5. (2025 广西中考)碳化钛(TiC)具有高熔点、高硬度和高电导率的特点,在航空航天、电子工业等领域应用广泛。一种制备碳化钛的反应原理为 $\ce{TiO_{2} + 3C\xlongequal{高温} TiC + 2CO↑}$。
(1)TiC中Ti、C原子个数比为
(2)用该方法制备90 g TiC至少需要C的质量是多少(写出计算过程)?
(1)TiC中Ti、C原子个数比为
1:1
,Ti、C元素的质量比为4:1
。(2)用该方法制备90 g TiC至少需要C的质量是多少(写出计算过程)?
答案
5. (1) 1:1 4:1
(2)解:设至少需要 C 的质量为 x。
$\ce{TiO_{2} + 3C\xlongequal{高温}TiC + 2CO\uparrow}$
36 60
x 90 g
$\frac{36}{60}=\frac{x}{90\ \mathrm{g}}\ \ \ x=54\ \mathrm{g}$
答:至少需要 C 的质量是 54 g。
(2)解:设至少需要 C 的质量为 x。
$\ce{TiO_{2} + 3C\xlongequal{高温}TiC + 2CO\uparrow}$
36 60
x 90 g
$\frac{36}{60}=\frac{x}{90\ \mathrm{g}}\ \ \ x=54\ \mathrm{g}$
答:至少需要 C 的质量是 54 g。
解析
【分析】
本题分为两小问,第(1)问考查化学式的相关计算,需根据化学式确定原子个数比,再利用相对原子质量计算元素质量比;第(2)问考查根据化学方程式的计算,需先写出正确的化学方程式,找出相关物质的质量关系,再通过比例式求解未知量。
【解析】
(1) TiC的化学式中,Ti和C的原子个数均为1,因此Ti、C原子个数比为1:1;Ti的相对原子质量为48,C的相对原子质量为12,故Ti、C元素的质量比为$48:12=4:1$。
(2) 解:设至少需要C的质量为x。
反应的化学方程式为:$\ce{TiO_{2} + 3C\xlongequal{高温}TiC + 2CO\uparrow}$
参加反应的C的总相对质量:$3×12=36$,生成的TiC的相对分子质量:$48+12=60$
则有比例关系:$\frac{36}{60}=\frac{x}{90\ \mathrm{g}}$
解得:$x=\frac{36×90\ \mathrm{g}}{60}=54\ \mathrm{g}$
答:至少需要C的质量是54 g。
【答案】
(1) 1:1;4:1 (2) 54 g
【知识点】
化学式的计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题为中考基础计算题,涵盖化学式的基本计算和化学方程式的简单计算,题型常规,步骤清晰,主要考查学生对化学基本计算方法的掌握,难度较低,是学生必须熟练掌握的题型。
【难度系数】
0.8
本题分为两小问,第(1)问考查化学式的相关计算,需根据化学式确定原子个数比,再利用相对原子质量计算元素质量比;第(2)问考查根据化学方程式的计算,需先写出正确的化学方程式,找出相关物质的质量关系,再通过比例式求解未知量。
【解析】
(1) TiC的化学式中,Ti和C的原子个数均为1,因此Ti、C原子个数比为1:1;Ti的相对原子质量为48,C的相对原子质量为12,故Ti、C元素的质量比为$48:12=4:1$。
(2) 解:设至少需要C的质量为x。
反应的化学方程式为:$\ce{TiO_{2} + 3C\xlongequal{高温}TiC + 2CO\uparrow}$
参加反应的C的总相对质量:$3×12=36$,生成的TiC的相对分子质量:$48+12=60$
则有比例关系:$\frac{36}{60}=\frac{x}{90\ \mathrm{g}}$
解得:$x=\frac{36×90\ \mathrm{g}}{60}=54\ \mathrm{g}$
答:至少需要C的质量是54 g。
【答案】
(1) 1:1;4:1 (2) 54 g
【知识点】
化学式的计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题为中考基础计算题,涵盖化学式的基本计算和化学方程式的简单计算,题型常规,步骤清晰,主要考查学生对化学基本计算方法的掌握,难度较低,是学生必须熟练掌握的题型。
【难度系数】
0.8
6.为了测定大理石中碳酸钙的质量分数,化学兴趣小组成员进行了如图所示的实验。(发生的反应为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$,杂质难溶于水,也不与酸反应,过滤后滤渣损失忽略不计,氯化钙易溶于水)

(1)大理石中碳酸钙的质量分数是
(2)该实验过程中生成二氧化碳的质量是多少?(写出计算过程)
(1)大理石中碳酸钙的质量分数是
80%
。(2)该实验过程中生成二氧化碳的质量是多少?(写出计算过程)
答案
6. (1) 80%
(2)解:设生成二氧化碳的质量为x。
参加反应的碳酸钙的质量为 10 g-2 g=8 g。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
8 g x
$\frac{100}{44}=\frac{8\ \mathrm{g}}{x}$
$x=3.52\ \mathrm{g}$
答:生成二氧化碳的质量是 3.52 g。
解析 (1)由于碳酸钙能与稀盐酸反应,杂质不能与稀盐酸反应,也难溶于水,则大理石中碳酸钙的质量分数是$\frac{10\ \mathrm{g}-2\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{g}}×100\%=80\%$。
(2)利用碳酸钙的质量根据化学方程式计算。
(2)解:设生成二氧化碳的质量为x。
参加反应的碳酸钙的质量为 10 g-2 g=8 g。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
8 g x
$\frac{100}{44}=\frac{8\ \mathrm{g}}{x}$
$x=3.52\ \mathrm{g}$
答:生成二氧化碳的质量是 3.52 g。
解析 (1)由于碳酸钙能与稀盐酸反应,杂质不能与稀盐酸反应,也难溶于水,则大理石中碳酸钙的质量分数是$\frac{10\ \mathrm{g}-2\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{g}}×100\%=80\%$。
(2)利用碳酸钙的质量根据化学方程式计算。
解析
【分析】
要解决该问题,首先明确大理石中的杂质不与稀盐酸反应且难溶于水,因此反应后过滤得到的滤渣质量即为杂质质量,由此可算出碳酸钙的质量;再用碳酸钙质量除以大理石总质量得到碳酸钙的质量分数;最后根据碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式,利用碳酸钙的质量计算生成二氧化碳的质量。
【解析】
(1) 由于杂质不与稀盐酸反应且难溶于水,所以参加反应的碳酸钙质量为:$10\ \mathrm{g} - 2\ \mathrm{g} = 8\ \mathrm{g}$,则大理石中碳酸钙的质量分数为:$\frac{8\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$。
(2) 设生成二氧化碳的质量为x。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
\ \ 100\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
要解决该问题,首先明确大理石中的杂质不与稀盐酸反应且难溶于水,因此反应后过滤得到的滤渣质量即为杂质质量,由此可算出碳酸钙的质量;再用碳酸钙质量除以大理石总质量得到碳酸钙的质量分数;最后根据碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式,利用碳酸钙的质量计算生成二氧化碳的质量。
【解析】
(1) 由于杂质不与稀盐酸反应且难溶于水,所以参加反应的碳酸钙质量为:$10\ \mathrm{g} - 2\ \mathrm{g} = 8\ \mathrm{g}$,则大理石中碳酸钙的质量分数为:$\frac{8\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$。
(2) 设生成二氧化碳的质量为x。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
\ \ 100\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
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