1、第 12 讲 化学方程式计算 1在反应 A3B=2C3D 中，已知 A 和 B 的相对分子质量之比为 78，当 2.8g A 与一定量 B 恰好完全反应后，生成 3.6g D，则 C 的质量为( B ) A9.6g B8.8g C6.8g D4.4g 【解析】 根据“反应 A3B=2C3D 中， 已知 A 和 B 的相对分子质量之比为 78”， 则可假设 A 和 B 的相对分子质量分别为 7a、8a， 设 2.8gA 与 B 反应的质量为 x。 A 3B=2C3D 7a 38a 28g x 7a 2.8g 38a x ，x9.6g 根据质量守恒定律：2.8g9.6gm(C)3.6g， 故 m(
2、C)8.8g。 2一种制备氢氧化镁的生产流程如图所示，MgCl2和 NaOH 按恰好完全反应的比例加 料。 (1)写出步骤 c 中发生反应的化学方程式：_MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl_。 (2)x_280_。 【解析】 (1)依据复分解反应规律书写化学方程式。 (2)MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl 95 80 332.5g x 95 80 332.5g x x280g 3 用“盐酸硫化钡法”生产 BaCl2会放出有毒气体 H2S(其水溶液为酸性)， 可用 NaOH 溶液吸收 H2S 制取 Na2S 进行处理。下表为 H2S 回收工艺的各项生产成本： 表 H2S
3、 回收工艺的各项生产成本 项目 单价(元/吨) NaOH Na2S 辅助费用(以处理 1 吨 H2S 计) 2 500 5 000 1 114 (1)工业处理尾气需考虑经济效益和社会效益，根据上述资料分析，单从经济效益考虑， 这种处理 H2S 的方法是_盈利_(选填“盈利”或“亏损”)的。 (2)若某化工厂每天要处理 10 吨 H2S， 需消耗 NaOH 多少吨？(写出计算过程， 结果保留 1 位小数) 解：设需消耗 NaOH 的质量为 x。 H2S2NaOH=Na2S2H2O 34 80 10 吨 x 34 80 10吨 x x23.5 吨 答：需消耗 NaOH 的质量为 23.5 吨。 4
4、. “84消毒液”是一种常用含氯消毒用品， 有效成分是次氯酸钠(NaClO)。 “84消毒液” 不能与洁厕灵混合使用， 因为“84 消毒液”里的次氯酸钠与洁厕灵里的盐酸会发生化学 反应，产生的氯气对人体有害，不同浓度氯气对人体的影响如表所示。 浓度(mg/m3) 对人体的影响 3 000 可立即麻痹呼吸中枢， 导致瞬间死 亡 120170 极为危险， 会引起急性肺水肿及肺 炎 4060 在 1 小时内便可致人严重中毒 通过计算分析，在 10 米 3 密闭空间里，若将 1.49 克次氯酸钠与盐酸完全反应，产生的 氯气会对人体造成怎样的影响？(次氯酸钠与盐酸反应的化学方程式为 NaClO 2HCl
5、=NaClCl2H2O) 解：设 1.49g 次氯酸钠与足量盐酸混合后产生氯气的质量为 x。 NaClO2HCl=NaClCl2H2O 745 71 149g x 74.5 71 1.49g x x1.42g 氯气浓度：1.42g 10m30.142g/m 3142mg/m3 查表可知，氯气浓度在 120mg/m3170mg/m3之间， 所以此时极为危险，会引起急性肺水肿及肺炎。 5四氯化硅(SiCl4)是一种重要的化工原料，遇水会发生如下反应： SiCl43H2O=H2SiO34HCl 某地曾发生将含有四氯化硅的废料倒入池塘造成污染的事件， 事后环保人员在受污染的 池塘中投放熟石灰Ca(OH
6、)2作了有效处理。 (1)已知 H2SiO3不跟 Ca(OH)2反应，为了确定投入熟石灰的质量，要先测定废料倒入池 塘后生成盐酸的质量。选用下列哪组数据能确定池塘中生成 HCl 的质量_A_。 A倒入废料的总质量、废料中 SiCl4的质量分数 B池塘水的 pH C池塘水中 HCl 的质量分数 (2)经测定池塘水中共有 0.365 吨盐酸，则需要加入多少吨熟石灰才能将其完全反应。 解：设需加入熟石灰的质量为 x。 2HCl Ca(OH)2=CaCl22H2O 73 74 0.365 吨 x 73 74 0.365t x x0.37 t 答：需要加入 0.37 t 熟石灰才能将其完全反应。 6在海
7、底和冻土层存在着储量巨大的“天然气水合物”，具有良好开发和应用前景。 有科学家开采得到一种天然气水合物样品， 取 95.6 克样品放置在一密闭容器内， 该样品 迅速转化为甲烷气体(CH4)和水，将甲烷气体分离并完全燃烧，得到 35.2 g 二氧化碳。 求该天然气水合物样品中甲烷的质量分数。(精确到 0.1%) 解：设甲烷的质量为 x。 CH42O2= 点燃 CO22H2O 16 44 x 35.2g 16 44 x 35.2g x12.8g 甲烷的质量分数为12.8g 95.6g100%13.4% 答：该天然气水合物样品中甲烷的质量分数为 13.4%。 【解析】 本题考查学生根据题干中的信息进
8、行分析解题的能力，及物质中元素质量分 数的灵活应用。根据化合物元素的质量分数的计算公式进行解答；根据 CO2的质量结合 甲烷燃烧的化学方程式进行解答。 7尿素 CO(NH2)2是一种常见的氮肥，工业上制备反应如下：CO22NH3= 一定条件 CO(NH2)2H2O，请计算： (1)尿素中氮元素的质量分数。 (2)生产 6 t 尿素，理论上需要氨气的质量是多少？ 解：(1)尿素中氮元素的质量分数为： 142 1216（1412）2100%46.7%； (2)设理论上需要氨气的质量为 x。 CO22NH3= 一定条件CO(NH 2)2H2O 34 60 x 6 t 34 60 x 6 t 解得：x
9、3.4 t 答：(1)尿素中氮元素的质量分数为 46.7%； (2)理论上需要氨气的质量是 3.4 t。 【解析】 (1)根据尿素的化学式计算尿素中氮元素的质量分数。(2)根据工业上制备尿素 反应的化学方程式，由尿素求出需要氨气的质量。 8用盐酸洗钢材会产生“酸洗废液”(主要成分为 FeCl2)，工业上用“酸洗废液”经高 温氧化得到高纯氧化铁，同时产生的氯化氢气体可回收使用，主要反应原理为 4FeCl2 O24H2O= 高温 2Fe2O38HCl。现有 5t 某酸洗钢材废液，其中 FeCl2的质量分数为 25.4%。计算： (1)这些“酸洗废液”中含 FeCl2的质量为_1.27_吨。 (2)
10、这些“酸洗废液”在高温氧化的反应中，最多可以得到多少吨氯化氢气体？(写出计 算过程及结果)。 解：设最多可以得到氯化氢的质量为 x。 4FeCl2O24H2O= 高温 2Fe2O38HCl 508 292 127 t x 508 292 1.27t x ，x0.73t 答：这些“酸洗废液”在高温氧化的反应中，最多可以得到 0.73t 氯化氢气体。 【解析】 (1)根据溶液质量及其溶质质量分数可以计算溶质质量；故这些“酸洗废液” 中含 FeCl2的质量为：5t25.4%1.27t。 (2)根据反应的化学方程式及 FeCl2的质量可以进行化学方程式的计算。 9工业合成氨的相关反应式为 N23H2
11、= 一定条件2NH 3。 (1)合成氨的原料气中可以通过分离空气直接得到的是_N2(或氮气)_。 (2)当前，原料气 H2可用天然气来制取，理论上每生产 1 吨 H2会同时产生 5.5 吨 CO2。 有科学家正在研究一种不生成 CO2的新方法来制取原料气 H2。若需要合成 8.5 万吨氨， 改用新方法制取原料气 H2可以减少排放多少万吨 CO2? 解：设需要 H2 的质量为 m。 N23H2 = 一定条件2NH 3 6 34 m 8.5 万吨 6 34 m 8.5万吨 m1.5 万吨 少排放 CO2的质量1.55.5 万吨8.25 万吨 答：改用新方法制取原料气 H2可以减少排放 8.25 万
12、吨 CO2。 10某 Na2CO3样品中混有一定量的 Na2SO4，小明想测定样品中 Na2CO3的质量分数。 取该样品 20 克放入烧杯，加入 100 克水使样品全部溶解；再向烧杯中加稀硫酸，当滴 加的稀硫酸质量为 50 克时，恰好完全反应，称得烧杯中溶液的质量是 165.6 克。 请通过计算回答： (1)滴加的稀硫酸中溶质的质量分数。 (2)该样品中 Na2CO3的质量分数。 解：(1)m(CO2)20 克100 克50 克165.6 克4.4 克 设参加反应的稀硫酸中溶质的质量为 x，Na2CO3的质量为 y。 Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2 106 98 44 y x
13、 4.4 克 9844x4.4 克 x9.8 克 参加反应的稀硫酸中溶质的质量分数9.8 克/50 克100%19.6%。 (2)10644y4.4 克 y10.6 克 样品中 Na2CO3的质量分数10.6 克/20 克10%53%。 答：略。 1将 12.9 克 NaCl 和 Na2CO3固体混合物完全溶于水中形成溶液，再将 75 克 CaCl2溶 液分 5 次加入到该溶液中，充分反应，测得的实验数据如下表。 实验序号 1 2 3 4 5 加入 CaCl2溶液质量/ 克 15 15 15 15 15 生成沉淀的总质量/克 3 m 9 10 10 求：(1)表格中 m 的数值是_6_。 (2
14、)溶液中 Na2CO3完全反应是在第_4_次实验。 (3)固体混合物中 Na2CO3的质量分数。(精确到 0.1%) 解：设固体混合物中 Na2CO3的质量为 x。 Na2CO3CaCl2=2NaClCaCO3 106 100 x 10 克 106 100 x 10克 x10.6 克 w(Na2CO3)(10.6 克/12.9 克)100%82.2% 答：固体混合物中 Na2CO3的质量分数为 82.2%。 (4)请画出上述过程中溶液中 NaCl 质量的变化图。 答图 2小科用如图所示的装置来测量某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，注射器水平放置， 夹持装置未画出。他在试管中加入 1g 石灰石样品
15、和足量的稀盐酸(石灰石中其他成分不 与稀盐酸反应产生气体)， 快速将连有注射器的橡皮塞塞紧试管口， 实验结果如下表。 (忽 略活塞与筒壁之间的摩擦及温度变化对实验的影响) 反应时间/min 0 1 2 3 4 活塞对应的刻度 /mL 0 98 152 176 176 (1)实验中判断石灰石和盐酸反应完的依据是_活塞对应的刻度不变(或活塞不再移动、 没有气泡产生、气体体积不再增加、CO2最大体积为 176mL)_。 (2)当时实验条件下二氧化碳的密度约为 2g/L，请利用表格中的数据，根据化学方程式 计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。 解：反应生成 CO2的质量 mV2g/L0.176L0.3
16、52g 设样品中碳酸钙的质量为 x。 CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2 100 44 x 0.352g 100 44 x 0.352g x0.8g w(CaCO3)0.8g/1g100%80% 答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 80%。 3某同学用足量的金属镁与 7.3 克 5%的稀盐酸反应，测量产生气体的体积。 (1)已知氢气的密度比空气小，难溶于水。应选择甲图中的_B 和 D_装置进行制取和收 集。 (2)乙图为检查发生装置气密性的操作，当观察到水中的导管口有_气泡，松手后导管口 有一段水柱_产生，则表示该装置气密性良好。 (3)已知氢气的密度为 0.09 克/升，请计算能收集
17、到多少升氢气。(计算结果精确到 0.01%) 解：盐酸中溶质氯化氢的质量为 7.3 克5%0.365 克 设生成氢气的质量为 m。 Mg2HCl=MgCl2H2 73 2 0365 克 m 73 2 0.365克 m m0.01 克 Vm 0.01克 0.09克/升0.11 升 答：能收集到 0.11 升的氢气。 (4)反应结束后，发现实际收集到的气体体积比计算值要大，请分析可能的原因(写出两 点)_反应放热使反应容器内的气体受热膨胀、镁与水发生反应产生气体(或“气体中含 有水蒸气”“”“读数时量筒内的液面高于水槽液面”“”“量筒内气压低于外界大气 压”“”“量筒内水没有装满”等合理答案均可)
18、_。 4工业纯碱中含少量氯化钠。兴趣小组分别采用不同的方法测定工业纯碱样品中碳酸 钠的质量分数。 (1)方法一：差量法。称取 W 克样品与足量的稀盐酸充分反应，生成的二氧化碳通过装 有试剂 X 的乙装置，并利用测量乙装置增加的质量，求得样品中碳酸钠的质量分数。该 方法中试剂 X 可选用_氢氧化钠溶液_。 (2)方法二：沉淀法。称取 15 克样品完全溶解于水中配成 60 克样品溶液，取三个烧杯分 三次进行实验，每次加入 30 克氯化钙溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥所得的沉淀质 量记录如表。计算样品中碳酸钠的质量分数。 烧杯 1 烧杯 2 烧杯 3 样品溶液(克) 10 20 30 氯化钙溶液(克
19、) 30 30 30 沉淀质量(克) 2 4 5 解：分析表中数据可知，15 克样品完全反应生成沉淀的质量为 2 克60/1012 克 设纯碱中碳酸钠的质量为 x。 Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl 106 100 x 12g 106 100 x 12g x12.72g 样品中碳酸钠的质量分数12.72 克/15 克84.8%。 (3)请写出提高方法一测量精确度的操作建议(写出 2 条)。 在乙装置后面连接盛有碱石灰的干燥管，缓慢滴加稀盐酸以减慢通气速度；反应结束后 向装置内通氮气；在甲、乙两装置之间加吸收水蒸气的装置。 5面粉是制作美食的原材料。在发面团的过程中会生成酸而影响口味
20、，为使食品更美 味，可以加碱面处理。碱面的主要成分为碳酸钠(Na2CO3)，为测定某品牌碱面中碳酸钠 的质量分数，小金按照如图甲所示实验装置，利用碱面与盐酸反应生成二氧化碳气体的 质量来计算碱面中碳酸钠的质量分数(杂质不与盐酸反应)。 完成下列问题： (1)为完成碳酸钠质量分数的测定实验， 气体发生装置应选择图乙中的_B_装置(填字 母)。 (2)小金各取 11.0 克碱面样品与一定量的稀盐酸进行三次实验，三次实验所采集的数据 见下表。合理选择表中数据并计算碱面中碳酸钠的质量分数。 实验次数 碱面样品 质量/克 稀盐酸 质量/克 二氧化碳 质量/克 1 11.0 50 1.1 2 11.0 2
21、00 4.4 3 11.0 250 4.4 解：设参加反应的 Na2CO3的质量为 x。 Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2 106 44 x 4.4 克 106 44 x 4.4克 x10.6 克 w(Na2CO3)10.6克 11.0克100%96.4% 答：碱面中 Na2CO3的质量分数为 96.4%。 (3)按照图甲实验装置测定CO2气体的质量， 可能导致CO2质量测定结果偏小的原因_ 部分二氧化碳留在发生装置和干燥瓶中， 二氧化碳没有被氢氧化钠溶液完全吸收_。 (写 出一种即可)。 6有一包白色粉末，可能含氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或几种，为了确定其 组成，小明称取了
22、 9.3 g 粉末，向其中加入 100 g 7.3%稀盐酸充分反应，生成的二氧化 碳气体完全逸出(忽略其他物质逸出)，所得溶液的质量为 107.1 克。用 pH 试纸检测溶液 呈中性。 (1)产生二氧化碳气体的化学反应方程式为_2HClNa2CO3=2NaClCO2 H2O_。 (2)这包白色粉末的成分为_氢氧化钠、碳酸钠_。 (3)求所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程，结果保留一位小数) 解：生成二氧化碳的质量：9.3 克100 克107.1 克2.2 克 设固体粉末中含碳酸钠的质量为 x，与碳酸钠反应消耗盐酸中所含溶质的质量为 y，同 时生成氯化钠的质量为 z。 2HClNa2CO3
23、=2NaClCO2H2O 73 106 117 44 y x z 2.2g 106 44 x 2.2 g 73 44 y 2.2 g 117 44 z 2.2 g x5.3g y3.65g z5.85g 设固体粉末中含氢氧化钠的质量为 a，与盐酸反应后生成 NaCl 的质量 b。 HCl NaOH = NaClH2O 365 40 58.5 365 g a b 365/(1007.3%3.65)g40/a58.5/b a4 g b5.85 g 因为固体总质量为 9.3 克，等于碳酸钠与氢氧化钠的质量和，所以固体中无氯化钠。 所以，所得溶液中溶质的质量分数(5.855.85)g/107.1 g1
24、0.9% 7铜仁市地处武陵山区，石灰石资源丰富，某课外小组同学取该样品 12.0g 于烧杯中， 向盛有样品的烧杯中加入足量一定溶质质量分数的稀盐酸充分反应，所用稀盐酸质量 (用 X 表示)和烧杯中剩余固体质量(用 Y 表示)如图所示(石灰石的主要成分是碳酸钙，杂 质不溶于水也不与酸反应)，请回答下列问题： (1)石灰石中碳酸钙的质量是多少？ (2)充分反应后共生成多少二氧化碳？ (3)所用稀盐酸的溶质质量分数是多少？ 解：(1)石灰石中碳酸钙的质量是 12g2g10g； (2)设生成二氧化碳的质量为 x，所用稀盐酸的溶质质量为 y。 CaCO3 2HCl=CaCl2 H2OCO2 100 73 44 10g y x 100 10g 44 x 73 y x4.4g y7.3g (3)所用稀盐酸的溶质质量分数是7.3g 50g100%14.6%。 答：(1)石灰石中碳酸钙的质量是 10g。 (2)生成二氧化碳的质量为 4.4g。 (3)所用稀盐酸的溶质质量分数是 14.6%。