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课题2 化学方程式
第3课时 根据化学方程式进行简单计算
教学目标 1.能根据化学方程式进行简单的计算，并解决生产生活中的纯度问题。2.学习利用质量关系、比例关系定量认识化学反应，认识定量研究对化学科学发展的重大作用。
重点和难点 重点：根据化学方程式进行简单计算。难点：物质纯度及其变形式的应用。
◆知识点一 根据化学方程式进行简单计算
1.化学方程式计算的依据
(1)计算依据
(2)化学方程式中的比例关系
假设A、B、C、D四种物质在一定条件下发生反应：aA+bB===xC+yD,已知A、B、C、D的相对分子质量依次为M1、M2、M3、M4,a、b、x、y为配平的化学计量数，当参加反应的A的质量为m1、B的质量为m2时，两者恰好完全反应生成C和D的质量依次为m3和m4,则有如下关系：
aA + bB === xC + yD
2.根据化学方程式计算的一般步骤
典例：2024年11月15日晚上11点13分，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭在我国文昌航天发射场成功点火升空。天舟八号货运飞船主要任务是为神舟十九号运送物资，同时，“月壤砖”将搭乘天舟八号货运飞船前往中国天宫空间站，到太空中进行暴露实验。中国天宫空间站三名航天员每日大约需要消耗氧气2.4kg，据科研人员介绍，我国在空间站核心舱中使用了制氧机，其工作原理是：由空间站的太阳能电池板提供电力，通过电解让水分解成氢气和氧气。通过电解水的方法制取2.4kg氧气，理论上至少需要电解水的质量是多少千克？解题步骤书写格式设：根据题意设未知量解：设理论上至少需要电解水的质量为x。写：写化学方程式2H2O 通电 H2↑ + O2↑关：写出相关物质的化学计量数与相对分子质量(或相对原子质量)的乘积以及已知量、未知量36 32x 2.4kg 列：列比例式，求解 x=2.7kg答：简明地写出答案答：理论上至少需要电解水的质量为2.7kg。
利用化学方程式计算时要注意①解题格式要规范，步骤要完整，不是相关量不用标出；②一定要先写出正确的化学方程式；③所设未知量包含单位，不需在后面再加单位，各个量的单位要统一，每步列式都要带单位；④计算时若题目已知量是气体的体积，则需换算成质量代入计算，气体的质量(g)=气体的体积(mL)×气体的密度(g·mL-1);⑤计算时代入量必须是纯物质的质量。若物质不纯，必须将已知量换算成纯物质的质量，物质的纯度(质量分数)=
3.利用化学方程式计算的常见类型
(1)已知某反应物的质量，求另一反应物或生成物的质量。
(2)已知某生成物的质量，求另一生成物或反应物的质量。
(3)含杂质的物质的有关计算。
即学即练
1．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：TiO2+3CTiC+2CO↑。
(1)TiC中Ti、C原子个数比为 ，Ti、C元素的质量比为 。
(2)用该方法制备90gTiC至少需要C的质量是多少？(写出计算过程)
2．小化同学在老师的指导下进行“氧气的实验室制取与性质”的实验活动。高锰酸钾制氧气的化学方程式为：。请计算：
(1)高锰酸钾（）中钾元素、锰元素的质量比为 ；
(2)实验中需要0.64g氧气，如果一药匙高锰酸钾的质量为3g，他取两药匙高锰酸钾完全反应制得的氧气是否足够实验所需？（写出计算过程及结果）
3．2025年是中国AI科技企业的腾飞之年，以 Deepseek、宇树科技、海思半导体等企业在世界科技的舞台上风光无限。AI科技的发展离不开“芯片算力”的加持，在芯片生产中常用到 作为等离子蚀刻气对硅基晶片进行蚀刻，生产NF3的主要反应为： 请回答下列问题：
(1)NH4F 中氮元素和氢元素的质量比为 。
(2)要生产142克NF3蚀刻气，至少需要F2的质量为 。(写出计算步骤)
考点一 根据化学方程式的简单计算
【例1】“神舟”飞船内，用吸收航天员呼出的气体，化学方程式为：。请计算的能吸收的质量是多少？
【变式1-1】《天工开物》记载了用锡砂（主要成分为）冶炼金属锡的方法，其化学反应原理为。
(1)中碳、氧元素的质量比为 （填最简整数比）。
(2)现有含的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少？（写出计算过程）
【变式1-2】《石灰吟》中“烈火焚烧若等闲”描写的是石灰石经过熊熊烈火焚烧，变成了生石灰。如果将一块含碳酸钙50g的石灰石进行高温煅烧，最多可得氧化钙的质量是多少？（）
考点二 含杂质的化学方程式的计算
【例2】某化学小组为测定石灰石中碳酸钙的含量，把10g石灰石样品进行高温煅烧，完全反应后，冷却、称量，称得残留固体质量为7.8g(假设杂质不参加反应)。
(1)固体质量减少了 g，根据质量守恒定律可知，这是生成的 (填化学式)的质量。
(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少？
【变式2-1】用石灰石和砂岩黏土高温煅烧得到一种新型水泥熟料，主要反应原理为：。根据化学方程式计算：用含 80%的石灰石100t生产新型水泥熟料，理论上会排放多少吨。
【变式2-2】新型半导体材料碳化硅在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色，其可通过石英砂(主要成分为SiO2，杂质不含硅元素)和碳在高温下反应制得，反应的化学方程式3C+SiO2SiC+2X。
(1)上述化学方程式中X为 (填化学式)。
(2)用12.5kg石英砂与足量碳充分反应得到8kg碳化硅，请计算石英砂中SiO2的质量分数。
考点三 结合图像的化学方程式的计算
【例3】为测定某石灰石样品中碳酸钙的含量，小组同学将12.5g石灰石置于烧杯中，向其中逐渐加入稀盐酸，滴加稀盐酸的质量与产生气体质量的关系如图所示(杂质不与稀盐酸反应)。试计算：
(1)生成二氧化碳的总质量为 g。
(2)12.5g石灰石中碳酸钙的质量为多少 (温馨提示：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑)
【变式3-1】实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如图所示。请回答下列问题。
(1)反应在敞口的烧杯中进行，由于生成的氧气逸散，物质总质量会减少。则生成氧气的质量为 g。
(2)求该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量。
【变式3-2】兴趣小组同学用高锰酸钾样品(含杂质，杂质不反应)制取氧气后，对剩余固体开展定量研究。某次实验测得的有关数据如图所示。请回答：
(1)a点时，装置内的固体除杂质外，共有 种。
(2)反应结束后剩余固体中二氧化锰的质量分数(要求有必要的化学方程式和计算步骤)。
考点四 结合表格的化学方程式的计算
【例4】实验室有一瓶含杂质的高锰酸钾，兴趣小组同学取该试剂5g放入试管中加热（杂质不参加反应），在不同时期测定试管内剩余固体的质量，实验数据记录如下表，请完成下列分析及计算：
加热时间/min
剩余固体质量/g 5 5 4.87 4.76 4.68 4.68
(1)加热时，高锰酸钾 （填“完全”或“未完全”）反应。
(2)计算该试剂中高锰酸钾的质量分数。
【变式4-1】现有如图的氧气发生装置，取200g过氧化氢溶液于分液漏斗A中，向B中加入5g二氧化锰，活塞K保持打开。不同时间电子天平的读数如下表所示(不考虑H2O逸出)。
反应时间/min 0 1 2 3 4 5
装置总质量/g 540.00 538.78 535.64 533.60 533.60 533.60
请根据要求回答下列问题：
(1)生成氧气的质量为 g。
(2)根据生成氧气的质量计算参加反应过氧化氢的质量。(根据化学方程式列式计算)
【变式4-2】过氧化钙（化学式为 CaO2）能杀菌消毒，且能与水反应产生氧气【反应的化学方程式为 】。某学习小组为了测定不纯过氧化钙样品（所含杂质不溶于水也不 与水反应）中过氧化钙的质量分数，称取 10.0g 样品于烧杯中，向其中加入足量的水，在实验过程中用 电子天平测得的数据记录如下表：
时间（t）/min 0 t1 t2 t3
烧杯内物质的总质量/g 150.0 149.2 148.4 148.4
(1)完全反应后生成氧气的质量是 。
(2)求该样品中所含过氧化钙的质量分数（写出计算过程）；
(3)往上述过氧化钙样品中逐渐加入水至过量，在图中画出产生氧气的曲线图。
基础达标
1．某兴趣小组用加热高锰酸钾制取氧气，实验过程中生成氧气的质量随时间变化如图所示。
(1)反应结束后产生氧气的质量是 g。
(2)计算被分解的高锰酸钾质量(写出计算过程)。
2．为测定实验室中某过氧化氢溶液中过氧化氢的质量，小明取125.0g过氧化氢溶液放入锥形瓶中，然后进行如图1所示的实验，有关质量变化如图2。
(1)生成氧气的质量为 。
(2)求此过氧化氢溶液中过氧化氢的质量 。
3．广泛应用于火箭、导弹等制造业的金属镁，主要是电解MgCl2制取的。电解熔融状态MgCl2的化学方程式：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(1)MgCl2中镁元素的质量分数为 (精确到0.1%)。
(2)若电解190g的MgCl2，理论上可以得到镁的质量是多少？(写出计算过程)
4．农业上常用一定浓度的硫酸铜溶液配制波尔多液作为杀菌剂。实验室现有150g某硫酸铜溶液样品(不含杂质)，同学们想测定其中硫酸铜的质量。将该样品平均分成三份，分别加入相同浓度的不同质量的氢氧化钠(NaOH)溶液。充分反应后将沉淀过滤，干燥后称量，记录数据如下。已知：。
实验 1 2 3
样品质量/g 50 50 50
NaOH溶液质量/g 20 40 60
沉淀质量/g 2.45 4.9 4.9
计算：该150g硫酸铜溶液样品中含有硫酸铜的质量 。
5．“蛟龙号”是我国研制出的大深度载人潜水器，为保证载人潜水器长时间潜水，需要在潜水器里配备供氧装置，利用过氧化物供氧是一种常见的供氧技术。过氧化钠（）作供氧剂的化学方程式为。若用上述方法制取16g氧气，至少需要的质量为多少？（写出计算过程）
6．DeepSeeK方兴未艾，人工智能向“芯”而兴。三氟化氮(NF3)是优良的等离子蚀刻气体，用NF3蚀刻硅芯片的反应为。
(1)NF3中氮元素、氟元素的质量比为 。
(2)若蚀刻21g的硅，至少需要NF3的质量是多少？
7．海洋是一个巨大的宝库，我们可从海水中提取镁，其中一步反应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。现有海水样品(主要含NaCl、MgCl2，其他成分不参与反应)100g，加入500g澄清石灰水恰好完全反应，过滤后得到滤液599.42g。
请完成下列分析及计算：
(1)生成Mg(OH)2的质量为 g。
(2)计算海水样品中MgCl2的质量分数 。
8．为了测定混有杂质的石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取20g样品高温加热（杂质不反应），剩余固体的质量与加热时间的关系如表所示：
加热时间/min t0 t1 t2 t3 t4 t5
剩余固体质量/g 20 20 17.8 15.6 13.4 13.4
(1)反应后产生二氧化碳的质量m= g。
(2)小组同学的计算过程如下。填写①、②处空白。
解：设20g样品中碳酸钙的质量为x。
列比例式 ①
求解x=15g
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为② 。（列式并计算结果）
综合应用
9．实验室有一瓶含杂质的高锰酸钾，兴趣小组同学取该试剂5g放入试管中加热(杂质不参加反应)，在不同时期测定试管内剩余固体的质量，实验数据记录如下表，请完成下列分析及计算：
加热时间/min t0 t1 t2 t3 t4 t5
剩余固体质量/g 5 5 4.87 4.76 4.68 4.68
(1)完全反应后，生成氧气的质量为 g。
(2)计算试剂中高锰酸钾的质量分数 。(写出计算过程)
10．化学兴趣小组的同学为测定实验室里一瓶过氧化氢溶液（共34g）中过氧化氢的质量，进行了相关实验，实验数据记录如下：
请回答：
(1)生成氧气的质量为 g。
(2)该瓶过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为多少？
11．在地球上二氧化碳的含量比煤、石油和天然气的总和还多出数倍。在一定条件下以二氧化碳和氨气合成尿素是固定和利用二氧化碳的成功范例，反应原理为CO2＋2NH3CO(NH2)2＋X。
(1)X的化学式为 。
(2)按上述方法生产120万吨尿素，最多可固定二氧化碳多少万吨？(写出计算过程)
拓展培优
12．纳米铝粉作为火箭固体推进剂具有广阔的应用前景。一种纳米铝粉的制备与应用的过程如图所示。
(1)中铝、氧元素的质量比为 (填最简整数比)。
(2)反应1的化学方程式为，则的化学式为 。
(3)反应2在480℃以上时，发生的主要反应为。该反应中，若有发生反应，计算生成的质量是多少。(写出计算过程)
(4)纳米铝粉在储存过程中会与氧气反应生成，从而导致推进剂失效。若纳米铝粉中约有质量分数为的纳米铝粉被氧化，则此时的固体粉末中铝元素的质量分数为 (结果精确至0.1%)，保存纳米铝粉的方法是 。
13．星城化学兴趣小组为了测定某种珍珠粉中碳酸钙的含量，称取22.2g研碎的珍珠粉，连续进行四次高温煅烧(杂质不参加反应)、冷却、称量，结果如下：
操作次数 第1次 第2次 第3次 第4次
剩余固体质量(g) 17 15.8 13.4 13.4
试计算：(化学方程式：)
(1)二氧化碳中碳元素和氧元素的质量比为 。(写出最简整数比)
(2)求该珍珠粉中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程，计算结果精确到0.1%)
14．课外实践小组同学去锅炉厂参观时，工人师傅告诉他们锅炉要定期除去内壁的水垢(其成分为氢氧化镁和碳酸钙)，为了探究锅炉的水垢中各成分的含量，同学们现取10.9g水垢样品带回实验室进行充分加热，加热过程中剩余固体的质量随加热时间的变化关系如图所示。
已知：①氢氧化镁受热易分解，反应的化学方程式为；
②碳酸钙在高温条件下分解，反应的化学方程式为。
(1)图中 (填“ab”“bc”“cd”或“de”)段表示碳酸钙分解。
(2)计算水垢样品中碳酸钙的质量分数(结果精确到0.1%)。
(3)计算图中m的数值。
答案和解析
教学目标 1.能根据化学方程式进行简单的计算，并解决生产生活中的纯度问题。2.学习利用质量关系、比例关系定量认识化学反应，认识定量研究对化学科学发展的重大作用。
重点和难点 重点：根据化学方程式进行简单计算。难点：物质纯度及其变形式的应用。
◆知识点一 根据化学方程式进行简单计算
1.化学方程式计算的依据
(1)计算依据
(2)化学方程式中的比例关系
假设A、B、C、D四种物质在一定条件下发生反应：aA+bB===xC+yD,已知A、B、C、D的相对分子质量依次为M1、M2、M3、M4,a、b、x、y为配平的化学计量数，当参加反应的A的质量为m1、B的质量为m2时，两者恰好完全反应生成C和D的质量依次为m3和m4,则有如下关系：
aA + bB === xC + yD
2.根据化学方程式计算的一般步骤
典例：2024年11月15日晚上11点13分，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭在我国文昌航天发射场成功点火升空。天舟八号货运飞船主要任务是为神舟十九号运送物资，同时，“月壤砖”将搭乘天舟八号货运飞船前往中国天宫空间站，到太空中进行暴露实验。中国天宫空间站三名航天员每日大约需要消耗氧气2.4kg，据科研人员介绍，我国在空间站核心舱中使用了制氧机，其工作原理是：由空间站的太阳能电池板提供电力，通过电解让水分解成氢气和氧气。通过电解水的方法制取2.4kg氧气，理论上至少需要电解水的质量是多少千克？解题步骤书写格式设：根据题意设未知量解：设理论上至少需要电解水的质量为x。写：写化学方程式2H2O 通电 H2↑ + O2↑关：写出相关物质的化学计量数与相对分子质量(或相对原子质量)的乘积以及已知量、未知量36 32x 2.4kg 列：列比例式，求解 x=2.7kg答：简明地写出答案答：理论上至少需要电解水的质量为2.7kg。
利用化学方程式计算时要注意①解题格式要规范，步骤要完整，不是相关量不用标出；②一定要先写出正确的化学方程式；③所设未知量包含单位，不需在后面再加单位，各个量的单位要统一，每步列式都要带单位；④计算时若题目已知量是气体的体积，则需换算成质量代入计算，气体的质量(g)=气体的体积(mL)×气体的密度(g·mL-1);⑤计算时代入量必须是纯物质的质量。若物质不纯，必须将已知量换算成纯物质的质量，物质的纯度(质量分数)=
3.利用化学方程式计算的常见类型
(1)已知某反应物的质量，求另一反应物或生成物的质量。
(2)已知某生成物的质量，求另一生成物或反应物的质量。
(3)含杂质的物质的有关计算。
即学即练
1．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：TiO2+3CTiC+2CO↑。
(1)TiC中Ti、C原子个数比为 ，Ti、C元素的质量比为 。
(2)用该方法制备90gTiC至少需要C的质量是多少？(写出计算过程)
【答案】(1) 1:1 4:1
(2)解：设至少需要C的质量为x。
x=54g
答：至少需要C的质量约为54g。
【详解】（1）TiC中Ti、C原子个数比为1:1；Ti、C元素的质量比为48:12=4:1。
（2）见答案。
2．小化同学在老师的指导下进行“氧气的实验室制取与性质”的实验活动。高锰酸钾制氧气的化学方程式为：。请计算：
(1)高锰酸钾（）中钾元素、锰元素的质量比为 ；
(2)实验中需要0.64g氧气，如果一药匙高锰酸钾的质量为3g，他取两药匙高锰酸钾完全反应制得的氧气是否足够实验所需？（写出计算过程及结果）
【答案】(1)
(2)解：设制取0.64g氧气需要高锰酸钾的质量为x。
x=6.32g
两药匙高锰酸钾的质量为
答：制得的氧气不足以满足实验所需。
【详解】（1）K的相对原子质量为39，Mn的相对原子质量为55，高锰酸钾（）中钾元素、锰元素的质量比为。
（2）根据氧气的质量计算，见答案。
3．2025年是中国AI科技企业的腾飞之年，以 Deepseek、宇树科技、海思半导体等企业在世界科技的舞台上风光无限。AI科技的发展离不开“芯片算力”的加持，在芯片生产中常用到 作为等离子蚀刻气对硅基晶片进行蚀刻，生产NF3的主要反应为： 请回答下列问题：
(1)NH4F 中氮元素和氢元素的质量比为 。
(2)要生产142克NF3蚀刻气，至少需要F2的质量为 。(写出计算步骤)
【答案】(1)7:2
(2)设需要F2的质量为x。
x=228g
答：至少需要F2的质量为228g。
【详解】（1）化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，1个NH4F分子中含有1个氮原子和4个氢原子，则氮元素和氢元素的质量比=(14×1):(1×4)=14:4=7:2。
（2）见答案。
考点一 根据化学方程式的简单计算
【例1】“神舟”飞船内，用吸收航天员呼出的气体，化学方程式为：。请计算的能吸收的质量是多少？
【答案】解：设能吸收的质量为x。
根据化学方程式中各物质的质量比关系可得：
解得
答：能吸收的质量为。
【变式1-1】《天工开物》记载了用锡砂（主要成分为）冶炼金属锡的方法，其化学反应原理为。
(1)中碳、氧元素的质量比为 （填最简整数比）。
(2)现有含的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少？（写出计算过程）
【答案】(1)
(2)设可炼出锡的质量为x。
解得：
答：可炼出锡的质量为238kg。
【详解】（1）中碳、氧元素的质量比为：。故填：。
（2）见答案。
【变式1-2】《石灰吟》中“烈火焚烧若等闲”描写的是石灰石经过熊熊烈火焚烧，变成了生石灰。如果将一块含碳酸钙50g的石灰石进行高温煅烧，最多可得氧化钙的质量是多少？（）
【答案】解：设最多可得氧化钙的质量为x。

解得：x=28g
答：设最多可得氧化钙的质量是28g。
考点二 含杂质的化学方程式的计算
【例2】某化学小组为测定石灰石中碳酸钙的含量，把10g石灰石样品进行高温煅烧，完全反应后，冷却、称量，称得残留固体质量为7.8g(假设杂质不参加反应)。
(1)固体质量减少了 g，根据质量守恒定律可知，这是生成的 (填化学式)的质量。
(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少？
【答案】(1) 2.2
(2)解：设10g石灰石样品中含碳酸钙的质量为x。
，
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是50%。
【详解】（1）石灰石的主要成分是，高温煅烧时分解生成（固体）和（气体），杂质不参与反应且为固体。 根据质量守恒定律：反应前固体总质量（10g，含和杂质）= 反应后固体总质量（7.8g，含和杂质）+ 生成气体（）的质量。因此，固体质量减少量 = 生成的质量。第①空填2.2，第②空填。
（2）设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
碳酸钙的质量分数=
所以该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是50%。
【变式2-1】用石灰石和砂岩黏土高温煅烧得到一种新型水泥熟料，主要反应原理为：。根据化学方程式计算：用含 80%的石灰石100t生产新型水泥熟料，理论上会排放多少吨。
【答案】解：设理论上会排放质量为x
答：用含 80%的石灰石100t生产新型水泥熟料，理论上会排放35.2t。
【详解】见答案。
【变式2-2】新型半导体材料碳化硅在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色，其可通过石英砂(主要成分为SiO2，杂质不含硅元素)和碳在高温下反应制得，反应的化学方程式3C+SiO2SiC+2X。
(1)上述化学方程式中X为 (填化学式)。
(2)用12.5kg石英砂与足量碳充分反应得到8kg碳化硅，请计算石英砂中SiO2的质量分数。
【答案】(1)CO
(2)设12.5kg石英砂中含SiO2的质量为x 。
12.5kg石英砂中SiO2的质量分数=
答：12.5kg石英砂中SiO2的质量分数为96%。
【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前：碳原子3个、硅原子1个、氧原子2个； 反应后：硅原子1个、碳原子1个，还缺少2个碳原子和2个氧原子，所以2X中含有2个碳原子和2个氧原子，故X的化学式为CO。
（2）详见答案。
考点三 结合图像的化学方程式的计算
【例3】为测定某石灰石样品中碳酸钙的含量，小组同学将12.5g石灰石置于烧杯中，向其中逐渐加入稀盐酸，滴加稀盐酸的质量与产生气体质量的关系如图所示(杂质不与稀盐酸反应)。试计算：
(1)生成二氧化碳的总质量为 g。
(2)12.5g石灰石中碳酸钙的质量为多少 (温馨提示：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑)
【答案】(1)4.4
(2)解：12.5g石灰石中碳酸钙的质量为x。
解得：x=10g
答：12.5g石灰石中碳酸钙的质量为10g。
【详解】（1）由图可知，生成二氧化碳的总质量为4.4 g。故填：4.4。
（2）见答案。
【变式3-1】实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如图所示。请回答下列问题。
(1)反应在敞口的烧杯中进行，由于生成的氧气逸散，物质总质量会减少。则生成氧气的质量为 g。
(2)求该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量。
【答案】(1)1.6
(2)3.4g
解：设过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x，
答：过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为3.4g。
【详解】（1）根据质量守恒定律，生成的氧气的质量为70g-68.4g=1.6g，故填：1.6；
（2）见答案。
【变式3-2】兴趣小组同学用高锰酸钾样品(含杂质，杂质不反应)制取氧气后，对剩余固体开展定量研究。某次实验测得的有关数据如图所示。请回答：
(1)a点时，装置内的固体除杂质外，共有 种。
(2)反应结束后剩余固体中二氧化锰的质量分数(要求有必要的化学方程式和计算步骤)。
【答案】(1)三/3
(2)解：根据质量守恒定律，产生氧气的质量为3.32g-3.00g=0.32g；
设反应生成二氧化锰的质量为x
则反应结束后剩余固体中二氧化锰的质量分数为：
答：反应结束后剩余固体中二氧化锰的质量分数为29%。
【详解】（1）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，固体质量逐渐减轻，由图可知，a点时高锰酸钾没有完全分解，此时装置内的固体除杂质外，含有高锰酸钾、二氧化锰、锰酸钾三种物质；
（2）见答案。
考点四 结合表格的化学方程式的计算
【例4】实验室有一瓶含杂质的高锰酸钾，兴趣小组同学取该试剂5g放入试管中加热（杂质不参加反应），在不同时期测定试管内剩余固体的质量，实验数据记录如下表，请完成下列分析及计算：
加热时间/min
剩余固体质量/g 5 5 4.87 4.76 4.68 4.68
(1)加热时，高锰酸钾 （填“完全”或“未完全”）反应。
(2)计算该试剂中高锰酸钾的质量分数。
【答案】(1)未完全
(2)解：高锰酸钾完全分解产生氧气的质量为5g-4.68g=0.32g
设高锰酸钾质量为x
高锰酸钾的质量分数为：
答：该试剂中高锰酸钾的含量为63.2%。
【详解】（1）根据表格数据，加热t4min时，剩余固体质量不再发生变化，说明此时高锰酸钾完全反应，故加热t3 min 时，高锰酸钾未完全反应；
（2）见答案。
【变式4-1】现有如图的氧气发生装置，取200g过氧化氢溶液于分液漏斗A中，向B中加入5g二氧化锰，活塞K保持打开。不同时间电子天平的读数如下表所示(不考虑H2O逸出)。
反应时间/min 0 1 2 3 4 5
装置总质量/g 540.00 538.78 535.64 533.60 533.60 533.60
请根据要求回答下列问题：
(1)生成氧气的质量为 g。
(2)根据生成氧气的质量计算参加反应过氧化氢的质量。(根据化学方程式列式计算)
【答案】(1)6.4
(2)13.6g
解：设参加反应过氧化氢质量为x。
答：过氧化氢质量为13.6g。
【详解】（1）根据质量守恒总质量减少为氧气质量：，故填：6.4g。
（2）见答案。
【变式4-2】过氧化钙（化学式为 CaO2）能杀菌消毒，且能与水反应产生氧气【反应的化学方程式为 】。某学习小组为了测定不纯过氧化钙样品（所含杂质不溶于水也不 与水反应）中过氧化钙的质量分数，称取 10.0g 样品于烧杯中，向其中加入足量的水，在实验过程中用 电子天平测得的数据记录如下表：
时间（t）/min 0 t1 t2 t3
烧杯内物质的总质量/g 150.0 149.2 148.4 148.4
(1)完全反应后生成氧气的质量是 。
(2)求该样品中所含过氧化钙的质量分数（写出计算过程）；
(3)往上述过氧化钙样品中逐渐加入水至过量，在图中画出产生氧气的曲线图。
【答案】(1)1.6g/1.6克；
(2)设过氧化钙的质量为x，消耗水的质量为y，
过氧化钙的质量分数为：
(3)
【分析】根据表格可知，当t2到t3结束，烧杯内物质总质量不变，说明反应已经不再发生，烧杯内物质质量的减少量就是氧气的质量。
【详解】（1）氧气的质量是：150g-148.4g=1.6g；
（2）见答案；
（3）加入水后，过氧化钙和水反应，因此氧气的质量逐渐增大，恰好完全反应后消耗1.8g水，生成氧气的质量为1.6g，当反应停止后，再加入水，氧气的质量不变。
如图所示:
【点睛】难度不大，结合方程式进行计算。
基础达标
1．某兴趣小组用加热高锰酸钾制取氧气，实验过程中生成氧气的质量随时间变化如图所示。
(1)反应结束后产生氧气的质量是 g。
(2)计算被分解的高锰酸钾质量(写出计算过程)。
【答案】(1)9.6
(2)设被分解的高锰酸钾质量的质量为x，
x=94.8g，
答：被分解的高锰酸钾质量的质量为94.8g。
【详解】（1）据图可知，反应结束后产生氧气的质量是9.6g；
（2）见答案。
2．为测定实验室中某过氧化氢溶液中过氧化氢的质量，小明取125.0g过氧化氢溶液放入锥形瓶中，然后进行如图1所示的实验，有关质量变化如图2。
(1)生成氧气的质量为 。
(2)求此过氧化氢溶液中过氧化氢的质量 。
【答案】(1)3.2g
(2)解：设反应消耗的过氧化氢质量为x。
答：此过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为6.8g。
【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，根据质量守恒定律可知，化学反应前后物质的总质量不变，由于氧气是气体会逸散到空气中，所以反应后装置及其物质总质量减少，减少的质量即为生成氧气的质量，由图可知，装置及其物质总质量减少到一定值不再变化，说明过氧化氢完全分解，则生成氧气的质量为425.0g-421.8g=3.2g；
（2）见答案。
3．广泛应用于火箭、导弹等制造业的金属镁，主要是电解MgCl2制取的。电解熔融状态MgCl2的化学方程式：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(1)MgCl2中镁元素的质量分数为 (精确到0.1%)。
(2)若电解190g的MgCl2，理论上可以得到镁的质量是多少？(写出计算过程)
【答案】(1)25.3%
(2)设电解190g的MgCl2，理论上可以得到镁的质量是x。
x=48g
答：若电解190g的MgCl2，理论上可以得到镁的质量是48g。
【详解】（1）MgCl2中镁元素的质量分数为.
（2）根据MgCl2的质量计算，见答案。
4．农业上常用一定浓度的硫酸铜溶液配制波尔多液作为杀菌剂。实验室现有150g某硫酸铜溶液样品(不含杂质)，同学们想测定其中硫酸铜的质量。将该样品平均分成三份，分别加入相同浓度的不同质量的氢氧化钠(NaOH)溶液。充分反应后将沉淀过滤，干燥后称量，记录数据如下。已知：。
实验 1 2 3
样品质量/g 50 50 50
NaOH溶液质量/g 20 40 60
沉淀质量/g 2.45 4.9 4.9
计算：该150g硫酸铜溶液样品中含有硫酸铜的质量 。
【答案】解：设50g样品中硫酸铜的质量为x

样品中硫酸铜的质量
答：该150g硫酸铜溶液样品中含有硫酸铜的质量24g。
【详解】根据实验数据分析，实验2和3中沉淀质量相同，说明实验二中氢氧化钠和硫酸铜完全反应，计算过程详见答案。
5．“蛟龙号”是我国研制出的大深度载人潜水器，为保证载人潜水器长时间潜水，需要在潜水器里配备供氧装置，利用过氧化物供氧是一种常见的供氧技术。过氧化钠（）作供氧剂的化学方程式为。若用上述方法制取16g氧气，至少需要的质量为多少？（写出计算过程）
【答案】解：设若用上述方法制取16g氧气，至少需要的质量为x

x=78g
答：若用上述方法制取16g氧气，至少需要的质量为78g。
【详解】见答案。
6．DeepSeeK方兴未艾，人工智能向“芯”而兴。三氟化氮(NF3)是优良的等离子蚀刻气体，用NF3蚀刻硅芯片的反应为。
(1)NF3中氮元素、氟元素的质量比为 。
(2)若蚀刻21g的硅，至少需要NF3的质量是多少？
【答案】(1)14:57
(2)解：设若蚀刻21g的硅，至少需要NF3的质量是x
x=71g
答：若蚀刻21g的硅，至少需要NF3的质量是71g
【详解】（1）NF3中氮元素、氟元素的质量比为：；
（2）见答案。
7．海洋是一个巨大的宝库，我们可从海水中提取镁，其中一步反应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。现有海水样品(主要含NaCl、MgCl2，其他成分不参与反应)100g，加入500g澄清石灰水恰好完全反应，过滤后得到滤液599.42g。
请完成下列分析及计算：
(1)生成Mg(OH)2的质量为 g。
(2)计算海水样品中MgCl2的质量分数 。
【答案】(1)0.58
(2)解：设海水样品中MgCl2的质量为x
海水样品中MgCl2的质量分数为：
答：海水样品中MgCl2的质量分数为0.95%。
【详解】（1）根据质量守恒定律，生成氢氧化镁沉淀的质量为：100g+500g-599.42g=0.58g；
（2）见答案。
8．为了测定混有杂质的石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取20g样品高温加热（杂质不反应），剩余固体的质量与加热时间的关系如表所示：
加热时间/min t0 t1 t2 t3 t4 t5
剩余固体质量/g 20 20 17.8 15.6 13.4 13.4
(1)反应后产生二氧化碳的质量m= g。
(2)小组同学的计算过程如下。填写①、②处空白。
解：设20g样品中碳酸钙的质量为x。
列比例式 ①
求解x=15g
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为② 。（列式并计算结果）
【答案】(1)6.6
(2)
【详解】（1）由表格数据可知，t4后剩余固体的质量保持不变，说明碳酸钙已反应完全，根据质量守恒定律，产生二氧化碳的质量为20g-13.4g=6.6g，故填：6.6；
（2）解：设20g样品中碳酸钙的质量为x。
列比例式
求解x=15g
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为；
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%。
故填：；。
综合应用
9．实验室有一瓶含杂质的高锰酸钾，兴趣小组同学取该试剂5g放入试管中加热(杂质不参加反应)，在不同时期测定试管内剩余固体的质量，实验数据记录如下表，请完成下列分析及计算：
加热时间/min t0 t1 t2 t3 t4 t5
剩余固体质量/g 5 5 4.87 4.76 4.68 4.68
(1)完全反应后，生成氧气的质量为 g。
(2)计算试剂中高锰酸钾的质量分数 。(写出计算过程)
【答案】(1)0.32
(2)
解：设样品中高锰酸钾的质量为x，m(O2) = 5g - 4.68g=0.32g。
计算高锰酸钾的质量分数：
答：高锰酸钾的质量分数为63.2%。
【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变。反应前固体的质量为5g，完全反应后剩余固体质量为4.68g，则生成氧气的质量等于反应前固体质量减去反应后固体质量，即m(O2) = 5g - 4.68g=0.32g。
故本问答案为：0.32。
（2）见答案。
10．化学兴趣小组的同学为测定实验室里一瓶过氧化氢溶液（共34g）中过氧化氢的质量，进行了相关实验，实验数据记录如下：
请回答：
(1)生成氧气的质量为 g。
(2)该瓶过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为多少？
【答案】(1)0.8
(2)解：设该瓶过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x。
答：该瓶过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为1.7g。
【详解】（1）根据质量守恒定律可得，反应前物质的总质量=反应后物质的总质量，即，，即生成氧气的质量为0.8g。
（2）详解见答案。
11．在地球上二氧化碳的含量比煤、石油和天然气的总和还多出数倍。在一定条件下以二氧化碳和氨气合成尿素是固定和利用二氧化碳的成功范例，反应原理为CO2＋2NH3CO(NH2)2＋X。
(1)X的化学式为 。
(2)按上述方法生产120万吨尿素，最多可固定二氧化碳多少万吨？(写出计算过程)
【答案】(1) H2O
(2)解：设最多可固定二氧化碳的质量为x
x=88万吨
答：按上述方法生产120万吨尿素，最多可固定二氧化碳的质量为88万吨。
【详解】（1）反应前有一个C、2O 、2N、6H，反应后（X除外）有C、O 、2N、4H，根据化学反应前后各种原子个数相等，则生成物中还应含1个O、2个H，则X的化学式为H2O。
（2）见答案。
拓展培优
12．纳米铝粉作为火箭固体推进剂具有广阔的应用前景。一种纳米铝粉的制备与应用的过程如图所示。
(1)中铝、氧元素的质量比为 (填最简整数比)。
(2)反应1的化学方程式为，则的化学式为 。
(3)反应2在480℃以上时，发生的主要反应为。该反应中，若有发生反应，计算生成的质量是多少。(写出计算过程)
(4)纳米铝粉在储存过程中会与氧气反应生成，从而导致推进剂失效。若纳米铝粉中约有质量分数为的纳米铝粉被氧化，则此时的固体粉末中铝元素的质量分数为 (结果精确至0.1%)，保存纳米铝粉的方法是 。
【答案】(1)
(2)LiCl
(3)解：设生成H2的质量是x
答：生成H2的质量是3kg。
(4) 92.6% 密封保存
【详解】（1）Al2O3中铝、氧元素质量比为。
（2）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应前Al、Cl、Li、H原子个数分别为4、3、3、12，反应后除3X外Al、Cl、Li、H原子个数分别为4、0、0、12，所以3X中含有3个Li原子和3个Cl原子，X中含有1个Li原子和1个Cl原子，X的化学式为LiCl。
（3）见答案。
（4）纳米铝粉与氧气反应生成Al2O3，化学方程式为。设纳米铝粉的质量为100g，其中9%的纳米铝粉被氧化，设生成Al2O3的质量为y，则
y=17g
则此时的固体粉末中铝元素的质量分数为
因为纳米铝粉易被氧化，所以保存方法是密封（或隔绝氧气，合理即可）。
13．星城化学兴趣小组为了测定某种珍珠粉中碳酸钙的含量，称取22.2g研碎的珍珠粉，连续进行四次高温煅烧(杂质不参加反应)、冷却、称量，结果如下：
操作次数 第1次 第2次 第3次 第4次
剩余固体质量(g) 17 15.8 13.4 13.4
试计算：(化学方程式：)
(1)二氧化碳中碳元素和氧元素的质量比为 。(写出最简整数比)
(2)求该珍珠粉中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程，计算结果精确到0.1%)
【答案】(1)3:8
(2)根据质量守恒定律，二氧化碳质量=22.2g-13.4g=8.8g
解：设该珍珠粉中碳酸钙的质量为x
，
该珍珠粉中碳酸钙的质量分数=
答：该珍珠粉中碳酸钙的质量分数为90.1%。
【详解】（1）二氧化碳中碳元素和氧元素的质量比=12:(16×2)=3:8；
（2）见答案。
14．课外实践小组同学去锅炉厂参观时，工人师傅告诉他们锅炉要定期除去内壁的水垢(其成分为氢氧化镁和碳酸钙)，为了探究锅炉的水垢中各成分的含量，同学们现取10.9g水垢样品带回实验室进行充分加热，加热过程中剩余固体的质量随加热时间的变化关系如图所示。
已知：①氢氧化镁受热易分解，反应的化学方程式为；
②碳酸钙在高温条件下分解，反应的化学方程式为。
(1)图中 (填“ab”“bc”“cd”或“de”)段表示碳酸钙分解。
(2)计算水垢样品中碳酸钙的质量分数(结果精确到0.1%)。
(3)计算图中m的数值。
【答案】(1)cd
(2)解：氢氧化镁受热分解时固体减少的质量为生成水的质量，由图示可知生成水的质量为，设水垢样品中氢氧化镁的质量为x

则水垢样品中碳酸钙的质量分数为
答：水垢样品中碳酸钙的质量分数约为73.4%。
(3)解：碳酸钙高温分解时固体减少的质量为生成二氧化碳的质量，且由（2）可知参加反应的碳酸钙的质量为，设高温分解样品生成二氧化碳的质量为y

则图中m的数值为
答：图中m的数值为6.48。
【详解】（1）根据题意，氢氧化镁在加热条件下分解，而碳酸钙在高温条件下分解，因此对水垢样品加热时，氢氧化镁先分解，碳酸钙后分解，从而可判断ab段表示氢氧化镁在加热条件下分解，而cd段表示碳酸钙在高温条件下分解；故填cd；
（2）根据氢氧化镁受热分解时固体减少的质量为生成水的质量，由图示可知生成水的质量为，根据水的质量计算。见答案；
（3）碳酸钙高温分解时固体减少的质量为生成二氧化碳的质量，且由（2）可知参加反应的碳酸钙的质量为，根据碳酸钙的质量计算。见答案；
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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