方程式计算经典题型解析

1、初中同步练化学方程式计算经典题型解析 以实验室制氧气的两个分解反应为背景的化学计算，可设计为多种计算类型题，是初中化学计算的重点。这类题目中的许多题可用不同思路与解法来完成，能锻炼我们的发散思维能力，并从中体会分析问题与解决问题的乐趣。下面我们仅就实验室制氧气的化学方程式计算的经典题型进行分析与解析。 一经典计算题例1在实验室加热一定质量的KClO3和0.1gMnO2的混合物制取氧气,当收集到所需要的氧气后, 停止加热, 冷却后称量剩余固体物质的质量为4.04g。然后继续加热至反应完全, 又收集到氧气672mL(标准状况), 求原混合物中氯酸钾的质量。 ( 标准状况下,氧气的密度为1.429g

2、/L; 计算过程保留两位小数)分析：氯酸钾分解制氧气的化学反应，本题目中实验分两次，第二次反应进行完全。催化剂MnO2质量：0.1g 。第二次生成O2的质量： 0.672L 1.429g/L = 0.96g。剩余固体质量4.04g为：MnO2的质量 + 第一次反应生成的KCl + 第一次反应剩余的KClO3。第一次反应剩余的KClO3质量 第二次反应的KClO3 或(第二次反应生成的KCl 第二次反应生成O2质量)解法一：（1）第二次生成氧气的质量：0.672L 1.429g/L = 0.96g （2）设第二次反应消耗氯酸钾的质量为X。2KClO3 二氧化锰 加热 2KCl + 3O2245

3、96X0.96g245 : X = 96 : 0.96gX = 2.45g（3）第一次反应生成氯化钾的质量： 4.04g 2.45g 0.1g = 1.49g（4）第一次反应消耗氯酸钾的质量为Y。2KClO3 二氧化锰 加热 2KCl + 3O2245149Y1.49g245 : Y = 149 : 1.49gY = 2.45g（5）原混合物中氯酸钾的质量:2.45g + 2.45g = 4.9g 解法二：（1）第二次生成氧气的质量：0.672L 1.429g/L = 0.96g （2）设原混合物中氯酸钾的质量为X。则两次一共生成氧气的质量为：（X+0.1g4.04g）+0.96g即X-2.9

4、8g2KClO3 二氧化锰 加热 2KCl + 3O2245 96X X-2.98g245 : X = 96 : (X-2.98g) X = 4.9g 解法三：（1）氧气的质量：0.672L 1.429g/L = 0.96g （2）两次一共生成氯化钾的质量：4.04g 0.1g 0.96g = 2.98g（3）设两次反应消耗氯酸钾的质量为X。2KClO3 二氧化锰 加热 2KCl + 3O2245 149X 2.98g245 : X = 149 : 2.98g X = 4.9g答：原混合物中氯酸钾的质量为4.9g。例2实验室现需3.36L纯净的氧气（标准状况下，氧气的密度是1.429g/L）。

5、某学生用质量比为5:1的氯酸钾和二氧化锰制取氧气，并回收二氧化锰和氯化钾。下表为该同学实验的有关数据：问该同学最多能回收多少克二氧化锰？（计算过程保留两位小数）分析：氯酸钾分解制氧气的化学反应，本题目中实验分两次，第二次反应进行完全。第一次生成O2的质量： 3.36L 1.429g/L = 4.80g第一次反应后试管内固体残余物的质量24.6g为：MnO2的质量 + 第一次反应生成的KCl + 第一次反应剩余的KClO3第二次充分反应后试管内固体残余物的质量19.8g为：MnO2的质量 + 两次反应生成的KCl解法一：设二氧化锰的质量为X，则原氯酸钾为5X，两次反应生成的氯化钾质量为19.8g

6、-X 。2KClO3 二氧化锰 加热 2KCl + 3O2245 1495X19.8g-X245 : 5X = 149 : (1.98g-X)X = 4.9g解法二： 设二氧化锰的质量为X; 则原氯酸钾的质量为5X，第一次生成氧气的质量为1.429g/L3.36L=4.80g则 ( 5X + X )24.6g 4.80g X 4.9g解法三： 第一次生成氧气的质量为1.429g/L3.36L=4.80g则原KClO3和MnO2质量和为：4.80g + 24.6g = 29.4gMnO2的质量为： 29.5g 1/6 = 4.9g答： 最多回收二氧化锰4.9g。例3某同学为了测定实验室中氯酸钾样

7、品的纯度，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，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加热t2、t3、t4时间后剩余固体的质量，记录数据如下表：(1) 加热t3时间后氯酸钾是否已经完全反应？(2) 求完全反应时共产生氧气的质量。 (3) 求该样品中含纯氯酸钾的质量分数。分析：氯酸钾分解制氧气的化学反应，本题目中实验分四次进行，给出四次反应后剩余固体质量，需要分析已知数据后再计算。t4时剩余固体质量与t3时剩余固体质量相同, 则说明t3时样品中的氯酸钾已反应完全。则此时生成的氧气为完全反应时产生氧气的质量。解：（1）加热t3时间后氯酸钾已反

8、应完全。（2）完全反应时共产生氧气的质量：2.5g+0.5g-2.04g=0.96g（3）设原样品中氯酸钾的质量为X。2KClO3 二氧化锰 加热 2KCl + 3O2245 96X 0.96g245 : 96= X : 0.96X = 2.45g样品中含纯氯酸钾的质量分数：2.45g/2.5g100%=98%例4将147g氯酸钾和43g二氧化锰的混合物加热一段时间，当试管内固体残余物中氯元素占30时，求分解的氯酸钾的质量。分析：这是一道应用“元素守恒”思想进行分析与计算的题目。我们知道，化学反应前后元素的种类是不会改变的，任何一种元素的质量也是不变的，这就是所谓的“元素守恒”。该题目中氯酸钾

9、没有完全反应，试管内固体残余物中含氯元素的物质有剩余的氯酸钾和生成的氯化钾两种，但它们所含的氯元素均来源于反应前氯酸钾中的氯元素。解：固体残余物中的氯元素的质量即氯酸钾中氯元素的质量：147g 35.5122.542.6g固体残余物的质量： 42.6g 30142g反应过程中生成氧气的质量：147g43g142g48g 设分解的氯酸钾的质量为X2KClO3 二氧化锰 加热 2KCl + 3O224596X 48g 245 ：96 = X ：48gX1225g答：分解的氯酸钾为122.5g。（下转45版）公式整理/王翠玮第二十一中学徐一丰（上接44版） 例5取一定量的氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧

10、气, 二氧化锰在此混合物中的含量为20%,加热后固体残余物中二氧化锰含量提高到 25%, 求此时分解的氯酸钾占原混合物中氯酸钾的质量分数。分析：题目中已知两个百分数，所求也是一个百分数，似乎是一道少条件的题目。我们希望已知原混合物的质量或二氧化锰的质量，我们能不能将其中之一设为“假设量”（设一个量作为已知量）来帮助解题呢。解：设原混合物的质量为m则二氧化锰的质量为：20%m = 0.2m；原混合物中氯酸钾的质量为：m-0.2m=0.8m；反应后固体残余物的质量为：0.2m25% = 0.8m反应过程中生成氧气的质量为：m0.8m = 0.2m设分解的氯酸钾的质量为X 2KClO3 二氧化锰 加

11、热 2KCl + 3O224596X 0.2m245 ：96 = X：0.2mX=49/96m分解的氯酸钾占原混合物中氯酸钾的质量分数：(49/96m0.8m)100%=63.8%答：分解的氯酸钾占原混合物中氯酸钾的质量分数为63.8%。二经典选择题例6加热40g高锰酸钾制氧气，反应一段时间后停止加热,冷却后称量剩余固体物质的质量为36.8g, 则剩余固体物质中有（）AK2MnO4 BK2MnO4、MnO2CK2MnO4、KMnO4DKMnO4 、MnO2 、K2MnO4解析：该题目的关键是判断高锰酸钾是否反应完全，需要计算。反应生成氧气的质量为：40g-36.8g=3.2g。将氧气的质量代入高锰酸钾分解的化学方程式中，计算反应的高锰酸质量为31.6g，说明其没有反应完全，所以答案应是D。例7某学生用分解一定量的高锰酸钾制氧气，收集到他所需要的氧气后停止加热, 此时高锰酸有剩余。分析剩余固体混合物中锰元素与氧元素的质量比不可能是（ ）A55 ：48 B55 ：54 C55 ：62 D55 ：64 解析：该题目“元素守恒”思想进行分析与计算。在高锰酸钾分解的反应中：2KMnO4 二氧化锰 加热 K2MnO4+ MnO2 + O2 反应后的锰元素均来