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第一章化学计算问题期末复习（一）
1．实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，这种方法操作简便，还环保无污染。某同学在实验中需要制取1.6g氧气，用于探究物质的性质：
（1）写出该反应的化学方程式：　 　 。
（2）理论上需要溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液多少克？（写出完整计算过程）
2．氯酸钾和二氧化锰的混合物18克置于干燥试管中，加热到质量不再减少为止，冷却后测得固体质量为13.2克。反应的方程式为：2KClO3O2KCl+3O2↑，请计算：
（1）制得氧气的质量为　 　 克。
（2）原混合物中氯酸钾的质量分数是多少？（结果保留0.1%）
3．实验室有一瓶含杂质的氯酸钾。某兴趣小组利用该药品和二氧化锰制取氧气（杂质既不参加反应，也不溶于水）。反应方程式为：2KClO32KCl+3O2↑，实验数据记录如图：
请回答下列问题：
（1）a＝　 　 。
（2）计算滤液中氯化钾溶质的质量分数（计算结果精确到0.01%）。
4．某化学小组为探究“硫在氧气中燃烧的质量关系”，进行如下实验：每次均取4g硫粉，分别与不同质量的氧气在密闭容器中点燃，实验数据记录如下：
实验序号 第一次 第二次
氧气的质量/g 3 4 6
二氧化硫的质量/g 6 8 8
（1）第一次实验中，参加反应的硫、氧气与生成的二氧化硫的质量比为　 　 。
（2）在这三次实验中，符合质量守恒定律的是　 　 。
（3）若该小组同学要进行第四次实验，如果要将48克硫粉完全反应，能生成二氧化硫多少克？（写出计算过程）
5．为了防止鱼虾缺氧而浮头，养殖人员常采用多种方法来增加水中的溶解氧。
①物理增氧：鱼塘常用喷水式曝气机，将细小水滴喷射出去，增大水与空气的接触面积，提高溶解氧含量。
②化学增氧：向鱼塘抛洒过氧化钙，反应原理是：2CaO2+2H2O═2Ca（OH）2+O2↑。
（1）若曝气机的喷水流量为每小时65m3，每小时从环形喷口出水的质量为　 　 吨。
（2）物理增氧的同时还能增强水中微生物的　 　 作用，从而加快有机物的分解。
（3）若曝气机已为鱼塘增氧0.8千克，相当于减少使用多少千克的过氧化钙？（请通过计算说明）
6．中国发射通信卫星的运载火箭使用燃料联氨（N2H4）和四氧化二氮（N2O4）作为推进剂。两者在燃烧室内剧烈燃烧，产生大量高温气体从尾部喷山，推动火箭上介。
（1）结合可燃物燃烧的条件，说明燃烧室中的温度有什么要求？　 　 。
（2）联氨与四氧化二氮反应的化学方程式为2N2H4+N2O44H2O+3X。请写出X的化学式　 　 。
（3）在一次火箭发射任务中，科学家需要精确注入96kg的联氨。请计算至少需要准备多少千克的四氧化二氮，才能保证96kg的联氨完全反应？
7．小科同学为了测定实验室中双氧水样品的浓度，设计了如图装置（气体可以从瓶塞的开口处逸出）。取20克该样品装入锥形瓶中，把1克二氧化锰包裹在有孔的塑料球中并固定在细铁杆上。实验时，可以通过细铁杆把二氧化锰浸入样品中使反应进行，也可以通过细铁杆把二氧化锰从样品中抽出使反应停止。t0时为反应前装置和药品的总质量。小科每过一段时间，暂停反应后称量装置和药品的总质量。记录如表：
反应时间 t0 t1 t2 t3 t4
装置和药品质量/g 71 70.4 69.8 69.4 69.4
（1）根据上表数据可知，在反应时间为　 　 后，双氧水已经完全反应。
（2）完全反应后，产生氧气的质量为　 　 克。
（3）根据化学反应方程式计算样品中双氧水的质量分数。
8．科学兴趣小组利用所学知识制作了制氧机，其使用说明如图：
结合说明书，回答下列问题：
（1）A仓中加入适量水的作用是：可以看出反应速度、　 　 。（写出一点即可）
（2）若要产生16L氧气，理论上B仓中第一步至少要产生过氧化氢多少克（氧气密度为1.4g/L）。
9．小科在实验室用过氧化氢溶液制取氧气并测量过氧化氢质量分数。他称量34g过氧化氢溶液和1g二氧化锰（MnO2）进行实验，并使用天平测得反应前后质量随时间变化关系如图1所示。
（1）反应生成氧气的质量为　 　 g。
（2）求过氧化氢溶液的溶质质量分数是多少？（写出解题过程）
（3）某同学改用氧化铜（CuO）作为催化剂，重复上述实验（其他条件相同），发现反应速率较慢。图2中已画出用二氧化锰（MnO2）作催化剂时，生成氧气质量随时间变化；请在该图中继续画出用氧化铜（CuO）作为催化剂时，生成氧气质量随时间变化的关系曲线。
10．如图是某项目化学习小组自制的“制氧机”。制氧机在工作时，往反应仓中加入适量水，再先后加入制氧药剂：过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2）和二氧化锰粉末。反应仓内粉末翻腾，仓壁变得温热，过滤仓底部导管口有气泡冒出。
（1）反应仓中发生的反应：
第一步：过碳酸钠分解2Na2CO3 3H2O2＝2Na2CO3+3H2O2。
第二步：过氧化氢分解 　 　 。（写出化学方程式）
（2）若需要制氧机产生96克氧气，理论上第一步至少要产生过氧化氢多少克？
（3）加湿过滤仓的作用：过滤杂质、增加氧气湿度、　 　 （写出一点即可）。
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）根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气分析；
（2）根据氧气的质量结合化学方程式进行计算。
【解答】解：（1）过氧化氢制取氧气化学方程式为：；
（2）设需要过氧化氢的质量x。
68 32
x 1.6g
x＝3.4g
所以理论上需要该过氧化氢溶液的质量是：3.4g÷5%＝68g
答：理论上需要该过氧化氢溶液的质量是68g。
故答案为：（1）；
（2）68g。
2．【分析】（1）根据化学反应前后物质的总质量不变，结合题中数据来分析；
（2）根据生成氧气的质量和化学方程式的计算来分析。
【解答】解：（1）根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由题中数据可知，制得氧气的质量为：18g﹣13.2g＝4.8g。
（2）设原混合物中氯酸钾的质量是x。
2KClO3O2KCl+3O2↑
245 96
x 4.8g
x＝12.25g
则原混合物中氯酸钾的质量分数是：100%≈68.1%。
答：原混合物中氯酸钾的质量分数是68.1%。
故答案为：
（1）4.8；
（2）68.1%。
3．【分析】根据氧气的质量和对应的化学方程式求算生成氯化钾的质量，而二氧化锰在过程中做催化剂，质量不变。
【解答】解：（1）二氧化锰的质量为18.2g+4.8g﹣18.5g＝4.5g；
（2）设生成氯化钾的质量为x
2KClO32KCl+3O2↑
149 96
x 4.8g
x＝7.45g
滤液中氯化钾溶质的质量分数100%＝7.45%。
答：滤液中氯化钾溶质的质量分数7.45%。
故答案为：（1）4.5；
（2）7.45%。
4．【分析】（1）根据硫和氧气反应的化学方程式及其质量关系来分析；
（2）根据所有化学反应都符合质量守恒定律来分析；
（3）根据硫粉的质量和化学方程式的计算来分析。
【解答】解：（1）硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫，反应的化学方程式为：S+O2SO2，参加反应的硫、氧气和生成的二氧化硫的质量比为32：32：64＝1：1：2，无论实验中硫和氧气的实际用量如何，只要发生反应，参加反应的硫、氧气与生成的二氧化硫的质量比都相同，所以第一次实验中，参加反应的硫、氧气与生成的二氧化硫的质量比为3g：3g：6g＝1：1：2。
（2）所有化学反应都符合质量守恒定律，所以在这三次实验中，符合质量守恒定律的是第一、二、三次实验。
（3）设能生成二氧化硫的质量为x。
S+O2SO2
32 64
48g x
x＝96g
答：能生成二氧化硫的质量为96g。
故答案为：
（1）1：1：2；
（2）第一、二、三次实验；
（3）96g。
5．【分析】（1）根据密度公式分析；
（2）根据微生物的作用分析；
（3）根据氧气的质量结合化学方程式进行计算。
【解答】解：（1）水的密度为1.0×103kg/m3，若曝气机的喷水流量为每小时65m3，每小时从环形喷口出水的质量为65m3×1.0×103kg/m3＝65×103kg＝65t；
（2）物理增氧的同时还能增强水中微生物的分解（或呼吸）作用，从而加快有机物的分解；
（3）设消耗过氧化钙的质量为x。
2CaO2+2H2O═2Ca（OH）2+O2↑
144 32
x 0.8kg
x＝3.6kg
答：相当于减少使用3.6kg的过氧化钙。
故答案为：（1）65；
（2）分解（或呼吸）；
（3）3.6kg。
6．【分析】（1）根据燃烧需要同时满足三个条件：①可燃物、②氧气或空气、③温度要达到着火点，进行分析判断；
（2）根据反应前后原子的种类和数目均不发生变化分析；
（3）根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解：（1）可燃物燃烧温度达到可燃物的着火点；
（2）根据反应前后原子的种类和数目均不发生变化，反应前反应物中N、H、O元素的原子个数依次为：6、8、4，反应后生成物中H、O原子个数为8、4；比较反应前后原子种类及个数可得知，3个未知物的分子中应含有6个N原子，所以，未知物的化学式为N2；
（3）设需要四氧化二氮的质量为x。
2N2H4+N2O4═3N2+4H2O
64 92
96kg x
解得：x＝138kg
答：需要准备138千克的四氧化二氮。
故答案为：（1）温度达到可燃物的着火点；
（2）N2；
（3）138kg。
7．【分析】（1）根据实验数据的变化来分析；
（2）根据质量守恒定律来分析；
（3）根据氧气的质量，利用化学方程式来分析计算过氧化氢的质量，进一步再计算出双氧水的质量分数。
【解答】解：（1）当装置和药品的总质量不再变化时，说明反应已完全。观察表格数据：t3和t4时总质量均为69.4g，不再减小，所以在反应时间为t3后，双氧水已经完全反应；故答案为：t3；
（2）反应前总质量为71g，完全反应后总质量为69.4g，根据质量守恒定律可知，生成氧气的质量＝反应前总质量﹣反应后总质量＝71g﹣69.4g＝1.6g；故答案为：1.6；
（3）设过氧化氢的质量为x，则：
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6g
x＝3.4g
样品中双氧水的质量分数为17%
答：样品中双氧水的质量分数为17%。
8．【分析】（1）根据水的作用分析；
（2）根据化学方程式进行计算。
【解答】解：（1）A仓中的水可以湿润氧气、降低氧气温度、观察氧气是否均匀输出，同时也能通过气泡的快慢判断反应速度。故答案为：湿润氧气；
（2）氧气的质量＝1.4g/L×16L＝22.4g；
设理论上B仓中第一步至少要产生过氧化氢质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 22.4g
x＝47.6g
答：理论上B仓中第一步至少要产生47.6g过氧化氢。
9．【分析】（1）根据化学反应前后物质的总质量不变，结合题中数据来分析；
（2）根据生成氧气的质量和化学方程式的计算来分析；
（3）根据用氧化铜作催化剂时反应速率较慢，以及催化剂不会改变生成物的质量来分析。
【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由题中数据可知，生成氧气的质量为：34g+1g﹣31g＝4g。
（2）设参加反应的过氧化氢的质量是x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 4g
x＝8.5g
则过氧化氢溶液的溶质质量分数是：100%＝25%。
答：过氧化氢溶液的溶质质量分数是25%。
（3）某同学改用氧化铜（CuO）作为催化剂，重复上述实验（其他条件相同），发现反应速率较慢，催化剂能改变化学反应速率，不会改变生成物的质量，所以用氧化铜做催化剂时，最终生成氧气的质量相同，所以用氧化铜（CuO）作为催化剂时，生成氧气质量随时间变化的关系曲线如图所示：。
故答案为：
（1）4；
（2）25%；
（3）。
10．【分析】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气；
（2）根据化学方程式进行计算。
（3）根据水的作用分析。
【解答】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，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑；
（2）设产生96g 氧气，需要过氧化氢的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 96g
x＝204g
答：理论上第一步至少要产生过氧化氢204克。
（3）加湿过滤仓的作用除了过滤杂质、增加氧气湿度，还可以降低氧气温度（或观察氧气生成速率）等。故答案为：降低氧气温度（或观察氧气生成速率）。
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