第 5 单元 化学方程式 5.3 利用化学方程式进行简单的计算 1．将盛有等质量、等质量分数且足量的稀盐酸的两只烧杯，放在托盘天平的左右两盘，天平平衡。在左盘 烧杯中加入 10 克碳酸钙，若要使天平重新平衡，则右盘烧杯中应加入的物质是（ A．10 克碳酸钠 B．5.6 克氧化钙 C．10 克碳酸镁和碳酸氢钠 D．10 克镁粉和铜粉 ） 【答案】B 【解析】设加入 10 克碳酸钙完全反应后左盘溶液增量为 x CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 溶液增量△M 100 44 100﹣44＝56 10g x ＝ x＝5.6g A．设加入 10 克碳酸钠完全反应后左盘溶液增量为 A Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑ 溶液增量△M 106 44 106﹣44＝62 10g A ＝ A＝5.85g＞5.6g 天平指针偏右，不平衡，A 错误，不符合题 意； B．因为 CaO+H2O＝Ca（OH）2，则加入 5.6g 氧化钙后右盘溶液的增量为 5.6g，与左盘增量相等，所以 天平平衡，B 正确，符合题意； C．设加入 10 克碳酸氢钠完全反应后左盘溶液增量为 B， NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑ 84 溶液增量△M 44 10g 84﹣44＝40 B ＝ B＝4.8g 设加入 10 克碳酸镁完全反应后左盘溶液增量为 C MgCO3+2HCl＝MgCl2+H2O+CO2↑ 溶液增量△M 84 44 84﹣44＝40 10g C B＝4.8g ＝ 所以加入 10g 碳酸镁和碳酸氢钠后右盘溶液的增量 4.8g＜5.6g，天平指针偏左，不平衡，C 错误，不符 合题意； D．设加入 10g 镁粉后右盘溶液的增量 D Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑ 溶液增量△M 24 2 24﹣2＝22 10g D D＝9.2g＞5.6g ＝ 铜粉不与稀盐酸反应，加入 10g 铜粉右盘增量就为 10g＞5.6g，所以加入 10g 镁粉和铜粉后右盘的增量大 于 5.6g，天平指针偏右，不平衡，D 错误，不符合题意； 故选：B。 2．工业上，高温煅烧石灰石可制取生石灰（CaCO3 CaO+CO2↑）。现有 100g CaCO3 样品，高温煅烧 一段时间后，剩余固体的质量为 67g。下列推断符合客观事实的是（ ） A．生成 CO2 的质量是 33g B．生成物中 CaO 的质量是 67g C．剩余固体中钙元素的质量分数小于 40% D．剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比大于 1：4 【答案】A 【解析】A、生成 CO2 的质量是：100g﹣67g＝33g，该选项说法正确； B、生成物中 CaO 的质量小于 67g，是因为石灰石中含有杂质，该选项说法不正确； C、设反应的碳酸钙质量为 x， CaCO3 100 x CaO+CO2↑， 44 33g ＝ ， x＝75g， 碳酸钙中钙元素质量：75g× ＝30g，剩余固体中钙元素的质量分数最小为： ×100%＝44.8%，该 选项说法不正确； D、由于不知道杂质的种类，因此不能判断剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比，该选项说法不正确。 故选：A。 3．有下列化学方程式：A+3B═2C+2D，7g A 与 24g B 恰好完全反应，生成 D 的质量是 9g。若 C 的相对分 子质量为 44，则 B 的相对分子质量为（ ） A．16 C．36 B．32 D．96 【答案】B 【解析】在 A+3B═2C+2D 的反应中，7gA 与 24gB 恰好完全反应，生成 D 的质量是 9g，由质量守恒定 律，则生成的 C 的质量为 7g+24g﹣9g＝22g。 设 B 的相对分子质量为 x A+3B═2C+2D 3x 88 24g 22g x＝32 故选：B。 4．在某 H2O2 溶液中，氢元素与氧元素的质量比为 1：9，现向 20g 该 H2O2 溶液中加入少量二氧化锰，充 分反应后，生成氧气的质量为（ A．2g ） B．4g C．1.6g D．3.2g 【答案】A 【解析】20g 某 H2O2 溶液中氢元素的质量为：20g× 反应后含有 2g 氢元素的水的质量为：2g÷ ＝2g； ＝18g； 生成氧气的质量为：20g﹣18g＝2g。 故选：A。 5．在反应 A+3B═2C+2D 中，28g A 与一定质量的 B 恰好完全反应，生成 88g C．若 C、D 的相对分子质量 之比为 22：9，则 A 与 B 的相对分子质量之比为（ ） A．7：8 B．8：7 C．7：24 D．24：7 【答案】A 【解析】设生成的 D 的质量为 x A+3B═2C+2D 44 88g 18 x 解得：x＝36g 由质量守恒定律可知参加反应的 B 的质量为：88g+36g﹣28g＝96g。 由方程式可知：A 与 B 的相对分子质量之比：28g：（96÷3）＝7：8。 故选：A。 二．计算题（共 10 小题） 6．为测定实验室中某过氧化氢溶液的溶质质量分数，取 100.0g 过氧化氢溶液放入小烧杯中，然后进行如图 所示的实验。请计算： （1）反应后产生气体的质量是 ； （2）该过氧化氢溶液的中过氧化氢的质量为多少？（请根据化学方程式列式计算） （H：1 O：16） 【答案】3.2 6.8g。 【解析】（1）反应后产生气体的质量是：230.0g﹣226.8g＝3.2g， 故填：3.2g。 （2）设过氧化氢质量为 x， 2H2O2 68 x 2H2O+O2↑， 32 3.2g ， x＝6.8g， 答：该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量是 6.8g。 7．过氧化钙（CaO2）是一种环境友好的化工原料，工农业生产中用作漂白剂、种子消毒剂及鱼类运输时的 制氧剂等。过氧化钙与水反应方程式为：2CaO2+2H2O═2Ca（OH）2+O2↑，某同学把 20g 不纯的过氧化 钙样品（杂质不与水反应）加入到盛有足量水的烧杯中，完全反应后，生成 2.24L 氧气（氧气的密度是 1.43g/L）请计算： （1）反应生成氧气的质量。 （计算结果精确到 0.1） （2）该样品中过氧化钙的质量分数。 【答案】（1）3.2g；（2）72%。 【解析】（1）生成的氧气的质量为 2.24L×1.43g/L＝3.2g； （2）设该样品中过氧化钙的质量分数为 x 2CaO2+2H2O═2Ca（OH）2+O2↑ 144 32 20gx 3.2g ＝ x＝72% 答：（1）生成氧气 3.2g； （2）该样品中过氧化钙的质量分数为 72%。 故答案为：（1）3.2g；（2）72%。 8．某实验室中需要 1.6g 氧气进行实验。若用双氧水和二氧化锰制取这些氧气，需要消耗过氧化氢多少 克？（H﹣1 O﹣16） 【答案】3.4g 【解析】设需要的过氧化氢的质量为 x。 2H2O2 2H2O+O2↑ 68 32 x 1.6g ＝ x＝3.4g 答：需要消耗的过氧化氢的质量为 3.4g。 9．某学习小组用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制氧气，反应过程中固体总质量如图，请计算原混合 物中有多少克氯酸钾 ？ 【答案】49g 【解析】根据质量守恒定律可得，生成的氧气的质量为 60g﹣40.8g＝19.2g； （2）设原混合物中氯酸钾的质量为 x。 2KClO3 2KCl+3O2↑ 245 96 x 19.2g ＝ 解得 x＝49g 故答案为：49g 10．某同学取一定质量的氯酸钾和二氧化锰加热，记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图所示，请计 算混合物中氯酸钾的质量。 【答案】12.25g 【解析】由图象情况可知氯酸钾完全反应生成的氧气质量是 4.8g 设原混合物中氯酸钾的质量为 x 2KClO3 2KCl+3O2↑ 245 96 x 4.8g x＝12.25g 答：原混合物中氯酸钾的质量为 12.25g。 11．在实验室制取氧气时，取 MnO2 和 KClO3 的固体混合物 30.5g，加热至不再产生气体为止，收集到一定 质量的氧气。某化学兴趣小组欲求得所制氧气的质量，他们将加热后剩余物冷却到一定温度后，通过多 次加水测定剩余物质量的办法即可求出。加水的质量与剩余固体的质量见下表： （提示：MnO2 是不溶于 水的固体粉末） 编号 1 2 3 4 加水的质量（g） 20 20 20 20 剩余固体的质量（g） 14.5 8.1 6 6 试求： （1）原混合物中 MnO2 的质量为 g。 （2）制得氧气的质量为多少克？ 【答案】（1）6；（2）可制得氧气 9.6 克。 【解析】（1）由 1 和 2 可知加入 20g 水最多溶解 KCl 的质量为：14.5g﹣8.1＝6.4gKCl，而第三、第四次 加水后溶解 KCl 的质量为 8.1g﹣6g＝2.1g＜6.4g，则第三次加水后 KCl 完全溶解，剩余的固体全部是不 溶于水的 MnO2，所以原混合物中 MnO2 的质量为 6g； （2）原混合物中 KClO3 质量为：30.5g﹣6g＝24.5g； （3）设可制得氧气的质量为 x 2KClO3 2KCl+3O2↑ 245 24.5g 96 x 解得：x＝9.6g 故答案为：（1）6； （2）可制得氧气 9.6 克。 12．取 47.4g 高锰酸钾，加热﹣段时间后停止，冷却，称量剩余固体的质量是 44.2g。计算： （1）生成氧气的质量为 ； （2）通过计算回答 47.4g 高锰酸钾是否完全分解？ 【答案】（1）3.2g； （2）47.4g 高锰酸钾没有完全分解。 【解析】（1）生成氧气的质量为： 47.4g﹣44.2g＝3.2g （2）设生成 3.2g 氧气需要高锰酸钾的质量为 x。 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 316 x 32 3.2g x＝31.6g 答：47.4g 高锰酸钾没有完全分解。 故答案为： （1）3.2g； （2）47.4g 高锰酸钾没有完全分解。 13 ． 用 图 1 所 示 的 装 置 制 取 二 氧 化 碳 并 测 定 石 灰 石 中 碳 酸 钙 的 质 量 ， 化 学 反 应 方 程 式 是 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，将稀盐酸全部加入锥形瓶中，天平示数的变化如图 2 所示，请计算： （1）生产二氧化碳气体的质量为？ （2）计算石灰石样品中碳酸钙的质量？ 【答案】（1）生产二氧化碳气体的质量为 4.4g； （2）石灰石样品中碳酸钙的质量为 10g。 【解析】（1）根据质量守恒定律，二氧化碳的质量为：310.4g﹣306g＝4.