第13讲 利用化学方程式的有关计算-2020-2021学年九年级化学上册复习提升讲义（人教版）（解析版）

第十三讲有关化学方程式的相关计算知识讲解（考什么，学什么，轻松提成绩！）知识讲解知识点一计算步骤例题步骤注意点加热分解6.3g高锰酸钾，可以得到氧气的质量多少？（计算结果保留一位小数）解：设可以得到氧气的质量为x。‘设’：设未知数（一定不要带单位）可同时设几个变量，但要指明是质量还是质量分数；x是有单位的物理量，后面无需带单位。‘写’：写化学方程式（一定要配平、标气体沉淀符号）物质之间的质量比是与系数有关的。‘标’：标出有关量，上标相对分子质量、下标质量相对分子质量不带单位，质量带单位。‘比’：列比例式，求解答：加热分解6.3g高锰酸钾，可以得到氧气0.6g‘答’：简明写出答案 知识点二计算题型1．已知一种物质的质量，求另一种物质的质量一般，一种物质的质量是隐含条件，重在按格式进行计算。练1．工业上，高温煅烧石灰石（CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳。现有100吨石灰石，煅烧一段时间后，质量变为78吨。则：（1）制得二氧化碳多少吨？_________（2）石灰石中CaCO3的质量分数为多少？________【答案】（1）22吨（2）50%【解析】（1）依据质量守恒定律化学反应前后物质的总质量不变，则减少的质量为反应生成的二氧化碳的质量，即二氧化碳的质量=100t-78t=22t。（2）设石灰石样品中碳酸钙的质量为xx=50t石灰石中CaCO3的质量分数为：。答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为50%。2．含杂质的反应物的计算（1）将含杂质的已知物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：。练2．用1000t含有氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是（）A．560t B．571t C．577t D．583t【答案】C【解析】设理论上可炼出含铁97%的生铁质量为xFe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO21601121000t×80%97%xx≈577t故选C。（差量法计算）变2．碳酸氢钠受热易分解2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O现将12克碳酸钠和碳酸氢钠的混合物完全加热后，剩余固体8.9克，则原混合物中碳酸氢钠的质量为（）A．7g B．8.4g C．11.8g D．10.9g【答案】B。【解析】设原混合物中碳酸氢钠的质量为x。2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O固体差量168168﹣106＝62x12g﹣8.9g＝3.1g168x＝8.4g。3．利用坐标图像进行的计算化合物的某元素的质量=化合物的质量×化合物中该元素的质量分数练3．实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验的相关数据如图。

请回答:（1）二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的________都没有发生变化；（2）反应生成氧气的质量为________g。（3）参加反应过氧化氢溶液的质量分数是________?【答案】（1）质量和化学性质；（2）1.6；（3）5%【解析】（1）催化剂是在化学反应中能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不变的物质，二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的质量和化学性质都没有发生变化；（2）根据质量守恒，反应产生氧气的质量=70g-68.4g=1.6g；（3）设：产生1.6g氧气需要H2O2的质量为x2H2O2eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───))2H2O+O2↑6832X1.6g68/32=X/1.6gX=3.4g过氧化氢溶液的溶质质量分数=3.4g68g4．表格型的计算（1）要读懂题意，对表格数据进行分析，筛选有价值的信息，获取相关数据、性质、规律，形成解题思路。（2）若是多次或多组数据和条件，则需通过比较、对比分析、确定出恰好完全反应的量（即可以用于计算的量），然后依据题意来进行计算。（3）要善于根据表中数据的变化规律找出与所给问题的关系。如表中显示固体（或溶液）质量不再减少、气体（或沉淀）不再增加等，即意味着反应不再进行。练4．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1234加水的质量（g）20202020剩余固体的质量（g）14.58.166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x2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑2459624.5gx解得：x＝9.6g故答案为：（1）6；（2）可制得氧气9.6克。专项训练专项训练1．已知一种物质的质量，求另一种物质的质量1．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．

2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑

245

96

x

4.8g得：解得：x=12.25g

则：混合物中二氧化锰的质量为：15.5g﹣12.25g=3.25g2．将18g高锰酸钾加热，当产生1.6g氧气时，固体剩余物是（）A．KMnO4、MnO2B．K2MnO4、MnO2C．KMnO4、MnO2、K2MnO4D．KMnO4、K2MnO4【答案】C【解析】高锰酸钾受热分解的化学方程式为：2KMnO4eq\o(,\s\up6(△))K2MnO4+MnO2+O2↑利用生成的氧气的质量判断高锰酸钾是否完全反应。解：设发生反应的高锰酸钾的质量为x。2KMnO4eq\o(,\s\up6(△))K2MnO4+MnO2+O2↑31632X1.6g31632＝X=15.8g15.8g﹤18g，所以有高锰酸钾剩余。2．含杂质的反应物的计算3．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x2CaO2+2H2O═2Ca（OH）2+O2↑1443220gx3.2g＝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%。（差量法计算）4．实验室有一包含杂质的碳酸氢钠样品100g(杂质不含钠元素，受热不变化)，其中钠元素质量分数为23%，180℃时，将样品加热一段时间后称得固体质量为87.6g，则分解的碳酸氢钠占原碳酸氢钠的质量分数为(2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑)A．33.6% B．40% C．47.3% D．60%【答案】B【详解】设样品中碳酸氢钠的质量分数是x，则100g×x×=100g×23%，解得x=84%样品中碳酸氢钠的质量为：100g×84%=84g设分解的碳酸氢钠的质量是y2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑反应前后固体的差量2×841062×84-106=62y100g-87.6g=12.4g=，解得y=33.6g分解的碳酸氢钠占原碳酸氢钠的质量分数为：×100%=40%，故选B。3．利用坐标图像进行的计算5．某化学兴趣小组为了测定当地的石灰石（该固体的主要成分是CaCO3）中的CaCO3的质量分数，他们做了如下实验：取24克样品放入烧杯中，向其中逐渐加入100克一定质量分数的稀盐酸（杂质不溶于水也不与酸反应），所用稀盐酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示，请根据图中的数据进行计算：（1）石灰石样品中CaCO3的质量为_____克。（2）当稀盐酸加到_____克时，样品与稀盐酸恰好完全反应。（3）求稀盐酸的质量分数_____（请根据化学方程式写出完整的计算步骤）【答案】（1）20（2）80（3）18.25%【解析】（1）由图可知，石灰石样品中CaCO3的质量为24g−4g=20g，故填20。（2）由图可知，当加入稀盐酸的质量为80g时，固体的质量不再减少，则此时加入的稀盐酸与石灰石中的碳酸钙恰好完全反应，故填80。（3）解：设稀盐酸的质量分数为x100：73=20g：80gxx=18.25%答：稀盐酸的质量分数为18.25%。6．实验室用13.8g氯酸钾和二氧化锰的固体混合物粉末加热制取氧气，记录产生氧气的质量与加热时间的关系如图甲所示，请回答下列问题：(1)t0→t1时段氧气质量为0，其原因是______________；t3→t4时段内剩余固体的质量为______________；(2)请根据途中数据计算原混合物中氯酸钾的质量为_________。(写出计算过程，结果精确到0.1g)(3)请在图乙坐标图中，画出固体中钾元素质量在t0→t4时段变化示意图___________。【答案】温度较低，未达到氯酸钾的分解速度；9.0g；12.25g；【详解】(1)根据图中信息可知：由于氯酸钾分解需要一定的温度，t0-t1固体质量不变，是因为反应还未进行；t3-t4时固体质量不变，是因为反应进行完全，剩余固体物质的质量为13.8g-4.8g=9.0g；(2)设原混合物中氯酸钾的质量为x，x=12.25g答：混合物中氯酸钾的质量12.25g。(3)由质量守恒定律可知，反应前后钾元素质量不变，12.25g氯酸钾中钾元素的质量为12.25g××100%=3.9g，所以固体中钾元素质量在t0→t4时段变化示意图为：。4．表格型的计算7．某校兴趣小组用氯酸钾制取氧气，请按下面要求计算。(1)取氯酸钾和二氧化锰的混合物一定量放入大试管中加热，加热至不再有气体产生为止，共收集到氧气4.8g，求混合物中氯酸钾的质量______(计算结果精确到0.1g)。(2)若将一定质量的氯酸钾加热，有关物质质量与反应时间的变化如表所示：时间/mint1t2t3t4t5O2质量/g2.44.87.29.69.6剩余固体质量/g22.119.7m14.914.9其中m＝_____；t3时剩余固体中含有的物质是_____(填化学式)。(3)若将(1)中氯酸钾平均分成两份，一份加入1g二氧化锰，另一份不加，分别放入试管中，同时、同温度加热至充分反应，请在图象上画出产生O2的曲线______。【答案】（1）12.3g（2）17.3KClO3和KCl、MnO2（3）【解析】(1)设混合物中氯酸钾的质量为x=，解得x=12.25g(2)装置内物质的总质量为2.4g+22.1g＝24.5g，根据质量守恒定律可知，该变化过程中总质量不变，所以m＝24.5g﹣7.2g＝17.3g；t3之后气体质量还在增加，所以剩余固体中含有的物质是剩余的氯酸钾和生成的氯化钾，对应的化学式为KClO3和KCl。(3)催化剂只会影响氯酸钾的分解速率，不会影响生成氧气的质量，所以氯酸钾平均分成两份，一份加入1g二氧化锰，另一份不加，生成氧气的质量均为2.4g，所以图像为：8．乙炔（C2H2）是生产聚氯乙烯的重要原料。用电石（主要成分为CaC2）与水反应可制取乙炔，最终还可得到电石渣。某电石渣中含氢氧化钙92.5%，其余为杂质，此电石渣可用于处理电镀厂排出的酸性废水。（1）100kg上述电石渣中氢氧化钙的质量为kg。（2）用上述电石渣处理含硫酸196kg的酸性废水（假设电石渣中的杂质、废水中其他成分均不参加反应），求至少需要电石渣的质量（写出计算过程及结果）。（3）把一定质量的乙炔、氧气、二氧化碳三种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下：物质C2H2O2CO2H2Ox反应前的质量/g8.914.44.400反应后的质量/g3.7017.6n2.8n=；该反应的化学方程式为。【答案】（1）92.5（2）解：设至少需要电石渣的质量为x。x=160kg答：至少需要电石渣的质量为160kg。（3）3.6，【解析】（1）100kg上述电石渣中氢氧化钙的质量为100kg×92.5%=92.5kg。（2）详见答案。（3）根据质量守恒定律8.9+14.4+4.4+0+0=3.7+0+17.6+n+2.8,n=3.6。故填：3.6。反应前后，质量增加的为生成物，减少的为反应物。则C2H2，O2为反应物。CO2，H2O，x为生成物。设参该反应C2H2，O2，CO2，H2O，x前的系数分别份a，b，c，d，e。则m(C2H2):m(O2):m(CO2):m(H2O)=(8.9g-3.7g):(14.4g-0g):(17.6g-4.4g):(3.6g-0g)=26a:32b:44c:18d。a:b:c:d=4:9:6:4。化学方程式可写为根据质量守恒定律可知，x分子中含有碳、氧原子，且个数比为1:1，应为CO。所以该反应的化学方程式为。课堂总结（学习靠积累，经验要总结）课堂总结课后作业课后作业一、基础题1．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1234加水的质量（g）20202020剩余固体的质量（g）14.58.166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x2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑2459624.5gx解得：x＝9.6g2．某校兴趣小组在实验室中完成制取氧气的实验。他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物共3.0g放入大试管中加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体物质的质量（如表）：反应时间/min1.01.52.02.53.0剩余固体质量/g2.552.252.102.042.04分析表中数据，完成下列问题：（1）完全反应后，生成氧气的质量为 g；（2）原混合物中二氧化锰的质量分数是多少？（写出计算过程，结果精确到0.1%）【答案】（1）0.96；（2）18.3%。【解析】（1）生成氧气的质量为：3.0g﹣2.04g＝0.96g（2）设原混合物中氯酸钾的质量为x。2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑24596x0.96gx＝2.45g二氧化锰的质量分数为：≈18.3%答：原混合物中氯酸钾的质量分数为18.3%。二、提升题1．下列有关氯酸钾和二氧化锰共热反应时各物质间的质量关系，正确的是A． B．C． D．【答案】B【解析】A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，可见随着氯化钾的质量增加，氧气的质量增加，，且质量比为:149:96=49.7:32，不符合质量比关系，错误；B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，可见随着氯酸钾反应的质量增加，氧气的质量增加，，且质量比为:245:96=24.5:32，符合题意，正确；C、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氨化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，氧气的生成质量与二氧化锰无关，故图象与实验操作过程不对应，错误；D、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，随着固体混合物质量的减少，氧气的质量增加，故图象与实验操作过程不对应，错误。故选B。2．下列说法中正确的是()A．质量相等的氧化镁和硫酸镁中镁元素的质量比为4:1B．质量相等的硫和碳分别在氧气中充分燃烧，硫比碳消耗氧气的质量大C．硝酸铵和氯化钾的混合物中氮元素质量分数为14%，该混合物中硝酸铵的质量分数为40%【答案】C【解析】A、等质量的氧化镁和硫酸镁中由于一个分子中镁原子的个数相等，而氧化镁的相对分子质量为40，而硫酸镁的相对分子质量为120，所有氧化镁和硫酸镁的含镁元素的质量比为3：1，进而等质量的氧化镁和硫酸镁中镁元素的质量比为3：1而非4：1，选项说法错误；故不符合题意；B、设硫粉和碳粉的质量分别为mg，硫粉消耗的氧气的质量为x，而碳粉消耗的氧气的质量为y。所以碳消耗的氧气比硫消耗的氧气大，而非硫比碳消耗氧气的质量大。选项说法错误；故不符合题意；C、硝酸铵和氯化钾的混合物中氮元素质量分数为14%，由于混合物中只有硝酸铵含有氮元素，所以可得该混合物中硝酸铵的质量分数为。选项说法正确；故符合题意；故选C。3．某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，该样品的质量是260.8g，部分物质质量随时间变化如图所示。(1)m+n=g(2)计算该样品中KClO3的质量分数(写出计算过程，精确到0.1%)。(3)在图中，画出反应过程中放出氧气与时间变化的关系图，并进行必要的标注。【答案】(1)260.8(2)93.9%（详见解析)(3)【解析】高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气。根据图示，质量下降的两种物质分别是锰酸钾和氯酸钾，相同条件下高锰酸钾比氯酸钾容易分解，根据t2>t1，所以m是样品中氯酸钾的质量，n是样品中高锰酸钾质量，因此m+n=260.8g。另一种物质在t2min时质量增多，所以该物质是氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾。【详解】解：（1）根据分析，m+n=260.8g；（2）设样品中氯酸钾质量