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第五单元化学方程式第3节利用化学方程式的简单计算
【知识梳理】
化学方程式的>简单计算>：>
1.意义：
（1）质的方面：表示该反应的反应物（或原料）和生成物（或产品）
（2）量的方面：表示该反应中各物质的质量关系。
2.基本书写依据和格式：
（1）计算依据：依据化学方程式中各物质的质量比（即各物质的相对分子质量之比）来进行
计算；
（2）计算步骤：
a.解，设未知量
b.写出反应化学方程式
c.写出有关物质的相对分子质量和已知量、未知量
d.列比例式，求解
e.简明作答
3.常见题型
（1）根据反应物（或生成物）的质量计算反应物（或生成物）中某种物质的相对分子质量
（2）有关纯净物的化学方程式的计算，即：
a.已知反应物(或生成物)的质量，求生成物(或反应物)的质量；
b.已知一种反应物(或生成物)的质量，求另一种反应物(或生成物)的质量。
（3）含杂质(杂质不参加反应)的计算
化学方程式反映的是纯净物间的质量关系，若遇到不纯物时，应先把不纯物的质量换算成纯净物质量。
纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度=不纯物质的质量×（1－杂质的质量分数）
（4）计算参加反应的物质间的质量比
【诊断自测】
1．20g的高锰酸钾在试管中加热一段时间后，再称剩余固体的质量为19.8ｇ，则生成氧气的质量是（）
A. 19.8ｇB. 0.2ｇC. 2.0ｇD. 不能确定
2．碳在氧气中燃烧，下列说法符合质量守恒定律的是（）
A．8g碳与3g氧气完全反应，可以得到11g二氧化碳
B．6g碳与16g氧气完全反应，可以得到22g二氧化碳
C．10g碳与12g氧气完全反应，可以得到22g二氧化碳
D．32g碳与12g氧气完全反应，可以得到44g二氧化碳
3. 16.8g铁在空气中完全燃烧，需要消耗g氧气，同时生成g四氧化三铁 。
4．在实验室里用氢气还原氧化铜制取铜，若制取0.64g铜需要氧化铜的质量是多少？
5.人体缺钙易产生“骨质疏松症”，补钙保健品“盖中盖”钙片中的有效成分为碳酸钙[CaCO3]，试计算：
（1）碳酸钙的相对分子质量；
（2）碳酸钙中钙元素的质量分数；
（3）每片“盖中盖”钙片中含碳酸钙0.5g，成年人每天需要补钙0.4g，他应每天服用多少片“盖中盖”钙片？
6.某化合物完全燃烧，需要4．8g氧气，同时生成4．4g氧化碳和2．7g水，则该化合物 ()
A．只含碳、氢两种元素B．只含碳、氧两种元素
C．含有碳、氢、氧三种元素D．无法确定
7.已知4.8g金属M与足量的稀硫酸反应，生成MSO4和0.4g氢气，则M的相对原子质量为。
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【考点突破】
类型>一>：>化学方程式的>简单计算>
例1.甲醇(CH3OH)是一种有毒、有酒的气味的可燃性液体。甲醇在氧气中不完全燃烧可发生如下反应:8CH3OH+nO2
mCO2+2CO+16H2O。若反应生成3.6 g水,请计算:
（1）m的值是。
（2）参加反应的氧气质量是多少克?(写出规范计算步骤)
答案：> （1）6 （2）8+2n=6×2+2+16 n=11 设参加反应的氧气质量为x 8CH3OH+11O2 6CO2+2CO+16H2O 11×3216×18 =352=288 x3.6 g = x=4.4 g 答:参加反应的氧气为4.4 g。 解析>：> 质量守恒定律不仅体现在宏观上总质量相等、元素的质量相等,还体现在微观上原子个数相等。根据碳原子数反应前后相等,8=m+2,m=6;反应前后氧原子个数为8+2n=6×2+2+16,n=11,然后根据化学方程式,由生成3.6 g水,求参加反应的氧气的质量。 类型二：>含杂质的相关计算> 例2. 煅烧含碳酸钙80%的石灰石100t，生成二氧化碳多少吨？若石灰石中的杂质全部进入生石灰中，可以得到这样的生石灰多少吨？ 答案：> 32.5t,64.8t 解析：> 例3.实验室探究氧气的性质需要一定质量的氧气．我校一化学兴趣小组为了探究氧气的性质需，用托盘天平准确称取3.16g高锰酸钾装入试管连接装置，加热制取和收集氧气，待高锰酸钾完全反应后，称剩余固体物质的质量为2.84g．请你参与计算： （1）在锰酸钾中钾元素和锰元素的质量比为； （2）3.16g高锰酸钾完全反应后，收集的氧气的质量为（理论值，不计损失）； （3）在剩余固体物质中，由于锰酸钾能溶于水，二氧化锰不溶于水，可用溶解、过滤、烘干的方法获得纯净的二氧化锰，作为氯酸钾或过氧化氢溶液分解的催化剂．在上述反应中，最多可回收多少二氧化锰？ 答案：> （1）78：55 （2）0.32g （3）最多可回收MnO2的质量为0.87g． 解析：> （1）根据化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，进行分析解答； （2）根据质量守恒定律知：减少的质量是生成氧气的质量； （3）二氧化锰是这个反应的催化剂，反应前后不变，因此2.49g固体物质中含有二氧化锰和生成的氯化钾，根据化学方程式由生成氧气的质量可以计算出生成氯化钾的质量，进而计算出二氧化锰的质量． 解答：（1）锰酸钾中钾、锰元素的质量比（39×2）：55=78：55 （2）根据质量守恒定律，收集的氧气的质量为3.16g﹣2.84g=0.32g （3）设最多可回收MnO2的质量为x． 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 8732 x0.32g x═0.87g 例4.把干燥、纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物15.5克装入大试管中，加热制取氧气．待反应完全后，将试管冷却、称量，得到10.7克固体物质，计算： （1）制得氧气多少克？ （2）原混合物中，氯酸钾和二氧化锰的质量各多少克？ 答案：> （1）生成氧气的质量是4.8g； （2）原混合物中氯酸钾和二氧化锰分别为12.25g和3.25g。 解>析：> 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，二氧化锰在变化过程中为催化剂，反应前后质量和化学性质都不变； （1）根据质量守恒定律，由反应前后固体物质的质量差，可求得放出气体氧气的质量； （2）根据反应的化学方程式，利用生成氧气的质量可计算混合物中氯酸钾的质量和二氧化锰的质量． 解：（1）根据质量守恒定律，待反应至不再有气体生成后，制取氧气的质量为：15.5g﹣10.7g=4.8g； （2）设原混合物中氯酸钾的质量为x． 2KClO3 2KCl+3O2↑ 24596 x4.8g 解答 x=12.25g 混合物中二氧化锰的质量为：15.5g﹣12.25g=3.25g 【易错精选】 1．加热31.6g高锰酸钾，当得到3.2g氧气时,剩余的固体为（） A．K2MnO4和MnO2B．KMnO4和MnO2 C．KMnO4和K2MnO4D．KMnO4、K2MnO4和MnO2 2．在2A+B = 2C反应中，已知B的相对分子质量为32，C的相对分子质量为40，则A的相对分子质量为（） A.24B. 48C.4D. 8 3．4.6g某有机物完全燃烧时需消耗9.6g氧气，生成8.8g二氧化碳和5.4gH2O，该有机物中（） A．只含碳、氢两种元素B．只含碳元素 C．含有碳、氢、氧三种元素D．可能含氧 4．将干燥、纯净的氯酸钾与二氧化锰混合，取31g混合物装入试管中加热,待充分反应后，将剩余固体物质冷却后称得其质量为21.4g，试回答： （1）根据定律，反应后可生成氧气g； （2）21.4g剩余固体中含有和两种物质； （3）求原混合物中氯酸钾的质量。 5.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，生成气的质量与反 应时间的关系如右图所示。 （1）完全反应后生成氧气的质量为。 （2）计算参加反应的过氧化氢的质量。 6.学习中我们接触过胆矾，（化学式为CuSO4·5H2O），胆矾的相对分子质量为250。 （1）请你分析出胆矾相对分子质量的计算方法，并用该方法算出FeSO4·7H2O 的相对分子质量。 （2）铁是人类生命活动不可缺少的微量元素，正常人每天补充14mg左右的铁，其中大部分来自食物。如果全部通过服用含FeSO4·7H2O的片剂补充铁，计算每天约需要服用含FeSO4·7H2O片剂的质量。 7.实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如下表： （1）反应中二氧化锰的作用是_____________________。 （2）反应生成氧气的质量为_______________g（结果精确到0.1g，下同）。 （3）计算参加反应的过氧化氢的质量。 【精华提炼】 利用化学方程式进行计算的方法与技巧 1.守恒法 利用化学反应前后某元素的质量守恒或某种原子(或原子团)的数目和质量守恒，可以使化学计算化难为易，收到事半功倍的效果。在应用“守恒法”时，要注意巧妙地选择两状态中总值不变的物理量建立等式，不纠缠中间过程。只考虑始终状态，实际上是整体思维在化学中的作用。 2.差量法 若题给条件不是某种始量或终量，而是过程前后始量与终量的差值，用“差量法”求解十分简便。“差量法”的关键是分析过程前后形成差值的原因，找出差值与已知量、未知量的关系。 【本节训练】 训练【1】某石灰石样品，经分析含CaCO3为90％。则样品中钙元素的质量分数为（） A.36%B.40%C.64%D.80% 训练【2】含有杂质的某硝酸铵样品，经测定其含氮元素的质量分数仍为35％，则其所含有的杂质一定有（） A. CO(NH2)2B. NH4HCO3C.NH4ClD.(NH4)2SO4 训练【3】4.6g某物质在氧气中完全燃烧生成4.4gCO2和3.6gH2O，则该物质的组成为（） A.只含碳、氢两元素B.一定含碳、氢、氧三种元素 C.一定含碳、氢两种元素，可能含氧元素D.无法确定 训练【4】由氧化镁和另一金属氧化物组成的混合物4g，其中含有氧元素1.8g,则另一种金属氧化是() A.CuOB.Fe2O3C.Al2O3D.CaO 训练【5】在由CO2和O2组成的混合气体中，测知碳元素的碳元素的质量分数为20％，则混合气体中CO2和O2的质量比为（） A. 2:1B.1:2C.11:4D.11:7 训练【6】电解水得到的氢气和氧气的质量比是（ ） A．2:1B．4:8C．1:8D．1:16 训练【7】3克镁在足量的氧气中完全燃烧，可得氧化镁（ ）克 A．10B．6C．5D．12 训练【8】制取71克五氧化二磷，需要磷_______克，需要烧氧气_______克（ ） A．30克30克B．30克40克 C．31克40克D．40克31克 训练【9】实验室要制取4.8克氧气，至少需分解多少克高锰酸钾？ 基础巩固 1.a g镁在氧气中完全燃烧后，得到b g白色固体，此时参加反应的氧气为（） A．（a+b）gB．（a-b）gC．（b-a）gD．无法判断 2．由化学方程式CxHyOz + 5O2=4CO2+4H2O，可知x、y、z的值分别是（） A．1、2、3B．2、4、1C．4、8、2D．4、4、1 3．氮化铝（AlN）被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应制得：Al2O3+N2+3C═2AlN+3CO，现欲制备12.3t氮化铝，需要参加反应的氧化铝（Al2O3）质量是多少？ 4.4克氧气可跟（ ）克氢气完全反应。 A．1B．0.5C．2D．4 5.用一氧化碳冶炼含杂质4％的生铁500t，需纯度为80％的赤铁矿石多少吨?(假设冶炼过程中铁没有损失，而且杂质中不含铁) 6．实验室利用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制氧气,反应前二氧化锰占固体质量的25%,反应后剩余固体中二氧化锰占32.7%,氯酸钾的分解率为多少？(计算过程保留三位小数,结果保留整数) 巅峰突破 1.为防治碘缺乏病，我国正推广食用加碘盐，即在食盐中加入适量碘酸钾（化学式为KIO3），严禁出售不含碘的工业盐。下面请按要求解题。 （1）KIO3的相对分子质量是多少? （2）KIO3中碘元素的质量分数是多少?（结果保留三位有效数字） （3）正常人每天需要补充大约0．1mg碘元素。若l000g碘盐中约含33．7mg碘酸钾，那 么一个正常人一天大约需要吃多少克这种含碘盐?（结果取整数） 2.实验室用高锰酸钾来制取氧气。经探究，生成氧气的质量约是高锰酸钾质量的1/10。 （1）现有高锰酸钾32g，大约能生成氧气的质量是多少？ （2）这些氧气若装在容积为125 mL的集气瓶中，最多装几瓶？（氧气在该条件下的密度为1.429 g/L） （3）小明同学从与医生的交谈中获悉：正常人每分钟约呼吸30次，每次约吸入0.4L空气．请问一个人一天吸入人体内的氧气约为多少升？（计算结果取整数） 3.（1）蜡烛在空气中燃烧时生成二氧化碳和水。由此判断蜡烛中一定含有的元素是（填元素符号）。 （2）“84”消毒液可用于灾区防疫，其主要成分是次氯酸钠（NaClO），制取它的化学方程式为2NaOH+X═NaClO+NaCl+H2O，则X的化学式为．求出NaClO中氯元素化合价并在该化学式中表示出来。 （3）在反应A+3B＝2C+2D中，14克A完全反应生成44克C和18克D，若A的相对分子质量为28，则B的相对分子质量是。 4.最近，我国部分城市首次使用二甲醚作为公交车的燃料，有效解决了公交车冒黑烟的问题。二甲醚燃烧的化学方程式可表示为： C2H6Od（二甲醚）+3O2 2CO2+3H2O 请通过计算回答： （1）d=． （2）23g二甲醚充分燃烧需要多少克氧气？生成多少克二氧化碳？ 5.有一种自生氧防毒面具，其使用的生氧剂的主要成分是（KO2）．取100g生氧剂放入质量为20g烧杯中，再向其中加入20g水，使生氧剂KO2全部反应，其充分反应后（4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑），称得烧杯及烧杯中物质的总质量为116g，计算（假设杂质不含钾元素且不与水反应） （1）100g生氧剂生成氧气的质量； （2）生氧剂中含钾元素的质量分数． 6.磷酸二氢钾（KH2PO4）是一种化学肥料，磷酸二氢钾的相对分子质量为多少，磷元素的质量分数为多少（计算结果精确到0.1%），其中各元素的质量比是多少；500g该化肥中含钾元素为多少（精确到0.1g）g。 7.为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度，某学习小组取2.5g该样品与0.5g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，称量剩余固体的质量，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： （1）在________时间后，该样品中的氯酸钾已经完全反应。 （2）完全反应后产生氧气的质量_______________。 （3）该样品中氯酸钾的质量分数。 8.加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气时，反应时间和剩余 固体质量如图． （1）根据质量守恒定律，该反应产生的氧气质量为g． （2）求原固体混合物中氯酸钾的质量是多少？ （3）求剩余固体混合物中二氧化锰的质量分数是多少？ 9.把6.1克干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物放在试管里加热，到氯酸钾完全分解为止。冷却后，称得剩余物质的质量为4.5克问：(1)制取的氧气是多少克？(2)剩余的固体物质是什么？质量分别是多少克？(3)原混合物中氯酸钾的百分含量是多少？(保留一位小数) 10.合成氨工业生产中所用的α﹣Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3．某合成氨工厂为使该 催化剂催化活性更高而将90g FeO与200g Fe2O3混合．求：此时该催化剂中铁的质量分数。 （要求写出计算过程，计算结果保留一位小数） 11.小明在实验室里加热高锰酸钾制取氧气，试管中固体的质量随时间变化的数据见下表．制取结束后，将剩余固体溶解、过滤、烘干后，回收二氧化锰．请计算： （1）生成氧气的质量为g． （2）回收二氧化锰的质量．（写出计算过程） 12.过氧化氢溶液可以消毒、杀菌过氧化氢不稳定会自然分解，久置的过氧化氢溶液，其溶质质量分数会变小．某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量分数，进行如下实验，测得相关数据如图所示： （1）反应生成氧气的质量为． （2）参加反应的过氧化氢的质量为多少克？ 参考答案 【诊断自测】 1．B2．B 3. 6.4g，23.2g 4．0.8g 5.（1）100；（2）40%；（3）2． 6.C 7.24 【易错精选】 1．A2．A3．C 4．质量守恒定律9.6g氯化钾、二氧化锰24.5g 5. （1）0．48g （2）解：设5 1g过氧化氢溶液中含过氧化氢的质量为x。 2H2O2 2H2O + O2↑ 6832 x0．48g 答：参加反应的过氧化氢的质量1.02g. 6.（1）FeSO4·7H2O的相对分子质量=56+(32+4×16)+7(2+16)=278 （2）设需要补充的铁的质量为xmg x×56/278×100%=14mg x=69.5 mg 7.（1）催化作用。（2）0.8g；（3）1.7g 【本节训练】 训练【1】A 训练【2】A 训练【3】B 训练【4】C 训练【5】C 训练【6】C 训练【7】C 训练【8】C 训练【9】47.4克 基础巩固> 1.C2.C 3．15.3t 4.B 5.857.1t 6．80% 巅峰突破> 1.（1）214 （2）59.3%（3）5克 2.（1）氧气的质量：32g×1/10=3.2g （2）3.2g÷1.429g/l=2.24(l)，2.24(l) ×1000 ÷125(ml)=18瓶 （3）24×60×30×0.4×20%=3456L 3.（1）C、H （2）Cl2NaClO（3） 32 4.（1）d=1； （2）23g二甲醚充分燃烧需要氧气质量为48g，生成二氧化碳质量为44g． 5.（1）100g生氧剂生成氧气的质量24g （2）该生氧剂中钾元素的质量分数是39%． 6. 磷酸二氢钾的相对分子质量为136；磷元素的质量分数为22.8%；磷酸二氢钾中钾、氢、磷、氧四种元素的质量比为39：2：31：64；500g该化肥中含钾元素的质量为143.4g． 7.（1）t3（2）0.96g（3）98% 8.（1）0.96； （2）求原固体混合物中氯酸钾的质量是2.45g； （3）剩余固体混合物中二氧化锰的质量分数是27%． 9.（1） 1.6g（2） 剩余的固体物质是二氧化锰和氯化钾，质量分别是2g和2.5g。 （3）原混合物中氯酸钾的百分含量是67.2% 10. 90g FeO中铁的质量是：90g× ×100%=70g， 200g Fe2O3中铁的质量是：200g× ×100%=140g， 则催化剂中铁的质量分数是： ×100%≈72.4%， 答：此时该催化剂中铁的质量分数是72.4%． 11.（1）3.2 （2）回收二氧化锰的质量为8.7g． 12.（1）0.8g（2）1.7g
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