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第一章化学计算问题期末复习（一）
1．随着国产电动汽车的兴起，锂资源的需求旺盛。“盐湖提锂”是获取锂资源的重要途径，该工艺包含吸附法、膜分离法、萃取法等多种技术路线。扎布耶茶卡是中国第一大盐湖，碳酸锂（化学式为Li2CO3）储量约185万吨。请计算：
（1）碳酸锂中锂元素、碳元素和氧元素的质量比为　 　 （填最简整数比）。
（2）若生产一辆电动汽车需要锂7kg，理论上扎布耶茶卡中的碳酸锂可供生产多少辆电动汽车？（写出计算过程）
2．我国即将全面推行“国七”排放标准，进一步严格控制机动车尾气污染。汽车尾气中含有CO、NO等有害物质，安装催化转化器可使其发生反应，转化为无毒的氮气和二氧化碳。反应的微观示意图如图：
（1）请在反应后的空白方框内补画相应的粒子模型。
（2）该反应中，发生改变的粒子是　 　 （填“分子”或“原子”）。
（3）若某汽车尾气中含有28g的一氧化碳，在催化转化器中充分反应，理论上能生成多少克二氧化碳？
3．光伏是太阳能光伏发电系统的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。太阳能光伏发电最关键的材料是高纯硅，如图是生产流程：
（1）从质量守恒角度说明X物质中一定含有的元素是　 　 。
（2）为节约资源，上述流程中纯净物A可以循环使用，A的化学式为　 　 。
（3）若不计损耗，将100吨含SiO2的质量分数为90%的石英石矿完全转化为粗硅，至少需要焦炭多少千克？（SiO2+2CSi+2CO↑，写出计算过程）
4．小亮在自家养鸡场捡到一个与平常不一样的“薄壳蛋”，取蛋壳清洗并干燥后，称得其质量为4g，放入烧杯中，向烧杯中加入100g过量的稀盐酸充分反应，最后烧杯中剩余物的质量为102.68g。（已知蛋壳中主要成分为碳酸钙，假设蛋壳中其他成分不与稀盐酸反应）
（1）计算该“薄壳蛋”蛋壳中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）
（2）下列情况会导致蛋壳中碳酸钙质量分数测量值偏小的是　 　 （填所有符合题意的序号）。
A．蛋壳上滴加的稀盐酸过量
B．反应结束后，二氧化碳未完全逸出
C．蛋壳碎片太大未反应完
D．二氧化碳逸出时带出部分水蒸气
5．某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数，取来了一些石灰石矿石，准确称取样品10g放于烧杯中（杂质既不溶于水，也不与稀盐酸反应，也不分解），向其中加入足量的稀盐酸，根据实验测得的数据绘制如图。回答：
（1）10g样品可以产生二氧化碳　 　 克。
（2）该样品中碳酸钙的质量分数是多少。
6．某品牌钙片的部分信息：①钙片主要成分为碳酸钙；②每片钙片的质量为1g。某科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验：把100g稀盐酸分成五等份，分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中，充分反应（钙片中其他成分不溶于水且不与盐酸反应）。得到的实验数据见如表。
实验次数 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的质量/g 20 20 20 20 20
剩余固体的质量/g 8.0 6.0 4.0 2.2 2.2
回答下列问题：
（1）10片钙片中所含碳酸钙的总质量为 　 　 g；
（2）计算该实验中所用稀盐酸的溶质质量分数（写出计算过程）。
7．某化学兴趣小组为了测定某鸡蛋壳中碳酸钙（CaCO3）的质量，进行了如下实验：取25.0g洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中，向烧杯中滴加稀盐酸，反应的化学方程式为（CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，鸡蛋壳中的其他成分不与盐酸反应），实验测得烧杯中剩余物质的质量与加入盐酸的质量之间的关系如图所示。
（1）产生CO2的总质量为　 　 g。
（2）求鸡蛋壳中碳酸钙的质量（写出计算过程）。
8．自发现加热硝石可以产生氧气以来，科学家进行了100多年的探索，发现了氯酸钾（KClO3）与二氧化锰（MnO2）混合加热这一经典制氧气法，历程如下。
（1）根据质量守恒定律可以推知，硝石中一定含有的元素为　 　 。
（2）1832年，发现中KClO3与MnO2混合加热制氧气法，反应前后MnO2的质量不变，但比单独加热KClO3产生氧气的速率大，其中MnO2起的作用是　 　 （填“催化作用”或“作为反应物”）。
（3）加热17g二氧化锰和氯酸钾的固体混合物制取氧气时，剩余固体物质的质量变化如图所示。则生成氧气的质量为　 　 g，通过计算求出原混合物中氯酸钾的质量。
（KClO3与MnO2混合加热制氧气的化学方程式：2KClO32KCl+3O2↑）
9．某兴趣小组按如图所示流程制取氧气，并回收提纯氯化钾（溶于水）和二氧化锰（不溶于水）。回答下列问题：
（1）2KClO32KCl+3O2↑，该方法制取氧气的化学方程式属于　 　 （“化合”或“分解”）反应。
（2）经计算理论上可制得氧气的质量是多少g？
（3）固体2的成分是　 　 ，质量　 　 g。
（4）在回收提纯的过程中需要控制水的用量，原因有　 　 （填标号）。
A.保证所得溶液无色透明
B.保证固体1可溶物全部溶解
C.节约能源
10．某实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制取氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系。
（1）与M点相比，P点固体中锰元素的质量分数更　 　 （填“大”、“小”）。
（2）排水法收集气体时不能在M点对应时刻就开始收集气体，结合实验原理分析原因是　 　 。
（3）若实验取用的高锰酸钾质量为31.6g，N点测得试管中固体质量减少了0.8g，求参加反应的高锰酸钾的质量。
第一章化学计算问题期末复习（一）
参考答案与试题解析
一．解答题（共10小题）
1．【分析】（1）根据元素的质量比＝相对原子质量×原子个数之比来分析；
（2）根据题中数据结合元素质量分数的计算来分析。
【解答】解：（1）碳酸锂（Li2CO3）中锂元素、碳元素和氧元素的质量比为（7×2）：12：（16×3）＝7：6：24。
（2）已知扎布耶湖碳酸锂储量185万吨，即1.85×109kg，其中锂元素的质量为：1.85×109kg100%＝3.5×108kg，已知生产一辆电动汽车需要锂7kg，则理论上可供生产电动汽车的数量为（3.5×108kg）÷7kg＝5×107辆。
故答案为：
（1）7：6：24；
（2）5×107辆。
2．【分析】一定条件下，一氧化氮和一氧化碳反应生成二氧化碳和氮气，反应的化学方程式是2NO+2CO2CO2+N2。
【解答】解：（1）空白方框内应该是1个氮分子，可以表示为。
故答案为：。
（2）该反应中，发生改变的粒子是分子。
故答案为：分子。
（3）设生成二氧化碳的质量为x。
2NO+2CO2CO2+N2
56 88
28g x
x＝44g
答：理论上能生成44g二氧化碳。
3．【分析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变来分析解答；
（2）根据质量守恒定律来分析解答；
（3）根据二氧化硅的质量和方程式来分析解答。
【解答】解：（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。反应物为粗硅（Si）和HCl，含有Si、H、Cl三种元素，生成物除X外还有H2，因此X中一定含有Si、Cl；
（2）X（硅的氯化物）和H2反应生成高纯硅和HCl，HCl可以作为第二步反应的反应物再次利用，可循环使用的A是HCl；
（3）100吨石英砂中SiO2的质量为100t×90%＝90t，
设至少需要焦炭的质量为x
SiO2+2CSi+2CO↑
60 24
90t x
x＝36t＝36000kg
答：至少需要焦炭36000kg。
4．【分析】（1）根据质量守恒定律计算二氧化碳的质量，结合化学方程式为进行计算；
（2）A、根据过量盐酸能保证碳酸钙完全反应分析；
B、根据反应结束后，二氧化碳未完全逸出分析；
C、根据蛋壳碎片太大未反应完，实际参与反应的碳酸钙偏少分析；
D、根据二氧化碳逸出时带出部分水蒸气，测得的质量差偏大分析。
【解答】解：（1）二氧化碳的质量：4g+100g 102.68g＝1.32g。
设蛋壳中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 1.32g
x＝3g
质量分数。
答：该“薄壳蛋”蛋壳中碳酸钙的质量分数为75%。
（2）A、过量盐酸能保证碳酸钙完全反应，不影响测量值。不符合题意。
B、反应结束后，二氧化碳未完全逸出，测得的CO2质量偏小，计算出的碳酸钙质量偏小，质量分数偏小，符合题意。
C、蛋壳碎片太大未反应完，实际参与反应的碳酸钙偏少，生成 CO2偏少，计算出的碳酸钙质量偏小，质量分数偏小，符合题意。
D、二氧化碳逸出时带出部分水蒸气，测得的质量差偏大，计算出的碳酸钙质量偏大，质量分数偏大。不符合题意。
故答案为：（1）75%；
（2）BC。
5．【分析】（1）图中曲线不再上升，并保持水平时对应的纵坐标数值即为产生二氧化碳的质量。
（2）由二氧化碳和样品质量根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式可以计算出样品中碳酸钙的质量分数。
【解答】解：（1）由图中曲线可知：曲线不再上升并保持水平时，对应的纵坐标数值为3.3g，这个数值即为产生二氧化碳的质量。故答案为：3.3
（2）设样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 3.3g
x＝7.5g
该样品中碳酸钙的质量分数为：100%═75%
答：样品中碳酸钙的质量分数为75%
6．【分析】（1）根据钙片中其他成分不溶于水且不与盐酸反应，则减少的质量即为碳酸钙的质量来分析；
（2）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，结合反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解：（1）10片钙片中所含碳酸钙的总质量为：10g﹣2.2g＝7.8g。
（2）由表中数据可知，20g稀盐酸完全反应，反应掉的碳酸钙质量为2.0g，
设该实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为x，
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，
100 73
2.0g 20gx
x＝7.3%
答：该实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
故答案为：
（1）7.8；
（2）7.3%。
7．【分析】（1）根据质量守恒定律可知反应前后减少的质量就是生成二氧化碳的质量进行解答；
（2）根据二氧化碳的质量求出鸡蛋壳中碳酸钙的质量进行解答。
【解答】解：（1）根据质量守恒定律可知反应前后减少的质量就是生成二氧化碳的质量，产生CO2的总质量为25.0g+150g﹣165.1g＝9.9g；
（2）设鸡蛋壳中碳酸钙的质量是x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
x 9.9g
x＝22.5g
答：鸡蛋壳中碳酸钙的质量为22.5g。
故答案为：（1）9.9；
（2）22.5g。
8．【分析】（1）明确质量守恒定律中元素种类守恒这一关键要点，从生成物氧气的元素组成反推反应物硝石的元素组成。
（2）紧扣催化剂的概念，通过对比单独加热KClO3和KClO3与MnO2混合加热产生氧气速率的不同，以及MnO2自身在反应前后的变化情况来判断其作用。
（3）先根据质量守恒定律求出氧气质量，再利用化学方程式中物质间的质量比进行计算。
【解答】解：（1）氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，所以硝石中一定含有的元素为氧元素；故答案为：氧元素。
（2）在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，催化剂所起的作用叫做催化作用，因为反应前后MnO2的质量不变，且能加快氯酸钾分解产生氧气的速率，所以MnO2起催化作用；故答案为：催化作用。
（3）根据质量守恒定律，反应前后固体物质的质量差就是生成氧气的质量，所以生成氧气的质量为17g﹣12.2g＝4.8g；
设原混合物中氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
x 4.8g
x＝12.25g
答：原混合物中氯酸钾的质量为12.25g；故答案为：4.8；12.25g。
9．【分析】（1）一种物质生成多种物质的反应是分解反应。
（2）根据化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。
（3）氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气，二氧化锰难溶于水；催化剂能够改变反应速率，反应前后质量和化学性质都不变。
（4）根据提供信息可以进行相关方面的判断。
【解答】解：（1）2KClO32KCl+3O2↑，一种物质生成两种物质，是分解反应。
故答案为：分解。
（2）设理论上可制得氧气的质量是x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
24.5g x
x＝9.6g
答：理论上可制得氧气的质量是9.6g。
（3）固体2的成分是二氧化锰（二氧化锰难溶于水），质量5g（二氧化锰是催化剂，催化剂在反应前后质量不变）。
故答案为：二氧化锰；5。
（4）在回收提纯的过程中需要控制水的用量，原因有保证固体1可溶物全部溶解、节约能源（水过多时，蒸发需要较多的能源）。
故答案为：BC。
10．【分析】（1）根据锰元素在反应前后都存在于固体中，而固体质量逐渐减少至不变来分析；
（2）根据M点反应还未开始，排出的是装置内的空气，此时收集会导致氧气不纯来分析；
（3）根据固体减少的质量即为生成氧气的质量，结合化学方程式的计算来分析。
【解答】解：（1）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，根据质量守恒定律可知，锰元素在反应前后都存在于固体中，而固体质量逐渐减少至不变，所以与M点相比，P点固体中锰元素的质量分数更大。
（2）排水法收集气体时不能在M点对应时刻就开始收集气体，原因是M点反应还未开始，排出的是装置内的空气，此时收集会导致氧气不纯。
（3）设参加反应的高锰酸钾的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
x 0.8g
x＝7.9g
答：参加反应的高锰酸钾的质量为7.9g。
故答案为：
（1）大；
（2）M点反应还未开始，排出的是装置内的空气，此时收集会导致氧气不纯；
（3）7.9g。
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