资源简介

《计算题》
考点分析
考点一：有关纯净物质的计算
例1 纳米铝冰作为火箭固体推进剂具有广阔的应用前景。480℃以上时，发生的主要反应为2Al+3H2OAl2O3+3H2↑。该反应中，若有54kg Al发生反应计算参加反应的H2O的质量(写出计算过程及结果)。
【解题技巧】此类题直接根据反应物的质量求生成物的质量或根据生成物的质量求反应物的质量。解答这类题时，学生只要按照根据化学方程式计算的解题步骤和格式，明确已知量和未知量，列式计算即可。
【答案】解：设参加反应的 H2O 的质量为x。
2Al+3H2OAl2O3+3H2↑
54 54
54kg x
x=54kg
答：参加反应的水的质量为54kg。
【答案】解：设参加反应的CaCl2的质量为x。
【知识归纳】根据化学方程式的计算步骤：①根据题意设未知数：②正确写出化学方程式：③根据化学方程式找出已知量与未知量的质量关系：④列出比例式，并求出未知数；⑤简明地写出答案。
考点二：有关不纯物质（杂质不参加反应）的计算
例2 磁铁矿石(主要成分为Fe3O4)是常用的炼铁原料，工业上可通过如下反应：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2将其中的Fe3O4转化为Fe。
（1）Fe3O4中铁、氧的微观粒子数目之比为_____。
（2）假设炼铁过程中铁没有损耗，用含348吨Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少(写出计算过程)？
【解题技巧】化学方程式中所表示的反应物和生成物都是指纯净物，不纯的物质不能代入化学方程式中进行计算。解答化学反应中有气体生成的题目时，可根据反应前后给定物质的质量，利用质量守恒定律先计算出生成气体的质量，然后按照根据化学方程式计算的解题步骤和格式，利用气体的质量计算出未知量；解答化学反应中涉及不纯物质的题目时，把不纯物质的质量换算成纯净物的质量，然后才能代入化学方程式进行计算；如果计算反应物样品的纯度，先根据化学方程式计算出纯物质的质量，再计算出样品的纯度。
【答案】（1）3：4
（2）设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是x。
Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
232 168
348 t 96%x
x=262.5 t
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是262.5 t。
【知识归纳】(1)化学方程式计算中代入和求出的量必须是纯净物的质量(不包括未参加反应的物质的质量)。若是气体体积则需换算成质量；若为不纯物质，应先换算成纯净物的质量。
(2)进行含杂质物质的计算时，要看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是纯物质的质量分数，计算时一般都假定杂质不发生反应，换算后的纯物质的质量在代入化学方程式时要找准对应的位置。
考点三：有关溶液中溶质质量分数的计算
例3 航母舰体需要定期除锈维护，为实现对除锈废液(溶质主要成分为HCl、FeCl3，其他杂质忽略)的综合利用，需测定废液中 HCl的质量分数。取200g废液样品，依次加入100g溶质质量分数相同的 NaOH溶液，过滤，称重，相关数据如图。
回答下列问题：
(1)第③次过滤后，滤液中溶质的成分为_________(用化学式表示)。
(2)所用 NaOH溶液溶质的质量分数(写出计算过程)。
(3)废液样品中 HCl的质量分数为_________ (结果精确至0.1%)。
【解题技巧】解答有关溶液中溶质质量分数的计算的题目时，先根据题意写出有关反应的化学方程式，然后利用所给数据和化学方程式计算出溶液中溶质质量溶液质量，最后根据溶液中溶质的质量分数的计算公式计算出溶质的质量分数。
【答案】(1)NaCl、NaOH
(2)解：设100g NaOH溶液中的NaOH的质量为x。
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
120 107
x 21.4
120：107=x：21.4g
x=24g
所用 NaOH溶液溶质的质量分数为24g/100g×100%＝24%。
答：所用 NaOH溶液溶质的质量分数为24%。
(3)5.5%
【知识归纳】计算化学反应后所得溶液的质量有两种方法：①溶液组成法：即分别找出溶质的质量和溶剂的质量，然后求和；②质量守恒法：即反应后溶液的质量=反应前物质的质量总和－生成气体的质量－生成沉淀的质量－其他没有反应的不溶物的质量。
【备考训练】
1.碳酸镁和氢氧化镁的混合物10g，经测定混合物中镁元素的质量分数为36%，向其中加入100g溶质质量分数为14.7%的稀硫酸，恰好完全反应得到不饱和溶液，将溶液蒸干后得到的固体质量为( )
A.12g B.18g C.24g D.36g
2.某化学检验员在分析醋酸（CH3COOH）溶液中溶质的含量时，测得溶液中氢元素的质量分数为10%，则该醋酸溶液中醋酸的质量分数是( )
A.75% B.25% C.18.5% D.9.8%
3.小敏向100g溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液中，加入110gCaCl2溶液恰好完全反应，理论上所得溶液的溶质质量分数为( )
A.5.85% B.4.76% C.5.54% D.11.7%
4.为确定某镁铁合金的成分，取m g镁铁合金样品，加入150g稀盐酸，合金完全溶解，测得产生氢气0.2g；向反应后的溶液中逐渐加入溶质质量分数为12%的NaOH溶液至刚好完全沉淀；然后过滤，得Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀共n g，并将滤液蒸发结晶，得固体17.55g。下列分析错误的是( )
A.n-m=3.4g B.稀盐酸的溶质质量分数为7.3%
C.共消耗NaOH溶液100g D.该合金中Mg的质量分数为30%
5.钙是人体必需的常量元素，人体缺钙时可适当使用补钙剂。碳酸钙（CaCO3）、乳酸钙（C6H10O6Ca）是补钙剂中常用的含钙物质。
(1)乳酸钙中氢原子和氧原子的个数比为_________（填最简整数比，下同），碳元素和钙元素的质量比为_________。
(2)碳酸钙中钙元素的质量分数为_________；从元素质量分数的角度推断，用_________（填物质名称）做补钙剂中的含钙物质更好。
6.氢氧化铝可用于缓解胃酸过多引起的胃痛、反酸。为测定某药品中氢氧化铝的质量分数，取10 g该药品于烧杯中，加入10%的稀盐酸，当二者恰好完全反应时，消耗稀盐酸的质量为65.7 g。请计算：
(1)消耗的稀盐酸中溶质质量为_________ g。
(2)该药品中氢氧化铝的质量分数。
7.某氯化钠溶液中含有氯化镁(MgCl2)，学习小组为测定其中氯化镁的质量分数，在50.0 g该溶液中加入50.0 g氢氧化钠溶液恰好完全反应，经测定生成沉淀的质量为2.9 g。请回答下列问题：
(1)反应后溶液的质量为_________g。
(2)求原氯化钠溶液中氯化镁的质量分数(写出计算过程)。
8.小华同学用图1装置制取氧气，实验过程中称量反应前后固体的质量，相关数据如图2所示。实验结束后，欲测定反应后混合物中二氧化锰的质量分数，并回收利用二氧化锰。请计算：
(1)实验中共制得氧气的质量为_________g。
(2)反应后固体混合物中二氧化锰的质量分数。
9.学习小组的同学通过如图示实验测定一瓶失去标签的稀硫酸中溶质的质量分数。
请完成下列分析与计算：
(1)反应中用去稀硫酸的质量为_________g。
(2)计算稀硫酸中溶质的质量分数。
拓展设问
(3)反应后硫酸钠的溶质质量分数。
10.向编号为①～③的均盛有100 g稀盐酸(溶质质量分数相同)的烧杯中，分别加入不同质量的赤铁矿粉末，充分反应后过滤、干燥并称量剩余固体的质量，实验数据见下表。请计算：
烧杯编号 ① ② ③
加入赤铁矿粉末的质量/g 4.0 8.0 12.0
剩余固体的质量/g 0.8 1.6 5.6
(1)烧杯②中的赤铁矿所含氧化铁的质量为_________。
(2)实验所用稀盐酸中溶质的质量分数。
11.草木灰主要成分为碳酸钾，某实验小组取10 g草木灰研细后置于烧杯中，将100 g稀盐酸分四次加入，充分反应，测得数据如下表所示，试计算：
次数 累计加入盐酸的质量/g 烧杯内物质总质量/g
一 25 34.12
二 50 58.24
三 75 82.36
四 100 107.36
(1)最终产生二氧化碳的质量为_________g。
(2)所用稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
12.某化学兴趣小组同学在实验室称取7 g某铝样品(杂质不溶于水、也不与酸反应)放入烧杯中，逐滴加入200 g一定溶质质量分数的稀硫酸，烧杯中固体的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。请回答下列问题：
(1)参加反应的纯铝的质量为_________g。
(2)该稀硫酸的溶质质量分数。
13.学校化学兴趣小组的同学，向一定质量的氢氧化钠和碳酸钠的固体混合物中，滴入某稀硫酸，产生气体质量与滴入稀硫酸的质量关系如图所示。请计算：
(1)产生二氧化碳的质量为_________。
(2)求所用稀硫酸的溶质质量分数。
14.兴趣小组的同学借助pH传感器测定某氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。如图1所示，向氢氧化钠溶液滴入稀盐酸并用玻璃棒不断搅拌，实验过程及溶液pH的变化曲线如图2所示。请计算：
(1)恰好反应完时，所消耗的稀盐酸质量为_________。
(2)计算该氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
15.我国化学家侯德榜发明了以石灰石、食盐及氨等为原料的联合制碱法。小苏打(NaHCO3)是其产品之一。化学兴趣小组为探究某品牌小苏打样品(含NaCl杂质)中碳酸氢钠的含量设计了如图所示的实验。反应过程中锥形瓶中溶液质量的变化如下表所示。(忽略CO2在水中的溶解)
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稀盐酸质量/g 20 40 60 100
锥形瓶中溶液质量/g 226.6 244.4 262.2 300
(1)当加入20 g稀盐酸时，产生二氧化碳的质量是_________g。
(2)计算19.1 g小苏打样品中NaHCO3的质量(写出计算过程)。
(3)当锥形瓶内样品溶液中的碳酸氢钠与加入的稀盐酸恰好完全反应时，锥形瓶中溶液的溶质质量分数是_________。
参考答案
1.B【解析】碳酸镁和硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳，氢氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水，恰好完全反应所得的不饱和溶液的溶质为硫酸镁，蒸干后得到的固体为硫酸镁。根据质量守恒定律，反应前后元素的质量不变，硫酸镁中的镁元素的质量与原混合物中镁元素的质量相同，则将溶液蒸干后得到的固体质量为。
2.B【解析】设醋酸的水溶液中水的质量为x，醋酸的质量为y。
则水中氢元素的质量为；
醋酸中氢元素的质量为
由溶液中氢元素的质量分数为10%，则有，解得，x=3y，则该溶液中溶质的质量分数为。
3.A【解析】碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，设恰好完全反应时所得氯化钠质量为x，碳酸钙质量为y。
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
106 100 117
100g×10.6% y x
x=11.7g
y=10g
恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数=。
4.D【解析】由题意可知，氯化钠的质量为17.55g，由关系式HCl~NaOH~NaCl可知，HCl的质量为，NaOH的质量为，由关系式2HCl~H2可知，与镁铁合金反应的HCl的质量为。与氢氧化钠反应的HCl质量为10.95g-7.3g =3.65g，由关系式HCl~ NaOH可知，剩余HCl消耗氢氧化钠的质量为，与氯化镁、氯化亚铁反应的氢氧化钠质量为12g-4g = 8g，Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀中氢氧根的质量就是8g氢氧化钠中氢氧根的质量，则Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀中氢氧根的质量为，n-m的质量就是Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀中氢氧根的质量，即n-m=3.4，A正确。稀盐酸的溶质质量分数为，B正确。消耗NaOH溶液的质量为，C正确。当镁的质量为1.2g，铁的质量为2.8g时，Mg的质量分数为30%，根据已知条件无法计算出镁、铁的具体质量，只能说合金中Mg的质量分数可能为30%，则该合金中Mg的质量分数为30%的分析错误，D错误。
5.(1)5：3 9：5 (2)40% 碳酸钙
6.(1)6.57
(2)解：设参加反应的氢氧化铝的质量为x
3HCl＋Al(OH)3=== AlCl3＋3H2O
109.5 　78
6.57 g 　x
＝　x＝4.68 g
该药品中氢氧化铝的质量分数为×100%＝46.8%
答：该药品中氢氧化铝的质量分数为46.8%。
7.(1)97.1
(2)解：设原氯化钠溶液中氯化镁质量为x
MgCl2＋2NaOH=== Mg(OH)2↓＋2NaCl
95 58
x 2.9 g
＝　x＝4.75 g
则原氯化钠溶液中氯化镁质量分数为×100%＝9.5%
答：原氯化钠溶液中氯化镁的质量分数为9.5%。
8. (1)1.6
(2)解：设反应生成二氧化锰的质量为x
2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
　　 87 32
　　 　x 1.6 g
＝　x＝4.35 g
反应后固体混合物中二氧化锰的质量分数为 ×100%＝25%
答：反应后固体混合物中二氧化锰的质量分数是25%。
9.(1)20
(2)解：参加反应的氢氧化钠质量为20 g×20%＝4 g，设参加反应的稀硫酸中溶质质量为x
H2SO4＋2NaOH=== Na2SO4＋2H2O
98 80
x 4 g
＝　x＝4.9 g
稀硫酸中溶质的质量分数为×100%＝24.5%
答：稀硫酸中溶质的质量分数为24.5%。
(3)解：设反应生成硫酸钠的质量为y
H2SO4＋2NaOH=== Na2SO4＋H2O
80 142
4 g y
＝　y＝7.1 g
反应后硫酸钠的溶质质量分数为×100%＝17.75%
答：反应后硫酸钠的溶质质量分数为17.75%。
10.(1)6.4 g
(2)解：设100 g稀盐酸中所含溶质的质量为x
Fe2O3＋6HCl=== 2FeCl3＋3H2O
160 219
6.4 g x
＝　 x＝8.76 g
实验所用稀盐酸中溶质的质量分数为×100%＝8.76%
答：实验所用稀盐酸中溶质的质量分数为8.76%。
11.(1)2.64
(2)解：25 g稀盐酸完全反应后生成CO2的质量为10 g＋25 g－34.12 g＝0.88 g，设25 g稀盐酸中溶质的质量为x
K2CO3＋2HCl=== 2KCl＋CO2↑＋H2O
73 44
x 0.88 g
＝　x＝1.46 g
所用稀盐酸的溶质质量分数为×100%＝5.84%
答：所用稀盐酸的溶质质量分数为5.84%。
12.(1)5.4
(2)解：设参加反应的稀硫酸中溶质质量为x
2Al　＋　3H2SO4=== Al2(SO4)3＋3H2↑
54 294
5.4 g x
＝　x＝29.4 g
该稀硫酸的溶质质量分数为×100%＝19.6%
答：该稀硫酸的溶质质量分数为19.6%。
13.(1)2.2 g
(2)解：设参加反应的硫酸的质量为x
Na2CO3＋H2SO4=== Na2SO4＋CO2↑＋H2O
98 44
x 2.2 g
＝　x＝4.9 g
稀硫酸的溶质质量分数为×100%＝9.8%
答：稀硫酸的溶质质量分数为9.8%。
14. (1)10 g
(2)解：设20 g氢氧化钠溶液中溶质质量为x
NaOH＋HCl=== NaCl＋H2O
40 36.5
x 10 g×3.65%
＝　x＝0.4 g
该氢氧化钠溶液的溶质质量分数为×100%＝2%
答：该氢氧化钠溶液的溶质质量分数为2%。
15.(1)2.2
(2)解：反应生成二氧化碳总质量为：19.1 g＋189.7 g＋100 g－300 g＝8.8 g
设参加反应的碳酸氢钠质量为x
NaHCO3＋HCl=== NaCl＋H2O＋CO2↑
84 44
x 8.8 g
＝　x＝16.8 g
答：19.1 g小苏打样品中碳酸氢钠的质量为16.8 g。
(3)5%

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