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1、综合计算1.碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳,反应的化学方程为;充分加热24 g含氧化铜的碱式碳酸铜固体,若反应前后固体中铜元素的质量分数之比为34,则该反应生成水和二氧化碳的质量之和为g。答案Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO26解析碱式碳酸铜受热分解后生成氧化铜、水和二氧化碳,化学方程式为Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2;设混合物中铜元素的质量为a,反应后固体的总质量为x,则反应后固体中铜元素的质量也是a,故34,得x=18 g,根据质量守恒定律,生成水和二氧化碳的质量之和为24 g-18 g=6 g。2.实验室中发现一瓶因长期放
2、置而被氧化的铝粉。取6.0克铝粉样品,将100克硫酸溶液逐滴加入其中,固体质量随加入硫酸溶液质量的变化情况如下图所示,实验过程中测得产生氢气0.1克。请计算:(1)样品中铝单质的质量。(写出计算过程)(2)硫酸溶液的溶质质量分数为。答案(1)解:设样品中铝单质的质量为x2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2(1分)54 6x 0.1 gx=0.9 g(1分)答:样品中铝单质的质量为0.9 g。(2)24.5%(2分)解析 (1)根据铝和稀硫酸反应的化学方程式,找出铝和氢气的质量关系,列出关系式,计算出铝的质量。(2)根据铝和稀硫酸反应的化学方程式,计算出反应消耗硫酸的质量;根据样品的
3、质量和铝的质量求出氧化铝的质量,再根据氧化铝和硫酸反应的化学方程式,计算出氧化铝消耗硫酸的质量;最后根据题图找出完全反应时消耗硫酸溶液的质量,进而求出硫酸溶液的溶质质量分数。3.为测定某石灰石矿中碳酸钙的含量,现称取12.5 g石灰石矿样品与足量的稀盐酸反应(杂质不溶于水,也不参与反应),得到二氧化碳气体4.4 g(假设生成的气体全部逸出)。请计算:该石灰石样品含CaCO3的质量分数?答案(共3分)解:设该石灰石样品含CaCO3的质量分数为x。CaCO3+2HCl-CaCl2+H2O+CO2(1分)100 4412.5 gx 4.4 g100/44=12.5 gx/4.4 g(1分)x=80%
4、(1分)答:该石灰石样品含CaCO3的质量分数为80%。解析可利用CO2气体的质量通过化学方程式计算求出样品中CaCO3的质量,进而求出样品中含CaCO3的质量分数。4.现有溶质质量分数为20%的NaOH溶液20 g,与一定质量的稀盐酸恰好完全反应。计算:(1)NaOH溶液中溶质的质量为g;(2)生成NaCl的质量。答案(1)4(1分)(2)解:设生成氯化钠的质量为xNaOH+HCl=NaCl+H2O(2分)(1分)=(或=或4058.5=4 gx)(1分)x=5.85 g(1分)答:生成氯化钠的质量为5.85 g说明:计算题中设错、单位错、未写答,这三项每错一处均扣1分,如果出现多个上述问题
5、,也只扣1分。其他解法,合理均给分。解析(1)根据溶质质量=溶液质量溶质质量分数,可知氢氧化钠的质量=20 g20%=4 g;(2)根据氢氧化钠与稀盐酸反应的化学方程式及氢氧化钠的质量可求出生成的氯化钠的质量。5. 2018年5月18日我国第一艘国产航母海试成功,航母的许多电子元件使用了黄铜。为测定某黄铜(假设合金中仅含铜、锌)中铜的质量分数,兴趣小组同学称取20 g黄铜粉末于烧杯中,将80 g稀硫酸分四次加入,充分反应,测得实验数据如下表:第一次第二次第三次第四次加入稀硫酸的质量(g)20202020烧杯中剩余物的质量(g)39.9259.8479.8099.80(1)黄铜粉末完全反应生成氢
6、气的总质量为g。(2)该黄铜中铜的质量分数为多少?(写出计算过程)(3)第三次实验后所得溶液中的溶质是(写化学式)。答案(1)0.20(或0.2也给分)(2)解:设黄铜中锌的质量为x。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2652x 0.2 g=x=6.5 g黄铜中铜的质量分数=100%=67.5%答:该黄铜中铜的质量分数为67.5%。(3)ZnSO4和H2SO4 解析(1)黄铜是铜锌合金,锌与稀硫酸完全反应生成的氢气的总质量为20 g+80 g-99.80 g=0.20 g;铜与稀硫酸不反应。(2)根据化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,利用氢气的质量可计算出锌的质量为6.5 g,由此计
7、算出铜的质量分数为67.5%。(3)第一次加入稀硫酸反应生成的氢气质量为40 g-39.92 g=0.08 g;第二次加入稀硫酸反应生成的氢气质量为39.92 g+20 g-59.84 g=0.08 g;说明每20 g稀硫酸能与合金粉末反应产生0.08 g的氢气;第三次加入稀硫酸反应生成的氢气质量为59.84 g+20 g-79.80 g=0.04 g;第四次加入稀硫酸后没有产生氢气,说明第三次加入稀硫酸后,合金中的锌完全反应但硫酸没有反应完,因此剩余溶液中的溶质为H2SO4和ZnSO4。6.某钢铁厂实验室为测定赤铁矿中Fe2O3的含量,将矿石粉碎(其中杂质既不溶于水也不与酸反应),进行如下实
8、验:请回答下列问题:(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为;(2)样品中Fe2O3的质量分数是;(3)根据已知条件列出求解200 g稀硫酸中溶质质量(x)的比例式;(4)若向最终滤液中加入16 g水,所得不饱和溶液中溶质的质量分数为;(5)该钢铁厂每天用上述赤铁矿石1 900 t来生产生铁,则理论上日产含杂质5%的生铁的质量为。答案(5分)(1)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O(1分)(2)64%(1分)(3) = (1分)(合理即可)(4)25%(1分)(5)896 t(1分)解析(1)赤铁矿中的Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为:Fe2O3+
9、3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 。(2)反应前稀硫酸和赤铁矿石粉末的质量和为225 g,反应没有气体、沉淀生成,反应后滤液为216 g,向滤液中再加入赤铁矿石粉末20 g,滤液质量增大,则第一次加入的赤铁矿粉末石中的Fe2O3完全反应,根据质量守恒定律,杂质为9 g,Fe2O3的质量为216 g-200 g=16 g,样品中Fe2O3的质量分数是100%=64%。(3)最后得到的滤液质量为224 g,说明参加反应的氧化铁的质量为224 g-200 g=24 g,而45 g赤铁矿石粉末中含有氧化铁的质量为45 g64%=28.8 g,故氧化铁有剩余,稀硫酸反应完全。Fe2O3+3H2
10、SO4=Fe2(SO4)3+3H2O160 29424 g x(4)设生成硫酸铁的质量为yFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O16040024 gy所得不饱和溶液中溶质的质量分数为25%。(5)理论上日产含杂质5%的生铁的质量为896 t。思路分析在盛有25 g赤铁矿石粉末的烧杯中加入200 g稀硫酸,搅拌、充分反应后过滤,得到滤液216 g,再加入赤铁矿石粉末还能反应,说明25 g赤铁矿石粉末中的氧化铁已经反应完,根据质量守恒定律即可求出25 g赤铁矿石粉末中杂质的质量,进而求出样品中Fe2O3的质量和质量分数。7.现将10 g铜锌(Cu-Zn)合金放入到一定质量的稀硫酸中
11、恰好完全反应,过滤得到100 g溶质质量分数为16.1%的溶液。据此请完成下列问题:(1)生成氢气g;(2)稀硫酸中H2SO4的质量是g;(3)合金中铜的质量分数是多少?答案(10分)(1)0.2(2分)(2)9.8(2分)(3)生成ZnSO4的质量为100 g16.1%=16.1 g(1分)设合金中锌的质量为x(1分)Zn+H2SO4= ZnSO4+H2(1分)65 161x 16.1 g65x=16116.1 gx=6.5 g(1分)合金中铜的质量分数为100%=35%(2分)答:合金中铜的质量分数为35%。解析根据题意可知生成的硫酸锌的质量=100 g16.1%=16.1 g,然后根据化
12、学方程式计算出氢气的质量、反应的硫酸的质量、反应的锌的质量,即可求解。8.实验室中常需要使用硫酸。(1)用小木棍蘸少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到。(2)98%的浓硫酸稀释为稀硫酸时,一定要将沿烧杯壁缓慢地注入有的烧杯里,并用搅拌,此时若用手轻轻触碰烧杯外壁,有的感觉。(3)49 g溶质质量分数为20%的稀硫酸与足量锌反应,最多生成氢气的质量是多少?(写出计算过程)答案本题共11分,第(3)小题6分,其余每空1分(1)蘸有硫酸的部位变黑(2)浓硫酸水玻璃棒热(或烫)(3)解49 g20%=9.8 g设:最多生成氢气的质量为x。Zn+H2SO4 ZnSO4+H29829.8 gx=x=0.2 g答:最多生成氢气的质量是0.2 g。解析 (2)浓硫酸溶于水会放出大量的热,浓硫酸的密度比水大,若将水倒入浓硫酸中,水浮在浓硫酸的上面沸腾,所以稀释浓硫酸时要将浓硫酸倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,此时若用手轻轻触碰烧杯外壁,会感觉到烧杯外壁发热(或发烫)。