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第二部分 化学计算一、基础梳理1二、真题分析1三、变式训练4四、参考答案9福建省普通教育教学研究室2020年2月一、基础梳理1. 有关化学式的计算（1）相对分子质量就是化学式中各原子的相对原子质量的总和，符号为Mr。（2）化合物中各元素质量比=各元素的相对原子质量与相应原子个数的乘积之比（3）纯净物中某元素的质量分数=×100% 某元素的质量=纯净物的质量×该元素的质量分数2. 有关质量守恒定律的计算（1）遵守两个原则（配平）（2） 求物质的质量（3） 求物质的相对分子质量（4） 求物质的化学式（依据化学反应过程中微观三不变，与化学计量数有关）（5） 求物质中元素的质量（化学反应前后元素质量守恒）3. 有关化学方程式的计算根据化学方程式计算的依据：质量守恒定律4. 有关含杂质物质的计算纯净物的质量=含杂质物质的总质量×该纯净物的质量分数5. 有关溶解度、溶质质量分数的计算（1）计算公式：溶质质量分数= ×100%（2）配制问题：溶质质量=溶液质量×溶质质量分数 溶剂质量=溶液质量溶质质量（3）在一定温度下，某饱和溶液的溶质质量分数=×100%（4）稀释问题：溶液加水稀释前后溶质质量不变（5）溶质质量分数结合化学方程式的计算二、真题分析例1.（2019攀枝花）在密闭容器内进行某化学反应，测量反应前（t0）、反应中（t1）、反应后（t2）三个时刻甲、乙、丙、丁四种物质的质量分数，得到质量分数分布图分别如图：下列说法错误的是（）A该反应中，乙是反应物，丁是生成物 Bt1时刻，甲和丁的质量比为57 C若丙是Cu、丁是CO2，则甲、乙的化学计量数之比为21 D若反应前物质总质量为100 g，如果再增加20 g甲，则甲与乙可恰好完全反应 解析 由四种物质反应前后各物质的质量分数可知，反应前后甲的质量分数减少了40%0%=40%，故甲是反应物；反应后乙的质量分数为139%54%=7%，乙的质量分数减少了21%7%=14%，乙是反应物；反应后丙的质量分数增加了54%22%=32%，丙是生成物；反应前丁的质量分数为122%21%40%=17%，丁的质量分数增加了39%17%=22%，是生成物。该反应中，乙是反应物，丁是生成物，故选项A说法正确；t1时刻，参加反应的甲的质量分数为40%20%=20%，参加反应甲和生成丁的质量比为40%22%=2011；则生成的丁的质量分数为11%，甲和丁的质量比为20%（11%+17%）=57，故选项B说法正确；若丙是Cu、丁是CO2，反应物之一是氧化铜，参加反应的甲乙的质量比为40%14%=8028，一氧化碳与氧化铜反应时符合此质量比，则该反应是一氧化碳与氧化铜发生的反应，则甲、乙的化学计量数之比为11，故选项C说法错误；若反应前物质总质量为100 g，参加反应的甲乙的质量比为40%14%，如果再增加20 g甲，则60 g21 g=40%14%，则甲与乙可恰好完全反应，故选项D说法正确。故选C。例2.（2019安徽）侯德榜是我国著名的化学家，发明了侯氏制碱法，其反应原理如下：NaCl +CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl，请计算：（1）氯化铵中氮元素的质量分数。（2）生产8.4 t碳酸氢钠，理论上需要氯化钠的质量。解析 （1）氯化铵中氮元素的质量分数=×100%26.2%；（2）设生产8.4 t碳酸氢钠，理论上需要氯化钠的质量为x。NaCl +CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl58.5 84x 8.4 t = x=5.85 t答：（1）氯化铵中氮元素的质量分数为26.2%。（2）生产8.4 t碳酸氢钠，理论上需要氯化钠5.85 t。例3.（2019天津）取含杂质的硫酸镁样品7 g（杂质不溶于水，也不参加反应），向其中加入一定量的氢氧化钠溶液（密度为1.06 g/cm3），恰好完全反应，得到71 g溶质质量分数为10%的溶液。计算：（1）样品中硫酸镁的质量；（2）所加入的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数（计算结果精确到0.1%）；（3）所加入的氢氧化钠溶液的体积（计算结果精确至0.1）。解析 生成的硫酸钠的质量为71 g×10%=7.1 g设硫酸镁的质量为x，氢氧化钠的质量为y，氢氧化镁的质量为z。2NaOH + MgSO4=Na2SO4 + Mg(OH)2 80 120 142 58y x 7.1 g z = x = 6 g = y = 4 g = z = 2.9 g氢氧化钠溶液的质量=71 g + 2.9 g6 g = 67.9 g氢氧化钠溶液中溶质的质量分数= ×100% 5.9%所加入的氢氧化钠溶液的体积= 64.1 cm3= 64.1 mL答：（1）样品中硫酸镁的质量为6 g；（2）所加入的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数5.9%；（3）所加入的氢氧化钠溶液的体积为64.1 mL。例4.（2019烟台）为测定久置于空气中的氢氧化钠样品的变质程度，某化学活动小组称取该固体样品6.5 g放入锥形瓶中，加水溶解，配成50 g溶液，再向锥形瓶中滴加稀硫酸，反应过程中产生气体质量的部分实验数据如下表，锥形瓶中溶液质量变化如右图所示：加入稀硫酸的质量/g406575产生气体的质量/g1.12.22.2（1）6.5 g样品与稀硫酸完全反应产生气体的质量是 g。（2）6.5 g样品中碳酸钠的质量分数是 （结果精确至0.1%）。（3）以上三次的实验数据中，只有一次加入的稀硫酸与锥形瓶中溶液的溶质恰好完全反应。如图，图像中a的数值是 。求该实验中所用稀硫酸的溶质质量分数（写出计算过程）。解析 加入硫酸至气体质量不再增加，可知第二组数据中硫酸和锥形瓶中溶液的溶质恰好完全反应，所以生成的气体的质量为2.2 g。根据第一组数据和第二组数据可知，25 g稀硫酸对应1.1 g的二氧化碳，所以开始有气体对应硫酸的质量为40 g25 g=15 g，则a=50 g+15 g=65 g。6.5 g样品与稀硫酸完全反应产生气体的质量是2.2 g，设6.5 g样品中碳酸钠的质量分数为x，所用稀硫酸的溶质质量分数为y。Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2106 446.5 g·x 2.2 g = x81.5%Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2 98 4425 g·y 1.1 g = y=9.8%答：（1）2.2 （2）81.5% （3）65 稀硫酸的溶质质量分数为9.8%。三、变式训练1. 直接甲醇燃料电池是一种将化学能连续不断地转化为电能的可再生清洁能源。下列关于甲醇（CH4O）的说法中正确的是（ ）A 甲醇的相对分子质量为32B 甲醇由6个原子构成C 1个甲醇分子中含有2个氢分子D 甲醇中碳、氢元素质量比为112. 如图所示，在甲、乙、丙、丁四个盛有100 g水的烧杯中，分别放入KNO3固体，充分溶解。温度/t1t2KNO3溶解度/g6090下列关于甲、乙、丙、丁所得溶液的说法正确的是（ ）A溶液质量：乙=丙<甲<丁 B甲、乙、丙、丁均为饱和溶液 C将甲升温至t2 ，溶液质量增加 D将丁降温至t1 ，没有固体析出 甲乙丙丁3甲和乙在一定条件下恰好完全反应生成丙和丁。结合微观示意图分析，下列结论正确的是（ ）A. 甲的化学式为H2OB. 反应中甲、乙、丁的分子个数比为121C. 若32 g乙参加反应，则生成18 g丁D. 丁中氧元素的质量一定等于参加反应的乙的质量4如图表示一定质量的高锰酸钾受热过程中某变量y随时间的变化趋势，则y表示的是（）A高锰酸钾的质量B固体中钾元素的质量C固体中氧元素的质量D固体中锰元素的质量分数5. 现有一包由6.5 g锌、5.6 g铁、6.4 g铜混合而成的粉末，把它加入到一定量的硝酸银溶液中，反应结束后过滤，洗涤，烘干，测得滤渣中含有三种物质。则滤渣的质量可能是（）A49.6 g B34.8 g C32.7 g D18.5 g 6向一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁 4 种物质，在一定条件下发生化学反应，测得有关数据如右图，下列说法不正确的是（ ）A. a 的数值是 4 B. 丙一定属于化合物C. 参加反应的甲和丙的质量比为 35 D. 丁可能不参加反应7在托盘天平的两盘上各放一只质量相同的烧杯。在两只烧杯里分别加入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，将天平调节至平衡。然后向左盘的烧杯中加入8.4 g铁，反应物之间恰好完全反应。欲使天平恢复平衡，则可向右盘的烧杯中加入（ ）A8.4 g铝 B8.4 g氧化钙 C8.4 g锌 D8.4 g碳酸镁8. 某纯净物3 g在氧气中完全燃烧，生成8.8 g二氧化碳和5.4 g水。下列说法不正确的是（ ）A该纯净物中含有C、H元素，不含O元素 B该反应中O2和CO2的质量比为1411C该反应中O2和H2O的分子数之比为76 D该纯净物中C、H原子的个数比为149如图为氯化钠、碳酸钠在水中的溶解度曲线，依据图象判断、下列说法正确的是（ ）A碳酸钠的溶解度小于氯化钠的溶解度B20 时，氯化钠溶液的质量分数一定小于碳酸钠溶液C30 时，两种物质的饱和溶液中溶质质量相等 D. 将Na2CO3和NaCl均达到饱和的混合溶液，从40 降温至20 时，析出的固体物质主要是Na2CO310. 下列 4 个坐标图分别表示实验过程中某些量的变化，其中正确的是（ ）A B C DA在密闭装置内点燃红磷 B向盛有 MnO2 的烧杯中加入H2O2 溶液C向一定量石灰石中滴加稀盐酸D向两份完全相同的稀盐酸中分别加入锌粉、镁粉11小明利用以下材料自制汽水。材料：1.5 g小苏打（NaHCO3）、1.5 g柠檬酸（C6H8O7）、5 g蔗糖、1瓶纯净水制备过程如下图所示：已知：小苏打与柠檬酸发生反应为3NaHCO3+ C6H8O7 = C6H5O7Na3+ 3H2O + 3CO2 （1）NaHCO3由 种元素组成。（2）C6H8O7中碳和氢元素的质量比为 。 （3）自制汽水中，含有的物质有 （至少写出三种）。12. 表为NaOH、Na2CO3、NaCl、Ca(OH) 2分别在水中的溶解度（g）t/NaOHNa2CO3NaClCa(OH) 2105112.235.80.1710 时，向4只盛有100 g水的烧杯中分别加入40 g上述四种物质配成溶液，依据表回答问题：（1）上述溶液为不饱和溶液的是（）ACa(OH) 2溶液 BNa2CO3溶液 CNaCl溶液 DNaOH溶液（2）上述溶液中，溶质质量分数最大的是（）ANa2CO3溶液 BNaOH溶液 CNaCl溶液 DCa(OH) 2溶液（3）关于上述形成的Na2CO3溶液，下列说法正确的是（）A溶质的质量为40 gB溶液的质量为140 gC该烧杯底部有未溶解的固体D10 时，100 g Na2CO3溶液里含有12.2 g碳酸钠13. 氯化铁溶液常用于蚀刻印刷电路板，反应原理为aFeCl3+bCu= cCuCl2+dX。向含溶质32.5 g的FeCl3溶液中慢慢加入一定量的铜粉，反应过程中FeCl3、CuCl2的质量随铜粉质量变化如图所示。则X为 ，abc= 。14. 我国中科院大连物化所研究员黄延强和张涛院士在肼（N2H4）分解制氢研究领域取得新进展，为我国肼分解催化剂在关键领域的应用奠定了重要的基础，现有肼480 g，最多可分解出多少克氢气?（有关反应的化学方程式：N2H4 N2 +2H2）15. 新型冠状病毒的爆发已经严重影响到我们的生活。预防冠状病毒，除戴口罩外，必要的消毒是必不可少的。中国著名传染病学专家李兰娟院士表示，新型冠状病毒对热敏感，75%的乙醇，含氯的消毒剂都可以有效地灭活病毒。请你根据所学知识配制校园消毒剂。（1）现有500 mL 95%的乙醇溶液，如何配制成75%的乙醇溶液，请你写出具体的方法并写出计算过程。（已知：95%的乙醇溶液密度为0.78 g/mL）（2）市场上购买的“84消毒液”是一种以次氯酸钠（NaClO）为主要成分的消毒剂，有效氯含量约5%（相当于50g/L）。若要配制1 L的此消毒液，需多少克次氯酸钠？（计算结果取整数）（3）次氯酸钠的制取原理是将氯化钠溶液在通电条件下发生如下反应：NaCl+H2O NaClO+H2若要电解11.7%的氯化钠溶液500 g，可生成次氯酸钠多少克？这些次氯酸钠理论上可配制多少升的“84消毒液”？16. 某化学兴趣小组的同学到化学实验室，用铝和氢氧化钠溶液反应来制备氢气。同学们取了3 g纯铝片和40 g一定质量分数的氢氧化钠溶液，充分反应后，铝片有剩余，称得反应后剩余物质的总质量为42.7 g。试计算：（1）生成氢气的质量是 g。（2）所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数。（有关反应的化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2）17. 氢氧化钙久置会逐渐变质为碳酸钙。实验室有一瓶部分变质的氢氧化钙样品，为测定其中碳酸钙的质量分数，取 16.2 g 样品于烧杯中，加足量的水，再将 100 g 稀盐酸逐渐缓慢加入烧杯中并不断搅拌，获得相关数据如下表（提示：氢氧化钙先与盐酸反应时无气体产生），请回答问题并计算。加入稀盐酸的质量/g20.040.060.080.0100生成 CO2的质量/g02.24.4m5.5（1）氢氧化钙变质是它与空气中的 发生了反应。（2）表中 m 的数值为 。（3）试计算样品中碳酸钙的质量分数（写出计算过程， 计算结果精确到 0.1%）。（4）请在坐标中画出加入稀盐酸的质量与生成 CO2 的质量之间的变化关系图。四、参考答案 1. A 2. C 3. D 4. C 5. B 6. C 7. A 8. D 9. D 10. A11（1）四 （2）9:1 （3）C6H5O7Na3、H2O、CO2、蔗糖、H2CO3、C6H8O712（1）D （2） B （3）C13. FeCl2 21114 . 解：设肼480 g最多可分解出氢气的质量为x。N2H4 N2 +2H232 4480 g x = x = 60 g答：（略）。15. 解：（1）设加水的质量为x。500 mL×0.78 g/mL×95% =（500 mL×0.78 g/mL+x）×75% x= 104 g （2）设配制1 L的84消毒液，需次氯酸钠的质量为y。NaClO的相对分子质量=74.5 = y= 105 g（3）设电解11.7%的氯化钠溶液500 g，则可生成次氯酸钠的质量为z。m(NaCl)=11.7%×500 g=58.5 gNaCl+H2O NaClO+H258.5 74.558.5 g z = z= 74.5 g可配制“84消毒液”的体积= ×1 L = 1.49 L答：（略）。16. 解：（1）m(H2)=3 g + 40 g42.7 g = 0.3 g（2）设所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为x。2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2 80 6 40 g·x 0.3 g = x=10%答：（略）。17. （1）二氧化碳（2）5.5（3）解：设碳酸钙的质量为 x。CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2100 44x 5.5 g = x =12.5 gw (CaCO3)= ×100% =77.2% （4）如右图所示。答：（略）。10