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第8讲根据化学方程式计算考点根据化学方程式的计算1．计算依据(1)根据化学方程式计算的理论依据是质量守恒定律。(2)根据化学方程式计算的基本依据是反应物、生成物的质量关系。2．计算类型(1)纯净的反应物(或生成物)质量的计算。(2)含杂质的反应物(或生成物)质量的计算。(3)溶液中有关化学方程式的计算。3．计算步骤设、写、找、列、求、答，即：4．根据化学方程式计算注意事项(1)在设未知数时，一般不带单位，但代入化学方程式解出的未知量要带单位。(2)利用化学方程式进行计算时，代入量必须是纯净物的质量，如果是混合物的质量，则必须转化成纯净物的质量，再带入计算。5．有关含杂质问题的计算方法(1)将含杂质的已知物质质量换算为纯物质质量。其关系式为：纯物质质量＝含杂质物质质量×纯度。(2)将纯物质质量代入化学方程式进行计算。(3)将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量：含杂质物质质量＝纯物质质量纯度。6．气体参加反应或求气体体积的计算化学方程式表示的是各物质之间的质量关系，若有一定体积的气体参加反应，则先要将气体的体积换算成气体的质量；若要求出待求气体的体积数，则要先根据化学方程式求出气体的质量，再将其换算成体积。气体的体积与气体的质量的换算关系为：气体的质量＝气体的体积×气体的密度。例1(2014·北京)利用化学反应可实现氢气的存储，计算230g金属钠最多可吸收氢的质量。解析：本题为新情景题，介绍了金属钠的储氢技术。根据给出的化学方程式，利用230g金属钠的质量即可求出吸收氢气的质量。答案：设230g金属钠最多可吸收H2的质量为x2Na＋H2=====△2NaH462230gx462＝230gxx＝10g答：230g金属钠最多可吸收氢气的质量为10g。例2(2014·梅州)某氢氧化钙中含有碳酸钙杂质，称取研细的该样品12.4g放入锥形瓶中，加入32.6g水，充分振荡形成悬浊液，再向锥形瓶中逐滴滴加盐酸使其充分反应至无气泡产生，测得加入盐酸的质量与锥形瓶中物质的质量关系如下表所示。加入盐酸的质量/g02537.5锥形瓶中物质的质量/g457080.3(1)加入盐酸的质量在0～25g时，________与盐酸发生反应。(2)反应产生二氧化碳的质量为________g。(3)求样品中氢氧化钙的质量分数(写出计算过程，精确到0.1%)。解析：(1)加入盐酸的质量在0～25g时，反应前后锥形瓶内物质质量不变，说明是氢氧化钙和稀盐酸反应。(2)根据质量守恒定律，反应产生二氧化碳的质量为：12.4g＋32.6g＋37.5g－80.3g＝2.2g。(3)向氢氧化钙和碳酸钙的混合物中加入稀盐酸时，稀盐酸先和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，氢氧化钙完全反应后，稀盐酸再和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳；根据二氧化碳的质量可以计算碳酸钙的质量，进一步可以计算氢氧化钙的质量及其氢氧化钙的质量分数。答案：(1)氢氧化钙(2)2.2(3)设碳酸钙的质量为xCaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑10044x2.2g100x＝442.2gx＝5g样品中氢氧化钙的质量分数为12.4g－5g12.4g×100%≈59.7%答：样品中氢氧化钙的质量分数为59.7%。方法总结：本题属于表格型计算题，解题时应结合题意并分析表中数据，找出物质间质与量的关系，利用化学方程式得出正确答案。例3(2014·白银)为了节约林木资源，近几年兴起了石头纸。石头纸可用沿海水产养殖中产生的大量废弃贝壳制得，为了测定某种贝壳中碳酸钙的质量分数，取贝壳25g，加入200g的稀盐酸，恰好完全反应，称得反应后物质的总质量为216.2g(假设贝壳中其他物质不与盐酸反应且不溶于水)。请你计算：(1)贝壳中碳酸钙的质量分数。(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数(精确到0.1%)。解析：(1)根据质量守恒定律可求出二氧化碳的质量；再根据碳酸钙与盐酸反应的方程式，求出碳酸钙的质量和生成氯化钙的质量，即可求出贝壳中碳酸钙的质量分数。(2)反应后生成的氯化钙的质量即为溶液中溶质的质量，再根据质量守恒定律求出反应后溶液的质量，即可计算出反应后溶液中溶质的质量分数。答案：(1)CO2的质量为25g＋200g－216.2g＝8.8g。设样品中CaCO3的质量为x，生成氯化钙的质量为yCaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑10011144xy8.8g10044＝x8.8gx＝20g11144＝y8.8gy＝22.2g贝壳中碳酸钙的质量分数为20g25g×100%＝80%(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数为22.2g20g＋200g－8.8g×100%≈10.5%答：(1)贝壳中碳酸钙的质量分数为80%。(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数为10.5%。例4(2013·凉山)73克质量分数为20%的盐酸与足量的大理石反应，生成二氧化碳的质量是多少？这些二氧化碳的体积(标准状况)是多少？(在标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L)解析：根据题给的盐酸的质量及其溶质的质量分数可求出盐酸中溶质的质量，再根据溶质的质量，利用化学方程式计算出生成二氧化碳气体的质量，再根据标准状况下二氧化碳气体的密度求出二氧化碳气体的体积。答案：设生成二氧化碳的质量为xCaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O734473×20%gx7344＝73×20%gxx＝8.8g标准状况下二氧化碳的体积为：8.8g1.977g/L≈4.45L答：生成二氧化碳的质量是8.8克，这些二氧化碳的体积是4.45升。1．在反应A＋B＝C＋D中，20gA和10gB恰好完全反应，生成5gC，若要制得5gD，则需要B的质量为(C)A．5gB．4gC．2gD．3g2．用纯净的木炭粉末还原氧化铜粉末时，可发生的反应有：C＋2CuO===2Cu＋CO2↑，C＋CuO===Cu＋CO↑。现用1.2g木炭粉末还原10g氧化铜粉末，反应物刚好反应完全，则生成的气体产物是()A．CO2B．COC．CO、CO2D．Cu、CO解析：本题可用“极端假设法”求解，即分别求出1.2g木炭粉还原氧化铜时，全部生成二氧化碳或全部生成一氧化碳时所能还原氧化铜的质量，然后分析判断生成气体的成分。设1.2g木炭粉还原氧化铜，全部生成二氧化碳和全部生成一氧化碳时所需氧化铜的质量分别为x、y。C＋2CuO===2Cu＋CO2↑121601.2gx12160＝1.2gxx＝16gC＋CuO===Cu＋CO↑12801.2gy1280＝1.2gyy＝8g而所还原的氧化铜的质量为10g，所以生成的气体既有二氧化碳，又有一氧化碳。答案：C3．工业上常用NaOH溶液处理铝土矿(主要成分Al2O3)，反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。欲对含Al2O3204t的铝土矿进行处理(杂质不参与反应)，理论上需要消耗NaOH的质量为多少？解：设理论上需要消耗NaOH的质量为xAl2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O10280204tx10280＝204txx＝160t答：理论上需要消耗NaOH的质量为160t。4．热水瓶用久后，瓶胆内壁常附着一层水垢[主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，其他成分忽略不计]。某兴趣小组的同学为了探究水垢中Mg(OH)2的含量，取10g水垢样品，向样品中加入足量的稀盐酸，其变化关系如图所示，试计算：(1)生成二氧化碳的质量为3.3克。(2)该水垢样品中Mg(OH)2的质量分数。(写出解题步骤)解：设碳酸钙的质量为xCaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，10044x3.3g100x＝443.3gx＝7.5g该水垢样品中Mg(OH)2的质量分数为：10g－7.5g10g×100%＝25%答：该水垢样品中Mg(OH)2的质量分数为25%。5．向20g赤铁矿样品中(样品中杂质不溶于水，也不和酸反应)不断加入稀盐酸至固体量不再减少为止，共消耗稀盐酸184g，测得剩余固体的质量为4g。请计算：(1)赤铁矿样品中，氧化铁的质量分数。(2)最后所得溶液中溶质的质量分数。解：(1)剩余固体的质量即杂质的质量为4g，则氧化铁的质量为20g－4g＝16g，则氧化铁的质量分数为：16g20g×100%＝80%。(2)设生成氯化铁的质量为xFe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O16032516gx160325＝16gxx＝32.5g最后所得溶液的质量为：16g＋184g＝200g所得溶液中溶质的质量分数：32.5g200g×100%＝16.25%答：(1)赤铁矿样品中，氧化铁的质量分数为80%。(2)所得溶液中溶质的质量分数为16.25%。考点训练一、选择题(每小题7分，共35分)1．(2014·遵义)下图为某化工企业生产流程示意图，有关说法正确的是()A．③中氩气(Ar)作反应物B．钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素为＋3价C．②中为使原料全部转化为甲醇，理论上CO和H2投料的质量比为7∶1D．①中反应为：2FeTiO3＋6C＋7Cl2===2X＋2TiCl4＋6CO，则X为FeCl3答案:C2．(2014·德阳)金属单质M与非金属单质硫发生如下反应为2M＋S=====△M2S。甲、乙两组学生在实验室分别进行该实验，加入的M和硫的质量各不相同。充分反应后，实验数据记录如下表，则M的相对原子质量是()M的质量/gS的质量/gM2S的质量/g甲6.02.57.5乙7.01.57.5A.64B．56C．39D．23解析：甲、乙两组数据相比，可知：乙组M的质量增加但生成物没增加，说明乙中的S已完全反应，甲组的S的质量比乙组多，但生成物没有增加，说明甲组的M已完全反应，所以6.0gM与1.5gS恰好完全反应。设M的相对原子质量为x，根据反应的化学方程式中二者的质量关系，可列式为2x∶32＝6.0g∶1.5g可解得x＝64。答案:A【点评】对数据的正确分析，发现规律，得出相应的结论是解答本题的关键。3．(2014·株洲)在光照或点燃条件下，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，其反应的微观示意图如下。下列说法正确的是()A．所有化学反应在反应前后分子个数都不发生变化B．此反应过程中只有物质变化，没有能量变化C．在任何条件下，H2和Cl2均不能大量共存D．由微观示意图可知：2gH2和71gCl2发生反应可生成73gHCl解析一：由微观示意图可知，其反应化学方程式可以表示为H2＋Cl2===2HCl，利用化学方程式即可计算出参加反应的氢气、氯气及生成的氯化氢的质量比。解析二：据图可以看出，该反应是H2＋Cl2=====点燃2HCl反应前后分子的数目都是2，没有改变，但不是所有化学反应在反应前后分子个数都不变，故A错误；此反应过程中氢气在氯气中燃烧会放出热量，故B错误；氢气和氯气发生反应生成氯化氢，是需要在光照或点燃条件下发生的，故C错误；反应中氢气和氯气的质量比是2∶71，故D正确。答案:D【点评】本题考查了化学反应的微观模型表示，完成此题，可以依据微观模型结合已有的知识进行。4．(双选)(2014·绥化)现有一包由铁粉、木炭粉、镁粉组成的固体混合物5g，向其中加入一定溶质质量分数的稀盐酸100g，充分反应后过滤，得到滤液103.8g、滤渣1g，下列说法中正确的是()A．生成氢气的质量是0.2gB．滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁和盐酸C．稀盐酸的溶质质量分数大于或等于7.3%D．若滤渣的成分是木炭粉，则混合物中铁、镁的质量比为1∶1解析：铁粉、镁粉可以与稀盐酸反应并释放出氢气，木炭粉不与稀盐酸反应，生成氢气的质量为：5g＋100g－103.8g－1g＝0.2g，故A正确；若铁粉、镁粉恰好与稀盐酸反应，滤液中只含有氯化镁、氯化亚铁，故B错误；当铁粉、镁粉恰好与稀盐酸反应时，稀盐酸的质量分数最小，设稀盐酸的溶质质量为x，由铁粉、镁粉与稀盐酸反应的化学方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑可得关系式2HCl～H2732x0.2g73x＝20.2gx＝7.3g此时稀盐酸的