第五单元 化学方程式
课题3 利用化学方程式的简单计算
基础过关全练
知识点1 利用化学方程式计算的依据
1.红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，该反应中红磷、氧气、五氧化二磷的质量比为 ( )
A.4∶5∶2 B.31∶24∶47
C.31∶32∶142 D.31∶40∶71
2.(2022湖南湘西州中考)在反应2A+B2 2C中，21 g A和足量B2在一定条件下充分反应生成33 g C，已知B的相对原子质量为16，则A的相对分子质量是 ( )
A.26 B.28 C.30 D.32
知识点2 利用化学方程式进行计算
3.(2022黑龙江哈尔滨呼兰期末)为了测定实验室中高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应)，取16 g该样品加热，完全反应后得固体14.4 g，则样品中高锰酸钾的质量分数为 ( )
A.80% B.90% C.95% D.98.75%
4.【教材变式·P103T3改编】锌与稀硫酸(H2SO4)反应生成氢气和硫酸锌(ZnSO4)，用13 g锌与足量稀硫酸反应，可制得氢气的质量是多少
5.【新独家原创】“奋斗者”号全海深载人潜水器荣获“2022年中国优秀工业设计奖”金奖，体现了我国在海洋高技术领域的综合实力。金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，如过氧化钠(Na2O2)在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为2Na2O2+2CO2 2X+O2。
(1)X的化学式是 。
(2)15.6 g过氧化钠完全反应可以生成标准状况下的氧气多少升 (标准状况下氧气的密度为1.429 g·L-1，结果保留两位小数)
6.(2023陕西西安高新一中期中)某小组同学进行了如图所示的实验，请分析并计算：
(1)反应前后MnO2的质量和 不变。
(2)计算反应前过氧化氢溶液中所含过氧化氢的质量。
能力提升全练
7.(2022湖北随州中考，12，★☆☆)在反应X+2Y 2Q+R中，1.6 g X与足量的Y完全反应，生成4.4 g R，则a∶b等于 ( )
物质 项目
X Y Q R
相对分子质量 18 44
参加反应或生成 的物质的质量/g 1.6 a b 4.4
A.23∶9 B.46∶9 C.32∶9 D.16∶9
8.(2021四川绵阳中考，9，★☆☆)取20.0 g KMnO4固体制氧气，加热一段时间后，固体质量减少1.6 g。已分解KMnO4的质量占取用KMnO4总质量的百分率为 ( )
A.8% B.39.5% C.79% D.92%
9.【主题教育·传统工艺】(2022广西桂林中考，47，★★☆)我国明代科技著作《天工开物》中有利用炉甘石(主要成分是ZnCO3)火法炼锌的工艺记载，主要反应原理为ZnCO3+2C Zn+3CO↑，现用200 kg炉甘石与足量碳充分反应，产生CO的质量与加热时间的关系如图所示。
(1)此过程中产生CO的质量是 kg。
(2)列式计算此炉甘石中ZnCO3的质量分数。
10.【课标新增内容·处理实验数据】(2023河北唐山路南期中，28，★★☆)某兴趣小组用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，实验过程中固体的质量随时间变化的数据见下表。
加热时间/min 0 t1 t2 t3
固体质量/g 26 23.4 16.4 16.4
(1)共制得氧气 g。
(2)计算原固体混合物中二氧化锰的质量。
素养探究全练
11.【学科素养·科学探究与实践】
有一种管道疏通剂的主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。其工作原理是：利用铝和氢氧化钠遇水反应放出的大量热，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。小柯利用如图装置测定疏通剂中铝的质量分数。
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.实验数据见下表：
反应前总质量m1 反应后总质量m2
371.84 g 371.24 g
回答下列问题：
(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)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
答案全解全析
基础过关全练
1.D 红磷燃烧的化学方程式为4P+5O22P2O5，该反应中红磷、氧气、五氧化二磷的质量比为(31×4)∶(32×5)∶(142×2)=31∶40∶71，故选D。
2.B 根据质量守恒定律可知，参加反应的B2的质量为33 g-21 g=12 g；设A的相对分子质量为x。
2A + B2 2C
2x 32
21 g 12 g
，解得x=28。
3.D 由质量守恒定律可知，生成氧气的质量为16 g-14.4 g=1.6 g；设样品中高锰酸钾的质量为x。
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
x 1.6 g
，解得x=15.8 g
样品中高锰酸钾的质量分数为×100%=98.75%。
4.解：设可制得氢气的质量为x。
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
65 2
13 g x
x=0.4 g
答：制得氢气的质量为0.4 g。
5.(1)Na2CO3
(2)解：设可以生成氧气的质量为x。
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
156 32
15.6 g x
x=3.2 g
生成标准状况下氧气的体积为3.2 g÷1.429 g·L-1≈2.24 L。
答：可以生成标准状况下氧气2.24 L。
解析 (1)根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类与数目不变，可知X的化学式为Na2CO3。
6.(1)化学性质
(2)解：生成氧气的质量是143.5 g+1 g-142.9 g=1.6 g；
设过氧化氢溶液中所含过氧化氢的质量为x。
2H2O2 2H2O+O2↑
68 32
x 1.6 g
x=3.4 g
答：反应前过氧化氢溶液中所含过氧化氢的质量是3.4 g。
解析 (1)催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变。
能力提升全练
7.D 由化学方程式可得
X+2Y 2Q + R
36 44
b g 4.4 g
b=3.6
根据质量守恒定律可得，a=4.4+3.6-1.6=6.4，则a∶b=6.4∶3.6=16∶9。
8.C 由题意可知，固体减少质量即生成氧气的质量；设生成1.6 g 氧气需要高锰酸钾的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
x 1.6 g
x=15.8 g
已分解KMnO4的质量占取用KMnO4总质量的百分率为 ×100%=79%。
9.(1)84
(2)解：设此炉甘石中ZnCO3的质量为x。
ZnCO3+2C Zn+3CO↑
125 84
x 84 kg
x=125 kg
此炉甘石中ZnCO3的质量分数为×100%=62.5%。
答：炉甘石中ZnCO3的质量分数为62.5%。
解析 (1)由图像可得，过程中产生一氧化碳的质量为84 kg。
10.(1)9.6
(2)解：设氯酸钾的质量为x。
2KClO3 2KCl+3O2↑
245 96
x 9.6 g
x=24.5 g
原固体混合物中的二氧化锰的质量为26 g-24.5 g=1.5 g。
答：原固体混合物中二氧化锰的质量是1.5 g。
解析 由表格数据t2 min至t3 min时间段内固体质量不再减少，可知氯酸钾完全分解。(1)根据质量守恒定律和表中的数据可知，生成氧气的质量为26 g-16.4 g=9.6 g。(2)根据氯酸钾分解的化学方程式，由氧气的质量可以计算氯酸钾的质量，从而可以计算原固体混合物中二氧化锰的质量。
素养探究全练
11.(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
x=5.4 g
样品中铝的质量分数为×100%=27%。
答：样品中铝的质量分数为27%。
(3)B
解析 (3)向锥形瓶中倒入样品时，撒出了部分粉末，导致产生气体的量偏少，铝的质量分数测定结果偏低；在反应过程中有水蒸气逸出，会使测定的氢气的质量偏大，铝的质量分数测定结果偏高；没有等装置中氢气全部排尽就称量，会使测定的氢气的质量偏小，铝的质量分数测定结果偏低。
