初中化学计算题

作者&投稿:霍马 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
初中化学计算题及答案~

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-KAOZ200610027.htm
初中化学计算的主要内容如下:

(一)有关化学式的计算

用元素符合来表示物质组成的式子叫做化学式。本知识块的计算关键是抓住这一概念,理解概念的含义,并要深刻理解化学式中各符号及数字的意义,处理好部分与整体之间的算术关系。

1.计算相对分子质量。

相对分子质量是指化学式中各原子的相对原子质量的总和。通过化学式可以计算出该物质的相对分子质量,也可以通过相对分子质量,求某物质的化学式。在计算的过程中应注意化学式前面的数字(系数)与相对分子质量及元素符号右下角的数字与相对原子质量之间的关系是“相乘”不是“相加”;若计算结晶水合物的相对分子质量时,化学式中间的“·”与结晶水的相对分子质量之间是“相加”不是“相乘”。

例计算5CuSO4·5H2O的相对分子质量总和。

5CuSO4·5H2O=5×[64+32+16×4+5×(1×2+16)]

=5×[160+5×18]

=1250

2.计算化合物中各元素的质量比

宏观上物质是由元素组成的,任何纯净的化合物都有固定的组成,这样可以计算化合物中所含元素的质量比。计算的依据是所含元素的质量比,等于微观上每个分子(即化学式)中各种原子的个数与其原子量的乘积之比。

例计算氧化铁中铁元素和氧元素的质量比。

氧化物的化学式:Fe2O3,则

Fe∶O=56×2∶16×3=112∶48=7∶3

3.计算化合物中某元素的质量分数

宏观上化合物中某元素的质量分数等于微观上化合物的每个分子中,该元素的原子的相对原子质量总和与化合物的相对分子质量之比,即:

化合物中某元素质量比=×100%

例计算硝酸铵(NH4NO3)中,含氮元素的质量分数。

w(N)=×100%=35%

(二)有关化学方程式的计算

化学方程式是用化学式表示化学反应的式子,这样,化学方程式不仅表达了物质在质的方面的变化关系,即什么是反应物质和什么是生成物质,而且还表达物质在量的方面的变化关系,即反应物质和生成物质的质量关系,同时包括反应物质和生成物质的微粒个数关系,这是有关化学方程式计算的理论依据。

1.有关反应物和生成物的计算

这是化学方程式计算中最基础的题型,要深刻理解化学方程式的含义,理解反应物质和生成物质在微观上和质量上的关系。例如将一氧化碳在空气中点燃后生成二氧化碳的化学反应中,它们的关系:

2CO+O22CO2

微粒比:2∶1∶2

质量比:2×28∶32∶88(7∶4∶11)

*体积比:2∶1∶2

(同温、同压)

质量守恒:56+32=88

可以看出,化学方程式能表达出多种量的关系,这些关系都是解答有关化学方程中的已知和未知的隐含的已知条件,这些条件都可以应用于计算时的“桥梁”,是整个计算题的基础和依据。

2.不纯物的计算

化学方程式中所表示的反应物和生成物都是指纯净物,不纯物质不能代入方程式进行计算。遇到不纯物质时,需要将不纯物质换算成纯净物质的量,才能代入方程式,按质量比进行计算。计算关系为:

纯净物的质量=不纯物的质量×纯净物的质量分数

例用含Fe2O3 75%的赤 铁矿石20吨,可炼出含杂质4%的生铁多少吨?

解:20吨赤铁矿石中含纯Fe2O3的质量为:20吨×75%=15吨

设可炼出含杂质4%的生铁质量为x

Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2

160112

15吨(1-4%)x

x==12.5吨

3.选量(过量)计算

化学方程式计算的理论依据就是质量守恒定律。在质量守恒定律中,“参加反应的各物质的质量总和,等于反应生成的各物质的质量总和”。要着重理解“参加”两个字的含义,即没有“参加”反应的物质,就不应计算在内。在有些计算题中,给出了两种反应物的质量,求生成物,这时就必须考虑,给出的两种物质的质量是否都恰好参加了反应。这时思考的范围就应大一些。

例今有氢气与氧气的混合气共20克,在密闭的容器中点燃,生成水18克,则下列分析正确的是()

(A)氢气10克,氧气10克(B)氢气2克,氧气18克 (C)氢气4克,氧气16克(D)氢气1克,氧气19克

根据化学方程式,求出氢气在氧气里燃烧时氢气与氧气的质量比,然后进行比较。

2H2 + O2 2H2O

4 ∶ 32∶ 36

1 ∶ 8∶ 9

氢气在氧气中燃烧时,氢气与氧气的质量比为1∶8,即若有1克氢气需要氧气8克;若有2克氢气需要氧气16克。本题中生成18克的水,则必然是氢气2克,氧气16克。故(B)、(C)选项都有可能。若按(B)选项会剩余2克,氧气没有参加反应;若按(C)选项会剩余2克氢气。故本题答案为(B)和(C)。这样会得出一个结论:若遇两个已知量,是按少的量(即不足的量)来进行计算。

4.多步反应的计算

从一个化学反应中求出的质量,用此量再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算,求最后一个化学反应的量,一般称之为多步反应的计算。

例计算用多少克的锌跟足量稀硫酸反应生成的氢气,能跟12.25克的氯酸钾完全分解后生成的氧气恰好完全反应生成水。

本题涉及三个化学反应:

Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑

2KClO3 2KCl+3O2↑

2H2+O2 2H2O

可以用三个化学方程式中的微粒关系,找出它们的已知量与未知量的关系式:

2KClO3~3O2~6H2~6Zn即KClO3~3Zn

设需用锌的质量为x,根据上述关系式,

KClO3 ~ 3Zn

122.53×65

12.25克x

x==19.5克

从以上的有关化学方程式的计算可以看出,在计算的过程中,主要应用的关系式是质量比,在一个题目中,最好用统一的单位,若试题中给出了两个量的单位不一样,可以换算成比较方便有利于计算的一个单位,这样可避免发生错误。关于化学方程式计算的解题要领可以归纳为:

化学方程式要配平,需将纯量代方程;

量的单位可直接用,上下单位应相同;

遇到有两个已知量,应找不足来进行;

遇到多步的反应时,关系式法有捷径。

(二)有关溶液的计算

溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里形成均一、稳定的混合物,在有关溶液的计算中,要准确分析溶质、溶剂、溶液的质量,它们的最基本的质量关系是:

溶质质量+溶剂质量=溶液质量

应注意此关系中,溶质质量不包括在溶液中未溶解的溶质的质量。

1.溶解度的计算

固体物质溶解度的概念是:在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。

根据溶解度的概念和溶液中溶质、溶剂和溶液的量的关系,可进行如下的有关计算。

(1)根据在一定温度下,某物质饱和溶液里的溶质和溶剂的量,求这种物质的溶解度。

(2)根据某物质在某温度下的溶解度,求该温度下一定量的饱和溶液里含溶质和溶剂的质量。

(3)根据某物质在某温度下的溶解度,求如果溶剂质量减少(蒸发溶剂)时,能从饱和溶液里析出晶体的质量。

(4)根据某物质在某温度下的溶解度,求如果温度变化(降温或升温)时,能从饱和溶液里析出或需加入晶体的质量。

2.溶液中溶质质量分数的计算

溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。初中化学中常用百分数来表示。溶液中溶质质量分数的计算式如下:

溶质的质量分数=×100%

溶质质量分数的计算题可以有:

(1)已知溶质和溶剂的质量,求溶液的质量分数。

(2)已知溶液的质量和它的质量分数,求溶液里所含溶质和溶剂的质量。

(3)将一已知浓度的溶液加入一定量的水进行稀释,或加入固体溶质,求稀释后或加入固体后的溶液的质量分数。

3.溶液度与溶液质量分数之间的换算

在一定温度下,饱和溶液里溶质质量、溶剂质量、溶液质量之比,是一个固定的值,也就是说饱和溶液里溶质质量分数是恒定的。在计算中首先要明确溶液度与溶液质量分数两个概念的本质区别。其次是要注意条件,必须是在一定温度下的饱和溶液,才能进行换算。

溶解度与溶液中溶质质量分数的比较如下:

溶解度 质量分数

量的关系 表示溶质质量与溶剂质量之间的关系 表示溶质质量与溶液质量之间的关系

条件 ①与温度有关(气体还跟压强有关)②一定是饱和溶液 ①与温度、压强无关②不一定是饱和溶液,但溶解溶质的质量不能超过溶解度

表示方法 用克表示,即单位是克 用%表示,即是个比值,没有单位

运算公式 溶解度=×100 %=×100%

换算公式 饱和溶液中溶质质量分数=×100%

为测定石灰石中碳酸钙的质量(杂质不与酸反应),一同学向6.0g石灰石样品中逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,共生成二氧化碳气体1.11L(该条件下二氧化碳气体的密度为1.977g/L)。试计算:
(1)该反应生成二氧化碳的质量为 (精确到0.1g)g。
(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少?(需写出计算过程)
(3)如果要计算上述反应中至少需要的盐酸溶液的质量,题中还缺少的一个数据是( )
A.盐酸中氯化氢的质量分数 B.盐酸的密度 C.盐酸的温度
(请写出这3小题的详细步骤)

1)、CO2质量=密度×体积=1.11L×1.977g/L=2.20g。2)、首先求碳酸钙(CaCO3)的质量,然后求质量分数。题目中说加至不冒气泡为止,即充分反应。所以用碳酸钙与二氧化碳的相对分子质量和二氧化碳质量比出(方程)碳酸钙质量:40+12+16×3/X(设的碳酸钙质量)=12+16×2/2.2;解得,X=5。 即质量分数为5/6=83.3%。3)、选择A。因为要计算盐酸质量,得到它的质量分数即可。利用各项比值即可求出HCl质量,然后比上盐酸溶液的质量。

[例]计算明矾晶体的式量。
[分析]明矾晶体的化学式是KAl(SO4)2•12H2O,计算结晶水合物(A•nH2O)的式量,先要算出A的式量,再用水的式量乘以所含结晶水个数n,算出含有的结晶水的式量,把无水盐A的式量与结晶水nH2O的式量相加,便可得到结晶水合物(A•nH2O)的式量。在结晶水合物A•nH2O的化学式中,A与nH2O之间的小圆点“•”,在计算时是表示相加的符号。
[解]明矾的化学式是KAl(SO4)2•12H2O,其中无水盐KAl(SO4)2的式量为:
39×1+27×1+(32+16×4)×2=258
明矾KAl(SO4)2•12H2O中含有结晶水的式量为:
(1×2+16)×12=216
明矾晶体的式量为:
258+216=474
答:明矾晶体的式量是474。
计算化合物中各元素的质量比 化合物中各元素的质量比,就是在该化合物的一个分子中各元素原子的原子量之和的比值。计算化合物中各元素的质量比,要依据化合物的化学式分别算出各元素的原子量之和,再进而求出各元素的原子量之和的比值。
[例]计算四氧化三铁中铁元素与氧元素的质量比是多少?
[分析]四氧化三铁的化学式是Fe3O4,在Fe3O4的一个分子中,含有3个铁原子和4个氧原子,3个铁原子的原子量之和是:
3×56=168
4个氧原子的原子量之和是:
4×16=64
铁元素与氧元素的质量比是168:64,可简化为21:8。
[解]在Fe3O4中铁元素与氧元素的质量比是:
3×56∶4×16=21∶8
答:在Fe3O4中Fe与O的质量比是21比8。
计算化合物中各元素的百分含量 计算化合物中各元素的百分含量,先要写出该化合物的化学式并计算出式量,再用化学式中各元素原子的原子量之和,分别除以化合物的式量,乘以百分之百,便可算出化合物中各元素的百分含量。
[例]计算化肥硝酸铵(NH4NO3)中氮元素、氢元素、氧元素的百分含量。
[分析]计算化合物中某元素的百分含量可以应用下面的公式:
在NH4NO3中氮元素的百分含量为:
氢元素的百分含量为:
氧元素的百分含量为:
[解]氢的原子量是1,氮的原子量是14,氧的原子量是16,NH4NO3的式量是80。在NH4NO3中氮元素的百分含量是:
氢元素的百分含量是:
氧元素的百分含量是:
答:在NH4NO3。中含N35%,含H5%,含O60%。
溶解度的计算 在一定温度下的饱和溶液里,溶质的质量、溶剂的质量与该物质的溶解度存在以下关系:
将上式移项处理后可得:
只要知道饱和溶液里溶质的质量和溶剂的质量,便可以计算出该物质在该温度下的溶解度。
[例]在20℃时,把25克蓝矾(CuSO4•5H2O)溶解在71克水中,恰好形成饱和硫酸铜溶液,计算20℃时CuSO4的溶解度。
[分析]蓝矾溶于水中形成硫酸铜饱和溶液,在该饱和溶液中,溶质是CuSO4,溶剂是H2O。蓝矾是带有5个结晶水的硫酸铜,在本题中计算溶质CuSO4的质量时,要把含水晶体CuSO4•5H2O的质量换算为无水CuSO4的质量;在计算溶剂的质量时,又要加上25克CuSO4•5H2O中含有的结晶水的质量。
[解]在该饱和硫酸铜溶液中溶质CuSO4的质量是:
溶剂的质量是:
在20℃时CuSO4的溶解度是:
答:20℃时CuSO4的溶解度是20克。
质量百分比浓度的计算 依据质量百分比浓度的定义,计算溶液的质量百分比浓度,可以应用下列换算式:
计算质量百分比浓度还要应用下面的公式:
溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量
当已知溶液的密度d和体积V,计算溶液、溶质的质量,还可以应用下面的公式:
溶液的质量(克)=溶液密度d(克/厘米3)×V(厘米3)
溶质的质量(克)=d(克/厘米3)×V(厘米3)×质量百分比浓度
关于溶液质量百分比浓度的计算,主要有以下三种基本类型:
①已知溶质和溶剂的质量,计算溶液的质量百分比浓度
[例]把2克固体NaOH溶解在18克水中,计算所得溶液的质量百分比浓度。
[分析]在该NaOH溶液中,溶质的质量是2克,溶剂的质量是18克,溶液的质量是:
2克+18克=20克
氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为:
[解]
答:该NaOH溶液质量百分比浓度是10%。
②已知溶液的质量百分比浓度,计算溶质和溶剂的质量
[例]欲配制质量百分比浓度为2%AgNO3溶液500克,应称取AgNO3多少克?加入水多少毫升?
[分析]用AgNO3溶液的质量乘以质量百分比浓度,便可得到溶质AgNO3的质量;用AgNO3溶液的质量减去AgNO3溶质的质量,便可得到应加入水的质量;用水的质量除以水的密度,便可计算出加入水的体积。
[解]应当称取AgNO3的质量为:
500克×2%=10克
应当加入水的质量为:
500克-10克=490克
加入水的体积为:
490克÷1克/毫升=490毫升
答:配制2%AgNO3溶液500克应称取AgNO310克,加入水490毫升。
③关于溶液稀释的计算
[例]配制质量百分比浓度为20%,溶液密度为1.14克/厘米3,体积为500毫升的稀硫酸,需要量取质量百分比浓度为98%,密度为1.84克/厘米3的浓硫酸多少毫升?
[分析]溶液在稀释过程中,溶液的体积和浓度都会发生变化,溶液中所含溶质的质量却始终保持不变。即
原溶液中所含溶质的质量=稀释后溶液中所含溶质的质量
运用这一规律,各种类型的溶液稀释计算,均可正确求解。
[解]设量取V毫升的浓硫酸,则浓硫酸中所含溶质的质量为:
V×1.84×98%
稀硫酸溶液中所含溶质的质量为:
500×1.14×20%
按照溶液稀释过程中溶质质量保持不变,可以列出下列等式:
V×1.84×98%=500×1.14×20%
V=63.22(毫升)
所需水的质量为:
500-63.22×1.84=383.67(克)
所需水的体积为:
〔注意〕进行溶液稀释(或混合)计算时,溶液与溶剂(或另一溶液)的质量可以相加,其体积不能相加。
答:需要量取浓硫酸63.22毫升,量取水383.67毫升。
溶解度与质量百分比浓度的换算 溶解度是表示一定温度下的饱和溶液里溶剂质量与溶质质量的关系;质量百分比浓度是表示任何溶液(饱和溶液或不饱和溶液)里溶液质量与溶质质量的关系。溶解度与质量百分比浓度的换算,是对一定温度下的饱和溶液而言,溶解度的分母是溶剂质量,质量百分比浓度的分母是溶液质量。
①已知溶解度计算质量百分比浓度
[例]在30℃时,CuSO4的溶解度是25克,计算该温度下硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度是多少?
[分析]30℃时CuSO4的溶解度是25克,说明在100克水中溶解25克CuSO4时,可以形成该温度下硫酸铜饱和溶液。根据溶质CuSO4的质量是25克,溶液质量是125克,便可计算出硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度。
[解]
答:30℃时CuSO4饱和溶液的质量百分比浓度是20%。
②已知饱和溶液的质量百分比浓度计算该温度下溶质的溶解度
[例]在30℃时硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度是20%,计算该温度下CuSO4的溶解度是多少克?
〔分析〕从30℃时硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度是20%,可知当溶液质量为100克时,溶质质量为20克,则溶剂的质量为:
溶剂质量=溶液质量-溶质质量
=100克-20克=80克
知道了饱和溶液里溶质的质量和溶剂的质量,便可计算出30℃时CuSO4的溶解度。
[解]30℃时CuSO4的溶解度为:
答:30℃时CuSO4的溶解度是25克。
溶液析晶计算 正确运用溶解度和浓度概念,算出原溶液里溶质和溶剂的质量;依据题给条件,找出析出晶体后溶液里的溶质与溶剂的质量关系;把握住析晶后的溶液肯定是该物质在该温度下的饱和溶液。抓好以上三点,对于各种条件下的溶液析晶计算,都可以用简单方法求出析出晶体的质量。
①饱和溶液降温析出晶体的计算
[例]已知72℃时KNO3的溶解度为140克,18℃时KNO3的溶解度为30克。现有72℃饱和KNO3溶液48克,当冷却至18℃时析出晶体多少克?
[分析]从72℃KNO3的溶解度是140克,可知在100克水中能溶解KNO3140克,按照溶剂质量与溶质质量之和等于溶液质量,可知在240克硝酸钾饱和溶液中含有KNO3140克,当冷却至18℃时,可以析出KNO3(140-30)克,运用正比例关系,就可计算出72℃时48克KNO3饱和溶液冷却至18℃时析出晶体的质量。
[解]设72℃时48克KNO3饱和溶液冷却至18℃时析出晶体的质量为x克。
x=22克
答:冷却至18℃析出晶体22克。
②蒸发饱和溶液中水分析出晶体的计算
[例]已知70℃时NH4Cl的溶解度是60克,若将320克70℃的NH4Cl饱和溶液,加热蒸发40克水之后,再冷却至70℃时,有多少克NH4Cl晶体析出?
[分析]在一定温度下,饱和溶液蒸发溶剂析出的晶体质量,就是被蒸发的溶剂质量所能溶解溶质达于饱和时的质量。这样,只需运用溶剂质量与溶质质量的关系,便可计算出蒸发水分析出的晶体的质量。
[解]设蒸发40克水析出NH4Cl晶体为x克
x=24克
答:蒸发40克水可析出24克NH4Cl晶体。
③不饱和溶液蒸发水分和降低温度的析晶计算
[例]今有40℃时250克20%KNO3溶液,蒸发150克水,仍保持40℃时可析出KNO3多少克?若降温至10℃时,又能析出KNO3多少克?
[分析]在250克20%的KNO3溶液中,含有溶质KNO3的质量为:
250克×20%=50克
含有溶剂的质量为:
250克-50克=200克
从溶解度曲线查出40℃KNO3溶解度是64克,10℃KNO3溶解度是20克,由此可知40℃时20%的KNO3溶液是不饱和溶液。对于不饱和溶液蒸发水分的析晶计算,要用原溶液里含有的溶质质量减去剩余水中溶解的溶质质量。
〔解〕在250克20%的KNO3溶液中,含有溶质KNO3 50克,溶剂200克,蒸发150克水后,溶液里剩余水的质量为:
200克-150克=50克
50克水在40℃时可溶解KNO3为x克
x=32克
在40℃时可析出KNO3的质量为:
50克-32克=18克
设继续降温至10℃时,析出KNO3的质量为y克。
y=22克
共析出KNO3的质量为:
18克+22克=40克
答:250克20%KNO3溶液蒸发150克水并冷却至40℃析出KNO318克,继续降温至10℃时又析出KNO322克,共析出KNO340克。
④析出含水晶体的计算
[例]浓度为15%的硫酸铜溶液500克,在加热蒸发300克并冷却至20℃时,可析出蓝矾晶体(CuSO4•5H2O)多少克?(在20℃时CuSO4的溶解度是20克)
[分析]本题硫酸铜溶液中的溶质是CuSO4,析出的晶体是CuSO4•5H2O。计算析晶后溶液里含有的溶质质量时,要先把析出的含水晶体CuSO4•5H2O的质量,换算为无水晶体CuSO4的质量,再用原溶液里总溶质质量减去换算为无水晶体CuSO4的质量;在计算析晶后溶液里含有的水的质量时,又要减去析出含水晶体CuSO4•5H2O带走的结晶水的质量。
[解]原硫酸铜溶液里含有的溶质CuSO4的质量是:
500克×15%=75克
含有的溶剂H2O的质量是:
500克-75克=425克
当蒸发300克水并冷却至20℃析出CuSO4•5H2O的质量为x克时,析晶后溶液中的溶质CuSO4的质量是:
析出x克CuSO4•5H2O后溶液中水的质量是:
依据析出x克CuSO4•5H2O后的溶液是该温度下的饱和溶液,可列出如下比例关系
x=88克
答:可析出CuSO4•5H2O 88克。
根据化学方程式计算有关反应物或生成物的质量 化学方程式可以表示在该化学反应中,各反应物与生成物间的质量关系,是进行化学计算的依据。根据化学方程式的计算,一般按以下三步进行:
第一步 认真审题,依据题意写出正确的化学方程式。
第二步 深入析题,充分认清已知条件和未知求问,找出已知条件和未知求问间的联系,并写在化学方程式有关物质化学式的下方。
第三步 根据化学方程式各物质的质量关系,列出比例式,具体完成该题的计算。应该做到解题要有根据,解法要规范,书写要工整,答案要确切。
①计算反应物或生成物的质量
[例]由红磷燃烧制取五氧化二磷,现有红磷0.62克,若充分反应可制取五氧化二磷多少克?需耗用标准状况下的氧气体积为多少升?(标准状况下氧气的密度是1.429克/升)
[分析]化学方程式所表示的是各物质的质量关系
4P+5O2 2P2O5
4×31克5×32克 2×142克
依据红磷完全燃烧的化学方程式,可知124克红磷完全燃烧需耗用氧气160克,生成五氧化二磷284克。题目给出红磷质量是0.62克,用正比例关系,可以计算出生成五氧化二磷的质量和耗用氧气的质量。
[解]设0.62克红磷完全燃烧生成x克五氧化二磷,耗用y克氧气。
4P+5O2 2P2O5
x=1.42克
y=0.80克
0.80克氧气在标准状况下占有的体积为:
答:0.62克红磷完全燃烧需耗用标准状况下氧气0.56升,生成五氧化二磷1.42克。
②计算物质的纯度
[例]含有铁锈(主要成分是Fe2O3)的铁粉质量为7.0克,跟足量稀盐酸充分反应后,生成氢气0.2克,计算该铁粉的纯度。
[分析]铁粉跟稀盐酸发生置换反应,生成氯化亚铁和氢气
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
根据生成H2的质量可以计算出Fe的质量,再用Fe的质量除以不纯铁粉的质量,乘以100%,便可得出该铁粉的纯度。
[解]设该铁粉中含Fe为x克
Fe+2HCl=H2↑+FeCl2
x=5.6克
该铁粉的纯度为:
答:该铁粉的纯度为80%。
根据化学方程式计算反应物或生成物的质量百分比浓度 这种计算的特点是把质量百分比浓度与化学方程式的计算结合起来。进行这种类型的计算,先要依据化学方程式,计算出反应物或生成物的质量;再分别除以各自溶液的质量,就可以计算出反应物或生成物的质量百分比浓度。
[例]含有Al2O3的Al粉3克,已知Al的百分含量为90%,该铝粉跟质量为100克的稀硫酸恰好反应完全,计算稀硫酸的质量百分比浓度是多少?所得Al2(SO4)3溶液的质量百分比浓度是多少?
〔分析]把含有Al2O3的Al粉放入稀硫酸中,发生的化学反应是:
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
在3克铝粉(内含Al2O3)中含有铝(Al)的质量为:
3克×90%=2.7克
含有三氧化二铝(Al2O3)的质量为:
3克×(1-90%)=0.3克
跟2.7克Al反应的H2SO4与跟0.3克Al2O3反应的H2SO4的质量之和,是稀H2SO4中的溶质质量,据此可以计算出稀硫酸的质量百分比浓度。
2.7克Al跟H2SO4反应生成的Al2(SO4)3与0.3克Al2O3跟H2SO4反应生成的Al2(SO4)3的质量之和,是Al2(SO4)3溶液中Al2(SO4)3溶质的质量,据此可以计算出所得Al2(SO4)3溶液的质量百分比浓度。
[解]设跟2.7克Al反应的H2SO4为x1克,生成Al2(SO4)3 y1克,产生H2z1克;跟0.3克Al2O3反应的H2SO4为x2克,生成Al2(SO4)3 y2克,生成水z2克。
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
x1=14.7克
y1=17.1克
z1=0.3克
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
x2=0.86克
y2=1.01克
z2=0.16克
稀硫酸的质量百分比浓度为:
生成Al2(SO4)3的质量为:
Al2(SO4)3溶液的质量为:
18.11克+(100-14.7-0.86)克+0.16克=102.71克Al2(SO4)3溶液的质量也可用含有Al2O3的铝片与稀硫酸质量之和,再减去产生的氢气质量算出
3克+100克-0.3克=102.7克
Al2(SO4)3溶液的质量百分比浓度为:
答:稀H2SO4的质量百分比浓度是15.56%,Al2(SO4)3溶液的质量百分比浓度是17.63%。
根据化学方程式计算含一定量杂质的反应物或生成物的质量 化学方程式表示的各反应物和生成物间的质量关系,都是指纯物质间的定量关系,运用化学方程式计算时,必须把纯物质的质量代入方程。如果题目给出的是不纯物质应当先把不纯物质的质量换算为纯物质的质量再进行计算;如果计算物质的纯度,应当用纯物质的质量除以不纯物质的质量,再以百分率表示。
[例]把15.0克含有不溶性杂质的硫酸钠放入85.8克水中溶解,过滤除去不溶性杂质,取10.0克滤液,加入10%的BaCl2溶液20.8克,恰好完全反应,计算不纯硫酸钠中Na2SO4的百分含量。
[分析]硫酸钠跟BaCl2溶液发生的化学反应是:
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
从耗用BaCl2的质量可以算出10.0克滤液里含有的Na2SO4质量,进而算出Na2SO4溶液的质量百分比浓度。再从Na2SO4溶液的质量百分比浓度出发,计算出15克样品中所含的Na2SO4的质量,从而计算出不纯硫酸钠中Na2SO4的百分含量。
[解]设10.0克滤液里Na2SO4为x克,15.0克样品里含Na2SO4为y克。
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
x=1.42克
滤液的质量百分比浓度为:
样品中所含Na2SO4的质量y克为:
y=14.2克
不纯硫酸钠中Na2SO4的百分含量为:
答:不纯硫酸钠中含Na2SO494.67%。

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