8. 在反应A+3B=2C+2D中,14 g A与一定质量的B恰好完全反应,生成18 g D。若A、B的相对分子质量之比为7:8,则C、D的相对分子质量之比为(
A.22:9
B.9:22
C.11:9
D.9:11
A
)A.22:9
B.9:22
C.11:9
D.9:11
答案
8. A
解析
【分析】
要解决这道题,需按以下步骤思考:
1. 利用A、B的相对分子质量比和化学方程式中A、B的系数,计算参加反应的B的质量;
2. 根据质量守恒定律,反应前后总质量相等,计算出生成C的质量;
3. 设C、D的相对分子质量,结合化学方程式中C、D的系数,利用生成C、D的质量关系,求出二者相对分子质量之比。
【解析】
设A的相对分子质量为7a,B的相对分子质量为8a(因A、B相对分子质量比为7:8)。
根据化学方程式$\ce{A + 3B = 2C + 2D}$,参加反应的A与B的质量比为:
$(7a×1):(8a×3)=7:24$。
已知参加反应的A质量为14g,设参加反应的B质量为$m$,则:
$\frac{7}{24}=\frac{14g}{m}$,解得$m=\frac{14g×24}{7}=48g$。
根据质量守恒定律,反应前后总质量相等,生成C的质量为:
$m(\ce{C})=14g + 48g - 18g=44g$。
设C的相对分子质量为$x$,D的相对分子质量为$y$,化学方程式中生成C、D的质量比为$(2x):(2y)=x:y$,实际生成C为44g、D为18g,故:
$x:y=44g:18g=22:9$。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律;化学方程式计算;相对分子质量应用
【点评】
本题结合质量守恒定律与化学方程式计算,考查学生对相对分子质量、反应中物质质量关系的掌握,步骤明确,需理清各物质间的质量联系,属于中等难度的化学计算题。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需按以下步骤思考:
1. 利用A、B的相对分子质量比和化学方程式中A、B的系数,计算参加反应的B的质量;
2. 根据质量守恒定律,反应前后总质量相等,计算出生成C的质量;
3. 设C、D的相对分子质量,结合化学方程式中C、D的系数,利用生成C、D的质量关系,求出二者相对分子质量之比。
【解析】
设A的相对分子质量为7a,B的相对分子质量为8a(因A、B相对分子质量比为7:8)。
根据化学方程式$\ce{A + 3B = 2C + 2D}$,参加反应的A与B的质量比为:
$(7a×1):(8a×3)=7:24$。
已知参加反应的A质量为14g,设参加反应的B质量为$m$,则:
$\frac{7}{24}=\frac{14g}{m}$,解得$m=\frac{14g×24}{7}=48g$。
根据质量守恒定律,反应前后总质量相等,生成C的质量为:
$m(\ce{C})=14g + 48g - 18g=44g$。
设C的相对分子质量为$x$,D的相对分子质量为$y$,化学方程式中生成C、D的质量比为$(2x):(2y)=x:y$,实际生成C为44g、D为18g,故:
$x:y=44g:18g=22:9$。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律;化学方程式计算;相对分子质量应用
【点评】
本题结合质量守恒定律与化学方程式计算,考查学生对相对分子质量、反应中物质质量关系的掌握,步骤明确,需理清各物质间的质量联系,属于中等难度的化学计算题。
【难度系数】
0.5
9. 将6 g含有$\ce{CH_{4}}$(甲烷)和$\ce{H_{2}}$的混合气体完全燃烧,把产生的气体通入足量的澄清石灰水中(反应生成碳酸钙沉淀和水),得到20 g白色沉淀。原混合气体中$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}}$的质量比为 (
A.$2:3$
B.$3:10$
C.$8:1$
D.$8:7$
D
)A.$2:3$
B.$3:10$
C.$8:1$
D.$8:7$
答案
9. D 解析:设 6 g 原混合气体中甲烷的质量为 x。由$CH_4 + 2O_2\xlongequal{点燃}CO_2 + 2H_2O$、$Ca(OH)_2 + CO_2 === CaCO_3\downarrow + H_2O$可得关系式:$CH_4 ∼ CaCO_3$
16 100
x 20 g
$\dfrac{16}{100}=\dfrac{x}{20\ \mathrm{g}}$ $x=3.2\ \mathrm{g}$
则原混合气体中 $CH_4$ 和 $H_2$ 的质量比为 3.2 g:(6 g-3.2 g)=8:7。
16 100
x 20 g
$\dfrac{16}{100}=\dfrac{x}{20\ \mathrm{g}}$ $x=3.2\ \mathrm{g}$
则原混合气体中 $CH_4$ 和 $H_2$ 的质量比为 3.2 g:(6 g-3.2 g)=8:7。
解析
【分析】
要解决该问题,需先根据甲烷燃烧生成的二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀的关系,建立甲烷与碳酸钙的质量关系式,通过碳酸钙沉淀的质量求出甲烷的质量,再计算氢气的质量,最终得出两者的质量比。具体步骤:1. 确定甲烷与碳酸钙的关系式(依据反应中物质的量对应关系);2. 利用碳酸钙沉淀的质量,结合关系式计算甲烷的质量;3. 用混合气体总质量减去甲烷质量得到氢气质量;4. 计算两种气体的质量比。
【解析】
设原混合气体中$\ce{CH_{4}}$的质量为$x$。
甲烷燃烧的反应:$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$,二氧化碳与澄清石灰水反应:$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$,由此可得关系式:$\ce{CH_{4} ∼ CaCO_{3}}$。
$\ce{CH_{4}}$的相对分子质量为$16$,$\ce{CaCO_{3}}$的相对分子质量为$100$,则:
$\dfrac{16}{100} = \dfrac{x}{20\ \mathrm{g}}$
解得:$x = 3.2\ \mathrm{g}$
原混合气体中$\ce{H_{2}}$的质量为:$6\ \mathrm{g} - 3.2\ \mathrm{g} = 2.8\ \mathrm{g}$
则$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}}$的质量比为:$3.2\ \mathrm{g}:2.8\ \mathrm{g} = 8:7$
【答案】
D
【知识点】
根据化学方程式计算;质量关系应用;关系式法计算
【点评】
本题通过建立反应间的物质质量关系式简化计算,考查学生对化学方程式计算的掌握,属于中等难度的计算题,需理清反应中各物质的量对应关系,避免分步计算的繁琐。
【难度系数】
0.6
要解决该问题,需先根据甲烷燃烧生成的二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀的关系,建立甲烷与碳酸钙的质量关系式,通过碳酸钙沉淀的质量求出甲烷的质量,再计算氢气的质量,最终得出两者的质量比。具体步骤:1. 确定甲烷与碳酸钙的关系式(依据反应中物质的量对应关系);2. 利用碳酸钙沉淀的质量,结合关系式计算甲烷的质量;3. 用混合气体总质量减去甲烷质量得到氢气质量;4. 计算两种气体的质量比。
【解析】
设原混合气体中$\ce{CH_{4}}$的质量为$x$。
甲烷燃烧的反应:$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$,二氧化碳与澄清石灰水反应:$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$,由此可得关系式:$\ce{CH_{4} ∼ CaCO_{3}}$。
$\ce{CH_{4}}$的相对分子质量为$16$,$\ce{CaCO_{3}}$的相对分子质量为$100$,则:
$\dfrac{16}{100} = \dfrac{x}{20\ \mathrm{g}}$
解得:$x = 3.2\ \mathrm{g}$
原混合气体中$\ce{H_{2}}$的质量为:$6\ \mathrm{g} - 3.2\ \mathrm{g} = 2.8\ \mathrm{g}$
则$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}}$的质量比为:$3.2\ \mathrm{g}:2.8\ \mathrm{g} = 8:7$
【答案】
D
【知识点】
根据化学方程式计算;质量关系应用;关系式法计算
【点评】
本题通过建立反应间的物质质量关系式简化计算,考查学生对化学方程式计算的掌握,属于中等难度的计算题,需理清反应中各物质的量对应关系,避免分步计算的繁琐。
【难度系数】
0.6
10. 取20.0g KMnO₄固体制氧气,加热一段时间后,固体质量减少1.6g。已分解的KMnO₄的质量占取用的KMnO₄总质量的百分比为(
A.8%
B.39.5%
C.79%
D.92%
C
)A.8%
B.39.5%
C.79%
D.92%
答案
10. C
解析
【分析】首先,KMnO₄受热分解生成K₂MnO₄、MnO₂和O₂,反应中只有O₂是气体逸出,因此固体减少的质量等于生成O₂的质量(1.6g)。接下来根据反应的化学方程式,利用O₂的质量计算出分解的KMnO₄质量,最后计算其占取用总质量的百分比即可。
【解析】解:KMnO₄受热分解的化学方程式为:
2KMnO₄$\stackrel{△}{=}$K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
设已分解的KMnO₄质量为x。
根据化学方程式,各物质的质量关系:2个KMnO₄的总相对分子质量为2×158=316,对应生成O₂的相对分子质量为32。
则有比例式:$\frac{316}{32}$ = $\frac{x}{1.6g}$
解得:x = $\frac{316×1.6g}{32}$ = 15.8g
已分解的KMnO₄占总质量的百分比为:$\frac{15.8g}{20.0g}$×100% = 79%
故答案选C。
【答案】C
【知识点】根据化学方程式计算、质量守恒定律
【点评】本题考查利用化学方程式进行计算的基础技能,核心是明确固体减少的质量为生成氧气的质量,再结合化学方程式的质量关系计算,难度适中,属于常规计算题型。
【难度系数】0.6
【解析】解:KMnO₄受热分解的化学方程式为:
2KMnO₄$\stackrel{△}{=}$K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
设已分解的KMnO₄质量为x。
根据化学方程式,各物质的质量关系:2个KMnO₄的总相对分子质量为2×158=316,对应生成O₂的相对分子质量为32。
则有比例式:$\frac{316}{32}$ = $\frac{x}{1.6g}$
解得:x = $\frac{316×1.6g}{32}$ = 15.8g
已分解的KMnO₄占总质量的百分比为:$\frac{15.8g}{20.0g}$×100% = 79%
故答案选C。
【答案】C
【知识点】根据化学方程式计算、质量守恒定律
【点评】本题考查利用化学方程式进行计算的基础技能,核心是明确固体减少的质量为生成氧气的质量,再结合化学方程式的质量关系计算,难度适中,属于常规计算题型。
【难度系数】0.6
11. 已知:$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}}$。在真空密闭容器中,将13.2 g $\ce{CO_{2}}$与一定质量的$\ce{Na_{2}O_{2}}$固体充分反应后,收集到气体M的质量为$x$ g。下列说法正确的是 (
A.若$x=4.8$,气体M中含有$\ce{CO_{2}}$
B.若$x=4.8$,生成的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为15.9 g
C.若$x=7.6$,$\ce{Na_{2}O_{2}}$反应后可能有剩余
D.若$x=7.6$,气体M中$\ce{CO_{2}}$与$\ce{O_{2}}$的质量比为$11:8$
D
)A.若$x=4.8$,气体M中含有$\ce{CO_{2}}$
B.若$x=4.8$,生成的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为15.9 g
C.若$x=7.6$,$\ce{Na_{2}O_{2}}$反应后可能有剩余
D.若$x=7.6$,气体M中$\ce{CO_{2}}$与$\ce{O_{2}}$的质量比为$11:8$
答案
11. D 解析:设恰好完全反应时参加反应的 $Na_2O_2$ 的质量为 a,生成碳酸钠的质量为 b,生成氧气的质量为 c。
$2Na_2O_2 + 2CO_2 ===2Na_2CO_3 + O_2$
156 88 212 32
a 13.2 g b c
$\dfrac{156}{88}=\dfrac{a}{13.2\ \mathrm{g}}$ $a=23.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{212}{88}=\dfrac{b}{13.2\ \mathrm{g}}$ $b=31.8\ \mathrm{g}$
$\dfrac{32}{88}=\dfrac{c}{13.2\ \mathrm{g}}$ $c=4.8\ \mathrm{g}$
由上述计算可知,若 x=4.8,则二氧化碳恰好完全反应,气体 M 中不含有 $CO_2$,A 的说法错误。若 x=4.8,则生成的 $Na_2CO_3$ 的质量为 31.8 g,B 的说法错误。若 x=7.6,设反应生成氧气的质量为 m,参加反应的二氧化碳的质量为 n。
$2Na_2O_2 + 2CO_2 ===2Na_2CO_3 + O_2$ 气体质量减少量
88 32 88-32=56
n m 13.2 g-7.6 g=5.6 g
$\dfrac{32}{56}=\dfrac{m}{5.6\ \mathrm{g}}$ $m=3.2\ \mathrm{g}$
$\dfrac{88}{56}=\dfrac{n}{5.6\ \mathrm{g}}$ $n=8.8\ \mathrm{g}$
由上述计算可知,反应过程中二氧化碳有剩余,则 $Na_2O_2$ 已经完全反应,C 的说法错误。若 x=7.6,其中含有氧气的质量为 3.2 g,二氧化碳的质量为 7.6 g-3.2 g=4.4 g,气体 M 中 $CO_2$ 与 $O_2$ 的质量比为 4.4 g:3.2 g=11:8,D 的说法正确。
$2Na_2O_2 + 2CO_2 ===2Na_2CO_3 + O_2$
156 88 212 32
a 13.2 g b c
$\dfrac{156}{88}=\dfrac{a}{13.2\ \mathrm{g}}$ $a=23.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{212}{88}=\dfrac{b}{13.2\ \mathrm{g}}$ $b=31.8\ \mathrm{g}$
$\dfrac{32}{88}=\dfrac{c}{13.2\ \mathrm{g}}$ $c=4.8\ \mathrm{g}$
由上述计算可知,若 x=4.8,则二氧化碳恰好完全反应,气体 M 中不含有 $CO_2$,A 的说法错误。若 x=4.8,则生成的 $Na_2CO_3$ 的质量为 31.8 g,B 的说法错误。若 x=7.6,设反应生成氧气的质量为 m,参加反应的二氧化碳的质量为 n。
$2Na_2O_2 + 2CO_2 ===2Na_2CO_3 + O_2$ 气体质量减少量
88 32 88-32=56
n m 13.2 g-7.6 g=5.6 g
$\dfrac{32}{56}=\dfrac{m}{5.6\ \mathrm{g}}$ $m=3.2\ \mathrm{g}$
$\dfrac{88}{56}=\dfrac{n}{5.6\ \mathrm{g}}$ $n=8.8\ \mathrm{g}$
由上述计算可知,反应过程中二氧化碳有剩余,则 $Na_2O_2$ 已经完全反应,C 的说法错误。若 x=7.6,其中含有氧气的质量为 3.2 g,二氧化碳的质量为 7.6 g-3.2 g=4.4 g,气体 M 中 $CO_2$ 与 $O_2$ 的质量比为 4.4 g:3.2 g=11:8,D 的说法正确。
解析
【分析】首先明确反应原理为$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}}$,先计算13.2g $\ce{CO_{2}}$恰好完全反应时的气体(仅$\ce{O_{2}}$)质量,以此为临界点,分两种情况分析:当收集气体质量$x=4.8\ \mathrm{g}$时,$\ce{CO_{2}}$恰好完全反应;当$x=7.6\ \mathrm{g}$时,$\ce{CO_{2}}$过量,需用差量法计算反应的$\ce{CO_{2}}$和生成的$\ce{O_{2}}$,再逐一判断选项。
【解析】设13.2g $\ce{CO_{2}}$恰好完全反应时,参加反应的$\ce{Na_{2}O_{2}}$质量为$a$,生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$质量为$b$,生成$\ce{O_{2}}$质量为$c$。
根据化学方程式:
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}}$
相对质量:156 88 212 32
对应质量:$a$ 13.2g $b$ $c$
计算得:
$\dfrac{156}{88}=\dfrac{a}{13.2\ \mathrm{g}}$ → $a=23.4\ \mathrm{g}$;
$\dfrac{212}{88}=\dfrac{b}{13.2\ \mathrm{g}}$ → $b=31.8\ \mathrm{g}$;
$\dfrac{32}{88}=\dfrac{c}{13.2\ \mathrm{g}}$ → $c=4.8\ \mathrm{g}$。
情况1:若$x=4.8\ \mathrm{g}$,说明$\ce{CO_{2}}$恰好完全反应,气体仅含$\ce{O_{2}}$,无$\ce{CO_{2}}$,故A错误;此时生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$质量为31.8g,B错误。
情况2:若$x=7.6\ \mathrm{g}$,说明$\ce{CO_{2}}$过量,$\ce{Na_{2}O_{2}}$完全反应。利用差量法:反应前后气体质量减少量为$13.2\ \mathrm{g}-7.6\ \mathrm{g}=5.6\ \mathrm{g}$。
设生成$\ce{O_{2}}$质量为$m$,反应的$\ce{CO_{2}}$质量为$n$:
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}}$ 气体质量差
88 32 $88-32=56$
$n$ $m$ $5.6\ \mathrm{g}$
则$\dfrac{32}{56}=\dfrac{m}{5.6\ \mathrm{g}}$ → $m=3.2\ \mathrm{g}$;$\dfrac{88}{56}=\dfrac{n}{5.6\ \mathrm{g}}$ → $n=8.8\ \mathrm{g}$。
剩余$\ce{CO_{2}}$质量为$7.6\ \mathrm{g}-3.2\ \mathrm{g}=4.4\ \mathrm{g}$,气体中$\ce{CO_{2}}$与$\ce{O_{2}}$质量比为$4.4\ \mathrm{g}:3.2\ \mathrm{g}=11:8$,故D正确;此时$\ce{Na_{2}O_{2}}$已完全反应,无剩余,C错误。
【答案】D
【知识点】化学方程式计算、差量法应用、过氧化钠与二氧化碳反应
【点评】本题结合过氧化钠与二氧化碳的反应,考查定量计算和差量法的运用,关键是找准反应的临界点,分情况讨论反应程度,需理清反应前后的质量变化关系,难度中等。
【难度系数】0.5
【解析】设13.2g $\ce{CO_{2}}$恰好完全反应时,参加反应的$\ce{Na_{2}O_{2}}$质量为$a$,生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$质量为$b$,生成$\ce{O_{2}}$质量为$c$。
根据化学方程式:
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}}$
相对质量:156 88 212 32
对应质量:$a$ 13.2g $b$ $c$
计算得:
$\dfrac{156}{88}=\dfrac{a}{13.2\ \mathrm{g}}$ → $a=23.4\ \mathrm{g}$;
$\dfrac{212}{88}=\dfrac{b}{13.2\ \mathrm{g}}$ → $b=31.8\ \mathrm{g}$;
$\dfrac{32}{88}=\dfrac{c}{13.2\ \mathrm{g}}$ → $c=4.8\ \mathrm{g}$。
情况1:若$x=4.8\ \mathrm{g}$,说明$\ce{CO_{2}}$恰好完全反应,气体仅含$\ce{O_{2}}$,无$\ce{CO_{2}}$,故A错误;此时生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$质量为31.8g,B错误。
情况2:若$x=7.6\ \mathrm{g}$,说明$\ce{CO_{2}}$过量,$\ce{Na_{2}O_{2}}$完全反应。利用差量法:反应前后气体质量减少量为$13.2\ \mathrm{g}-7.6\ \mathrm{g}=5.6\ \mathrm{g}$。
设生成$\ce{O_{2}}$质量为$m$,反应的$\ce{CO_{2}}$质量为$n$:
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}}$ 气体质量差
88 32 $88-32=56$
$n$ $m$ $5.6\ \mathrm{g}$
则$\dfrac{32}{56}=\dfrac{m}{5.6\ \mathrm{g}}$ → $m=3.2\ \mathrm{g}$;$\dfrac{88}{56}=\dfrac{n}{5.6\ \mathrm{g}}$ → $n=8.8\ \mathrm{g}$。
剩余$\ce{CO_{2}}$质量为$7.6\ \mathrm{g}-3.2\ \mathrm{g}=4.4\ \mathrm{g}$,气体中$\ce{CO_{2}}$与$\ce{O_{2}}$质量比为$4.4\ \mathrm{g}:3.2\ \mathrm{g}=11:8$,故D正确;此时$\ce{Na_{2}O_{2}}$已完全反应,无剩余,C错误。
【答案】D
【知识点】化学方程式计算、差量法应用、过氧化钠与二氧化碳反应
【点评】本题结合过氧化钠与二氧化碳的反应,考查定量计算和差量法的运用,关键是找准反应的临界点,分情况讨论反应程度,需理清反应前后的质量变化关系,难度中等。
【难度系数】0.5
12. 利用新型催化剂可将二氧化碳和氢气合成甲醇,甲醇的化学式为$\ce{CH_{3}OH}$。试计算:
(1)甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量比是
(2)生成128 g甲醇需消耗二氧化碳的质量是
(1)甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量比是
3:1:4
(填最简整数比)。(2)生成128 g甲醇需消耗二氧化碳的质量是
176 g
。答案
12. (1)3:1:4 (2)176 g
解析
【分析】
本题考查化学式的相关计算与根据化学方程式的计算,解题思路如下:
1. 第(1)问:计算元素质量比,需明确元素质量比=(各元素相对原子质量×对应原子个数)之比,先确定甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)中C、H、O的原子个数,再代入相对原子质量计算并化简为最简整数比。
2. 第(2)问:先写出$\ce{CO_{2}}$与$\ce{H_{2}}$合成甲醇的化学方程式,根据反应中$\ce{CO_{2}}$与$\ce{CH_{3}OH}$的质量关系,结合已知甲醇质量,列比例式计算消耗$\ce{CO_{2}}$的质量。
【解析】
(1)甲醇的化学式为$\ce{CH_{3}OH}$,其中C、H、O的原子个数分别为1、4、1,相对原子质量分别为C=12、H=1、O=16。
则碳、氢、氧三种元素的质量比为:$(12×1):(1×4):(16×1)=12:4:16=3:1:4$。
(2)$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}}$合成甲醇的化学方程式为:$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{催化剂} CH_{3}OH + H_{2}O}$。
设生成128 g甲醇需消耗$\ce{CO_{2}}$的质量为$x$。
反应中$\ce{CO_{2}}$与$\ce{CH_{3}OH}$的质量关系:$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为44,$\ce{CH_{3}OH}$的相对分子质量为32,可得比例式:
$\frac{44}{32}=\frac{x}{128\ \mathrm{g}}$
解得:$x=\frac{44×128\ \mathrm{g}}{32}=176\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)$3:1:4$;(2)$176\ \mathrm{g}$
【知识点】
化学式的计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题为初中化学基础计算题型,分别考察化学式元素质量比计算和化学方程式的简单计算,核心是掌握相对原子质量、相对分子质量的应用,难度较低,适合学生巩固基础计算能力。
【难度系数】
0.6
本题考查化学式的相关计算与根据化学方程式的计算,解题思路如下:
1. 第(1)问:计算元素质量比,需明确元素质量比=(各元素相对原子质量×对应原子个数)之比,先确定甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)中C、H、O的原子个数,再代入相对原子质量计算并化简为最简整数比。
2. 第(2)问:先写出$\ce{CO_{2}}$与$\ce{H_{2}}$合成甲醇的化学方程式,根据反应中$\ce{CO_{2}}$与$\ce{CH_{3}OH}$的质量关系,结合已知甲醇质量,列比例式计算消耗$\ce{CO_{2}}$的质量。
【解析】
(1)甲醇的化学式为$\ce{CH_{3}OH}$,其中C、H、O的原子个数分别为1、4、1,相对原子质量分别为C=12、H=1、O=16。
则碳、氢、氧三种元素的质量比为:$(12×1):(1×4):(16×1)=12:4:16=3:1:4$。
(2)$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}}$合成甲醇的化学方程式为:$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{催化剂} CH_{3}OH + H_{2}O}$。
设生成128 g甲醇需消耗$\ce{CO_{2}}$的质量为$x$。
反应中$\ce{CO_{2}}$与$\ce{CH_{3}OH}$的质量关系:$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为44,$\ce{CH_{3}OH}$的相对分子质量为32,可得比例式:
$\frac{44}{32}=\frac{x}{128\ \mathrm{g}}$
解得:$x=\frac{44×128\ \mathrm{g}}{32}=176\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)$3:1:4$;(2)$176\ \mathrm{g}$
【知识点】
化学式的计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题为初中化学基础计算题型,分别考察化学式元素质量比计算和化学方程式的简单计算,核心是掌握相对原子质量、相对分子质量的应用,难度较低,适合学生巩固基础计算能力。
【难度系数】
0.6
13. (2024·广安)碱石灰(CaO和NaOH)常用作气体的干燥剂。化学兴趣小组为测定某种碱石灰中CaO的质量分数,将10 g碱石灰加入80 g Na₂CO₃溶液中,发生反应:CaO+H₂O+Na₂CO₃=CaCO₃+2NaOH。待碱石灰中CaO完全反应后,测得生成CaCO₃固体的质量为10 g。
(1)除去CaCO₃固体后,所得溶液的质量为
(2)求该碱石灰中CaO的质量分数。(写出计算过程)
(1)除去CaCO₃固体后,所得溶液的质量为
80
g。(2)求该碱石灰中CaO的质量分数。(写出计算过程)
答案
13.(1)80 (2)解:设该碱石灰中 CaO 的质量分数为 x。
$CaO +H_2O+Na_2CO_3 ===CaCO_3 +2NaOH$
56 100
10 g·x 10 g
$\dfrac{56}{100}=\dfrac{10\ \mathrm{g}· x}{10\ \mathrm{g}}$ $x=56\%$
答:该碱石灰中 CaO 的质量分数为 56%。
$CaO +H_2O+Na_2CO_3 ===CaCO_3 +2NaOH$
56 100
10 g·x 10 g
$\dfrac{56}{100}=\dfrac{10\ \mathrm{g}· x}{10\ \mathrm{g}}$ $x=56\%$
答:该碱石灰中 CaO 的质量分数为 56%。
解析
【分析】
首先,计算反应后溶液质量时,依据质量守恒定律,反应后溶液质量等于反应前所有物质总质量减去生成的沉淀(或气体)质量;其次,计算碱石灰中CaO的质量分数,需利用给定的化学方程式,找出CaO与生成CaCO₃的质量关系,设未知数,列比例式求解CaO的质量,再计算其在碱石灰中的质量分数。
【解析】
(1)根据质量守恒定律,反应前总质量为碱石灰质量与Na₂CO₃溶液质量之和,即10g + 80g = 90g,生成CaCO₃固体质量为10g,因此除去CaCO₃后所得溶液质量为90g - 10g = 80g。
(2)设该碱石灰中CaO的质量分数为x。
反应的化学方程式为:$\ce{CaO + H_{2}O + Na_{2}CO_{3} = CaCO_{3} + 2NaOH}$
各物质的相对质量:$\ce{CaO}$为56,$\ce{CaCO_{3}}$为100
对应量:10g碱石灰中$\ce{CaO}$的质量为$10\ \mathrm{g}·x$,生成$\ce{CaCO_{3}}$质量为10g
列比例式:$\dfrac{56}{100} = \dfrac{10\ \mathrm{g}·x}{10\ \mathrm{g}}$
解得:$x = 56\%$
【答案】
(1)80;(2)56%
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律
【点评】
本题结合质量守恒定律与化学方程式计算,考察学生对反应后溶液质量的计算方法及根据化学方程式进行定量计算的能力,属于基础常规题型,步骤清晰,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先,计算反应后溶液质量时,依据质量守恒定律,反应后溶液质量等于反应前所有物质总质量减去生成的沉淀(或气体)质量;其次,计算碱石灰中CaO的质量分数,需利用给定的化学方程式,找出CaO与生成CaCO₃的质量关系,设未知数,列比例式求解CaO的质量,再计算其在碱石灰中的质量分数。
【解析】
(1)根据质量守恒定律,反应前总质量为碱石灰质量与Na₂CO₃溶液质量之和,即10g + 80g = 90g,生成CaCO₃固体质量为10g,因此除去CaCO₃后所得溶液质量为90g - 10g = 80g。
(2)设该碱石灰中CaO的质量分数为x。
反应的化学方程式为:$\ce{CaO + H_{2}O + Na_{2}CO_{3} = CaCO_{3} + 2NaOH}$
各物质的相对质量:$\ce{CaO}$为56,$\ce{CaCO_{3}}$为100
对应量:10g碱石灰中$\ce{CaO}$的质量为$10\ \mathrm{g}·x$,生成$\ce{CaCO_{3}}$质量为10g
列比例式:$\dfrac{56}{100} = \dfrac{10\ \mathrm{g}·x}{10\ \mathrm{g}}$
解得:$x = 56\%$
【答案】
(1)80;(2)56%
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律
【点评】
本题结合质量守恒定律与化学方程式计算,考察学生对反应后溶液质量的计算方法及根据化学方程式进行定量计算的能力,属于基础常规题型,步骤清晰,难度适中。
【难度系数】
0.6
14. (2023·牡丹江改编)兴趣小组同学做了氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的定量实验。向192 g硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的质量与生成沉淀的质量关系如图所示,生成的硫酸钠全部溶解。
(1)恰好完全反应时,生成沉淀的质量为
(2)请计算硫酸铜溶液中硫酸铜的质量。
(3)请计算恰好完全反应时,所得溶液中硫酸钠质量占所得溶液质量的百分率。

(1)恰好完全反应时,生成沉淀的质量为
9.8
g。(2)请计算硫酸铜溶液中硫酸铜的质量。
(3)请计算恰好完全反应时,所得溶液中硫酸钠质量占所得溶液质量的百分率。
答案
14. (1)9.8 解:(2) 设 192 g 硫酸铜溶液中硫酸铜的质量为 x,生成硫酸钠的质量为 y。
$CuSO_4 +2NaOH ===Cu(OH)_2 \downarrow +Na_2SO_4$
160 98 142
x 9.8 g y
$\dfrac{160}{98}=\dfrac{x}{9.8\ \mathrm{g}}$ $x=16\ \mathrm{g}$
$\dfrac{98}{142}=\dfrac{9.8\ \mathrm{g}}{y}$ $y=14.2\ \mathrm{g}$
(3) 恰好完全反应时,所得溶液中硫酸钠质量占所得溶液质量的百分率为 $\dfrac{14.2\ \mathrm{g}}{192\ \mathrm{g}+101.8\ \mathrm{g}-9.8\ \mathrm{g}}×100\%=5\%$。
答:(2) 硫酸铜溶液中硫酸铜的质量为 16 g。(3) 恰好完全反应时,所得溶液中硫酸钠质量占所得溶液质量的百分率为 5%。
$CuSO_4 +2NaOH ===Cu(OH)_2 \downarrow +Na_2SO_4$
160 98 142
x 9.8 g y
$\dfrac{160}{98}=\dfrac{x}{9.8\ \mathrm{g}}$ $x=16\ \mathrm{g}$
$\dfrac{98}{142}=\dfrac{9.8\ \mathrm{g}}{y}$ $y=14.2\ \mathrm{g}$
(3) 恰好完全反应时,所得溶液中硫酸钠质量占所得溶液质量的百分率为 $\dfrac{14.2\ \mathrm{g}}{192\ \mathrm{g}+101.8\ \mathrm{g}-9.8\ \mathrm{g}}×100\%=5\%$。
答:(2) 硫酸铜溶液中硫酸铜的质量为 16 g。(3) 恰好完全反应时,所得溶液中硫酸钠质量占所得溶液质量的百分率为 5%。
解析
【分析】首先观察图像,恰好完全反应时生成沉淀的质量为9.8g,这是解题的关键数据。接下来,利用氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式,根据氢氧化铜沉淀的质量计算出硫酸铜的质量和生成硫酸钠的质量;最后,根据溶质质量分数的计算公式,结合反应后溶液的质量(硫酸铜溶液质量+氢氧化钠溶液质量-沉淀质量),计算所得溶液中硫酸钠的质量分数。
【解析】(1)由图像可知,加入NaOH溶液质量为101.8g时,沉淀质量达到最大值9.8g,此时恰好完全反应,故生成沉淀的质量为9.8g。
(2)设192g硫酸铜溶液中硫酸铜的质量为x,生成硫酸钠的质量为y。
化学方程式:$\ce{CuSO_{4} + 2NaOH = Cu(OH)_{2}↓ + Na_{2}SO_{4}}$
各物质相对质量:$\ce{CuSO_{4}}$为160,$\ce{Cu(OH)_{2}}$为98,$\ce{Na_{2}SO_{4}}$为142
列比例式:$\frac{160}{98} = \frac{x}{9.8\ \mathrm{g}}$,解得$x = \frac{160×9.8\ \mathrm{g}}{98} = 16\ \mathrm{g}$;
$\frac{98}{142} = \frac{9.8\ \mathrm{g}}{y}$,解得$y = \frac{142×9.8\ \mathrm{g}}{98} = 14.2\ \mathrm{g}$。
(3)恰好完全反应时,所得溶液的质量 = 硫酸铜溶液质量 + 加入的NaOH溶液质量 - 生成沉淀的质量 = $192\ \mathrm{g} + 101.8\ \mathrm{g} - 9.8\ \mathrm{g} = 284\ \mathrm{g}$;
所得溶液中硫酸钠的质量分数 = $\frac{14.2\ \mathrm{g}}{284\ \mathrm{g}}×100\% = 5\%$。
【答案】(1)9.8;(2)16g;(3)5%
【知识点】根据化学方程式计算;溶质质量分数计算
【点评】本题结合图像考查化学计算,核心是从图像中提取恰好反应时的沉淀质量,再利用化学方程式进行相关计算,需注意反应后溶液质量的计算方法(总质量减去沉淀质量),难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】(1)由图像可知,加入NaOH溶液质量为101.8g时,沉淀质量达到最大值9.8g,此时恰好完全反应,故生成沉淀的质量为9.8g。
(2)设192g硫酸铜溶液中硫酸铜的质量为x,生成硫酸钠的质量为y。
化学方程式:$\ce{CuSO_{4} + 2NaOH = Cu(OH)_{2}↓ + Na_{2}SO_{4}}$
各物质相对质量:$\ce{CuSO_{4}}$为160,$\ce{Cu(OH)_{2}}$为98,$\ce{Na_{2}SO_{4}}$为142
列比例式:$\frac{160}{98} = \frac{x}{9.8\ \mathrm{g}}$,解得$x = \frac{160×9.8\ \mathrm{g}}{98} = 16\ \mathrm{g}$;
$\frac{98}{142} = \frac{9.8\ \mathrm{g}}{y}$,解得$y = \frac{142×9.8\ \mathrm{g}}{98} = 14.2\ \mathrm{g}$。
(3)恰好完全反应时,所得溶液的质量 = 硫酸铜溶液质量 + 加入的NaOH溶液质量 - 生成沉淀的质量 = $192\ \mathrm{g} + 101.8\ \mathrm{g} - 9.8\ \mathrm{g} = 284\ \mathrm{g}$;
所得溶液中硫酸钠的质量分数 = $\frac{14.2\ \mathrm{g}}{284\ \mathrm{g}}×100\% = 5\%$。
【答案】(1)9.8;(2)16g;(3)5%
【知识点】根据化学方程式计算;溶质质量分数计算
【点评】本题结合图像考查化学计算,核心是从图像中提取恰好反应时的沉淀质量,再利用化学方程式进行相关计算,需注意反应后溶液质量的计算方法(总质量减去沉淀质量),难度适中。
【难度系数】0.6
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