中考化学专题《溶质质量分数的计算》知识要点+典型例题.pdf

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1、1【精品】中考化学解题宝典专题专题 1515 溶质质量分数的计算溶质质量分数的计算知识要点知识要点一、溶质的质量分数一、溶质的质量分数 溶质质量 溶质质量溶质的质量分数=100%=100%溶液质量 溶质质量+溶剂质量溶质的质量分数与溶液的温度无关.二、溶质的质量分数和溶解度二、溶质的质量分数和溶解度溶质的质量分数大不代表一定是饱和溶液,但在 100g 水中,所溶解的溶质的质量不能超过它的溶解度;=100%100+溶解度溶质的质量分数溶解度饱和溶液的溶质的质量分数的数值小于同温度下该溶质的溶解度;典型试题典型试题【例例 1 1】实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制氧气.现将 1.0 g 二氧化锰

2、放入盛有 20.0 g 过氧化氢溶液的锥形瓶中,立即塞紧带导管的橡胶塞,反应结束,共收集到 559 mL 气体.计算:(结果保留 1 位小数)(1)反应结束后,过滤,滤渣的质量为_g.(2)反应产生氧气的质量为_g.(标准状况下氧气的密度约为 1.43 g/L)(3)过氧化氢溶液中溶质的质量分数(百分数).解析解析:(1)由于固体二氧化锰不参与反应,所以反应结束后滤渣是二氧化锰,二氧化锰作为催化剂其质量反应前后不变,故滤渣质量为 1.0 g;(2)产生氧气的质量等于氧气的体积乘以其密度,所以产生氧气的质量为 0.559L1.43 g/L0.8 g;(3)根据生成氧气的质量可列式计算 H2O2

3、的质量;设参加反应的过氧化氢的质量为 X,则 2H2O2 2H2O+O2 68 32 X 0.8ggX8.03268 X=1.7g2 故,过氧化氢溶液中溶质的质量分数为:%1000.207.1gg=8.5%答:略答案答案:(1)1.0 g (2)0.8 g (3)8.5%点拨点拨:计算溶质的质量分数时,先写出化学方程式,标注上各反应物质的相对分子质量与比例系数之积,找出已确定的反应物或生成物的质量,列出比例式进行计算出反应质量,从而计算质量分数.【例例 2】2】汽车、电动车一般使用铅酸蓄电池.某铅酸蓄电池使用的酸溶液是质量分数为 20%的稀硫酸.请回答下列有关问题:(1)若用 100g 质量分

4、数为 98%的浓硫酸(密度为 1.84g/cm3)配制该稀硫酸时,需要蒸馏水(密度为 1g/cm3)的体积为 ml(精确到 0.1);(2)该实验的主要步骤有计算、量取、稀释配制、装瓶并贴标签.(3)用量筒量取浓硫酸时俯视读数,所配溶液溶质质量分数_ 20(填“大于”、“小于”或“等于”).解析解析:(1)由题意,溶质硫酸的质量等于浓硫酸质量乘以质量分数,100g98%=98g;得到的硫酸质量再除以稀硫酸的质量分数就等于所配稀硫酸的溶液质量,98g20%=490g;所以需要蒸馏水 490g-98g-2g=390g;(3)俯视读数读出的结果比实际体积偏高,导致浓硫酸取用偏少,所以使得所配溶液溶质

5、质量分数变小;答案答案:(1)390 (3)小于点拨点拨:稀释溶液时计算所需溶剂的质量,必须考虑到原有溶液中的溶剂的质量,这是解此类习题的思路.【例例 3 3】张玉同学在实验室发现了一瓶敞口放置的过氧化氢溶液,他认为该溶液中溶质的质量分数减小了,需要重新测定并更换试剂瓶的标签.他做了如下实验:称量该溶液 34.0g 倒入烧杯中,然后向其中加入少量二氧化锰,直到不再放出气体后,再称量烧杯中混合物的质量,称量结果为 33.7g.(1)该溶液溶质的质量分数减小的理由是_.(2)若二氧化锰的质量是 0.5g,则生成的气体的质量为_g.(3)计算该瓶溶液中溶质的质量分数.解析解析:(1)由于过氧化氢溶液

6、在常温下可缓慢分解成水和氧气,所以长期敞口放置的过氧化氢溶液的溶质质量分数会减小;(2)二氧化锰作为催化剂反应前后质量不变,由于反应后有气体生成逸出,所以溶液质量减小,生成气体的质量就等于溶液减少的质量;溶液初始质量为 34.0g,反应后溶液质量为 33.7g-0.5g=33.2g,溶液质量共减少34g-33.2=0.8g,即生成的氧气质量为 0.8g;(3)由生成氧气的质量可求得反应的二氧化锰的质量,从而计算二氧化锰的质量分数;设产生 0.8g 氧气需要过氧化氢的质量为 x,3 2MnO22222H O2H OO68 32x 0.8gg8.032x68 x=1.7g 故此过氧化氢溶液中溶质的

7、质量分数为1000.347.1gg=5 答:略.答案答案:溶液中过氧化氢在常温下能缓慢分解成水和氧气(2)0.8(3)5点拨点拨:化学反应后溶液质量的减少量等于生成气体的质量和沉淀的质量之和,这是解题的要领.分析盛放溶液的开口装置的质量减少量时不用考虑生成沉淀的质量.【例例 4】4】在学习酸的性质时,同学们发现实验室的工业盐酸呈黄色,老师解释说是应为里面含有氯化铁.为测定这瓶工业盐酸中氯化铁的含量(假设不含其他杂质),小霞做了如下实验:取 20g 工业盐酸加入到小烧杯中,然后向小烧杯中不断滴加溶质质量分数为 10%的氢氧化钠溶液,同时用电子 pH 计不断读取反应时的 pH,得出如右图所示的关系

8、.求该工业盐酸中氯化铁的溶质质量分数.(结果保留至 0.1%)图 2-44解析解析:在酸性条件下,氢氧化钠不能与氯化铁发生反应,所以氢氧化钠先与盐酸反应;根据图中信息可知,完全中和盐酸时消耗 16g 质量分数为 10%的氢氧化钠溶液,共计 1.6g 氢氧化钠,此时 pH=7;接着氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁,pH 值不变;与氯化铁反应的氢氧化钠溶液的质量为 22g-19g=6g,设 20g 该工业盐酸中氯化铁的质量为 xFeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl162.5 1204 X 6g10%1061205.162gx x=0.8125g该工业盐酸中氯化铁的质量分数为g2081

9、25g.0100%4.1%答:略答案答案:4.1%点拨点拨:在强酸溶液里,不会生成氢氧化铁、氢氧化镁等不溶性碱,也不会生成碳酸盐沉淀;【例例5】5】火力发电厂用燃煤进行发电,由于煤中含有硫元素,燃烧时会产生二氧化硫,所以该发电厂采用石灰石浆吸收废气中的二氧化硫以防止污染大气,其发生反应的化学方程式为:2CaCO3+2SO2+O2高温 2CaSO4+2CO2若处理 2000t 这种废气(假设废气中的二氧化硫全部被吸收),理论上需要 62.5t 含碳酸钙 80%的石灰石.请解答:(1)若二氧化硫排放到空气中,会造成的环境污染问题是 .(2)所吸收的废气中二氧化硫的质量分数是多少?解析解析:(1)二

10、氧化硫遇到水、氧气可反应生成硫酸,是形成酸雨的主要气体之一;(2)由题意,根据石灰石的质量可求得反应的 SO2 气体的质量,设废气中 SO2 的质量为 X.反应所用的 CaCO3 质量:62.5t80%=50t;2CaCO3+2SO2+O2高温 2CaSO4+2CO2 200 128 50t X20050t=128X,X=32t;32100%2000tt=1.6%答案答案:(1)酸雨(2)1.6%点拨点拨:SO2 和 NO、NO2 是形成酸雨的气体,SO2 主要来自燃煤,NO 和 NO2 主要来自汽车尾气.【例例 6】6】称取 NaCl 和 BaCl2的固体混合物32.5g,加入100g 蒸馏

11、水,完全溶解后向该混合溶液中逐滴加入质量分数为10%的 Na2SO4溶液,反应生成BaSO4沉淀的质量与所加入的Na2SO4溶液的质量关系如下图所示.试回答下列问题:(提示:BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl)5 图2-45(1)完全反应后生成BaSO4沉淀 g.(2)恰好完全反应时消耗 Na2SO4溶液的质量是 g.(3)恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数是多少?(精确到0.1%)解析解析:(1)只有 BaCl2 和 Na2SO4反应生成沉淀,由图可知,最终生成的 BaSO4沉淀质量有 23.3g;(2)根据化学方程式,由生成的硫酸钡沉淀的质量可计算出其它反应物和生成物的质

12、量;设 BaCl2 的质量为 x g,恰好完全反应时消耗 Na2SO4的质量为 y g,反应生成的 NaCl 的质量为 z.BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl 208 142 233 117x y 23.3g z233208117=23.3142ygxz 解得 x=20.8g y=14.2g z=11.7g消耗质量分数为10%的 Na2SO4溶液的质量为 14.2g10%=142g;(3)恰好完全反应时,溶液中 NaCl 的质量为 11.7g+(32.5g-20.8g)=23.4gNaCl 溶液溶质的质量分数23.4100%32.510014223.3ggggg=9.3%答:(略

13、)答案答案:(1)23.3 (2)142 (3)9.3%点拨点拨:计算溶液的总质量时,需要减去生成的沉淀的质量,不能把沉淀质量算进溶液的质量,避开这个解题误区.【例例 7】7】现称取变质的氢氧化钠样品 10g,配制成溶液,再向其中加入 CaCl2溶液(反应的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl).反应时 CaCl2溶液与沉淀的质量关系如图所示.请解决以下问题:6 图 2-46(1)计算样品中 NaOH 的质量;(2)计算所加 CaCl2溶液的溶质质量分数;(3)恰好完全反应时烧杯中溶液的 pH_7(选填“”、“”或“=”)解析解析:(1)由图可知,最终生成的沉淀质量为

14、 5g;可列式计算碳酸钠的质量;设样品中碳酸钠的质量为 x,加入的氯化钙溶液中的溶质质量为 yNa2C03+CaCl2=CaC03+2NaCl106 111 100 x Y 5 g106/100=x/5gx=5.3 g 该样品中 NaOH 的质量为 l0 g-5.3 g=4.7 g(2)反应的氯化钙质量等于为,111/y=100/5g,y=5.55 g 所加 CaCl2溶液的溶质质量分数=5.55g/50gl00=11.1 答:略(3)恰好完全反应时,溶液中还有氯化钠和氢氧化钠,氢氧化钠呈碱性,所以溶液pH7;答案答案:(1)4.7 g (2)ll.1 (3)点拨点拨:计算溶质质量时,找出某种

15、反应物或生成物的实际质量是解题关键,如本题中的沉淀质量.7 本节强化本节强化练习练习1 1、某同学为测定 12g 含杂质的氧化铁样品中氧化铁的质量分数,利用稀硫酸和锌粒制取氢气,设计了下图所示的装置,进行有关的实验探究(提示:3H2+Fe2O32Fe+3H2O 杂质不参加反应,假定每步均完全反应或吸收).请回答有关问题:图 2-47来反应前反应后氢气发生装置86.3g83.9 gC 装置284.2g286.9g(1)请计算样品中氧化铁的质量分数.(写出计算步骤,计算结果精确到 0.l)(2)该实验还可测定组成水的各元素之间的质量关系,请用表中实验数据列式表示出水中氢、氧元素的质量比为_(不用化

16、简);若玻璃管中的氧化铁没有完全反应,则求得水中氢、氧元素的质量比会_(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).1 1、解析、解析:(1)由质量守恒定律,氢气发生装置反应前后质量的减少量就是生成氢气的质量;浓硫酸吸收装置(C 装置)的质量增加量就是 H2 与氧化铁反应生成水的质量;由题意,生成水的质量为 286.9g284.2g=2.7g;设样品中氧化铁的质量为 X,则 3H2+Fe2O3 2 Fe+3H2O 160 54 X 2.7ggX7.254160,得 X=8g样品中氧化铁的质量分数为:0081001266.7%(2)根据题意,H2 完全反应,生成的水的质量减去反应的氢气的质量就是水中氧元

17、素的质量;水中 H 元素的质量就是生成氢气的质量,所以 H:O=(86.3g83.9g):(286.9g284.2g)(86.3g83.9g);化合物中元素的质量比与参与反应的质量无关,所以水中氢、氧元素的质量比不变8 答案答案:(1)66.7%(2)H:O=(86.3g83.9g):(286.9g284.2g)(86.3g83.9g)不变2 2、请根据下图所示的实验过程和提供的数据(步骤产生的气体全部逸出),回答下列问题:图 2-48(1)实验所用稀盐酸的溶质的质量分数为 .(2)计算原混合物样品中 CaCl2的质量(写出计算过程).2 2、解析、解析:(1)由题意,CaCO3遇到盐酸溶液发

18、生反应生成 CO2 气体逸出,所以最终溶液质量的减少量就是生成的 CO2 质量,CO2 质量为(12g+100g+100g-207.6g)=4.4g;由生成的 CO2 质量可列式计算;设所用稀盐酸的溶质的质量分数为 x,则CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 73 44 100 xg 4.4g 解得,x=7.3%(2)原混合物样品中氯化钙不参与反应,只能计算 CaCO3质量,设原混合物中 CaCO3的质量为x CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 100 44 x 4.4g 100=444.4xg,x=10g .原混合物样品中 CaCl2的质量为:12g10g=2g.答

19、:略.答案答案:(1)7.3%(2)2g3 3、某化学兴趣小组为了测定某黄铜(铜、锌合金)样品中锌的质量分数,取 10 克样品放入烧杯中,再取 60克稀硫酸分六次加入烧杯中,俊充分反应,实验数据如下:第一次第二次第三次第四次第五次第六次9 加入稀硫酸的质量(g)101010101010剩余固体的质量(g)9.358.78.057.46.756.75(1)黄铜样品中锌的质量分数为多少?(写出计算步骤,下同)(2)所用稀硫酸的质量分数为多少?3 3、解析、解析:(1)由于铜不与稀硫酸发生反应,而锌与稀硫酸反应生成硫酸锌,所以最后剩余固体为铜,由表中数据知该合金中铜的质量为 6.75g;黄铜中锌的质

20、量为 10g-6.75g=3.25g;黄铜样品中锌的质量分数为 00005.321001025.3gg (2)分析表中数据可知,第五次加入稀硫酸正好完全与锌反应,即 50g 稀硫酸参与反应;设稀硫酸中溶质质量为 x Zn +H2SO4 =Zn SO4 +H2 65 98 3.25g x xg25.39865x=4.9g 稀硫酸中溶质质量分数为%8.9%100509.4gg 答:略 答案答案:(1)32.5%(2)9.8%4 4、化学探究小组为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取 25g 石灰石样品放在烧杯中,然后向其中逐滴加入一定量某质量分数的稀盐酸,使之与样品充分反应(杂质不参加反应).随

21、着反应进行,加入稀盐酸的质量与反应得到气体的质量变化关系如图所示.请完成下列计算内容:图 2-4910(1)样品中碳酸钙的质量分数是多少?(2)所用稀盐酸溶质的质量分数是多少?4 4、解析、解析:(1)由图可知,盐酸与碳酸钙完全反应生成 8.8gCO2 气体和 CaCl2,共消耗稀盐酸 146g设样品中 CaCO3的质量为x,参加反应的稀盐酸中HCl 的质量为yCaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O 100 73 44 x y 8.8g =10044x8.8g7344y8.8g x=20g y=14.6g 样品中 CaCO3的质量分数为:100%=80%20g25g稀盐酸的溶质质量分

22、数为:100%=10%14.6g146g答:略答案答案:(1)80%(2)10%5 5、某兴趣小组对生锈废铁锅中铁的含量进行了测定.生锈的铁锅中除 Fe、Fe2O3外,还含有碳、硅、锰等元素(除 Fe、Fe2O3以外的物质都不与稀硫酸反应).兴趣小组的同学称取 33g 废铁锅片放入特制容器中,缓慢加入 39.2%的稀硫酸,直到反应完全(假设硫酸先与表面的铁锈发生反应),实验数据如图所示.图 2-50(1)从化学元素与人体健康的角度考虑,我们应选用铁锅还是铝锅 ,为什么 .(2)废铁锅片中铁单质的质量分数为 .(结果保留到 0.1%)(3)所得溶液中所含溶质的化学式为 ,计算溶液中硫酸铁的质量.

23、(要求写出计算过程)5 5、解析、解析:(1)铁元素是人体血红蛋白的组成元素,铝元素是不必需元素且有害于身体,所以选用铁锅比较好;(2)根据图像,最终生成氢气 1.0g;设 Fe 质量为 xg,Fe+H2SO4=H2+FeSO456 211 28 1.0562=1.0gx,x=28g所以 Fe 单质的质量为 28g,铁单质的质量分数28100%=84.8%33;除了 Fe 与稀硫酸发生反应生成 FeSO4 外,Fe2O3也与硫酸发生反应生成 Fe2(SO4)3,所以反应后溶液中溶质为 Fe2(SO4)3和 FeSO4;由题意,硫酸先与表面的铁锈发生反应消耗 18.75g,所以可列式计算解:设生

24、成 Fe2(SO4)3的质量为 y Fe2O3 +3H2SO4 =Fe2(SO4)3 +3H2O来 398 400 18.75g39.2%x 3 9818.75g 39.2%400y y=10g答:(略)答案答案:铁锅 铁是人体必需的微量元素,而铝是不必需元素,而且铝元素对人体有害 84.8%Fe2(SO4)3、FeSO4,Fe2(SO4)3的质量为 10g6 6、炼钢厂用含 SO2的废气制备 CuSO4.生产中,向混有 CuO 粉末的 CuSO4溶液中通入废气,反应为:2CuO+2SO2+O2=2CuSO4.欲制得溶质的质量分数为 20%的 CuSO4溶液.用足量 CuO 粉末和 5000g 5%的 CuSO4溶液处理废气.若每升废气中含有 1.25 g SO2,且 SO2被完全吸收,可处理废气多少升?6 6、解析、解析:由题意,5000g 5%的 CuSO4溶液中溶剂质量为 4750g,溶质质量为 250g,设可处理废气的体积为x,则含有 SO21.25 xg 2CuO+2SO2+O2=2CuSO4 128 320 1.25x 320 1.25128x3201.2550005%12820%3201.255000128gxggxg x=300L答:略答案答案:300L