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7. 今有 $\ce{H_{2}}$ 和 $\ce{O_{2}}$ 的混合气体 10 g,点燃充分反应后,恢复到室温,气体的质量减少了 9 g,则原混合气体中的成分不可能是（
A.5 g $\ce{H_{2}}$ 和 5 g $\ce{O_{2}}$
B.1 g $\ce{H_{2}}$ 和 9 g $\ce{O_{2}}$
C.2 g $\ce{H_{2}}$ 和 8 g $\ce{O_{2}}$
D.$\ce{H_{2}}$ 和 $\ce{O_{2}}$ 的质量比为 $1:4$
A
）A.5 g $\ce{H_{2}}$ 和 5 g $\ce{O_{2}}$
B.1 g $\ce{H_{2}}$ 和 9 g $\ce{O_{2}}$
C.2 g $\ce{H_{2}}$ 和 8 g $\ce{O_{2}}$
D.$\ce{H_{2}}$ 和 $\ce{O_{2}}$ 的质量比为 $1:4$
答案
解析:因气体减少的质量等于生成水的质量,设生成9 g水需要氢气和氧气的质量分别为$x$和$y$。
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$
4 32 36
$x$ $y$ 9 g
$\dfrac{4}{36}=\dfrac{x}{9\ \mathrm{g}},\dfrac{32}{36}=\dfrac{y}{9\ \mathrm{g}}$
解得:$x=1\ \mathrm{g},y=8\ \mathrm{g}$
当氢气剩余时,则氧气为8 g,氢气为$10\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=2\ \mathrm{g}$;
当氧气剩余时,则氢气为1 g,氧气为$10\ \mathrm{g}-1\ \mathrm{g}=9\ \mathrm{g}$。
综上所述,A项符合题意。
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$
4 32 36
$x$ $y$ 9 g
$\dfrac{4}{36}=\dfrac{x}{9\ \mathrm{g}},\dfrac{32}{36}=\dfrac{y}{9\ \mathrm{g}}$
解得:$x=1\ \mathrm{g},y=8\ \mathrm{g}$
当氢气剩余时,则氧气为8 g,氢气为$10\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=2\ \mathrm{g}$;
当氧气剩余时,则氢气为1 g,氧气为$10\ \mathrm{g}-1\ \mathrm{g}=9\ \mathrm{g}$。
综上所述,A项符合题意。
8. 将一定质量的碳酸钙和铜粉的混合物在空气中煅烧使其完全反应 $(2\ce{Cu} + \ce{O_{2}} \xlongequal{\Delta} 2\ce{CuO}, $ $ \ce{CaCO_{3}} \xlongequal{高温}\ce{CaO} + \ce{CO_{2}} \uparrow )$。若反应前后固体的质量保持不变,则原混合物中铜粉的质量分数为（
A.25%
B.22%
C.36.2%
D.63.8%
D
）A.25%
B.22%
C.36.2%
D.63.8%
答案
解析:若反应前后固体的质量保持不变,则参加反应的氧气与生成二氧化碳的质量相等。
设参加反应的氧气的质量为$x$,则根据如下质量关系可知混合物中铜粉的质量为$4x$;
$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$
128 32
$4x$ $x$
参加反应的氧气的质量为$x$,则生成二氧化碳的质量也是$x$,则根据如下质量关系可知混合物中碳酸钙的质量为$\dfrac{25x}{11}$;
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
100 44
$\dfrac{25x}{11}$ $x$
则原混合物中铜粉的质量分数为$\dfrac{4x}{4x+\dfrac{25x}{11}}×100\%\approx63.8\%$。
设参加反应的氧气的质量为$x$,则根据如下质量关系可知混合物中铜粉的质量为$4x$;
$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$
128 32
$4x$ $x$
参加反应的氧气的质量为$x$,则生成二氧化碳的质量也是$x$,则根据如下质量关系可知混合物中碳酸钙的质量为$\dfrac{25x}{11}$;
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
100 44
$\dfrac{25x}{11}$ $x$
则原混合物中铜粉的质量分数为$\dfrac{4x}{4x+\dfrac{25x}{11}}×100\%\approx63.8\%$。
9. (2026·宣城月考)密闭容器中发生某化学反应,各物质的分子数目随时间变化情况如图1所示,物质Y、Z的质量随时间变化情况如图2所示。下列说法不正确的是（
A.Z一定是化合物
B.$t_1$ 时 X、Y、Z 同时存在于容器中
C.Y 与 Z 的相对分子质量之比为 $14:17$
D.参加反应的 X 与生成的 Z 的质量比为 $3:17$
C
）A.Z一定是化合物
B.$t_1$ 时 X、Y、Z 同时存在于容器中
C.Y 与 Z 的相对分子质量之比为 $14:17$
D.参加反应的 X 与生成的 Z 的质量比为 $3:17$
答案
解析:反应后X、Y分子数目减少,Z的分子数目增多,说明X和Y是反应物,Z是生成物,该反应是化合反应,Z是化合反应的生成物,一定是化合物,A正确;由图1可知,$t_1$时X、Y、Z的分子个数都不为0,则X、Y、Z同时存在于容器中,B正确;由图1可知,参加反应的Y和Z的分子个数比为$(5n-4n):2n=1:2$,由图2可知,参加反应的Y和Z的质量比为$(70\ \mathrm{g}-56\ \mathrm{g}):17\ \mathrm{g}=14:17$,设Y与Z的相对分子质量分别为$x$、$y$,则有$x:2y=14:17$,由此可知$x:y=28:17$,C错误;由图2可知,参加反应的Y的质量是$70\ \mathrm{g}-56\ \mathrm{g}=14\ \mathrm{g}$,生成的Z的质量是17 g,根据质量守恒定律,则参加反应的X的质量是$17\ \mathrm{g}-14\ \mathrm{g}=3\ \mathrm{g}$,故参加反应的X与Z的质量比为$3\ \mathrm{g}:17\ \mathrm{g}=3:17$,D正确。
10. 二氧化碳和水在一种纳米催化剂表面可发生
反应:$a\ce{CO_{2}}+b\ce{H_{2}O}\xlongequal{一定条件}c\ce{C_{4}H_{y}}+d\ce{O_{2}}$,反应
中生成$\ce{O_{2}}$的质量随$\ce{CO_{2}}$质量的变化如图所
示。下列说法正确的是 （
A.化学计量数 $a:d=2:1$
B.物质$\ce{C_{4}H_{y}}$中碳元素的质量分数为75%
C.$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$参加反应时,
生成$\ce{C_{4}H_{y}}$的质量为$8\ \mathrm{g}$
D.$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$参加反应时,
消耗$\ce{H_{2}O}$的质量为$72\ \mathrm{g}$
反应:$a\ce{CO_{2}}+b\ce{H_{2}O}\xlongequal{一定条件}c\ce{C_{4}H_{y}}+d\ce{O_{2}}$,反应
中生成$\ce{O_{2}}$的质量随$\ce{CO_{2}}$质量的变化如图所
示。下列说法正确的是 （
B
）A.化学计量数 $a:d=2:1$
B.物质$\ce{C_{4}H_{y}}$中碳元素的质量分数为75%
C.$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$参加反应时,
生成$\ce{C_{4}H_{y}}$的质量为$8\ \mathrm{g}$
D.$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$参加反应时,
消耗$\ce{H_{2}O}$的质量为$72\ \mathrm{g}$
答案
解析:由图可得,每消耗44 g二氧化碳,便有64 g氧气生成,由于二氧化碳的相对分子质量为44,氧气的相对分子质量为32,故二氧化碳和氧气的化学计量数之比为$\dfrac{44\ \mathrm{g}}{44}:\dfrac{64\ \mathrm{g}}{32}=1:2$,故$a:d=1:2$,再根据反应前后各原子个数相等而推出$\ce{C_{4}H_{y}}$中的$y=16,b=8,c=1$,可得化学方程式为$\ce{4CO_{2} +8H_{2}O\xlongequal{一定条件}C_{4}H_{16} +8O_{2}}$,A错误;物质$\ce{C_{4}H_{y}}$中碳元素的质量分数为$\dfrac{12×4}{12×4+1×16}×100\%=75\%$,B正确;设生成$\ce{C_{4}H_{y}}$的质量为$x$,则:
$\ce{4CO_{2} +8H_{2}O\xlongequal{一定条件}C_{4}H_{16} +8O_{2}}$
176 64
44 g $x$
$\dfrac{176}{64}=\dfrac{44\ \mathrm{g}}{x}\ \ x=16\ \mathrm{g}$
由化学方程式计算可知,$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$参加反应时,生成$\ce{C_{4}H_{y}}$的质量为16 g,C错误;设消耗$\ce{H_{2}O}$的质量为$z$,则:
$\ce{4CO_{2} + 8H_{2}O\xlongequal{一定条件}C_{4}H_{16} +8O_{2}}$
176 144
44 g $z$
$\dfrac{176}{144}=\dfrac{44\ \mathrm{g}}{z}\ \ z=36\ \mathrm{g}$
由化学方程式计算可知,$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$参加反应时,消耗$\ce{H_{2}O}$的质量为36 g,D错误。
$\ce{4CO_{2} +8H_{2}O\xlongequal{一定条件}C_{4}H_{16} +8O_{2}}$
176 64
44 g $x$
$\dfrac{176}{64}=\dfrac{44\ \mathrm{g}}{x}\ \ x=16\ \mathrm{g}$
由化学方程式计算可知,$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$参加反应时,生成$\ce{C_{4}H_{y}}$的质量为16 g,C错误;设消耗$\ce{H_{2}O}$的质量为$z$,则:
$\ce{4CO_{2} + 8H_{2}O\xlongequal{一定条件}C_{4}H_{16} +8O_{2}}$
176 144
44 g $z$
$\dfrac{176}{144}=\dfrac{44\ \mathrm{g}}{z}\ \ z=36\ \mathrm{g}$
由化学方程式计算可知,$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$参加反应时,消耗$\ce{H_{2}O}$的质量为36 g,D错误。
11. (2026·汕头期中)珍珠粉中含有碳酸钙,某科技实验小组为了测定某种珍珠粉中碳酸钙($\ce{CaCO_{3}}$)的含量,称取22.2 g研碎的珍珠粉,连续进行四次高温煅烧(杂质不参加反应,化学方程式为$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$)、冷却、称量,结果如下表:
(1) $\ce{CaCO_{3}}$由
(2) 完全反应后生成二氧化碳的质量为
(3) 计算22.2 g珍珠粉中$\ce{CaCO_{3}}$的质量。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%,下同)
(4) 计算该珍珠粉中$\ce{CaCO_{3}}$的质量分数。
(1) $\ce{CaCO_{3}}$由
3
种元素组成,$\ce{CaCO_{3}}$中钙元素的质量分数为40%
。(2) 完全反应后生成二氧化碳的质量为
8.8
g。(3) 计算22.2 g珍珠粉中$\ce{CaCO_{3}}$的质量。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%,下同)
(4) 计算该珍珠粉中$\ce{CaCO_{3}}$的质量分数。
答案
(1)$3\ \ 40\%$ (2)$8.8$
解:(3)设22.2 g珍珠粉中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
100 44
$x$ 8.8 g
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{x}{8.8\ \mathrm{g}}\ \ x=20\ \mathrm{g}$
答:22.2 g珍珠粉中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为20 g。
(4)该珍珠粉中碳酸钙的质量分数为$\dfrac{20\ \mathrm{g}}{22.2\ \mathrm{g}}×100\%\approx90.1\%$
答:该珍珠粉中碳酸钙的质量分数为90.1%。
解析:(1)碳酸钙由钙、碳、氧三种元素组成；$\ce{CaCO_{3}}$中钙元素的质量分数为$\dfrac{40}{40+12+16×3}×100\%=40\%$。(2)根据反应前后物质的总质量不变,则生成二氧化碳的质量为$22.2\ \mathrm{g}-13.4\ \mathrm{g}=8.8\ \mathrm{g}$。
解:(3)设22.2 g珍珠粉中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
100 44
$x$ 8.8 g
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{x}{8.8\ \mathrm{g}}\ \ x=20\ \mathrm{g}$
答:22.2 g珍珠粉中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为20 g。
(4)该珍珠粉中碳酸钙的质量分数为$\dfrac{20\ \mathrm{g}}{22.2\ \mathrm{g}}×100\%\approx90.1\%$
答:该珍珠粉中碳酸钙的质量分数为90.1%。
解析:(1)碳酸钙由钙、碳、氧三种元素组成；$\ce{CaCO_{3}}$中钙元素的质量分数为$\dfrac{40}{40+12+16×3}×100\%=40\%$。(2)根据反应前后物质的总质量不变,则生成二氧化碳的质量为$22.2\ \mathrm{g}-13.4\ \mathrm{g}=8.8\ \mathrm{g}$。
12. (2025·梅州期中)赤铁矿(主要成分为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$)是经济上最重要的矿物之一,在还原条件下,赤铁矿可转变为磁铁矿(主要成分为$\ce{Fe_{3}O_{4}}$),称为假象磁铁矿。
(1)若$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中铁元素的质量相同,$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中氧元素质量的最简整数比为
(2)赤铁矿经提纯后得到的纯净$\ce{Fe_{2}O_{3}}$可用于生产某种工业催化剂(主要成分为$\ce{FeO}$和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$),其反应原理为$\ce{2Fe_{2}O_{3} + C\xlongequal{高温}4FeO + CO_{2}\uparrow}$。现将焦炭和过量的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$混合均匀,按上述原理充分反应,下图为固体混合物的质量随反应时间的变化曲线。
①由图可知:生成$\ce{CO_{2}}$气体的质量为
②计算反应后固体混合物中$\ce{FeO}$的质量分数(写出计算过程)。
(1)若$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中铁元素的质量相同,$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中氧元素质量的最简整数比为
9:8
。(2)赤铁矿经提纯后得到的纯净$\ce{Fe_{2}O_{3}}$可用于生产某种工业催化剂(主要成分为$\ce{FeO}$和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$),其反应原理为$\ce{2Fe_{2}O_{3} + C\xlongequal{高温}4FeO + CO_{2}\uparrow}$。现将焦炭和过量的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$混合均匀,按上述原理充分反应,下图为固体混合物的质量随反应时间的变化曲线。
①由图可知:生成$\ce{CO_{2}}$气体的质量为
1.1
g。②计算反应后固体混合物中$\ce{FeO}$的质量分数(写出计算过程)。
答案
(1)$9:8$ (2)①$1.1$
②解:设反应后固体混合物中$\ce{FeO}$的质量为$x$。
$\ce{2Fe_{2}O_{3} + C\xlongequal{高温}4FeO + CO_{2}\uparrow}$
288 44
$x$ 1.1 g
$\dfrac{288}{44}=\dfrac{x}{1.1\ \mathrm{g}}\ \ x=7.2\ \mathrm{g}$
反应后固体混合物中$\ce{FeO}$的质量分数为$\dfrac{7.2\ \mathrm{g}}{20.0\ \mathrm{g}}×100\%=36.0\%$
答:反应后固体混合物中$\ce{FeO}$的质量分数为36.0%。
解析:(1)当$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中铁元素质量相等时,铁的原子个数相等。由于每个$\ce{Fe_{2}O_{3}}$分子中有2个铁原子,每个$\ce{Fe_{3}O_{4}}$分子中有3个铁原子,因此要使铁元素质量相等,$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的分子个数比应为$3:2$,由于每个$\ce{Fe_{2}O_{3}}$分子中有3个氧原子,每个$\ce{Fe_{3}O_{4}}$分子中有4个氧原子,则氧元素的质量比为$(16×9):(16×8)=9:8$。(2)①根据质量守恒定律,固体混合物减少的质量即为生成二氧化碳的质量,即$21.1\ \mathrm{g}-20.0\ \mathrm{g}=1.1\ \mathrm{g}$。
②解:设反应后固体混合物中$\ce{FeO}$的质量为$x$。
$\ce{2Fe_{2}O_{3} + C\xlongequal{高温}4FeO + CO_{2}\uparrow}$
288 44
$x$ 1.1 g
$\dfrac{288}{44}=\dfrac{x}{1.1\ \mathrm{g}}\ \ x=7.2\ \mathrm{g}$
反应后固体混合物中$\ce{FeO}$的质量分数为$\dfrac{7.2\ \mathrm{g}}{20.0\ \mathrm{g}}×100\%=36.0\%$
答:反应后固体混合物中$\ce{FeO}$的质量分数为36.0%。
解析:(1)当$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中铁元素质量相等时,铁的原子个数相等。由于每个$\ce{Fe_{2}O_{3}}$分子中有2个铁原子,每个$\ce{Fe_{3}O_{4}}$分子中有3个铁原子,因此要使铁元素质量相等,$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的分子个数比应为$3:2$,由于每个$\ce{Fe_{2}O_{3}}$分子中有3个氧原子,每个$\ce{Fe_{3}O_{4}}$分子中有4个氧原子,则氧元素的质量比为$(16×9):(16×8)=9:8$。(2)①根据质量守恒定律,固体混合物减少的质量即为生成二氧化碳的质量,即$21.1\ \mathrm{g}-20.0\ \mathrm{g}=1.1\ \mathrm{g}$。
