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10. 科学研究中,常通过对实验数据的分析和计算,得出某未知物质的相对分子质量,从而推测该物质的分子式。某科研小组经反复实验,发现$2A+3B=2C+4D$中,$3.2\ \mathrm{g}\ A$恰好和$4.8\ \mathrm{g}\ B$完全反应,生成$4.4\ \mathrm{g}\ C$。请问:
(1)同时生成D的质量为
(2)若D的相对分子质量为18,求A的相对分子质量(写出计算过程)。
(1)同时生成D的质量为
3.6
g。(2)若D的相对分子质量为18,求A的相对分子质量(写出计算过程)。
答案
(1)3.6
(2)解:设A的相对分子质量为x。
$2A+3B=2C+4D$
$2x\quad\quad\quad\quad 4×18$
$3.2\ \mathrm{g}\quad\quad\quad 3.6\ \mathrm{g}$
$\dfrac{2x}{4×18}=\dfrac{3.2\ \mathrm{g}}{3.6\ \mathrm{g}}$
$x=32$
答:略。
(2)解:设A的相对分子质量为x。
$2A+3B=2C+4D$
$2x\quad\quad\quad\quad 4×18$
$3.2\ \mathrm{g}\quad\quad\quad 3.6\ \mathrm{g}$
$\dfrac{2x}{4×18}=\dfrac{3.2\ \mathrm{g}}{3.6\ \mathrm{g}}$
$x=32$
答:略。
解析
【分析】
本题分为两小问，第(1)问需利用质量守恒定律计算生成D的质量，思路是：参加反应的A和B的质量总和等于生成的C和D的质量总和，因此D的质量=A的质量+B的质量-C的质量。第(2)问需根据化学方程式中各物质的相对质量比等于实际质量比计算A的相对分子质量，思路是：先确定化学方程式中A、D的化学计量数对应的相对总质量，再结合实际质量列出比例式求解。
【解析】
(1)根据质量守恒定律，生成D的质量为：$3.2\ \mathrm{g} + 4.8\ \mathrm{g} - 4.4\ \mathrm{g} = 3.6\ \mathrm{g}$。
(2)设A的相对分子质量为$x$。
化学方程式中，A的总相对质量为$2x$，D的总相对质量为$4×18=72$，对应实际质量分别为$3.2\ \mathrm{g}$和$3.6\ \mathrm{g}$，列比例式：
$\dfrac{2x}{72} = \dfrac{3.2\ \mathrm{g}}{3.6\ \mathrm{g}}$
解得：$x=32$。
【答案】
(1)3.6；(2)A的相对分子质量为32。
【知识点】
质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题是化学计算的基础题型，核心考察质量守恒定律的应用和化学方程式计算的规范步骤，难度较低，适合巩固基础计算能力。
【难度系数】
0.8
本题分为两小问，第(1)问需利用质量守恒定律计算生成D的质量，思路是：参加反应的A和B的质量总和等于生成的C和D的质量总和，因此D的质量=A的质量+B的质量-C的质量。第(2)问需根据化学方程式中各物质的相对质量比等于实际质量比计算A的相对分子质量，思路是：先确定化学方程式中A、D的化学计量数对应的相对总质量，再结合实际质量列出比例式求解。
【解析】
(1)根据质量守恒定律，生成D的质量为：$3.2\ \mathrm{g} + 4.8\ \mathrm{g} - 4.4\ \mathrm{g} = 3.6\ \mathrm{g}$。
(2)设A的相对分子质量为$x$。
化学方程式中，A的总相对质量为$2x$，D的总相对质量为$4×18=72$，对应实际质量分别为$3.2\ \mathrm{g}$和$3.6\ \mathrm{g}$，列比例式：
$\dfrac{2x}{72} = \dfrac{3.2\ \mathrm{g}}{3.6\ \mathrm{g}}$
解得：$x=32$。
【答案】
(1)3.6；(2)A的相对分子质量为32。
【知识点】
质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题是化学计算的基础题型，核心考察质量守恒定律的应用和化学方程式计算的规范步骤，难度较低，适合巩固基础计算能力。
【难度系数】
0.8
11. (2025·四川)长征五号B运载火箭使用液氢作为燃料。若需要100 kg氢气，应电解水的质量是多少？
答案
解:设应电解水的质量为x。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
$36\quad\quad\quad\quad 4$
$x\quad\quad\quad 100\ \mathrm{kg}$
$\dfrac{36}{4}=\dfrac{x}{100\ \mathrm{kg}}$
$x=900\ \mathrm{kg}$
答:应电解水的质量为900 kg。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
$36\quad\quad\quad\quad 4$
$x\quad\quad\quad 100\ \mathrm{kg}$
$\dfrac{36}{4}=\dfrac{x}{100\ \mathrm{kg}}$
$x=900\ \mathrm{kg}$
答:应电解水的质量为900 kg。
解析
【分析】本题属于根据化学方程式进行计算的基础题型，解题思路如下：①先设出未知量（注意未知量不带单位）；②正确书写电解水的化学方程式；③找出反应中相关物质（水和氢气）的相对分子质量总和，结合题目给出的氢气质量，对应列出比例式；④求解未知量，最后规范作答。
【解析】解:设应电解水的质量为x。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
$36\quad\quad\quad\quad 4$
$x\quad\quad\quad 100\ \mathrm{kg}$
$\dfrac{36}{4}=\dfrac{x}{100\ \mathrm{kg}}$
$x=900\ \mathrm{kg}$
答:应电解水的质量为900 kg。
【答案】900 kg
【知识点】根据化学方程式的计算、化学方程式的书写
【点评】本题为初中化学基础计算题型，重点考察化学方程式计算的规范步骤，难度较低，是化学计算的核心基础题型，适合巩固相关解题方法。
【难度系数】0.8
【解析】解:设应电解水的质量为x。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
$36\quad\quad\quad\quad 4$
$x\quad\quad\quad 100\ \mathrm{kg}$
$\dfrac{36}{4}=\dfrac{x}{100\ \mathrm{kg}}$
$x=900\ \mathrm{kg}$
答:应电解水的质量为900 kg。
【答案】900 kg
【知识点】根据化学方程式的计算、化学方程式的书写
【点评】本题为初中化学基础计算题型，重点考察化学方程式计算的规范步骤，难度较低，是化学计算的核心基础题型，适合巩固相关解题方法。
【难度系数】0.8
12. (2023·山西)“侯氏制碱法”是我国著名制碱专家侯德榜经过多年研究作出的杰出贡献,其最大的优点是降低了成本,大大提高了NaCl的利用率。
(1)“侯氏制碱法”的原理可表示为X+NaCl+NaHCO₃=NH₄Cl+Na₂CO₃,X的化学式是
(2)用58.5 t NaCl(其利用率在96%以上)制碱,至少能生成Na₂CO₃的质量是多少？
(1)“侯氏制碱法”的原理可表示为X+NaCl+NaHCO₃=NH₄Cl+Na₂CO₃,X的化学式是
NH₃
,X中一种元素的质量分数为(氮元素的质量分数为)82.4%或(氢元素的质量分数为)17.6%
(精确到0.1%)。(2)用58.5 t NaCl(其利用率在96%以上)制碱,至少能生成Na₂CO₃的质量是多少？
答案
(1)$\ce{NH_{3}}$；(氮元素的质量分数为)82.4%或(氢元素的质量分数为)17.6%
(2)解:设至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为x。
$\ce{NH_{3} + NaCl + NaHCO_{3} = NH_{4}Cl + Na_{2}CO_{3}}$
$58.5\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 106$
$58.5\ \mathrm{t}×96\%\quad\quad\quad\quad\quad x$
$\dfrac{106}{58.5}=\dfrac{x}{58.5\ \mathrm{t}×96\%}$
$x=101.76\ \mathrm{t}$
答:至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为101.76 t。
(2)解:设至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为x。
$\ce{NH_{3} + NaCl + NaHCO_{3} = NH_{4}Cl + Na_{2}CO_{3}}$
$58.5\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 106$
$58.5\ \mathrm{t}×96\%\quad\quad\quad\quad\quad x$
$\dfrac{106}{58.5}=\dfrac{x}{58.5\ \mathrm{t}×96\%}$
$x=101.76\ \mathrm{t}$
答:至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为101.76 t。
解析
【分析】
本题分为两小问，第(1)问需利用质量守恒定律，根据化学反应前后原子的种类和数目不变推导X的化学式，再结合化学式计算某元素的质量分数；第(2)问为根据化学方程式的计算，需注意NaCl的利用率，用实际参与反应的NaCl质量代入方程式计算Na₂CO₃的质量。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变。反应式左边原子：Na：2，Cl：1，H：1，C：1，O：3；右边原子：Na：2，Cl：1，H：4，N：1，C：1，O：3。对比可知，X中含1个N原子和3个H原子，故X的化学式为$\ce{NH_{3}}$。
计算$\ce{NH_{3}}$中元素的质量分数：
氮元素的质量分数：$\dfrac{14}{14 + 1×3}×100\%≈82.4\%$；
氢元素的质量分数：$\dfrac{1×3}{14 + 1×3}×100\%≈17.6\%$。
(2) 设至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为$x$。
反应的化学方程式为：$\ce{NH_{3} + NaCl + NaHCO_{3} = NH_{4}Cl + Na_{2}CO_{3}}$
各物质的相对质量：$\ce{NaCl}$的相对分子质量为58.5，$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的相对分子质量为106。
实际参与反应的$\ce{NaCl}$质量为$58.5\ \mathrm{t}×96\%$，代入比例式：
$\dfrac{106}{58.5} = \dfrac{x}{58.5\ \mathrm{t}×96\%}$
解得：$x = 101.76\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1)$\ce{NH_{3}}$；氮元素的质量分数为82.4%（或氢元素的质量分数为17.6%）
(2)至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为101.76 t
【知识点】
质量守恒定律、元素质量分数计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题以侯氏制碱法为背景，综合考查质量守恒定律的应用、化学式相关计算及化学方程式的计算，难度适中，需学生掌握化学计算的规范步骤，注意利用率的处理，是化学学科的核心考点题型。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第(1)问需利用质量守恒定律，根据化学反应前后原子的种类和数目不变推导X的化学式，再结合化学式计算某元素的质量分数；第(2)问为根据化学方程式的计算，需注意NaCl的利用率，用实际参与反应的NaCl质量代入方程式计算Na₂CO₃的质量。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变。反应式左边原子：Na：2，Cl：1，H：1，C：1，O：3；右边原子：Na：2，Cl：1，H：4，N：1，C：1，O：3。对比可知，X中含1个N原子和3个H原子，故X的化学式为$\ce{NH_{3}}$。
计算$\ce{NH_{3}}$中元素的质量分数：
氮元素的质量分数：$\dfrac{14}{14 + 1×3}×100\%≈82.4\%$；
氢元素的质量分数：$\dfrac{1×3}{14 + 1×3}×100\%≈17.6\%$。
(2) 设至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为$x$。
反应的化学方程式为：$\ce{NH_{3} + NaCl + NaHCO_{3} = NH_{4}Cl + Na_{2}CO_{3}}$
各物质的相对质量：$\ce{NaCl}$的相对分子质量为58.5，$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的相对分子质量为106。
实际参与反应的$\ce{NaCl}$质量为$58.5\ \mathrm{t}×96\%$，代入比例式：
$\dfrac{106}{58.5} = \dfrac{x}{58.5\ \mathrm{t}×96\%}$
解得：$x = 101.76\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1)$\ce{NH_{3}}$；氮元素的质量分数为82.4%（或氢元素的质量分数为17.6%）
(2)至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为101.76 t
【知识点】
质量守恒定律、元素质量分数计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题以侯氏制碱法为背景，综合考查质量守恒定律的应用、化学式相关计算及化学方程式的计算，难度适中，需学生掌握化学计算的规范步骤，注意利用率的处理，是化学学科的核心考点题型。
【难度系数】
0.6
13.化学项目小组同学用如图装置验证质量守恒定律。称量反应前锥形瓶中铜粉的质量为9.80 g，将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热一段时间，待冷却后再次称量反应后锥形瓶中的固体，质量为9.96 g。
(1)小气球的作用是
(2)参加反应的铜的质量是多少？
(1)小气球的作用是
形成密封装置,缓冲气压,防止瓶塞弹出
。(2)参加反应的铜的质量是多少？
答案
(1)形成密封装置,缓冲气压,防止瓶塞弹出
(2)解:参加反应的氧气的质量=9.96 g-9.80 g=0.16 g。
设参加反应的铜的质量为x。
$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$
$128\quad\quad 32$
$x\quad\quad 0.16\ \mathrm{g}$
$\dfrac{128}{32}=\dfrac{x}{0.16\ \mathrm{g}}$
$x=0.64\ \mathrm{g}$
答:参加反应的铜的质量是0.64 g。
(2)解:参加反应的氧气的质量=9.96 g-9.80 g=0.16 g。
设参加反应的铜的质量为x。
$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$
$128\quad\quad 32$
$x\quad\quad 0.16\ \mathrm{g}$
$\dfrac{128}{32}=\dfrac{x}{0.16\ \mathrm{g}}$
$x=0.64\ \mathrm{g}$
答:参加反应的铜的质量是0.64 g。
解析
【分析】
第(1)问：该实验用于验证质量守恒定律，装置需保持密闭环境。加热时锥形瓶内气体受热膨胀，小气球可缓冲瓶内气压，避免瓶塞被弹出，同时防止反应过程中气体逸出，保证实验的准确性。第(2)问：铜与氧气加热反应生成氧化铜，反应后固体增加的质量等于参加反应的氧气质量，再依据化学方程式中铜和氧气的质量比，即可计算出参加反应的铜的质量。
【解析】
(1) 加热时，锥形瓶内空气受热膨胀，小气球能够缓冲瓶内压强，防止瓶塞被弹出，同时形成密封装置，避免反应过程中气体逸出，确保实验能准确验证质量守恒定律。
(2) 反应后固体增加的质量为参加反应的氧气的质量，即：$9.96\ \mathrm{g} - 9.80\ \mathrm{g} = 0.16\ \mathrm{g}$。
设参加反应的铜的质量为$x$。
$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$
相对质量：$2×64=128$，$\ce{O_{2}}$的相对质量为$32$
则比例式：$\dfrac{128}{32} = \dfrac{x}{0.16\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \dfrac{128×0.16\ \mathrm{g}}{32} = 0.64\ \mathrm{g}$
【答案】
(1) 形成密封装置，缓冲气压，防止瓶塞弹出；(2) $0.64\ \mathrm{g}$
【知识点】
质量守恒定律，化学方程式计算，实验装置作用
【点评】
本题结合验证质量守恒定律的实验，考查实验装置的作用和化学方程式的计算，难度适中，需要学生理解反应前后质量变化的本质，掌握化学方程式计算的基本步骤，属于初中化学的基础题型。
【难度系数】
0.6
第(1)问：该实验用于验证质量守恒定律，装置需保持密闭环境。加热时锥形瓶内气体受热膨胀，小气球可缓冲瓶内气压，避免瓶塞被弹出，同时防止反应过程中气体逸出，保证实验的准确性。第(2)问：铜与氧气加热反应生成氧化铜，反应后固体增加的质量等于参加反应的氧气质量，再依据化学方程式中铜和氧气的质量比，即可计算出参加反应的铜的质量。
【解析】
(1) 加热时，锥形瓶内空气受热膨胀，小气球能够缓冲瓶内压强，防止瓶塞被弹出，同时形成密封装置，避免反应过程中气体逸出，确保实验能准确验证质量守恒定律。
(2) 反应后固体增加的质量为参加反应的氧气的质量，即：$9.96\ \mathrm{g} - 9.80\ \mathrm{g} = 0.16\ \mathrm{g}$。
设参加反应的铜的质量为$x$。
$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$
相对质量：$2×64=128$，$\ce{O_{2}}$的相对质量为$32$
则比例式：$\dfrac{128}{32} = \dfrac{x}{0.16\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \dfrac{128×0.16\ \mathrm{g}}{32} = 0.64\ \mathrm{g}$
【答案】
(1) 形成密封装置，缓冲气压，防止瓶塞弹出；(2) $0.64\ \mathrm{g}$
【知识点】
质量守恒定律，化学方程式计算，实验装置作用
【点评】
本题结合验证质量守恒定律的实验，考查实验装置的作用和化学方程式的计算，难度适中，需要学生理解反应前后质量变化的本质，掌握化学方程式计算的基本步骤，属于初中化学的基础题型。
【难度系数】
0.6
