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第一章化学计算问题期末复习（二）
1．某同学向过氧化氢溶液中加入二氧化锰制取氧气，相关数据如下：
反应前物质的质量/g 充分反应后物质的质量/g
过氧化氢溶液 二氧化锰 固体与液体混合物质量
68.0 0.1 66.5
请计算：
（1）该同学制得氧气的质量为 　 　 ．
（2）该同学所用过氧化氢溶液的溶质质量分数．（相对原子质量：H﹣1 O﹣16）
2．化学兴趣小组的同学进行了二氧化锰催化过氧化氢溶液的实验，电子秤显示的质量数据如图所示（单位为g）。忽略O2在水中的溶解。
（1）生成的氧气质量　 　 g。
（2）计算：参加反应的过氧化氢质量为多少？
3．把4g硫粉放在给定质量的氧气中燃烧，有关实验数据如表所示，请回答
第一次 第二次 第三次
O2的质量（g） 3 4 6
SO2的质量（g） 6 8 8
（1）上述实验中，第　 　 次实验中氧气有剩余，剩余　 　 克。
（2）在这三次实验中，符合质量守恒定律的是　 　 。
（3）若该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？
4．把4g硫粉放在给定质量的氧气中燃烧，有关实验数据如下表所示，请回答：
第一次 第二次 第三次
O2的质量（g） 3 4 6
SO2的质量（g） 6 8 8
（1）上述实验中，第　 　 次实验中氧气有剩余。
（2）在这三次实验中，符合质量守恒定律的是　 　 。
（3）若该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？若将生成的二氧化硫全部被氢氧化钠溶液吸收，需要10%的氢氧化钠溶液多少克？（二氧化硫与氢氧化钠反应的化学方程式：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O）
5．某同学在研究质量守恒定律的实验过程中，记录了如下数据（已知Fe+SFeS）：
第一次 第二次 第三次
硫粉的质量/g 16 32 32
铁粉的质量/g 28 28 56
硫化亚铁（FeS）的质量/g 44 44 88
（1）第　 　 次实验，反应物恰好完全反应。
（2）若该同学要进行第四次实验，如果要将84克铁粉完全反应，则需要硫粉多少克？能生成硫化亚铁多少克？（写出计算过程）
6．过氧化氢溶液长期保存会自然分解，使得溶质质量分数减小。小军从家中拿来一瓶久置的医用过氧化氢溶液，和同学们一起测定溶质质量分数。他们取出该溶液51g，加入适量二氧化锰，生成氧气的质量与反应时间的关系如图。
（1）完全反应后生成氧气的质量为 　 　 。
（2）计算该过氧化氢溶液中溶质的质量分数。
（3）要获得题中所得相同质量的氧气，若通过加热高锰酸钾来实现，试计算需要高锰酸钾的质量。
7．为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度，某学习小组取2.5克该样品与0.5克二氧化锰混合．加热该混合物t1时间后（假设杂质不参加反应），冷却称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加热t1、t2、t3、t4时间后剩余固体记录数据如表．请仔细分析实验数据，回答下列问题．
加热时间 t1 t2 t3 t4
剩余固体质量/g 2.48 2.34 2.04 2.04
（1）在　 　 时间后，该样品中的氯酸钾已经反应完全．
（2）求完全反应后产生氧气的质量．
（3）求该样品中氯酸钾的质量分数．
8．爆竹声声辞旧岁。烟花爆竹含有黑火药，其化学组成为硝酸钾、硫磺和木炭等。
黑火药爆炸的化学方程式为：S+2KNO3+3C↑
（1）黑火药中至少含有　 　 种非金属元素。禁止燃放烟花爆竹，可以减少　 　 、二氧化氮等空气污染物的排放。
（2）黑火药的一般配方是：硫磺2g、硝酸钾3g、炭粉4.5g。当S、KNO3、C完全反应时的质量比为　 　 （最简整数比），该配方中C和　 　 明显过量。
（3）已知燃放一盒某种烟花产生0.56g氮气，则这盒烟花中硝酸钾的质量至少为多少？（写出计算过程）
9．超氧化钾（KO2）是一种固体，常被用为“化学氧自救器”，可用于煤矿井下救急，涉及的化学反应方程式为：4KO2+2CO2＝2K2CO3+3O2，请回答：
（1）在K2CO3中，K元素化合价为+1价，则C元素的化合价为　 　 价。
（2）若产生9.6kg氧气（O2），理论上需要消耗超氧化钾（KO2）的质量（写出计算过程）。
（3）相比于过氧化氢溶液分解制备氧气，用该药品作为“化学氧自救器”的原料有什么优点？　 　 （写出一点即可）。
10．为了测定氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数，某学习小组取 2.5g 该样品与 0.8g 二氧化锰混合。加热该混合物 t1 时间后（假设杂质不参加反应）冷却，称量剩余固体质 量。重复以上操作，依次称得加热 t1、t2、t3、t4 时间后剩余固体的质量，记录数据如下表：
加热时间 t1 t2 t3 t4
剩余固体质量/g 2.48 2.41 2.34 2.34
请仔细分析实验数据，回答下列问题：
（1）完全反应后产生氧气的质量为　 　 。
（2）求该样品中氯酸钾的质量分数。（计算结果精确到 1%）
（3）如图表示一定质量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物受热过程中，某变量 y 随受热 时间的变化趋势，纵坐标表示的是　 　 （填代号）。
A．固体中钾元素的质量
B．生成氧气的质量
C．固体中氧元素的质量
D．固体中二氧化锰的质量分数
第一章化学计算问题期末复习（二）
参考答案与试题解析
一．解答题（共10小题）
1．【分析】（1）根据质量守恒定律计算生成氧气的质量；
（2）根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，结合氧气的质量，计算出参加反应的过氧化氢的质量，再计算质量分数．
【解答】解：（1）根据质量守恒定律可知，生成氧气的质量为：68g+0.1g﹣66.5g＝1.6 g；
（2）解：设参加反应的H2O2的质量为x，
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6 g
x＝3.4 g
100%＝5%
答：该同学所用过氧化氢溶液的溶质质量分数是5%．
故答案为：（1）1.6g；
（2）该同学所用过氧化氢溶液的溶质质量分数是5%．
2．【分析】（1）根据质量守恒定律分析；
（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，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，所以反应后物质的总质量减小，则减小的质量为生成氧气的质量，即369.10g﹣367.50g＝1.6g；
（2）设参加反应的过氧化氢的质量为x，
x＝3.4g
答：参加反应的过氧化氢质量为3.4g。
故答案为：（1）1.6；
（2）3.4g。
3．【分析】根据质量守恒定律，若第一次实验4g硫与3g氧气反应，4g+3g＝7g，而实际反应中只生成二氧化硫6g＜7g说明两种物质未恰好完全反应，有一种物质有剩余；第二次实验4g硫与4g氧气与生成的8g二氧化硫，质量关系恰好与质量守恒定律相符，说明此时反应为恰好完全反应；则第三次实验中氧气质量再增加至6g，根据硫不足而氧气剩余进行分析。
【解答】解：（1）上述实验中，第三次实验中氧气有剩余，剩余6g﹣4g＝2g；故答案为：三；2；
（2）只要发生化学变化，就符合质量守恒定律，所以三次实验都符合质量守恒定律；故答案为：第一次、第二次、第三次；
（3）设生成二氧化硫的质量为x，则：
S+O2SO2
32 64
48g x
x＝96g
答：能生成二氧化硫96g。
4．【分析】（1）根据第二次完全反应，说明硫和氧气按1：1的质量比进行反应，4g硫最多可消耗4g氧气来分析解答；
（2）根据化学变化都遵循质量守恒定律来分析解答；
（2）根据硫的质量和方程式来分析解答；根据二氧化硫的质量和方程式来分析解答。
【解答】解：（1）根据第二次完全反应，说明硫和氧气按1：1的质量比进行反应，4g硫最多可消耗4g氧气，那么第三次氧气有剩余；
或设4g硫粉完全燃烧消耗氧气的质量为x。
S+O2SO2
32 32
4g x
x＝4g
所以第三次实验中氧气有剩余。
（2）化学反应都遵守质量守恒定律，在这三次实验中，符合质量守恒定律的是一、二、三。
（3）设48g硫粉完全反应，生成二氧化硫的质量为y。
y＝96g
S+O2SO2、SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O，所以硫与氢氧化钠之间的对应关系为：S～2NaOH，设48g硫粉完全反应，若将生成的二氧化硫全部被氢氧化钠溶液吸收，需要10%的氢氧化钠溶液的质量为z。
z＝1200g
答：需要10%的氢氧化钠溶液1200g。
故答案为：（1）三；
（2）一、二、三；
（3）96g；1200g。
5．【分析】根据第一次和第二次数据对比可知，铁粉的质量相同，硫粉的质量不同，生成硫化亚铁的质量均为44g，说明第二次的反应中硫粉有剩余，参加反应的硫的质量为16g，铁的质量为28g；第三次数据是第一次的2倍，进行分析解答。
【解答】解：（1）第一次和第二次数据对比可知，铁粉的质量相同，硫粉的质量不同，生成硫化亚铁的质量均为44g，说明第二次的反应中硫粉有剩余，参加反应的硫的质量为16g，铁的质量为28g，即第一次实验，反应物恰好完全反应；第三次数据是第一次的2倍，则第三次实验，反应物也恰好完全反应。
故答案为：一、三。
（2）设需要硫粉的质量为x。
Fe+SFeS
56 32
84g x
x＝48g
能生成硫化亚铁的质量为84g+48g＝132g。
答：需要硫粉48g，能生成硫化亚铁132g。
6．【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，结合图中数据来分析；
（2）根据化学方程式的计算和溶质质量分数的计算来分析；
（3）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）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，由图可知，完全反应后生成氧气的质量为0.48g；
（2）设参加反应的过氧化氢的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 0.48g
x＝1.02g
则该过氧化氢溶液中溶质的质量分数为：100%＝2%。
（3）设需要高锰酸钾的质量为y。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
y 0.48g
y＝4.74g
答：需要高锰酸钾的质量为4.74g。
故答案为：
（1）0.48g；
（2）2%；
（3）4.74g。
7．【分析】当剩余固体质量不再减少时，则氯酸钾已经完全分解；
加热混合物前后，物质的质量差即为反应生成氧气的质量；
根据氧气的质量可以求出氯酸钾的质量，进一步可以求出样品中氯酸钾的质量分数
【解答】解：（1）由表中信息可知，t3以后剩余固体质量不再减少，说明氯酸钾已经完全反应．
故填：t3．
（2）生成氧气的质量为：2.5g+0.5g﹣2.04g＝0.96g；
答：生成了0.96g氧气．
设氯酸钾的质量为x，
2KClO32KCl+3O2↑，
245 96
x 0.96g
x＝2.45g，
样品中氯酸钾的质量分数为：100%＝98%，
答：样品中氯酸钾的质量分数为98%答案
8．【分析】（1）根据黑火药成分：硝酸钾（KNO3）、硫磺（S）、木炭（C）分析；
（2）根据化学方程式可以判断反应物和生成物之间的质量比；
（3）根据生成氮气的质量，由反应的化学方程式列式计算出这盒烟花中硝酸钾的质量即可。
【解答】解：（1）黑火药成分：硝酸钾（KNO3）、硫磺（S）、木炭（C）。黑火药中至少有钾元素、氮元素、氧元素、碳元素、硫元素等5种元素，所以非金属元素是 N、O、S、C，共4种。黑火药爆炸产物有 CO2、CO、SO2、NO2、N2、K2S、固体颗粒等。
（2）S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑，则S、KNO3、C完全反应时的质量比为：32：202：36＝16：101：18。
设当硝酸钾质量是3g时，消耗硫、炭粉的质量分别为x、y，
S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑，
32 202 36
x 3g y
x＝0.46g
y＝0.53g，
由计算可知，当硝酸钾质量是3g时，碳和硫明显过量。
（3）设这盒烟花中硝酸钾的质量为z，
S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑
202 28
z 0.56g
z＝4.04g
答：这盒烟花中硝酸钾的质量为4.04g。
故答案为：（1）4；二氧化硫或一氧化碳或烟尘；
（2）16：101：18；S；
（3）4.04g。
9．【分析】（1）根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0来分析；
（2）根据产生氧气的质量和化学方程式的计算来分析；
（3）根据用该试剂作为“化学氧自救器”的原料能吸收二氧化碳来分析。
【解答】解：（1）在K2CO3中，K元素化合价为+1价，氧元素的化合价为﹣2，根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0可知，C元素的化合价为+4价。
（2）设理论上需要消耗超氧化钾的质量为x。
4KO2+2CO2＝2K2CO3+3O2
284 96
x 9.6kg
x＝28.4kg
答：若产生9.6kg氧气，理论上需要消耗超氧化钾的质量为28.4kg。
（3）相比于过氧化氢溶液分解制备氧气，用该试剂作为“化学氧自救器”的原料的优点是能吸收二氧化碳。
故答案为：
（1）+4；
（2）28.4kg；
（3）能吸收二氧化碳（答案不唯一）。
10．【分析】（1）根据反应的化学方程式，由反应前后固体质量的变化利用质量守恒定律可以求出放出氧气的质量；
（2）利用氧气的质量据方程式计算出样品中氯酸钾的质量，再利用纯度公式计算该样品中氯酸钾的质量分数进行解答；
（3）根据反应过程中物质的变化进行解答。
【解答】解：（1）由于加热t3时间后，再继续加热时固体的质量没再发生变化，说明氯酸钾已经全部参与反应；
氧气的质量为：2.5g+0.8g﹣2.34g＝0.96g；故填：0.96g；
（2）设样品中含有氯酸钾的质量为x
2KClO3 2KCl+3O2↑
245 96
x 0.96g
x＝2.45g
样品中氯酸钾的质量分数为100%＝98%
答：样品中氯酸钾的质量分数为98%。
（3）A．氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，所以固体中钾元素的质量不变，故A错误；
B．生成氧气的质量是不断增大，反应完毕后质量不变，而不是减少，故B错误；
C．氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，生成的氧气逸出，所以固体中氧元素的质量开始先不变，随着反应的进行，氧元素的质量减少，反应完毕后质量不变，故C正确；
D．固体中二氧化锰的质量不变，而固体的质量减少，所以固体中二氧化锰的质量分数分数会增大，而不是减少，故D错误。
故选C
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