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4. 某兴趣小组的同学们在用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时，绘制了反应变化曲线图（如图所示）。
(1)观点分享:曲线上ab段表示的含义是
(2)展示交流:当生成1.6 g氧气时，消耗过氧化氢的质量为多少？
(1)观点分享:曲线上ab段表示的含义是
过氧化氢已经完全反应
。(2)展示交流:当生成1.6 g氧气时，消耗过氧化氢的质量为多少？
答案
(1)过氧化氢已经完全反应
(2)解:设当生成1.6 g氧气时,消耗过氧化氢的质量为x。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
68 32
x 1.6 g
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=3.4\ \mathrm{g}$
答:消耗过氧化氢的质量为3.4 g。
(2)解:设当生成1.6 g氧气时,消耗过氧化氢的质量为x。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
68 32
x 1.6 g
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=3.4\ \mathrm{g}$
答:消耗过氧化氢的质量为3.4 g。
解析
【分析】
(1) 解题时需观察图像的变化趋势：横坐标为反应时间，纵坐标为生成氧气的质量。0到a段氧气质量随时间增加，说明反应正在进行；ab段氧气质量不再变化，说明反应已停止，由此分析ab段的含义。
(2) 第二问为根据化学方程式的计算，需先写出过氧化氢分解的化学方程式，找出过氧化氢与氧气的质量比，再结合已知氧气的质量，通过列比例式计算消耗过氧化氢的质量，步骤需规范。
【解析】
(1) 由图像可知，a点时氧气质量达到最大值，ab段氧气质量不再随时间增加，说明过氧化氢已完全分解，反应停止，不再产生氧气，因此ab段表示过氧化氢已经完全反应。
(2) 解：设当生成1.6 g氧气时，消耗过氧化氢的质量为x。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
68 32
x 1.6 g
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=3.4\ \mathrm{g}$
答：消耗过氧化氢的质量为3.4 g。
【答案】
(1) 过氧化氢已经完全反应；(2) 3.4 g
【知识点】
化学方程式计算，过氧化氢分解反应
【点评】
本题结合反应图像考查反应进程分析和化学方程式计算，属于化学基础题型，需掌握图像变化的意义及根据化学方程式计算的规范步骤。
【难度系数】
0.6
(1) 解题时需观察图像的变化趋势：横坐标为反应时间，纵坐标为生成氧气的质量。0到a段氧气质量随时间增加，说明反应正在进行；ab段氧气质量不再变化，说明反应已停止，由此分析ab段的含义。
(2) 第二问为根据化学方程式的计算，需先写出过氧化氢分解的化学方程式，找出过氧化氢与氧气的质量比，再结合已知氧气的质量，通过列比例式计算消耗过氧化氢的质量，步骤需规范。
【解析】
(1) 由图像可知，a点时氧气质量达到最大值，ab段氧气质量不再随时间增加，说明过氧化氢已完全分解，反应停止，不再产生氧气，因此ab段表示过氧化氢已经完全反应。
(2) 解：设当生成1.6 g氧气时，消耗过氧化氢的质量为x。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
68 32
x 1.6 g
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=3.4\ \mathrm{g}$
答：消耗过氧化氢的质量为3.4 g。
【答案】
(1) 过氧化氢已经完全反应；(2) 3.4 g
【知识点】
化学方程式计算，过氧化氢分解反应
【点评】
本题结合反应图像考查反应进程分析和化学方程式计算，属于化学基础题型，需掌握图像变化的意义及根据化学方程式计算的规范步骤。
【难度系数】
0.6
5. 于谦在《石灰吟》中写道:“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。”说的是生石灰(CaO)可由石灰石(CaCO₃)高温煅烧得到。该反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}CaO + CO_{2}\uparrow}$。化学小组的同学将30 g石灰石样品高温煅烧，称量不同时间剩余固体的质量，并记录数据如表所示。
(1)碳酸钙由
(2)加热后固体的质量减小，
(3)加热至$t_2$ s时，消耗碳酸钙的质量为多少？
(1)碳酸钙由
三
种元素组成，其中钙元素的质量分数为40%
。(2)加热后固体的质量减小，
遵守
(填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律。$t_2$ s时生成气体的质量为2.2
g。(3)加热至$t_2$ s时，消耗碳酸钙的质量为多少？
答案
(1)三 40%
(2)遵守 2.2
(3)解:设消耗碳酸钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
100 44
x 2.2 g
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$
$x=5\ \mathrm{g}$
答:加热至$t_2$ s时,消耗碳酸钙的质量为5 g。
(2)遵守 2.2
(3)解:设消耗碳酸钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
100 44
x 2.2 g
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$
$x=5\ \mathrm{g}$
答:加热至$t_2$ s时,消耗碳酸钙的质量为5 g。
解析
【分析】
首先，问题(1)需根据碳酸钙的化学式判断元素种类，再通过相对原子质量计算钙元素的质量分数；问题(2)明确所有化学反应均遵守质量守恒定律，反应前后固体质量差为生成二氧化碳的质量；问题(3)根据化学方程式，利用生成二氧化碳的质量，按“设未知量→写方程式→找相对质量→列比例式→求解→作答”的步骤计算消耗碳酸钙的质量。
【解析】
(1) 碳酸钙的化学式为$\ce{CaCO_{3}}$，由钙（Ca）、碳（C）、氧（O）三种元素组成；碳酸钙的相对分子质量为$40 + 12 + 16×3 = 100$，钙元素的质量分数为$\dfrac{40}{100}×100\% = 40\%$。
(2) 所有化学反应都遵守质量守恒定律，加热后固体质量减小是因为生成的二氧化碳气体逸出，故遵守质量守恒定律；$t_2$ s时生成气体（二氧化碳）的质量为$30\ \mathrm{g} - 27.8\ \mathrm{g} = 2.2\ \mathrm{g}$。
(3) 设加热至$t_2$ s时，消耗碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}CaO + CO_{2}\uparrow}$
$\dfrac{100}{44} = \dfrac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 5\ \mathrm{g}$
【答案】
(1) 三；40%
(2) 遵守；2.2
(3) 5 g
【知识点】
化学式的意义、质量守恒定律、根据化学方程式的计算
【点评】
本题结合古诗情境考查化学基础计算，涵盖化学式计算、质量守恒定律应用及化学方程式计算，注重基础知识的掌握，是典型的化学基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
首先，问题(1)需根据碳酸钙的化学式判断元素种类，再通过相对原子质量计算钙元素的质量分数；问题(2)明确所有化学反应均遵守质量守恒定律，反应前后固体质量差为生成二氧化碳的质量；问题(3)根据化学方程式，利用生成二氧化碳的质量，按“设未知量→写方程式→找相对质量→列比例式→求解→作答”的步骤计算消耗碳酸钙的质量。
【解析】
(1) 碳酸钙的化学式为$\ce{CaCO_{3}}$，由钙（Ca）、碳（C）、氧（O）三种元素组成；碳酸钙的相对分子质量为$40 + 12 + 16×3 = 100$，钙元素的质量分数为$\dfrac{40}{100}×100\% = 40\%$。
(2) 所有化学反应都遵守质量守恒定律，加热后固体质量减小是因为生成的二氧化碳气体逸出，故遵守质量守恒定律；$t_2$ s时生成气体（二氧化碳）的质量为$30\ \mathrm{g} - 27.8\ \mathrm{g} = 2.2\ \mathrm{g}$。
(3) 设加热至$t_2$ s时，消耗碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}CaO + CO_{2}\uparrow}$
$\dfrac{100}{44} = \dfrac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 5\ \mathrm{g}$
【答案】
(1) 三；40%
(2) 遵守；2.2
(3) 5 g
【知识点】
化学式的意义、质量守恒定律、根据化学方程式的计算
【点评】
本题结合古诗情境考查化学基础计算，涵盖化学式计算、质量守恒定律应用及化学方程式计算，注重基础知识的掌握，是典型的化学基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
6. 实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气(已知:$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2} \uparrow}$)。某次实验中固体的质量变化如下:
(1)生成氧气的质量是
(2)参加反应的氯酸钾的质量为
(1)生成氧气的质量是
4.8
g。(2)参加反应的氯酸钾的质量为
12.25
g。答案
(1)4.8
(2)12.25
(2)12.25
解析
【分析】
首先根据质量守恒定律，反应前后固体总质量的差值就是生成氧气的质量；再利用氯酸钾分解的化学方程式，结合氧气的质量，通过比例计算出参加反应的氯酸钾的质量。第一步：计算反应前固体总质量，减去反应后剩余固体质量得到氧气质量；第二步：写出化学方程式，确定氯酸钾与氧气的质量比，代入氧气质量列比例式求解氯酸钾质量。
【解析】
1. 计算生成氧气的质量：反应前固体总质量为氯酸钾质量与二氧化锰质量之和，即$15\ \mathrm{g} + 5\ \mathrm{g} = 20\ \mathrm{g}$，根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前总质量 - 反应后剩余固体质量 = $20\ \mathrm{g} - 15.2\ \mathrm{g} = 4.8\ \mathrm{g}$。
2. 计算参加反应的氯酸钾质量：设参加反应的氯酸钾质量为$x$，根据化学方程式$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2} \uparrow}$，各物质的质量关系为：$\ce{KClO_{3}}$的总相对分子质量为$2×122.5=245$，$\ce{O_{2}}$的总相对分子质量为$3×32=96$，则：
$\frac{245}{96} = \frac{x}{4.8\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \frac{245×4.8\ \mathrm{g}}{96} = 12.25\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)4.8；(2)12.25
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】
本题结合实验数据考查质量守恒定律的应用和根据化学方程式的计算，解题关键是利用质量差确定生成氧气的质量，再结合化学方程式进行计算，属于基础计算题型，难度不大。
【难度系数】
0.6
首先根据质量守恒定律，反应前后固体总质量的差值就是生成氧气的质量；再利用氯酸钾分解的化学方程式，结合氧气的质量，通过比例计算出参加反应的氯酸钾的质量。第一步：计算反应前固体总质量，减去反应后剩余固体质量得到氧气质量；第二步：写出化学方程式，确定氯酸钾与氧气的质量比，代入氧气质量列比例式求解氯酸钾质量。
【解析】
1. 计算生成氧气的质量：反应前固体总质量为氯酸钾质量与二氧化锰质量之和，即$15\ \mathrm{g} + 5\ \mathrm{g} = 20\ \mathrm{g}$，根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前总质量 - 反应后剩余固体质量 = $20\ \mathrm{g} - 15.2\ \mathrm{g} = 4.8\ \mathrm{g}$。
2. 计算参加反应的氯酸钾质量：设参加反应的氯酸钾质量为$x$，根据化学方程式$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2} \uparrow}$，各物质的质量关系为：$\ce{KClO_{3}}$的总相对分子质量为$2×122.5=245$，$\ce{O_{2}}$的总相对分子质量为$3×32=96$，则：
$\frac{245}{96} = \frac{x}{4.8\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \frac{245×4.8\ \mathrm{g}}{96} = 12.25\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)4.8；(2)12.25
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】
本题结合实验数据考查质量守恒定律的应用和根据化学方程式的计算，解题关键是利用质量差确定生成氧气的质量，再结合化学方程式进行计算，属于基础计算题型，难度不大。
【难度系数】
0.6
7. 某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量，实验测得相关数据如图所示：
(1) 剩余的混合物中二氧化锰的质量为
(2) 有同学查资料得知，有一种重要的氧化剂——过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)，它与水反应也能产生氧气，化学方程式为 $2\ce{Na_{2}O_{2}} + 2\ce{H_{2}O} = 4\ce{NaOH} + \ce{O_{2}}↑$。若要制得的氧气与以上68.0 g过氧化氢溶液分解生成的氧气等量，则需要过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)的质量为多少？(结果保留一位小数)
(1) 剩余的混合物中二氧化锰的质量为
1.0
g，反应生成氧气的质量为1.6
g。(2) 有同学查资料得知，有一种重要的氧化剂——过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)，它与水反应也能产生氧气，化学方程式为 $2\ce{Na_{2}O_{2}} + 2\ce{H_{2}O} = 4\ce{NaOH} + \ce{O_{2}}↑$。若要制得的氧气与以上68.0 g过氧化氢溶液分解生成的氧气等量，则需要过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)的质量为多少？(结果保留一位小数)
答案
(1)1.0 1.6
(2)解:设需要过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)的质量为x。
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O = 4NaOH + O_{2}\uparrow}$
156 32
x 1.6 g
$\dfrac{156}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=7.8\ \mathrm{g}$
答:需要过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)的质量为7.8 g。
(2)解:设需要过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)的质量为x。
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O = 4NaOH + O_{2}\uparrow}$
156 32
x 1.6 g
$\dfrac{156}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=7.8\ \mathrm{g}$
答:需要过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)的质量为7.8 g。
解析
【分析】首先，二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂，催化剂在化学反应前后质量不变，因此剩余混合物中二氧化锰质量与反应前相等；根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量之差就是生成氧气的质量，据此可算出氧气质量。第二问中，已知生成氧气的质量，利用过氧化钠与水反应的化学方程式，找出过氧化钠与氧气的质量关系，通过列比例式即可计算出所需过氧化钠的质量。
【解析】(1) 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，反应前后质量不变，故剩余混合物中二氧化锰的质量为1.0g；根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前总质量 - 反应后剩余总质量 = 68.0g + 1.0g - 67.4g = 1.6g。
(2) 设需要过氧化钠的质量为x。
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O = 4NaOH + O_{2}↑}$
$\dfrac{156}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
解得：$x=\dfrac{156×1.6\ \mathrm{g}}{32}=7.8\ \mathrm{g}$
答：需要过氧化钠的质量为7.8g。
【答案】(1)1.0；1.6 (2)7.8g
【知识点】催化剂的性质、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】本题考查催化剂的特点、质量守恒定律的应用以及根据化学方程式的计算，属于初中化学基础计算题型，解题关键是掌握催化剂的性质和化学方程式计算的步骤。
【难度系数】0.6
【解析】(1) 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，反应前后质量不变，故剩余混合物中二氧化锰的质量为1.0g；根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前总质量 - 反应后剩余总质量 = 68.0g + 1.0g - 67.4g = 1.6g。
(2) 设需要过氧化钠的质量为x。
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O = 4NaOH + O_{2}↑}$
$\dfrac{156}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
解得：$x=\dfrac{156×1.6\ \mathrm{g}}{32}=7.8\ \mathrm{g}$
答：需要过氧化钠的质量为7.8g。
【答案】(1)1.0；1.6 (2)7.8g
【知识点】催化剂的性质、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】本题考查催化剂的特点、质量守恒定律的应用以及根据化学方程式的计算，属于初中化学基础计算题型，解题关键是掌握催化剂的性质和化学方程式计算的步骤。
【难度系数】0.6
