(4)列出比例式，求出未知量；(5)简明写出答案。注意事项：①根据化学方程式计算要注意解题格式化，准确列出有关反应物或生成物质量比，特别是相对分子质量的计算；②题设中未知数没有单位，求出的未知数应带单位；③计算中已知量每步都要带单位。四,含一定杂质的化学方程式的计算1．有关混合物的计算(混合物中杂质不参加反应或混合物中只有一种物质参加反应)。2．原理：将不纯物质的质量转化为纯净物质的质量代入化学方程式进行计算，一般不纯物质有：样品、合金、矿石、溶液等。3．公式(1)纯净物的质量＝混合物的质量×纯度(或质量分数)(2)纯度＝eq\f(纯净物的质量,混合物的质量（样品质量等）)×100%(3)纯净物的质量分数＝1－杂质的质量分数注意事项：①化学方程式中每一项都应是纯净的物质；②化学方程式中每一种物质代入或算出的质量都是纯净的质量；③有些参加反应的物质中还要分析是否完全反应，如反应不完全，该未反应部分质量不能按反应的质量进行计算【专题精炼】1．（2022•永嘉县校级四模）葡萄糖化学式C6H12O6，有甜味、易溶于水的白色粉末状固体，在人体内可缓慢氧化成二氧化碳和水，并释放出热量。（1）葡萄糖中碳元素与氢元素的质量比为6：1。（2）每克葡萄糖分解时产生的热量为17.2千焦。某病人静卧休息时，一昼夜需要消耗约5160千焦的能量。因病情严重，若该病人救治初期仅靠输液维持生命，则他一昼夜内至少需输入质量分数为5%的葡萄糖溶液6000克。【解答】解：（1）葡萄糖中碳元素与氢元素的质量比为：（12×6）：（1×12）＝6：1；（2）设一昼夜内至少需输入5%葡萄糖溶液质量为x。5160千焦17.2千焦/克x＝6000g故答案为：（1）6：1；（2）6000。2．（2022•宁波校级一模）方便面方便、可口，很受人们青睐，但其中油脂含量若超标，就会影响人的健康。据了解，健康饮食标准下每人每天摄入的油脂应以25﹣30g为上限。回答下列问题。（1）油脂可以由亚麻酸和其它物质经过化学变化获得，已知亚麻酸的化学式为C18H32O2，通过计算得出亚麻酸中碳氢氧三种元素的质量比27：4：4。（2）如图为某品牌方便面的包装信息，经检验其方便面中的油脂含量约为20%，方便面的油脂摄入占一天中总油脂的一半，试判断一天食用一包这种方便面是否符合健康标准？不符合健康标准。【解答】解：（1）已知亚麻酸的化学式为C18H32O2，亚麻酸中碳氢氧三种元素的质量比：（12×18）：（1×32）：（16×2）＝27：4：4。故填：27：4：4。（2）105g×20%＝21g，一天食用一包这种方便面能够提供21g油脂，大于一天中总油脂的一半，不符合健康标准。答：不符合健康标准。3．（2022•海曙区模拟）2010年3月28日13时40分王家岭煤矿发生透水事故，矿难的发生牵动亿万人的心，8天8夜，115名工人的成功获救被誉为是“创造了中国抢险救援史奇迹”．刚被救援出的工人，身体衰弱，各个脏器处在很衰竭的情况下，不能马上进食进行恢复，需借助输葡萄液进行进行早期康复．葡萄糖液中的葡萄糖是一种有甜味、易溶于水的白色粉末状固体，化学式是C6H12O6．葡萄糖在人体内被缓慢氧化为二氧化碳和水，并释放出热量．试回答：（1）葡萄糖中各元素的质量比为C：H：O＝6：1：8；（2）血浆中的葡萄糖叫血糖，如图是A、B两人在用餐后几小时内血糖浓度的变化情况，据图分析A、B两人中B是正常的．（3）若每克葡萄糖分解时产生的热量为17.15千焦．在静卧休息的情况下，某中等身材的男子一昼夜需要消耗约5858千焦的能量．若他由于某种疾病不能进食，只能靠输液维持，则一昼夜内至少需输入5%葡萄糖溶液B．A．约13600mlB．约6800mlC．约3400mlD．约1700ml．【解答】解：（1）葡萄糖中各元素的质量比为C：H：O为（12×6）：（1×12）：（16×6）＝6：1：8；故填：6：1：8；（2）图示中，在用餐后，B体内的血糖浓度在短暂升高（葡萄糖被吸收后进入血液）后即恢复正常（胰岛素的作用）；A体内的血糖浓度一直超过正常范围，说明A的糖代谢不正常，患有糖尿病；故填：B；（3）设一昼夜内至少需输入5%葡萄糖溶液体积为x，则5858÷17.15＝5%x，解得x＝6831毫升．故填：B．4．（2023•宁波一模）某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口久置且不干燥的氢氧化钠和一瓶浓度为14.6%的稀盐酸。为测定氢氧化钠的变质情况，他们取9.5g变质的氢氧化钠样品于锥形瓶中，加入50g水，充分溶解，再向锥形瓶中滴加稀盐酸。实验测得加入稀盐酸的质量与锥形瓶中物质的质量关系如图所示。（计算结果均保留一位小数）求：（1）反应中共产生二氧化碳的质量是2.2g。（2）9.5g样品中碳酸钠的质量。（3）9.5g样品中氢氧化钠的质量分数。（4）反应刚结束时溶液的溶质质量分数。【解答】解：（1）由图中数据可知，生成二氧化碳的质量为：（9.5g+50g+50g）﹣107.3g＝2.2g；（2）设9.3g样品中碳酸钠的质量为x，与碳酸钠反应的氯化氢的质量为y。Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑106    73             44x      y             2.2g10644x＝5.3g7344y＝3.65g答：9.3g样品中碳酸钠的质量为5.3g。（3）则9.5g样品中氢氧化钠的质量分数：9.5g−5.3g9.5g（4）由反应可知，稀盐酸中的氯离子全部转化成氯化钠中的氯离子，则反应的盐酸的物质的量和生成的氯化钠的物质的量相等，设生成氯化钠的质量为w。HCl～～～NaCl36.5   58.550g×14.6%w36.558.5w＝11.7g反应刚结束时溶液的溶质质量分数为：11.7g107.3g答：加入50g稀盐酸时，溶液中溶质的质量分数为10.9%。故答案为：（1）2.2g；（2）5.3g；（3）44.2%；（4）10.9%。5．（2023•温州模拟）三位同学分别用相同质量分数的稀盐酸，测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数（石灰石中的杂质既不与酸反应，也不溶于水）。（1）小敏的方法可用如下流程表示，测得的碳酸钙的质量分数为79%；（2）小华取10克样品，用如图甲实验装置进行实验，反应结束后，测得B装置质量增加了4.6克，根据上述数据，算得碳酸钙的质量分数，发现与事实严重不符，造成这种情况的可能原因是B中吸收二氧化碳中带出的水蒸气和氯化氢气体。（3）小军用如图乙的实验装置进行实验，将20克稀盐酸加入到1.25克样品中，生成的CO2体积与反应时间的关系如图丙，本实验条件下CO2的密度为1.8克/升。已知小敏、小华和小军实验中所用盐酸浓度相同，请分析数据，求实验所用的稀盐酸溶质质量分数。【解答】解：（1）盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，第二次加盐酸，滤渣继续减少，说明第一次中盐酸完全反应且碳酸钙有剩余，可知50g盐酸完全消耗5g碳酸钙，而第二次减少的质量为2.9g，说明碳酸钙完全反应，剩余滤渣的质量就是石灰石样品中杂质的质量，所以的碳酸钙的质量分数=10g−2.1g（2）碱石灰能吸收水蒸气和氯化氢气体，B中吸收二氧化碳中带出的水蒸气和氯化氢气体，所以算得碳酸钙的质量分数，发现与事实严重不符；（3）经分析：小军实验盐酸过量，小华实验测出的CO2质量不准，而只有小敏实验流程第一步时盐酸完全反应，已知加入50g盐酸时，对应反应的碳酸钙质量为10g﹣5g＝5g设参加反应的稀盐酸的质量分数为y，则CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑100735g50g×y1005gy＝7.3%答：实验所用的稀盐酸溶质质量分数为7.3%。故答案为：（1）79%；（2）B中吸收二氧化碳中带出的水蒸气和氯化氢气体；（3）实验所用的稀盐酸溶质质量分数为7.3%。6．（2023•滨江区模拟）某小组在拓展学习中开展了如下实验：将Cu2O和Cu的固体混合物20g放入烧杯中，逐渐加入一定质量分数的稀硫酸，当加入稀硫酸质量为50g时，恰好完全反应。过滤、洗涤、干燥，得到10g固体。已知：Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O。试求：（1）求原混合物中Cu2O与Cu的质量比？（2）稀硫酸的溶质质量分数是多少？（3）按要求在图中画出实验中铜的质量变化图像。【解答】解：设原混合物中Cu2O的质量为x，参加反应硫酸的质量为y，生成铜的质量为z，Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O固体减少量为△M144986480xyz20g﹣10g144x＝18gy＝12.25gz＝8g（1）原混合物中Cu2O与Cu的质量比为18g：（20g﹣18g）＝9：1；（2）稀硫酸的溶质质量分数是12.25g50g答：（1）原混合物中Cu2O与Cu的质量比是9：1；（2）稀硫酸的溶质质量分数是24.5%；（3）通过以上分析可知，原混合物中铜的质量为2g；生成铜的质量为8g，则加入硫酸与铜的质量变化关系如图；故填。7．（2023•镇海区模拟）某环保小组监测到一工厂向河水中排放的酸性废液中含有CuSO4。（1）实验室实验时，我们观察到的CuSO4溶液的颜色为蓝色。（2）为了测定废液中CuSO4的质量分数，该小组取了50g废液，逐滴加入NaOH溶液至过量。测得生成Cu（OH）2沉淀（无其它沉淀）的质量与所加NaOH溶液的质量关系如图所示：①图中的OA段表示氢氧化钠溶液与废液中的酸性物质发生反应，没有沉淀产生。AB段表示氢氧化钠溶液与CuSO4发生反应，反应结束后生成沉淀质量是1.96克。②计算50g废液中CuSO4的质量。【解答】解：（1）实验室实验时，我们观察到的CuSO4溶液的颜色为蓝色；（2）①由图示可知生成沉淀质量是1.96g；设参加反应的硫酸铜的质量为xCuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu（OH）2↓16098x1.96g16098x＝3.2g答：50g废液中CuSO4的质量是3.2g。故答案为：（1）蓝色；（2）①1.96；②3.2g。8．（2023•鹿城区模拟）现有10克锌和8克氧化铜和足量的稀硫酸，有同学想用这些锌和氧化铜为原料来制取铜单质时并采用了如下所示的流程图：Zn→H2SO（1）实验时应该小流量连续缓慢（选填“一次性足量”、“小流量连续缓慢”、“没有冒出气泡后再”）把稀硫酸加入锥形瓶中。（2）按照规范操作要求完成实验，氧化铜被完全反应，请以加入的Zn为横坐标，以生成的Cu为纵坐标，画出关系图，标出图中的转折点大致位置，并说明理由。【解答】解：（1）实验过程中要缓慢持续提供氢气，让氢气慢慢和氧化铜反应，所以要控制氢气的生成速度就要控制加入硫酸的速度，实验时应该小流量连续缓慢把稀硫酸加入锥形瓶中；（2）根据Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑和CuO+H2△¯H2可得关系式Zn∽∽∽∽Cu6564开始是先通入了氢气，所以当6.5g锌反应时得不到6.4g的铜，得到6.4g铜时应该消耗更多的锌，且开始通入氢气时是排空装置内的空气的，所以开始没有铜生成。得图如下：故答案为：（1）小流量连续缓慢；（2）。9．（2023•滨江区模拟）利用化学反应及一系列处理可以对环境污染进行治理。如某工厂废气中的SO2，可用以下方式处理：方式一：2SO2+O2+2CaO＝2CaSO4方式二：2SO2+O2+2Ca（OH）2＝2CaSO4+2H2O已知CaO的价格为690元/吨，Ca（OH）2的价格为750元/吨，试计算：（1）工业处理尾气需考虑经济效益和社会效益，根据上述资料分析，单从经济效益考虑，方式一（选填“方式一”或“方式二”）处理SO2的方法较经济；（2）若用方式一处理3.2吨SO2，刚好用去3吨一定含量的CaO，求样品中CaO的百分含量（写出计算过程，保留一位小数）。【解答】解：（1）设处理的二氧化硫的质量为128t方式一：2SO2+O2+2CaO＝2CaSO4128112128t112t费用为112t×690元/t＝77280元。方式二：2SO2+O2+2Ca（OH）2＝2CaSO4+2H2O128148128t148t费用为148t×750元/t＝111000元。所以方式一处理二氧化硫更经济。（2）若用方式一处理3.2吨SO2，设样品中CaO的百分含量为x2SO2+O2+2CaO＝2CaSO41281123.2t3tx128112x≈93.3%故答案为：（1）方式一；（2）93.3%。10．（2023•鹿城区模拟）为了测定某种黄铜（铜和锌的合金）的组成，现取该黄铜样品碎屑100g，把400g稀硫酸分4次加入到该样品中，测得数据记录如下表：（Zn+H2SO4═H2↑+ZnSO4）第1次第2次第3次第4次加入稀硫酸质量（g）100100100100剩余固体质量（g）877467.567.5（1）第2次测得剩余固体质量为74g，其成分中含铜、锌物质。（2）该黄铜样品中铜和锌的质量比是27：13。（3）计算所用稀硫酸的溶质质量分数，并画出反应生成的氢气质量与加入稀硫酸质量的关系图。【解答】解：（1）第3次加入稀硫酸后固体质量仍然减小，说明第2次反应后固体中仍然含有锌，因此剩余固体的成分中含有铜和锌。故填：铜、锌。（2）该黄铜样品中铜和锌的质量比是：67.5g：（100g﹣67.5g）＝27：13。故填：27：13。（3）第1次中13g锌和100g稀硫酸恰好完全反应，设反应的硫酸质量为x，Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，659813gx6513gx＝19.6g，所用稀硫酸的溶质质量分数为：19.6g100g答：所用稀硫酸的溶质质量分数为19.6%。设最终生成氢气质量为y，恰好完全反应时消耗硫酸质量为z，铜质量为：100g﹣67.5g＝32.5g，Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，6598232.5gzy65100y＝1g，z＝49g，恰好完全反应消耗稀硫酸质量为：49g÷19.6%＝250g，反应生成的氢气质量与加入稀硫酸质量的关系图如下图所示：11．（2023•下城区模拟）某同学为了测定黄铜屑（由锌和铜形成的合金）样品组成，取四份样品分别加稀硫酸反应，其实验数据记录如下表。样品第1份第2份第3份第4份取样品质量（g）50.050.050.050.0取稀硫酸质量（g）40.080.0120.0160.0产生气体质量（g）0.040.080.10.1（1）画出在50.0g样品中加稀硫酸的质量与产生气体质量变化关系的示意图。（2）试计算第2份样品反应后溶液中硫酸锌质量分数为多少？（保留到0.1%）【解答】解：（1）从第1组、第2组数据可知：每40.0g的稀硫酸与足量的金属反应会生成0.04g的气体，按这个比例关系分析最终生成0.1g的气体实际参加反应的稀硫酸的质量为100g，因此拐点应为（100，1.0）。所以样品中加稀硫酸的质量与产生气体质量变化关系的示意图为。（2）设第2份样品反应后溶液中硫酸锌质量为x，消耗锌的质量为y。Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑651612yx0.08g1612x＝6.44g652y＝2.6g第2份样品反应后溶液中硫酸锌质量分数为6.44g80g+2.6g−0.08g答：第2份样品反应后溶液中硫酸锌质量分数为7.8%。故答案为：（1）；（2）7.8%。12．（2022•余杭区二模）某兴趣小组为探究铝镁合金的组成，取16g铝镁合金样品，将80g氢氧化钠溶液平均分成四份依次加入到样品中（镁与氢氧化钠溶液不反应），铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，NaAlO2溶于水），充分反应后，过滤出固体，将其洗涤、干燥、称量，得实验数据如表：所加氢氧化钠溶液的次数第一次第二次第三次第四次剩余固体的质量/克10.6m4.04.0试计算：（1）分析表中数据可知，第二次反应结束后，剩余固体质量m是5.2克。（2）该铝镁合金中铝的质量分数75%。（3）所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数40%。【解答】解：（1）分析表中数据可知，第一次20g溶液能和：16g﹣10.6g＝5.4g铝反应，第三次仍然有铝参加反应，因此第二次反应的铝质量应该是5.4g，因此结束后，剩余固体质量m＝10.6﹣5.4＝5.2。故填：5.2。（2）由表中数据可知，镁质量是4g，该铝镁合金中铝的质量分数：16g−4g16g故填：75%。（3）设20g氢氧化钠溶液中氢氧化钠质量为x，2NaOH+2Al+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，8054x5.4g80xx＝8g，所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数：8g20g故填：40%。13．（2022•镇海区模拟）阳光牌小包装“脱氧剂”成分为Fe粉、活性炭及少量NaCl、水．使用一段时间后，其中的Fe粉会转变成Fe2O3而变质．某化学兴趣小组欲探究使用过的阳光牌“脱氧剂”的变质程度（已变质的Fe粉占变质前Fe粉的质量分数），设计并进行如下探究过程．步骤（1）取食品包装袋中的阳光牌“脱氧剂”一袋，将里面的固体溶于水，过滤、洗涤、干燥滤渣．步骤（2）取步骤（1）中的滤渣8.0g，加入足量的稀H2SO4与滤渣充分反应，过滤、洗涤、干燥得固体1.2g．步骤（3）取步骤（2）中的滤液，加入足量的NaOH溶液，得到的固体经洗涤后转移到坩埚中，充分加热、冷却、称量，得到8.0gFe2O3（注：滤液中的Fe元素已全部转化为Fe2O3）．求：（1）8.0g滤渣中Fe和Fe2O3两种物质的总质量．（2）该“脱氧剂”在未变质时，Fe粉和活性炭的质量之比．（3）该“脱氧剂”的变质程度．【解答】解：（1）由题意可知，1.2g的固体是活性炭的质量，∴8.0g滤渣中Fe和Fe2O3两种物质的总质量为8.0g﹣1.2g＝6.8g；（2）Fe元素的质量为：8.0g×112则Fe粉和活性炭的质量之比为5.6g：1.2g＝14：3；（3）由于铁变质而增加的氧元素的质量为：6.8g﹣5.6g＝1.2g，变质铁的质量为：1.2g÷48脱氧剂的变质程度=2.8g答：（1）8.0g滤渣中Fe和Fe2O3两种物质的总质量为6.8g；（2）该“脱氧剂”在未变质时，Fe粉和活性炭的质量之比14：3；（3）该“脱氧剂”的变质程度为50%．14．（2022•淳安县校级一模）“石头纸”的外观与普通纸相似，可用我国发达的水产养殖业中产生的大量废弃贝壳制得。为了测定某种贝壳中碳酸钙的质量分数，某探究小组的同学称取50g贝壳样品，分别在5只烧杯中进行了实验，实验数据见表（假设贝壳中其他