第7章 化学反应的定量研究
第三节 依据化学方程式的简单计算
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知识点 依据化学方程式的简单计算
1.镁在氧气中燃烧:2Mg+O2 2MgO,下列叙述中正确的是 ( )
A.2 g Mg和3 g O2反应生成5 g MgO
B.3 g Mg和2 g O2反应生成5 g MgO
C.2.5 g Mg和2.5 g O2反应生成5 g MgO
D.4 g Mg和1 g O2反应生成5 g MgO
2.(2023天津和平期中)在化学反应3A+2B 2C中,若将6 g A和12 g B在一定条件下充分反应后,测得生成C的质量为14 g,A无剩余。则反应物B和C的相对分子质量之比为 ( )
A.4∶7 B.5∶2 C.7∶2 D.7∶8
3.【教材变式·P135素材改编】汽车尾气系统中使用催化转化器可降低CO、NO等有毒气体的排放,其化学方程式为2CO+2NO 2CO2+N2,当有6 g NO被转化时,计算同时被转化的CO的质量(写出计算过程)。
4.【新独家原创】一般小型无人机的基本组件有框架、发动机、螺旋桨、电池、传感器等。电池级碳酸锂(Li2CO3)生产的反应之一为2LiCl+Na2CO3 Li2CO3↓+2NaCl,若要制备148 kg碳酸锂,计算至少需要碳酸钠的质量(写出计算过程)。
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5.【化学方法·守恒法】(2022河南中考,14,★★☆)天然气的主要成分是甲烷(CH4)。当氧气不足时,甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O,若16 g甲烷燃烧生成CO2和CO的质量比为11∶7,则参加反应的O2的质量为 ( )
A.48 g B.56 g C.64 g D.72 g
6.(2022北京昌平期末,25,★★☆)已知:2KClO3 2KCl+3O2↑。下图表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中,某变量y随温度的变化趋势。纵坐标表示的是 ( )
A.固体质量
B.生成O2的质量
C.固体中MnO2的质量
D.固体中钾元素的质量分数
7.(2023北京昌平期末,39,★☆☆)次氯酸钠(NaClO)是常用的漂白剂。其制法之一是用氢氧化钠溶液吸收氯气制得,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O。若要制备149 g次氯酸钠,计算至少需要氯气的质量(写出计算过程)。
8.(2022安徽中考,17,★★☆)某同学在学习质量守恒定律时,称取0.6 g镁条进行燃烧实验(如图)。
(1)计算:镁条完全燃烧生成氧化镁的质量(写出计算过程)。
(2)该同学称得反应后固体的质量小于0.6 g,原因可能是 。
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9.【学科素养·科学态度与责任】某简易制氧装置的示意图如下,其原理是通过撞击火帽触发启动装置产生热量,使产氧药块分解而持续释放氧气。
(1)装置中过滤层的作用是 。
(2)若产氧药块由氯酸钾(KClO3)和二氧化锰等组成,为得到一个人呼吸2小时所需氧气的量(折算后质量为48 g),计算产氧药块中至少含氯酸钾的质量(写出计算过程)。
10.【学科素养·科学思维】(2022山东泰安中考改编)黄铜(铜、锌合金)具有合金的特性,可以用来制造机器零件。某学习小组的同学为了测定黄铜中铜的含量,取黄铜样品25 g放入烧杯中,再将160 g稀硫酸分4次加入烧杯中,充分反应后,分别测得剩余固体的质量记录如下。(已知:黄铜中只有锌与稀硫酸发生反应,反应的化学方程式为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑)
加入次数 第1次 第2次 第3次 第4次
加入稀硫酸的质量/g 40 40 40 40
充分反应后剩余固体的质量/g 18.5 12 10 m
请根据实验数据完成下列问题:
(1)m的值为 ;
(2)黄铜样品中铜的质量分数为 ;
(3)计算参加反应的硫酸的质量(写出计算过程,结果保留1位小数)。
答案全解全析
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1.B 根据化学方程式2Mg+O2 2MgO可知,每48份质量的镁和32份质量的氧气在点燃的条件下完全反应可生成80份质量的氧化镁,即参加反应的镁、氧气和生成的氧化镁的质量之比为3∶2∶5,故B正确。
2.A 根据质量守恒定律可知,参加反应的B的质量为14 g-6 g=8 g。设B的相对分子质量为x,C的相对分子质量为y。
3A+2B 2C
2x 2y
8 g 14 g
则x∶y=4∶7
所以B与C的相对分子质量之比为4∶7。
3.解:设同时被转化的CO的质量为x。
2CO+2NO 2CO2+N2
56 60
x 6 g
x=5.6 g
答:同时被转化的CO的质量为5.6 g。
4.解:设至少需要碳酸钠的质量为x。
2LiCl+Na2CO3 Li2CO3↓+2NaCl
106 74
x 148 kg
x=212 kg
答:若要制备148 kg碳酸锂,至少需要碳酸钠的质量为212 kg。
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5.B 16 g甲烷中碳元素的质量为16 g×=12 g。假设生成二氧化碳的质量为11x,则生成一氧化碳的质量为7x,那么生成CO2和CO中碳元素的质量为11x×+7x×=12 g,x=2 g,可以得出,生成二氧化碳的质量为22 g,生成一氧化碳的质量为14 g。16 g甲烷中氢元素的质量为16 g-12 g=4 g,则生成水的质量为4 g÷=36 g。根据质量守恒定律,参加反应的O2的质量为22 g+14 g+36 g-16 g=56 g,故选B。
6.A 加热一段时间后,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钾和氧气,随着反应进行,固体质量减小,氧气质量增大,完全反应后固体质量、氧气质量不再变化,A正确、B错误;反应过程中二氧化锰质量不变,C错误;刚开始加热时,固体中钾元素质量不变,加热一段时间后,固体质量减小,则固体中钾元素的质量分数增大,完全反应后钾元素质量分数不再变化,D错误。
7.解:设至少需要氯气的质量为x。
Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O
71 74.5
x 149 g
x=142 g
答:若要制备149 g次氯酸钠,至少需要氯气的质量为142 g。
8.(1)解:设生成氧化镁的质量为x。
2Mg+O2 2MgO
48 80
0.6 g x
x=1 g
答:生成氧化镁的质量为1 g。
(2)生成的部分氧化镁以白烟的形式逸散
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9.(1)净化氧气
(2)解:设至少需要氯酸钾的质量为x。
2KClO3 2KCl+3O2↑
245 96
x 48 g
x=122.5 g
答:产氧药块中至少含氯酸钾的质量为122.5 g。
解析 (1)过滤层是为了除去氧气中的杂质,起到净化氧气的作用。(2)根据氯酸钾分解的化学方程式,利用氧气的质量计算出至少需要氯酸钾的质量。
10.(1)10 (2)40%
(3)解:由题表数据可知,参加反应的锌的质量为25 g-10 g=15 g,设参加反应的硫酸的质量为x。
Zn + H2SO4 ZnSO4+H2↑
65 98
15 g x
x≈22.6 g
答:参加反应的硫酸的质量约为22.6 g。
解析 (1)由题可知,第1次和第2次分别加入40 g稀硫酸后黄铜样品都减少了6.5 g,则这两次的稀硫酸完全反应,第三次加入40 g稀硫酸后,黄铜样品只减少了2 g,说明黄铜样品中锌反应完了,剩余的10 g是不与稀硫酸反应的铜,故m=10。(2)黄铜样品中铜的质量分数为×100%=40%。
