1、第16课时化学计算学生用书P79一、有关溶液的计算(c)有关溶液的计算中要准确分析溶质、溶剂、溶液的质量，最基本的质量关系是：溶质质量溶剂质量溶液质量。1溶质质量分数的公式溶质质量分数100%溶质质量溶液质量溶质质量分数溶液质量溶液质量溶液体积溶液密度【知识拓展】1计算时溶质必须全部溶于溶剂中且不与溶剂发生反应。若溶质没有全部溶解，则溶质的质量只计算溶解部分。2若溶质与水发生反应，则须计算出反应后溶解在水中的产物质量，如6.2g Na2O溶解在水中，其溶质应为NaOH而不是Na2O。3若溶质带有结晶水，其结晶水应作为溶剂水的质量计算，如25g CuSO45H2O溶解于一定量水中时，溶质质量为1
2、6g而不是25g。2有关溶液浓缩与稀释的计算溶液稀释 稀溶液的溶质质量的和溶液浓缩 稀溶液的溶质质量的和3有关溶液与化学方程式的综合计算在根据化学方程式进行化学计算时，各反应物、生成物之间，要以溶质质量列比例，而不能直接用溶液质量或体积列比例。二、有关化学式的计算(c)(一)根据化学式的计算1求相对分子质量相对分子质量是指化学式中各原子相对原子质量的总和。在计算的过程中应注意化学式前面的数字(系数)与相对分子质量及元素符号右下角的数字与相对原子质量之间的关系是“相乘”不是“相加”；若计算结晶水合物的相对分子质量时，化学式中间的“”表示的是“相加”不是“相乘”。例：CuSO45H2O的相对分子质
3、量64321645(1216)160518250。2求化合物中各元素的质量比以化合物AmBn为例。A、B元素的质量比：。例：计算氧化铁Fe2O3中铁元素和氧元素的质量比。FeO(562)(163)1124873。3求化合物中某元素的质量分数化合物中任一元素的质量分数可以用下式计算：某元素的质量分数100%。混合物中某物质的质量分数100%。(二)确定化学式的计算1根据化合物中各元素的质量比求化学式将各元素的质量分别除以其相对原子质量，得到的商之比即为相应的原子个数之比，继而确定其化学式。例：某硫的氧化物中S、O元素的质量比为23，确定硫的氧化物的化学式。S、O原子个数比为13，所以化学式为SO
4、3。2根据化合物中某元素的质量分数求化学式已知某化合物中某元素的质量分数和相对分子质量，可确定该化合物中各原子个数之比，进而确定其化学式。例：某铁的氧化物中Fe%70%，确定其化学式。可设该氧化物化学式为FexOy，则Fe%100%70%，解得xy23，则其化学式为Fe2O3。3根据化合价确定化学式化合物中各元素的化合价代数和为0，利用这一点可确定化合物中各元素原子个数比。例：K2Cr2On是一种强氧化剂，已知化合物中的铬元素化合价为6，则该化学式中的n_7_。三、有关化学方程式的计算(c)1有关化学方程式计算的注意点认真细心：化学方程式书写正确；相对分子质量要准确；代入化学方程式中计算的相关
5、量必须是纯净物质的质量。要注意反应中的条件，如“充分反应”“完全反应”“恰好反应”“足量”“过量”等关键性词语，以作出正确判断。2有关反应物和生成物的计算化学方程式能表达出多种量的关系，这些关系都是解答相关化学方程式问题中隐含的已知条件，这些条件都可以作为计算时的“桥梁”，是整个计算题的基础和依据。3不纯物的计算化学方程式中所表示的反应物和生成物都是指纯净物，不纯物质不能代入方程式进行计算。遇到不纯物质时，需要将不纯物质换算成纯净物质的量，才能代入方程式，按质量比进行计算。计算关系为：纯净物的质量不纯物的质量纯净物的质量分数。4有关无数据计算题计算题需要数据，但有许多化学计算题缺少数据甚至无数
6、据，这就需要假设数据。假设数据也有技巧，否则会使计算变得复杂。巧解方法：(1)如果题目中只有百分含量的数据，则应该假设百分数分母代表的物质为100g；(2)如果题目中什么数据都没有，则应该根据某一物质的相对分子质量来假设数据。例：有一瓶二氧化锰和高锰酸钾的混合物，其中二氧化锰的质量分数为21%。取一定量的混合物，放入大试管中充分加热至不再反应为止，试求剩余固体中二氧化锰的质量分数。假设原混合物的质量为100g，则原二氧化锰的质量是100g21%21g，高锰酸钾的质量是100g21g79g。设生成二氧化锰的质量为x，生成氧气的质量为y，2KMnO4K2MnO4MnO2O2316 87 3279g
7、x y，x21.75g，y8g，MnO2%100%46.5%。5化学图像型计算化学计算中出现的坐标系一般都比较容易识别，正确解读坐标系中给出的相关信息是解题的关键。常见的情况是用坐标系中的纵坐标表示生成的气体或者沉淀质量，读出并正确理解坐标系中的一些特殊“点”(如起点、拐点、终点)。第一步，理清题目中涉及哪几个化学反应并写出化学方程式，如果需要，还要判定它们反应的先后顺序；第二步，结合图像分析每段图像对应的化学反应，弄清“起点”“拐点”“终点”的化学含义，确定相关物质质量；第三步，将已知物质质量代入化学方程式，求出未知量。需要注意的是，溶液质量的求法一般是：进入反应容器的物质总质量减去沉淀质量
8、、杂质质量和气体质量；求溶质质量时，要特别注意溶质包括哪些物质，不要有遗漏。6多步反应的简化计算从一个化学反应中求出的质量，用此量再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算，求最后一个化学反应的量，一般称之为多步反应的计算。例：计算用多少克的锌跟足量稀硫酸反应生成的氢气，能跟12.25g的氯酸钾完全分解后生成的氧气恰好完全反应生成水。本题涉及三个化学反应：ZnH2SO4=ZnSO4H2，2KClO32KCl3O2，2H2O22H2O。可以用三个化学方程式中的微粒关系，找出它们的已知量与未知量的关系式：2KClO33O26H26Zn，即：KClO33Zn。设需用锌的质量为x，根据上述关系式：K
9、ClO33Zn12253651225gx，x19.5g。类型一有关溶液的计算典例 现有4%的氯化钠溶液100g，若要使其溶质质量分数增大到8%，可采用的方法是：(1)需要蒸发多少克水？(2)需要加入多少克氯化钠？(3)需要加入多少克20%的氯化钠溶液？(答案保留一位小数)【答案】 (1)设需要加入水的质量为x，则：100g4%(100gx)8%，x50.0g。(2)设需要加入氯化钠的质量为y，则：100g4%y(100gy)8%，y4.3g。(3)设需要加入20%的氯化钠溶液的质量为z，则：100g4%z20%(100gz)8%，z33.3g。跟踪训练 2018连云港为了测定加入的NH4Cl溶
10、液中的溶质质量分数，取30.00g NH4Cl溶液于烧杯中，加入稍过量的AgNO3溶液，完全反应后过滤、洗涤、干燥、称量，得到14.35g白色固体。计算确定该溶液中NH4Cl的质量分数。(精确到0.1%)【答案】 设30.00g NH4Cl溶液中含NH4Cl的质量为x，NH4ClAgNO3=AgClNH4NO3 53.5 143.5x 14.35g，x5.35g，所以该溶液中NH4Cl的质量分数为100%17.8%。类型二有关化学式的计算典例 5.85g NaCl样品(其中含少量下列一种盐)，已知氯元素的质量为3.59g，则可能混入的盐是(D)AKCl BFeCl2CMgCl26H2O DAl
11、Cl3【解析】 5.85g纯净的NaCl含氯元素的质量为3.55g，故样品中的杂质所含氯元素的质量分数应大于NaCl中氯元素的质量分数。通过计算，KCl、FeCl2、MgCl26H2O和AlCl3所含氯元素的质量分数分别为48%、56%、34%和80%，NaCl所含氯元素的质量分数为60.7%。只有AlCl3所含氯元素的质量分数大于NaCl。跟踪训练 由NaHS、MgSO4、NaHSO3组成的混合物中，硫元素的质量分数为32%，则该混合物中氧元素的质量分数为(C)A32% B64%C44% D84%【解析】 用相对原子质量间的数量关系，以1个Mg代替1个Na和1个H完成转化：NaHS MgS、
12、NaHSO3MgSO3。从MgS、MgSO4、MgSO3三种化合物的化学式看，它们有共同的部分“MgS”，并且都有如下对应关系：MgS，其质量对应关系为2432，即当S%32%时，Mg%24%。所以该混合物中氧元素的质量分数为132%24%44%。类型三有关化学方程式的计算典例 用“侯氏联合制碱法”制取的纯碱(Na2CO3)中常含有少量的氯化钠。科学实验小组同学为测定某厂生产的纯碱中碳酸钠的含量，称取12g样品放入烧杯中并滴加稀盐酸，当盐酸滴加至73g时，气泡不再冒出，此时称得烧杯内溶液的总质量为80.6g。试计算：(1)产生二氧化碳气体的质量是_4.4_g。(2)该厂生产的纯碱中碳酸钠的质量
13、分数。(3)试通过计算求出烧杯内溶液中所含溶质的质量分数。(计算结果精确到0.1%)【答案】 (2)设12g纯碱样品中碳酸钠的质量为x，生成氯化钠的质量为y，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2106117 44 xy4.4g，x10.6g，y11.7g，Na2CO3%100%88.3%。(3)NaCl%100%16.3%。跟踪训练 2018衢州科学家尝试通过多种途径减少CO2的排放，或将CO2转化为有用的物质。其中一种途径是利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，并将CO2储存或利用，反应流程如图所示。图161(1)反应分离室中分离物质的操作是_过滤_。(2)上述反应流程中，可循环利用的物
14、质是_NaOH和CaO_。(3)若反应分离室中有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100kg。求完全反应后，理论上可生成CaCO3的质量(要求根据化学方程式计算)。【答案】 (3)设理论上可生成CaCO3的质量为x，Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH106100100kg10.6%x，x10kg。类型四结合图表的化学计算典例 在一烧杯中盛有22.3g Na2CO3和NaCl组成的固体混合物，加足量水溶解，配成溶液。向其中逐渐滴加溶质质量分数为10%的稀盐酸，放出气体的质量与所滴入稀盐酸的质量关系曲线如图所示。请根据题意回答问题：图162(1)当滴加了73g稀盐酸时，放出气
15、体的质量为_4.4_g。(2)当滴加稀盐酸至图中B点时，烧杯中溶液里的溶质是 _NaCl、HCl_(填化学式)。(3)当滴加了73g稀盐酸(即A点)时，烧杯中为不饱和溶液，试通过计算求出其中所含溶质的质量。【答案】 (3)73g 10%的稀盐酸中含HCl的质量为73g10%7.3g；设参加反应的碳酸钠质量为x，反应生成的氯化钠质量为y，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2106 73117 x7.3gy，x10.6g，y11.7g，烧杯中不饱和溶液中所含溶质的质量为11.7g22.3g10.6g23.4g。【解析】 (2)由题意知：在Na2CO3和NaCl组成的混合物中滴加稀盐酸，只发
16、生：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，即：图像中OA段表示的反应过程，A点表示：盐酸与碳酸钠恰好完全反应，产生CO2气体的质量达到最大值，溶液中的溶质只有NaCl，且其质量为反应生成的NaCl和原混合物中含有的NaCl质量之和。AB段表示滴加的稀盐酸已经过量，无反应发生，故B点时，溶液里的溶质除了NaCl以外还应该有过量的HCl。跟踪训练 石灰石是浙江省的重要矿产之一，学校研究性学习小组的同学为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如表：实验1234加入样品的质量(g)5101520生成CO2的质量(g)1.76
17、3.524.4m(1)哪几次反应中碳酸钙有剩余？_3、4_。(2)表中m的数值是_4.4_。(3)试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数。【答案】 (3)设生成1.76g CO2时，5g样品中CaCO3的质量为x，CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2 10044x 1.76g，x4g，石灰石矿中CaCO3的质量分数为100%80%。类型五结合实验过程的化学计算典例 2018绍兴义乌实验室有甲乙两瓶久置的氢氧化钠固体，某学习小组为了研究其变质情况，进行了如下实验：(电子秤示数单位为克)图163(1)滴入紫色石蕊试液后溶液为红色，说明反应后溶液呈_酸_性。(2)上述实验中产生的二氧化碳气体质量
18、为_2.2_g。(3)计算甲瓶固体样品中碳酸钠的质量分数。(4)某同学另取10g乙瓶中的固体样品，用100g 15%的稀硫酸按同样方法进行实验，他认为不管固体样品变质程度如何，稀硫酸加入后，都不需要使用石蕊试液，请计算说明他做出此判断的原因。【答案】 (3)设该样品中碳酸钠的质量为x，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2106 44 x2.2g，x5.3g，Na2CO3%100%53%。(4)假设10g固体样品全部为氢氧化钠，则需要消耗的稀硫酸质量为y，2NaOHH2SO4=Na2SO42H2O809810gy15%，y81.7g100g，假设10g固体样品全部变质，则需要消耗的稀硫酸
19、质量为z，Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2106 9810gz15%，z61.6g100g，所以用100g 15%的稀硫酸进行此实验，稀硫酸一定过量，故稀硫酸加入后不需要加石蕊试液。【解析】 (1)紫色石蕊试液遇酸性溶液变红色。(2)根据质量守恒定律，产生的二氧化碳气体质量为80.00g90g167.80g2.2g。1在温度不变的情况下，将t 的KNO3溶液100g蒸发掉10g水，析出6g晶体，再蒸发5g水，又析出3.5g晶体，则该温度下KNO3的溶解度是(C)A6g B60gC70g D80g【解析】 在一定温度下，将t的硝酸钾溶液第一次蒸发10g水，析出6g晶体，相比较于第
20、二次蒸发5g水，析出3.5g晶体，第一次析出的晶体较少。说明溶液在第一次蒸发过程中变成了饱和溶液，第二次是以饱和溶液的比例析出晶体的。所以要按第二次的实验数据计算溶解度：100g70g。2科学家通过宇宙探测仪发现金星大气层中含有物质X，X可以通过下列反应制成：CH2(COOH)2X2H2O。则物质X的化学式为 (C)ACO BCO2CC3O2 DC2O33取一定量的高锰酸钾放入大试管中，充分加热直到不再产生气体为止。则剩余固体中二氧化锰的质量分数为 (C)A10.1% B27.5%C30.6% D44.2%【解析】 设参加反应的高锰酸钾质量为316g，生成二氧化锰的质量为x，生成氧气的质量为y
21、，2KMnO4K2MnO4MnO2O2316 87 32316g x y，x87g，y32g，MnO2%100%30.6%。42018达州取一定质量的碳酸钙，高温加热一段时间后，得到氧化钙和碳酸钙的固体混合物，其中碳、氧元素质量比为314，那么该固体混合物中氧化钙和碳酸钙的质量比为_725_；取该固体混合物25.6g，加入溶质质量分数10%的稀盐酸219g，恰好完全反应。将所得溶液蒸发、结晶，最后得到固体的质量为_33.3_g。【解析】 氧化钙和碳酸钙的固体混合物，其中碳、氧元素质量比为314，即1256。由化学式可知，含12份质量的碳元素的碳酸钙中氧元素的质量为48份质量，碳酸钙的质量为10
22、0份质量，则氧化钙中氧元素的质量为(5648)8份质量，含8份质量的氧元素的氧化钙为56228份，故固体混合物中氧化钙和碳酸钙的质量比为28100725。稀盐酸与碳酸钙和氧化钙反应都生成氯化钙，219g 10%的稀盐酸中溶质质量为219g10%21.9g。21.9g的氯化氢中氯元素的质量为21.921.3g，含氯元素21.3g的氯化钙的质量为21.3g33.3g。52018重庆A卷化学反应在防治环境污染中扮演了重要角色。某工厂废气中的SO2，可用以下方式处理。方式一：2SO2O22CaO=2CaSO4；方式二：2SO2O24NaOH=2Na2SO42H2O。试计算：(已知CaSO4的价格为 7
23、00元/t，相对分子质量CaSO4：136；Na2SO4：142)(1)CaSO4中有两种元素的质量分数呈整数倍关系，这两种元素是硫元素和 _氧元素_。(2)若用方式一处理9.6t SO2，所得产品价值_14280_元。(3)若用方式二处理9.6t SO2，刚好用去50t一定浓度的NaOH溶液，求所得溶液的溶质质量分数_34.4%_(结果精确到0.1%)。【解析】 (1)在CaSO4中，氧元素与硫元素的质量比(164)3221，所以氧元素和硫元素质量分数呈整数倍关系。(2)设生成的硫酸钙质量为x，2SO2O22CaO=2CaSO4128 2729.6t x，x20.4t，所得产品价值：700元
24、/t20.4t14280元。(3)设生成的硫酸钠质量为y，消耗的氧气质量为z，2SO2O24NaOH=2Na2SO42H2O128 322849.6t z y，y21.3t，z2.4t，所得溶液的溶质质量分数：Na2SO4%100%34.4%。图1646如图所示是浓盐酸试剂瓶标签的部分内容。请回答下列问题：(1)配制10%的稀盐酸200g，需要这种浓盐酸的体积约为_47_mL(精确到1mL)。(2)某固体氢氧化钠在空气中敞口放置一段时间后部分变质，取该固体10g，加入质量分数为10%的盐酸至恰好不再产生气泡为止，生成气体的质量为2.2g，试通过计算说明：该固体中未变质的氢氧化钠的质量是多少克？
25、【答案】 (2)固体氢氧化钠在空气中敞口放置会吸收空气中的CO2而变质为Na2CO3。设10g样品中碳酸钠的质量为x，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2106 44 x2.2g，x5.3g，固体中未变质的氢氧化钠的质量为10g5.3g4.7g。【解析】 (1)溶液稀释过程中溶质质量不变，则m浓36%m稀10%， 浓V浓36%m稀10%，1.18g/cm3V浓36%200g10%，V浓47cm347mL。72018达州实验室用碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应制取高纯度碳酸钙粉末，烧杯中现有100g碳酸钠溶液，将150g氯化钙溶液分四次加入，充分反应，四次测量所得数据如表所示：次数累计加入氯化
26、钙溶液的质量(g)烧杯中溶液的总质量(g)一40134二80168三120202四150232(1)恰好完全反应时，生成沉淀的总质量为_18_g。(2)第四次测量时，所得溶液中的溶质有_NaCl、CaCl2_(填化学式)。(3)计算氯化钙溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。【答案】 (3)设120g氯化钙溶液中氯化钙的质量为x，Na2CO3 CaCl2=2NaCl CaCO3 111 100 x 18g，x19.98g，所以CaCl2%100%16.65%。【解析】 (1)由表中数据可知，加入120g的氯化钙溶液时，氯化钙与碳酸钠恰好完全反应，生成沉淀的质量为120g100g202g18g。(
27、2)第四次数据中氯化钙溶液过剩，故溶液中有生成的氯化钠和过量的氯化钙。82018嘉兴洁厕灵是常用的陶瓷清洗液，小彭同学对某品牌洁厕灵的有效成分及其含量进行研究。(1)查阅资料得知：洁厕灵的有效成分是HCl。HCl的含量可通过已知溶质质量分数的NaHCO3溶液来测定，其他成分均不参与反应。请完成HCl与NaHCO3反应的化学方程式：HClNaHCO3=NaCl_H2O_CO2。(2)配制一定溶质质量分数的NaHCO3溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、滴管和_量筒、玻璃棒_。(3)向一锥形瓶中加入100g该品牌的洁厕灵，再逐次加入相同质量分数的NaHCO3溶液，测出每次锥形瓶中反应后溶液的总质量，数
28、据记录如表：第一次第二次第三次第四次第五次加入NaHCO3溶液的质量(g)4040404040反应后溶液的总质量(g)138.9177.8216.7255.6295.6试分析计算下列问题：第一次实验时，所加NaHCO3溶液中溶质质量是多少克？该品牌洁厕灵中HCl的质量分数是多少？【答案】 (3)CO2的质量：100g40g138.9g1.1g，设第一次反应中，碳酸氢钠溶液中溶质质量为x，HClNaHCO3=NaClH2OCO28444x 1.1g，x2.1g。CO2的质量：100g160g255.6g4.4g，设该洁厕灵中HCl的质量为y，HClNaHCO3=NaClH2OCO236.5 44 y4.4g，y3.65g，HCl%100%3.65%。
