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TYPE13 专题13　化学解答题
　　命题重点:化学解答题主要涉及两方面的内容:根据化学式的计算和根据化学方程式的计算。根据化学式的计算主要包含元素质量比、元素质量分数、分子中原子的个数比等。根据化学方程式的计算中,往往会结合质量守恒定律、溶液中溶质质量分数和物质纯度的计算等。
　　方法要点:首先要注意化学式和化学方程式的正确书写以及它们所代表的含义,因为这是化学计算的前提;其次要注意审题,理清题目的已知量和未知量,明确各量的关系;最后在书写时要注意格式。
类型一　根据化学式的计算
1 [2016·宁波] 生活中科学之美、科学之趣随处可见。图T13-1是某厂商设计的T恤,T恤上有趣的图案是邻二溴苯(C6H4Br2)分子的结构简式。
图T13-1
(1)邻二溴苯属于　　　　　　(填“有机物”或“无机物”)。?
(2)邻二溴苯分子中碳、氢、溴三种原子个数比为　　　　。?
(3)236 g邻二溴苯中含溴元素　　　　g。?
【解法指导】 有机物是含碳的化合物,除了碳酸、碳酸盐之外;化学式在微观方面的含义是代表一个分子的原子构成;要计算邻二溴苯中溴元素的实际质量,可以根据化学式算出溴元素的质量分数再进行求解。
1.[2017·丽水] 儿童缺锌会引起食欲不振、发育不良等症状。如图T13-2为某补锌口服液说明书的部分信息,回答下列问题。
(1)葡萄糖酸锌由　　　　种元素组成。?
(2)葡萄糖酸锌中碳、氢元素的质量比为　。?
(3)要满足儿童身体正常的需要,在某一时间段需要适量补锌。若儿童1千克体重每日需要0.5毫克锌,每天从食物中只能摄入所需锌的一半。体重为20千克的儿童,理论上一天还需服该口服液多少支?
××牌补锌口服液
主要成分:葡萄糖酸锌
化学式:C12H22O14Zn
含　锌:5.0 mg/支
质　量:10 g/支
图T13-2
2.[2017·舟山] 2017年5月,中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。可燃冰储量丰富,热值高,燃烧后不产生任何残渣,被称作“未来的能源”。
(1)可燃冰通常出现在深海海底以下数百至一千多米的沉积层内,据推测可能是地层断裂导致气体逸出,上升的气流与海洋深处的冷水接触而形成。基于以上信息可知,影响可燃冰形成的因素可能是气源、压强和　　　　。?
(2)可燃冰开采不当,会对地球环境带来严重破坏,如大规模的海底滑坡、大量甲烷逃逸到大气中等。甲烷气体进入大气会带来严重的　　　　,造成全球气温上升。?
(3)现在普遍认为可燃冰的化学式是CH4·8H2O,请列式计算可燃冰中碳元素的质量分数。
类型二　根据化学方程式的计算
考向一　根据坐标图像图提供的数据进行化学方程式的计算
2 [2016·舟山] 某校兴趣小组在参与“污水共治”行动中,考察了某工厂的废水处理工程,并取该厂未经处理的废水样品进行测定分析:
(1)用紫色石蕊试液检验废水的酸碱度,石蕊试液呈　　　　色,说明该废水呈酸性。?
(2)另取该酸性废水少量,滴加适量Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,说明该废水中一定含有的酸根离子是　　　　。?
(3)同学们进一步了解到该废水中只含有一种酸,为测定其所含酸的质量分数,取该废水200 g于烧杯中,逐渐加入硝酸钡溶液,生成的沉淀物质量与加入硝酸钡溶液的质量关系如图T13-3所示。计算废水中该酸的质量分数。(假设该废水中的其他物质均溶于水,且不与硝酸钡溶液反应)
图T13-3
【解法指导】 本题是一道结合溶液溶质质量分数计算的化学方程式计算题,另外本题出现的坐标曲线图,也是近年中考的热点。在答题时要注意审题,理清已知量和需求的未知量,再运用化学方程式建立两者的数量关系。
1.向100 g硫酸铜溶液中,逐滴加入NaOH溶液,化学反应方程式为:CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4,加入NaOH溶液的质量与生成沉淀的质量之间的关系如图T13-4所示,请回答下列问题。
图T13-4
(1)Cu(OH)2质量为　　　　g。?
(2)计算该硫酸铜溶液的溶质质量分数。(请写出计算过程)
2.[2017·嘉兴] 在学习了金属的化学性质后,科学老师布置了一项课外学习任务:调查化工颜料店出售的涂料添加剂“银粉”是什么金属?某学习小组通过调查,分别获得了“银粉”是银粉、铝粉、锌粉这三种不同结果。为了确定究竟是哪一种金属,学习小组同学将一小包“银粉”带回实验室,进行了如下实验和分析(相关反应的化学方程式为:Zn+2HClZnCl2+H2↑;2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑)。
(1)取少量“银粉”于试管中,滴加适量盐酸,观察到有　　　　产生,说明“银粉”一定不是银。?
(2)为了进一步确定“银粉”是铝还是锌,学习小组通过理论计算, 获得两种金属分别与足量盐酸反应产生氢气的质量关系,并绘制成如图T13-5所示图像。在绘制锌的图像时,a点所对应的锌的质量m为多少?(通过计算回答)
图T13-5
(3)取1.8克“银粉”(杂质忽略不计)加入到50克稀盐酸中,恰好完全反应,生成氢气0.2克。根据图T13-5可知,“银粉”是　　　　。计算实验中所用稀盐酸的溶质质量分数　　　　。?
图T13-6
3.[2017·丽水] BaCl2是一种重金属盐,其水溶液具有很强的毒性,若误服了BaCl2溶液可立即服用MgSO4溶液解毒。为测定某BaCl2溶液的溶质质量分数,现取100克BaCl2溶液,不断加入MgSO4溶液,反应过程中溶液总质量与加入MgSO4溶液的质量关系如图T13-6所示,请回答:
(1)P点时溶液中的溶质名称是　　　　。?
(2)反应生成沉淀的最大质量为　　　　。?
(3)求原BaCl2溶液的溶质质量分数。
4.[2018·舟山] 大理石是含杂质的碳酸钙,因具有美丽花纹而被广泛用于建筑物外墙、内壁的贴面和地面铺设。某同学想测出大理石样品中碳酸钙的含量,进行了如下实验和分析。
图T13-7
(1)取一定量的大理石样品置于图甲的发生装置中,用分液漏斗向下滴加盐酸(杂质不参加反应),产生的气体用含有碱性物质的吸收装置充分吸收。分液漏斗中所加液体不选用硫酸,理由是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。?
(2)反应前,测得图T13-7甲中锥形瓶内物质的总质量和吸收装置的总质量都为m g,实验后,根据实验数据绘制了图乙,曲线a、b分别表示锥形瓶内物质的总质量和吸收装置的总质量随反应时间变化的情况。请根据曲线b分析计算出大理石样品中碳酸钙的质量。
(3)请综合分析曲线a、b,计算出实验中所用盐酸的溶质质量分数。(结果精确到0.1%)
(4)计算后,该同学对上述实验进行了反思。他认为分液漏斗中选用的盐酸浓度偏大,会对实验结果造成较大影响,其原因是?　 。?
考向二　根据表格提供的数据进行化学方程式的计算
3 [2016·温州] 在校园科技节上,为测出鸡蛋壳(主要成分是碳酸钙)中钙元素的质量分数,某同学称取已洗净、晾干、研成粉末的鸡蛋壳10 g置于烧杯中,将烧杯放在电子天平上,往烧杯内加入足量的稀盐酸,每0.5分钟记录一次电子天平的示数,据此计算出产生气体的质量,具体数据如下表(反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑)。
时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
产生气体质量/g
0
1.80
3.00
3.60
3.96
3.96
3.96
(1)若产生的气体全部是鸡蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应生成的CO2,根据实验结果计算出该鸡蛋壳中钙元素的质量分数。(假定鸡蛋壳中其他成分不含钙元素,写出具体计算过程)
(2)下列哪些情况会导致实验中钙元素质量分数测量结果偏大?　　　　(可多选)。?
A.盐酸溶质质量分数过大
B.鸡蛋壳未晾干
C.鸡蛋壳中含有碳酸镁
D.鸡蛋壳未充分研碎
【解法指导】 本题中出现了表格,也是近年中考的热点类型。对于表格中数据的分析,一般要运用好质量守恒定律。分析表格数据,最终产生气体不变,意味着蛋壳中的成分被完全反应。另外题中还结合了物质含量的计算,但不管如何,题的主体还是根据化学方程式计算,因此我们必须根据化学方程式,找出相应的已知量和待求量,最后列出比例式求解。
1.[2017·宁波] 实验室有一瓶碳酸钙和氯化钙粉末组成的均匀混合物,小科用相同溶质质量分数的稀盐酸和该混合物反应(所得溶液均为不饱和溶液),四组实验数据记录如下表,请分析计算:
实验组别
一
二
三
四
稀盐酸质量/g
100.0
100.0
100.0
100.0
混合物质量/g
3.0
6.0
9.0
12.0
所得溶液质量/g
101.9
103.8
105.0
a
剩余固体质量/g
0
0
m
n
(1)反应后,稀盐酸还有剩余的是第　　　 　组。 ?
(2)求混合物中碳酸钙和氯化钙的质量之比。
(3)表中a的值为　　　 　。?
(4)求表中m的值。
2.[2017·衢州] 有一种管道疏通剂,主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。工作原理是:利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内的气压,利于疏通。小柯利用如图T13-8装置测定疏通剂中铝的质量分数。
图T13-8
Ⅰ.取样品20 g,倒入容积为200 mL的锥形瓶中,然后在分液漏斗中加入水,置于电子天平上测出总质量m1。
Ⅱ.打开活塞,加入足量的水充分反应,直到没有固体剩余,静置一段时间,测出总质量m2。
Ⅲ.实验数据如下表:
反应前总质量m1
反应后总质量m2
371.84 g
371.24 g
(1)配平化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O　　　　NaAlO2+3H2↑。?
(2)根据化学方程式计算样品中铝的质量分数。
(3)以下情形会导致样品中铝的质量分数测量结果偏高的原因可能有　　　　　。?
A.向锥形瓶中倒入样品时,撒出了部分粉末
B.在反应过程中有水蒸气逸出
C.没有等装置中氢气全部排尽就称量
3.[2017·温州] 实验室有一变质的氢氧化钠样品(样品中只含碳酸钠杂质,且成分均匀),为测量样品中Na2CO3的质量分数,小明进行了如下实验。
图T13-9
①取质量、大小相同的3个烧杯,分别加入一定质量分数的稀盐酸100 g;
②向上述3个烧杯中分别加入3份质量不同的样品;
③充分反应后,再用电子天平称量烧杯及烧杯内物质的总质量(假设产生的气体完全逸出)。实验数据记录如下:
实验一
实验二
实验三
反应前稀盐酸+烧杯质量/g
150
150
150
反应前固体样品质量/g
4
8
12
反应后烧杯内物
质+烧杯质量/g
m
155.8
158.7
已知实验中发生的化学反应: NaOH+HClNaCl+H2O;Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。
(1)分析表中数据,写出判断实验二中的样品已完全反应的理由:?　 。?
(2)表中的m值为　　　　。?
(3)根据实验二的数据计算样品中Na2CO3的质量分数。
4.碳酸氢钠片是一种常用药,能用于治疗胃酸过多,这是因为人体的胃液中含有盐酸。已知:NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,为测定药片中碳酸氢钠的含量,小科进行了如下实验:
图T13-10
小科认为,要测定药片中碳酸氢钠的含量,实验中需要采集两个数据:一是测出碳酸氢钠片样品的质量;二是根据碳酸氢钠与盐酸的反应原理,通过实验测出反应生成的　　　　质量。?
(2)小科按如图T13-10甲的实验方案,取药片和足量的稀盐酸进行实验,通过测量反应前后总质量的变化来采集实验数据。同学们认为,测得碳酸氢钠的质量分数会偏大,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出一点即可)。?
(3)为减小实验误差,小科又设计了如图乙的实验方案,取药片和足量的稀盐酸进行了三次实验,采集的实验数据如表:
实验序号
1
2
3
碳酸氢钠片样品质量/g
3.0
3.0
3.0
反应前总质量/g
193.8
194.6
193.6
反应后总质量/g
192.6
193.6
192.5
二氧化碳质量/g
请计算药片中碳酸氢钠的质量分数。
参考答案
◆分类突破
例1　(1)有机物　(2)3∶2∶1　(3)160
针对训练
1.(1)四　(2)72∶11
(3)解:20千克儿童一天需要锌的质量为20×0.5 mg=10 mg,需要服用口服液补充的锌的质量为10 mg2=5 mg,由说明书上可知每支补锌口服液中含锌为5.0 mg,理论上一天还需服该口服液5 mg5 mg/支=1支。
答:理论上一天还需服该口服液1支。
2.(1)温度　(2)温室效应
(3)解:可燃冰中碳元素的质量分数为12160×100%=7.5%。
答:可燃冰中碳元素的质量分数为7.5%。
例2　(1)红
(2)SO42-(硫酸根离子)
(3)解:由题意可知该酸是硫酸,设200 g废水中含硫酸的质量为x。
Ba(NO3)2+H2SO42HNO3+BaSO4↓
98 233
x 23.3 g
98233=x23.3 g　x=9.8 g
废水中硫酸的质量分数为9.8 g200 g×100%=4.9%。
答:废水中硫酸的质量分数为4.9%。
针对训练
1.(1)9.8
(2)解:设硫酸铜溶液中溶质的质量为x。
CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4
160 98
x 9.8 g
16098=x9.8 g　
x=16 g
该硫酸铜溶液的溶质质量分数为16 g100 g×100%=16%。
答:该硫酸铜溶液的溶质质量分数为16%。
2.(1)气泡
(2)解:设a点所对应的锌的质量为x。
Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 2
x 0.2 g
652=x0.2 g　x=6.5 g
答:a点所对应的锌的质量为6.5 g。
(3)铝(或Al)　14.6%
3.(1)氯化镁　(2)23.3 g　
(3)解:设BaCl2溶液的溶质质量分数为x。
BaCl2+MgSO4BaSO4↓+MgCl2
208 233
100 g×x 23.3 g
208233=100 g×x23.3 g　x=20.8%
答:原BaCl2溶液的溶质质量分数为20.8%。
4.(1)硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,它会包裹在大理石表面,使酸溶液不能与大理石接触,从而使反应中止
解:(2)由图像可知:反应生产的CO2质量为2.2 g。
设固体混合物中碳酸钙的质量为x,参加反应的HCl的质量为y。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
100 73 44
x y 2.2 g
10044=x2.2 g　x=5 g
7344=y2.2 g　y=3.65 g
(3)盐酸的溶质质量分数为3.65 g20 g+2.2 g×100%≈16.4%。
答:(2)大理石样品中碳酸钙的质量为5 g;(3)所用盐酸的溶质质量分数是16.4%。
(4)盐酸浓度越大,挥发性越强,会挥发出更多的氯化氢气体被吸收装置吸收,导致二氧化碳测量值偏大,对结果有较大影响
例3　 (1)解:设10 g鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x。
据表可知,充分反应后产生二氧化碳的质量为3. 96 g。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 3.96 g
10044=x3.96 g　x=9 g
10 g鸡蛋壳中钙元素的质量为9 g×40100×100%=3. 6 g。
鸡蛋壳中钙元素的质量分数为3.6 g10 g×100%=36%。
答:鸡蛋壳中钙元素的质量分数为36%。
(2)AC
针对训练
1.(1)一和二
(2)解:第一组中产生CO2质量m=103.0 g-101.9 g=1.1 g,
设3.0 g混合物中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
100 44
x 1.1 g
10044=x1.1 g　
x=2.5 g
3.0 g混合物中氯化钙的质量为3.0 g-2.5 g=0.5 g,
混合物中碳酸钙和氯化钙的质量之比为2.5 g∶0.5 g=5∶1。　
答:混合物中碳酸钙和氯化钙的质量之比是5∶1。
(3)105.5
(4)解:第三组实验中反应产生的二氧化碳和未参加反应的碳酸钙的总质量为100.0 g+9.0 g-105.0 g=4.0 g,9.0 g混合物中碳酸钙的质量为2.5 g×3=7.5 g,
CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
100 44
7.5 g-m 4.0 g-m
10044=7.5 g-m4.0 g-m　
m=1.25 g
答:m的值是1.25 g。
2.(1)2
(2)解:反应产生的氢气的质量为371.84 g-371.24 g=0.6 g。
设参加反应的铝的质量为x。
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
54 6
x 0.6 g
546=x0.6 g　
x=5.4 g
样品中铝的质量分数为m铝m样品×100%=5.4 g20 g×100%=27%。　
答:样品中铝的质量分数为27%。
(3)BC
3.(1)实验三中样品质量比实验二增多后,生成气体质量也增多,说明实验二中盐酸有剩余,样品反应完全
(2)152.9
(3)解:设8 g样品中含Na2CO3的质量为x。
反应生成二氧化碳的质量为150 g+8 g-155.8 g=2.2 g。
Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 2.2 g
10644=x2.2 g　x=5.3 g
样品中Na2CO3的质量分数为5.3 g8 g×100%=66.25%。
答:样品中Na2CO3的质量分数为66.25%。
4.(1)二氧化碳
(2)二氧化碳逸出时带走部分水蒸气(或有部分液体溅出烧杯)
(3)解:三次实验所得二氧化碳质量的平均值
m(CO2)=1.2 g+1.0 g+1.1 g3=1.1 g。
设药片中NaHCO3的质量为x。
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
84　　　　　　　　 44
x　　　　　　　　 1.1 g
8444=x1.1 g　
x=2.1 g
药片中NaHCO3的质量分数为2.1 g3 g×100%=70%。
答:药片中碳酸氢钠的质量分数为70%。

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