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专题五　计算题(
[专题突破]
方法1　寻找纯净物的质量　
考向1　直接读取纯净物的质量
例1　《天工开物》中有“煤饼烧石成灰”的记载，“烧石成灰”发生的反应为CaCO3 CaO＋CO2↑。请根据此化学方程式，计算实验室中 10 g碳酸钙充分反应后，可制得氧化钙的质量，需代入的纯净物为__________(填化学式，下同)，质量为__________。
例2　向100 g CuSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的质量与加入的氢氧化钠溶液质量之间的关系如图所示。计算CuSO4溶液中的溶质质量分数时，需代入的纯净物为__________，质量为__________。
例3　为了测定某硫酸铜溶液的溶质质量分数， 实验过程和有关实验数据如图所示。计算硫酸铜溶液的溶质质量分数，需代入化学方程式中的纯净物为__________，质量为__________。
考向2　根据质量差计算纯净物的质量
例4　某校实验室工作人员欲测定某氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数，现取14 g该样品与2 g二氧化锰混合，放入试管中充分加热(杂质不发生反应)，反应过程和数据如图所示。直接代入化学方程式的纯净物为__________，质量为__________。
例5　某小组进行如图所示实验：
计算滤液中溶质的质量分数，需代入的纯净物为__________，质量为__________。
考向3　根据质量分数计算纯净物的质量
例6　氨气可用于处理酸性废水。工业上用氨气处理含有HCl质量分数为0.365%的酸性废水2 000 kg，反应原理为NH3＋HCl=== NH4Cl。 计算理论上需要氨气的质量时，需代入的纯净物为__________，质量为__________。
方法2　曲线的分析和绘制
考向1　分段反应曲线
例7　碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]为白色固体，易溶于水，在加热时会分解生成碳酸钙，反应原理为Ca(HCO3)2 CaCO3＋CO2↑＋H2O。碳酸钙在高温下会继续分解生成氧化钙。如图是32.4 g碳酸氢钙固体在加热过程中固体质量随温度的变化关系。请回答：
(1)碳酸氢钙属于__________(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)加热至__________℃时，碳酸氢钙刚好分解完全。
(3)利用图像数据计算生成氧化钙的质量(写出计算过程)。
(4)32.4 g碳酸氢钙固体在整个加热过程中释放二氧化碳的总质量为__________g。
[方法指导] 第一步：审题，明确反应原理。 先发生反应的化学方程式：Ca(HCO3)2CaCO3＋H2O＋CO2↑； 后发生反应的化学方程式：CaCO3 CaO＋CO2↑。 第二步：分析图像，寻找纯净物的质量。 ①横坐标表示温度，纵坐标表示固体质量的变化。 ②0～120 ℃对应的曲线表示加热到一定温度，碳酸氢钙固体开始分解，到120 ℃时恰好完全分解。完全分解生成碳酸钙的质量为__________g。 ③850～950 ℃对应的曲线表示加热到850 ℃时碳酸钙固体开始分解，到__________℃时恰好完全分解。 第三步：找出纯净物与未知物的质量关系，求未知物的质量。 氧化钙由碳酸钙分解生成，二氧化碳由碳酸氢钙和碳酸钙分解生成，由此利用化学方程式计算出氧化钙和二氧化碳的质量。 第四步：规范答题。
考向2　酸碱盐反应曲线
例8　小华称取5.0 g某品牌化肥于烧杯中，加水完全溶解配成溶液，再将200 g一定溶质质量分数的氯化钡溶液分4次加入该溶液中，测定该化肥中(NH4)2SO4的含量(杂质溶于水但不参加反应)。测定数据如下表所示：
实验次数 1 2 3 4
加入氯化钡溶液质量/g 50 50 50 50
生成沉淀质量/g 2.33 4.66 6.99 6.99
(1)第__________次实验中(NH4)2SO4恰好完全反应。
(2)继续向上述反应后的溶液中滴加溶质质量分数为6%的氢氧化钾溶液(杂质不参加反应)。请在坐标中画出加入氢氧化钾溶液的过程中产生气体质量对应的变化图，并标注必要的数值。
[方法指导] 第一步：确定反应后溶液的成分：NH4Cl、BaCl2。 第二步：确定实验过程中发生的反应：NH4Cl＋KOH=== NH3↑＋KCl＋H2O。 第三步：确定坐标曲线的横纵坐标：横坐标(氢氧化钾溶液质量)、纵坐标(气体质量)。 第四步：根据第二步发生的反应，确定坐标曲线起点的位置、反应过程中变化的趋势、反应结束后继续滴加反应物变化的趋势。
[专题综合训练]
1.羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如图1所示。
图1 　　图2
(1)Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比为__________。
(2)反应1的化学方程式为Fe＋5CO Fe(CO)5。用100 kg含铁96%的海绵铁，理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少(写出计算过程)？
(3)反应2的化学方程式为Fe(CO)5 Fe＋5CO↑。196 kg Fe(CO)5分解生成羰基铁粉的质量随时间的变化如图2所示。在t1时，剩余__________kg Fe(CO)5未分解；在__________时，Fe(CO)5恰好完全分解。
(4)制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是__________。
2.铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图1所示。
图1
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的__________(填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是__________(写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1 000 g铁铜双金属粉末产品，其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行，产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图2所示。若(3)中产品是在500 ℃时干燥还原后得到的，则其中最多含Fe元素__________ g(产品中只含三种元素)。
　图2
[2024备考精练]
3.在含镍电镀废液的回收镍工艺中，需要除去铁元素(以Fe2＋形式存在)。方法是：先将Fe2＋氧化为Fe3＋再沉淀除去。氧化时反应为H2O2 ＋2FeSO4＋H2SO4=== Fe2(SO4)3＋aH2O，在不同温度、pH时，沉铁过程中Fe3＋转化所得产物可能不同，如图所示。
(1)化学方程式中a＝__________。
(2)现有某一定量的废液，其中含FeSO4的质量为15.2 g，其被过氧化氢溶液完全氧化，可得到Fe2(SO4)3的质量为多少(写出计算过程)？
(3)沉铁过程中，在160 ℃、pH＝7时，Fe3＋转化为__________(填化学式)。若调节温度为30 ℃， pH＝6，则可得到最终的含铁固体质量为__________g (假设没有损耗)。
4.氨气(NH3)的合成是人类科学技术上的重大突破。如图为合成氨工艺的主要流程。
(1)氨分离器中的原理与工业上分离液态空气制氧气的原理相同，利用了不同气体的__________不同。
(2)从合成塔中排出的气体属于__________(填“纯净物”或“混合物”)。
(3)若用该流程最终合成液态氨34 kg，计算合成塔中在一定条件下参与反应的氢气的质量(写出计算过程)。
(4)如图是在不同条件下得到的氨气的含量，由图分析，合成氨的最佳温度为__________℃，最佳压强为　　　　个大气压。
5.为了测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，准确称取12.5 g石灰石样品，研碎后放入烧杯中，向其中加入足量稀盐酸(杂质不与盐酸反应，也不溶于水)，实验测得的数据如图甲所示。
(1)该样品完全反应，生成二氧化碳的质量是__________g。
(2)已知石灰石中碳酸钙的质量分数为×100%，求该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
(3)随着稀盐酸的加入，请在图乙中画出溶液中钙元素的质量变化示意图。
6.为测定某铜锌合金的成分含量进行了如下实验：将320.0 g 20.0% 的硫酸铜溶液分成四等份，逐次加入至50.3 g的合金粉末中，充分反应后得到如下数据。
第1次 第2次 第3次 第4次
加入硫酸铜溶液的质量/g 80.0 80.0 80.0 80.0
剩余固体的质量/g 50.2 50.1 50.0 50.0
(1)第__________次加入硫酸铜溶液时反应恰好完全，此时消耗的硫酸铜溶液总质量为__________g。
(2)计算合金粉末中金属锌的质量分数(结果精确至0.1%)。
(3)在如图中画出加入硫酸铜溶液质量0～320.0 g过程中，溶液中硫酸盐溶质的总质量对应的变化图，并标注必要的数值。
7.某工业废渣中可能含有硫、氧化铁、氧化铜，某兴趣小组想从中提取出红氧化铁(Fe2O3)，设计了下列流程如图1所示。
图1
(1)焙烧过程中可能产生的有害气体是__________(填化学式)。
(2)加入稍过量稀硫酸后，发生反应的基本反应类型为__________。
(3)操作Ⅴ煅烧时发生的反应为4FeCO3＋O2 2Fe2O3＋4CO2，若通过操作Ⅳ后称得23.2 g FeCO3，计算理论上能得到红氧化铁的质量(写出计算过程)。
(4)同学们取4.8 g上述流程中制得的红氧化铁，在高温条件下与氢气反应，实验过程中测得固体残留率随温度的变化曲线如图2所示(已知：固体残留率＝×100%)。
图2
①反应最终生成Fe的质量为____________________g。
②从a到d点，固体减少的质量_______(填“>”“＝”或“<”)生成水的质量。
【易错剖析】 第7(4)②题 易错点：本题的易错点在于忽略反应物中的气体成分，误认为固体减少的质量即为生成水的质量。 避错指南：图示a点到d点，对应物质分别为Fe2O3和Fe，因此该过程中固体减少的质量为氧元素的质量；而该过程中生成水的质量是固体减少的氧元素的质量与参加反应的氢气的质量总和，即固体减少的质量小于生成水的质量。
专题五
专题突破
例1　CaCO3　10 g
例2　Cu(OH)2　4.9 g
例3　Cu(OH)2　4.9 g
例4　O2　4.8 g
例5　BaCO3　19.7 g
例6　HCl　7.3 kg
例7　(1)盐　(2)120
(3)解：设生成氧化钙的质量为x
CaCO3 CaO＋CO2↑
100　　　 　56
20.0 g　　　　x
＝
x＝11.2 g
答：生成氧化钙的质量为11.2 g。
(4)17.6
【方法指导】第二步：②20.0　③950
例8　(1)3
(2)
专题综合训练
1.(1)3∶4
(2)解：设理论上可制备Fe(CO)5的质量为x
Fe＋5CO Fe(CO)5
56 196
100kg×96% x
＝
x＝336 kg
答：理论上可制备Fe(CO)5的质量为336 kg。
(3)98　t3　(4)CO
2.(1)强　(2)FeSO4
(3)解：置换出的铜的质量为1 000 g×19.2%＝192 g
设所需还原铁粉的质量为x
Fe＋CuSO4 === FeSO4＋Cu
56 64
x 192 g
＝　x＝168 g
答：所需还原铁粉的质量为168 g。
(4)804
3.(1)2
(2)解：设可得到Fe2(SO4)3的质量为x
H2O2＋2FeSO4＋H2SO4 === Fe2(SO4)3＋2H2O
　　　304　　　　　 　　400
　　　15.2 g　　　　 　　x
＝　x＝20 g
答：可得到Fe2(SO4)3的质量为20 g。
(3)Fe2O3　10.7
4.(1)沸点　(2)混合物
(3)解：设合成塔中在一定条件下参与反应的氢气的质量为x
N2＋3H2 2NH3
6　　　　　34
x　　　　　34 kg
＝　x＝6 kg
答：合成塔中在一定条件下参与反应的氢气的质量为6 kg。
(4)300　400
5.(1)4.4
(2)解：设参加反应的碳酸钙质量为x
2HCl＋CaCO3 === CaCl2＋H2O＋CO2↑
　 100 　　　　　　　 　44
x　　　　 　　　　　4.4 g
＝　　x＝10 g
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为×100%＝80%
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%。
(3)
6.(1)3　240.0
(2)解：设合金中锌的质量为x
Zn＋CuSO4=== ZnSO4＋Cu　固体减少量△m
65　　　　　　　　　64　　　1
x　　　　　　　　　　　　　50.3 g－ 50.0 g
＝　x＝19.5 g
则合金粉末中金属锌的质量分数约为×100%≈38.8%
答：合金粉末中金属锌的质量分数为38.8%。
(3)
7.(1)SO2、CO　(2)置换反应
(3)解：设理论上能得到红氧化铁的质量为x
4FeCO3＋O2 2Fe2O3＋4CO2
464 320
23.2 g x
＝　x＝16 g
答：理论上能得到红氧化铁的质量为16 g。
(4)①3.36　②<

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