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7[2026河南南阳质检,中]"联合制碱法"生产纯碱($Na_2CO_3$),其主要反应原理为①$NaCl + CO_2 + NH_3 + X = NH_4Cl + NaHCO_3 \downarrow$;②$2NaHCO_3 \stackrel{△}{=\!=\!=} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$。
(1)反应①中X的化学式为
(2)将一定量的$NaHCO_3$固体加热一段时间后,称得剩余固体质量是原固体质量的69%,则剩余固体中$NaHCO_3$的质量分数为多少(写出计算过程,结果保留至0.1%)。
(1)反应①中X的化学式为
$\ce{H_{2}O}$
;(2)将一定量的$NaHCO_3$固体加热一段时间后,称得剩余固体质量是原固体质量的69%,则剩余固体中$NaHCO_3$的质量分数为多少(写出计算过程,结果保留至0.1%)。
答案
(1)$\ce{H_{2}O}$
(2)解:设原$\ce{NaHCO_{3}}$的质量为m,分解的$\ce{NaHCO_{3}}$的质量为x。
$\ce{2NaHCO_{3}\xlongequal{△}Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2}↑\ \ \ 固体消耗量}$
168 106 168-106=62
x m-0.69m=0.31m
$\frac{168}{62}=\frac{x}{0.31m},x=0.84m$
则剩余固体中$\ce{NaHCO_{3}}$的质量分数为$\frac{m-0.84m}{0.69m}×100\%≈23.2\%$
答:剩余固体中$\ce{NaHCO_{3}}$的质量分数为23.2%。
【解析】(1)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变,反应前的已知物中Na、Cl、C、O、N、H的原子个数分别为1、1、1、2、1、3,反应后的生成物中Na、Cl、C、O、N、H的原子个数分别为1、1、1、3、1、5,则X中含有2个氢原子、1个氧原子,X的化学式为$\ce{H_{2}O}$。
(2)解:设原$\ce{NaHCO_{3}}$的质量为m,分解的$\ce{NaHCO_{3}}$的质量为x。
$\ce{2NaHCO_{3}\xlongequal{△}Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2}↑\ \ \ 固体消耗量}$
168 106 168-106=62
x m-0.69m=0.31m
$\frac{168}{62}=\frac{x}{0.31m},x=0.84m$
则剩余固体中$\ce{NaHCO_{3}}$的质量分数为$\frac{m-0.84m}{0.69m}×100\%≈23.2\%$
答:剩余固体中$\ce{NaHCO_{3}}$的质量分数为23.2%。
【解析】(1)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变,反应前的已知物中Na、Cl、C、O、N、H的原子个数分别为1、1、1、2、1、3,反应后的生成物中Na、Cl、C、O、N、H的原子个数分别为1、1、1、3、1、5,则X中含有2个氢原子、1个氧原子,X的化学式为$\ce{H_{2}O}$。
c 子题练变式
8[中]过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)可用作防毒面具等的供氧剂,其原理是$\ce{Na_{2}O_{2}}$与$\ce{CO_{2}}$反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为
。将10 g $\ce{CO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的混合气体通过足量的$\ce{Na_{2}O_{2}}$,气体质量减小了2.8 g,则原混合气体中$\ce{CO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的质量比为
8[中]过氧化钠($\ce{Na_{2}O_{2}}$)可用作防毒面具等的供氧剂,其原理是$\ce{Na_{2}O_{2}}$与$\ce{CO_{2}}$反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}}$
。将10 g $\ce{CO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的混合气体通过足量的$\ce{Na_{2}O_{2}}$,气体质量减小了2.8 g,则原混合气体中$\ce{CO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的质量比为
11:14
。答案
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}}$ 11:14
【解析】根据过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,结合质量守恒定律书写化学方程式。设原混合气体中二氧化碳的质量为x。
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}\ \ \ 气体减少量}$
88 32 88-32=56
x 2.8 g
$\frac{88}{56}=\frac{x}{2.8\ \mathrm{g}}$
$x=\frac{88×2.8\ \mathrm{g}}{56}=4.4\ \mathrm{g}$
故原混合气体中二氧化碳和氧气的质量比为4.4 g:(10 g-4.4 g)=11:14。
【解析】根据过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,结合质量守恒定律书写化学方程式。设原混合气体中二氧化碳的质量为x。
$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2CO_{2} = 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}\ \ \ 气体减少量}$
88 32 88-32=56
x 2.8 g
$\frac{88}{56}=\frac{x}{2.8\ \mathrm{g}}$
$x=\frac{88×2.8\ \mathrm{g}}{56}=4.4\ \mathrm{g}$
故原混合气体中二氧化碳和氧气的质量比为4.4 g:(10 g-4.4 g)=11:14。
9 新考向 传统文化 [2026 山东日照质检,中]中华文明气象万千,明代宋应星所著的《天工开物》一书收录了30多个行业、130多项生产技术,被誉为“17世纪中国科技的百科全书”。
(1)书中记载了在高温条件下煅烧炉甘石(主要成分是$\ce{ZnCO_{3}}$)和煤炭(主要成分是C)冶炼金属锌的技术,其另外一种产物是一氧化碳气体。若依此法,125 t $\ce{ZnCO_{3}}$最多能炼出多少金属锌?(写出计算过程)
(2)书中还有“煤饼烧石成灰”的记载。“烧石成灰”是指煅烧石灰石(主要成分是$\ce{CaCO_{3}}$)使之转化为生石灰(主要成分是$\ce{CaO}$),同时得到$\ce{CO_{2}}$。时至今日,这仍是工业上生产生石灰的主要方法。请计算煅烧1 000 t含杂质20%(杂质不分解)的石灰石能得到多少氧化钙(写出计算过程)。
(1)书中记载了在高温条件下煅烧炉甘石(主要成分是$\ce{ZnCO_{3}}$)和煤炭(主要成分是C)冶炼金属锌的技术,其另外一种产物是一氧化碳气体。若依此法,125 t $\ce{ZnCO_{3}}$最多能炼出多少金属锌?(写出计算过程)
(2)书中还有“煤饼烧石成灰”的记载。“烧石成灰”是指煅烧石灰石(主要成分是$\ce{CaCO_{3}}$)使之转化为生石灰(主要成分是$\ce{CaO}$),同时得到$\ce{CO_{2}}$。时至今日,这仍是工业上生产生石灰的主要方法。请计算煅烧1 000 t含杂质20%(杂质不分解)的石灰石能得到多少氧化钙(写出计算过程)。
答案
(1)解:根据锌元素的质量守恒,125 t $\ce{ZnCO_{3}}$最多能炼出金属锌的质量为$125\ \mathrm{t}×(\frac{65}{65+12+16×3}×100\%)=65\ \mathrm{t}$。
答:125 t $\ce{ZnCO_{3}}$最多能炼出65 t金属锌。
(2)解:含杂质20%的石灰石中碳酸钙的质量为$1\ 000\ \mathrm{t}×(1-20\%)=800\ \mathrm{t}$。
设生成氧化钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}↑}$
100 56
800 t x
$\frac{100}{56}=\frac{800\ \mathrm{t}}{x}$
x=448 t
答:煅烧1 000 t含杂质20%(杂质不分解)的石灰石能得到448 t CaO。
答:125 t $\ce{ZnCO_{3}}$最多能炼出65 t金属锌。
(2)解:含杂质20%的石灰石中碳酸钙的质量为$1\ 000\ \mathrm{t}×(1-20\%)=800\ \mathrm{t}$。
设生成氧化钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}↑}$
100 56
800 t x
$\frac{100}{56}=\frac{800\ \mathrm{t}}{x}$
x=448 t
答:煅烧1 000 t含杂质20%(杂质不分解)的石灰石能得到448 t CaO。
10[2025广东肇庆期中,中]过氧化钙($CaO_2$)是一种鱼类运输时的制氧剂。过氧化钙与水反应的化学方程式为$2CaO_2 + 2H_2O = 2Ca(OH)_2 + O_2↑$。若用150 g某过氧化钙样品可制得氧气32 g,利用化学方程式计算,该过氧化钙样品中$CaO_2$的纯度是多少?(纯度 = $\frac{纯净物质量}{样品质量}$ ×100%,写出计算过程)
答案
解:设该过氧化钙样品中$\ce{CaO_{2}}$的纯度是x。
$\ce{2CaO_{2} + 2H_{2}O = 2Ca(OH)_{2} + O_{2}↑}$
144 32
150 g×x 32 g
$\frac{144}{32}=\frac{150\ \mathrm{g}×x}{32\ \mathrm{g}}$
$x=\frac{144×32\ \mathrm{g}}{32×150\ \mathrm{g}}=96\%$
答:该过氧化钙样品中$\ce{CaO_{2}}$的纯度是96%。
$\ce{2CaO_{2} + 2H_{2}O = 2Ca(OH)_{2} + O_{2}↑}$
144 32
150 g×x 32 g
$\frac{144}{32}=\frac{150\ \mathrm{g}×x}{32\ \mathrm{g}}$
$x=\frac{144×32\ \mathrm{g}}{32×150\ \mathrm{g}}=96\%$
答:该过氧化钙样品中$\ce{CaO_{2}}$的纯度是96%。
