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文檔簡介
專題07復分解反應計算題型分析本專題主要涉及兩方面的內容:二氧化碳制備相關計算、酸堿之間反應相關計算、酸堿和鹽之間的反應的計算。主要是根據化學方程式的計算物質的質量分數、溶液的溶質種類、物質的質量等;首先要注意化學方程式的正確書寫以及它們所代表的含義,因為這是化學計算的前提;其次要注意審題,理清題目的已知量和未知量,明確各量的關系;最后在書寫時要注意格式。題型一、二氧化碳制備例題1.(2021八下·新昌期末)小明從大佛寺撿來一些巖石(主要成分是CaCO3),為測定碳酸鈣的含量,他做了如下實驗:首先稱取50克巖石樣品放入燒杯中,然后將200克的稀鹽酸分4次加入燒杯(樣品中除碳酸鈣外,其余的成分既不與稀鹽酸反應,也不溶于水)。每次充分反應后經過濾、干燥等操作,最后稱量,得到燒杯中剩余固體質量與加入稀鹽酸質量的關系如圖所示,請回答下列問題:(1)實驗中判斷巖石與鹽酸反應完全的依據是;(2)實驗過程中巖石與稀鹽酸反應最多可以生成多少克二氧化碳?(3)所用稀鹽酸的溶質質量分數為?例題2.(2022九上·西湖期末)為了測定一瓶未密封保存的NaOH固體中NaOH的質量(只含Na2CO3雜質),小金進行如下操作:①取20克樣品于燒杯中,加足量水配成溶液;②再往溶液中加入足量的稀鹽酸溶液;③待反應完全后,稱量。有關數據記錄如下表:反應前反應后燒杯和樣品溶液總質量/g加入的稀鹽酸溶液質量/g燒杯和溶液總質量/g105200300.6(1)反應共生成氣體克。(2)該瓶20克樣品中所含NaOH的質量為多少?(寫出計算過程)例題3.(2022九下·余杭開學考)已知食用級碳酸鈣中往往會含有少量雜質,且雜質不與酸反應。小金為測定某品牌食用級碳酸鈣中碳酸鈣的的含量,利用氣密性良好的圖甲裝置進行實驗:①稱取樣品6克,加入錐形瓶中,塞緊瓶塞,從左側持續緩慢鼓入空氣;②一段時間后打開分液漏斗活塞,緩慢注入足量的稀鹽酸,并開始計時:③待裝置D總質量不再增加時停止鼓入空氣。實驗過程中測得裝置D增加的質量隨時間變化圖像如圖乙所示。(碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑)(1)根據圖乙,計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。(計算結果精確到0.1%)(2)下列情況中,會導致測得的碳酸鈣質量分數偏大的是(可多選)①去掉裝置A,將空氣直接鼓入裝置B②去掉裝置C,將B與D裝置直接相連③當氣泡停止產生時立即停止鼓入空氣④將稀鹽酸快速注入錐形瓶中與樣品反應例題4.(2022九上·越城期末)國家標準規定工業純堿中碳酸鈉的質量分數≥98.0%為合格品。為測定某工業純堿是否為合格品,興趣小組成員分別進行了如圖的實驗。(雜質可溶于水且不參與反應,過濾后濾渣損失忽略不計)
(1)實驗中加入過量CaCl2溶液的目的是;(2)若濾渣未經干燥便進行稱量,會導致碳酸鈉質量分數的計算結果(填“偏大”或“偏小");(3)通過計算判斷該工業純堿是否為合格品。(寫出計算過程,結果精確到0.1%)題型二、酸堿之間反應例題5.(2022九下·舟山開學考)有一瓶混有硫酸的硫酸鎂溶液100克。欲知溶液中硫酸的質量,現將一定質量分數的氫氧化鈉溶液逐漸加入該混合液中,生成的沉淀如圖甲所示。(1)該氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為多少?(2)在圖乙中畫出反應過程中溶液中的鎂元素的質量隨加入的氫氧化鈉溶液的變化曲線,并在坐標軸上標出相應的質量。(3)求原混合液中硫酸的質量。例題2.(2022九下·義烏開學考)向含CuCl2和HCl的100克混合溶液中,逐滴加入溶質質量分數為10%的NaOH溶液200克,參加反應的NaOH溶液質量與生成沉淀Cu(OH)2質量關系如圖,據圖回答:(1)P點溶液中的溶質是。(2)N點所得溶液的pH值為(填“大于”、“等于”或“小于”)7。(3)m1為多少克?(列式計算)例題3.(2021九上·嘉興期末)實驗室有一瓶新配的燒堿溶液,小明同學設計實驗測定了其溶質質量分數。請根據如圖所示的實驗過程和提供的數據進行分析和計算。(注:滴入酚酞的質量忽略不計)(1)將稀鹽酸逐滴滴入錐形瓶的過程中,邊滴加稀鹽酸邊振蕩錐形瓶,當觀察到時,恰好完全反應,停止滴液。(2)通過計算確定該瓶燒堿溶液的溶質質量分數。(寫出計算步驟)(3)問題討論:若小明在滴加鹽酸的過程中沒有同時振蕩錐形瓶,實驗結果會(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。例題4.(2021九上·溫州期中)實驗室有一瓶標簽被腐蝕的鹽酸,小科為了測定溶液中溶質的質量分數,在燒杯中配制了8g10%的NaOH溶液。然后往燒杯中滴加該鹽酸。反應過程中溶液的pH與滴入鹽酸的質量關系如圖所示。請回答下列問題:(1)配制了8g10%的NaOH溶液,需要水的質量為。(2)計算該鹽酸的溶質質量分數。(寫出計算過程)(3)當滴入4g鹽酸時,燒杯內溶液中鈉元素的質量為。題型三、酸堿和鹽反應例題1.(2022九下·義烏開學考)某同學用一定質量分數的Na2CO3溶液做“Na2CO3與CaCl2反應”的實驗。其五次實驗結果如下表所示:實驗次數氯化鈣的質量/g碳酸鈉溶液的質量/g碳酸鈣的質量/g11.1180122.2280234.4480446.661005511.1160X根據實驗結果回答下列問題:(1)哪幾次反應碳酸鈉有剩余(填序號)。(2)表中X的值是。(3)試計算碳酸鈉溶液中溶質的質量分數。(4)將5次實驗后所有物質混合,再加(答氯化鈣或碳酸鈉溶液多少克)恰好完全反應,溶質中只有氯化鈉。例題2.(2021九上·江北期末)為測定某純堿樣品中(含有氯化鈉雜質)碳酸鈉的質量分數,現稱取10.0g樣品放在燒杯中并滴入稀鹽酸,當稀鹽酸滴加至36.5g時,燒杯內溶液的總質量為44.3g(產生的氣體全部逸出)。產生氣體的質量與滴入稀鹽酸的質量關系如圖所示,試計算:(1)A點產生氣體的質量m=g。(2)樣品中碳酸鈉的質量分數。(3)B點時,燒杯內的溶液中氯化鈉的質量。例題3.(2021九上·諸暨期中)某學校探究小組為了測定市面銷售的某品牌純堿(雜質為NaCl)中碳酸鈉的質量分數。進行了如下實驗:①在三個燒杯中都加入了11克樣品及足量的水配成溶液;②向三個燒杯加入質量不同的CaCl2粉末;③將充分反應后生成的沉淀過濾、洗滌、干燥得到W克的白色固體。實驗數據如下:燒杯I燒杯Ⅱ燒杯Ⅲ加入CaCl2的質量/克5.551215W/克51010(1)碳酸鈉中鈉、碳、氧三種元素的質量比(最簡比)為。(2)將燒杯Ⅱ的濾液蒸干,得到的固體成分是(只填化學式)。(3)樣品中碳酸鈉的質量是多少?例題4.(2021九上·諸暨期中)小敏同學在做完Ca(OH)2與稀鹽酸的中和實驗后,對廢液繼續如下探究(見下圖)。取甲反應后的溶液143.3g,滴加質量分數26.5%的Na2CO3溶液(如圖乙),溶液pH的變化如圖所示。請試著分段簡述圖中pH值如此變化的原因,并求出C點對應溶液的溶質質量分數。(精確到0.01%)1.為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(樣品中所含雜質不溶于水,也不與酸反應),某同學采用如下實驗裝置來研究。(1)裝置B用來干燥氣體,B中所盛的試劑可以是。(2)利用如圖裝置進行實驗時,下列情況會使碳酸鈣質量分數的測量結果偏小的有()A.實驗開始時A,B裝置以及導氣管內殘留有少量空氣B.進入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體C.氣體通過C裝置速度過快,CO2來不及被NaOH溶液全部吸收D.實驗結束時,各裝置內還殘留有少量CO2氣體(3)實驗中取5克礦石樣品,將20克稀鹽酸平均分成4次注入,測量并記錄每次充分反應后裝置C的質量(如下表),求出該礦石樣品中碳酸鈣的質量分數。(碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑)實驗次數1234加入稀鹽酸的質量/克5555充分反應后裝置C的質量/克150.52151.04151.56151.762.(2022九下·天臺開學考)學校某興趣小組做了氧化銅和鹽酸反應的實驗,小虎為測定反應后混合溶液的成分及含量,向燒杯中分5次共加入200克10%的氫氧化鈉溶液,得到沉淀的質量記錄如下:加入NaOH溶液的質量/克40.080.0120.0160.0200.0生成沉淀的質量/克0.02.457.359.89.8(1)分析實驗過程,第一次加入40.0克氫氧化鈉溶液,為什么沒有生成沉淀?。(2)分析實驗過程,如果加入90克NaOH溶液,溶液中的溶質是。(3)原來混合溶液中氯化銅的質量為多少克?(寫出計算過程)(4)若小明在稱量沉淀前,沒有將沉淀上吸附的溶質清洗掉就直接干燥,則會造成計算氯化銅的含量。(填“偏高”、“偏低”或“不變”)3.(2021九上·鎮海期末)大理石是含雜質的碳酸鈣,實驗室我們經常用小塊的大理石來制取二氧化碳。實驗過程中小科同學想測出大理石樣品中碳酸鈣的含量,進行了如下實驗和分析。(1)取一定量的大理石樣品置于圖甲的發生裝置中,用分液漏斗向下滴加鹽酸(雜質不參加反應),產生的氣體用裝有氫氧化鈉的吸收裝置充分吸收。分液漏斗中所加液體一般不選用硫酸,理由是。(2)反應前,測得圖甲中錐形瓶內物質的總質量和吸收裝置的總質量都為m克。實驗后,根據實驗數據繪制了圖乙,曲線a、b分別表示錐形瓶內物質的總質量和吸收裝置的總質量隨反應時間變化的情況。請分析曲線b,計算大理石樣品中碳酸鈣的質量。(3)請綜合分析曲線a、b,計算出實驗中所用鹽酸的溶質質量分數。(4)計算后,小科對上述實驗進行了反思。他認為分液漏斗中的鹽酸濃度(填“偏大”或“偏小”),會對實驗結果造成較大影響。4.(2021九上·龍灣期中)小科同學向一定質量的石灰石中(雜質不與酸反應且不溶于水)加入7.3%的稀鹽酸來制取二氧化碳,測得反應過程中溶液的pH與加入的稀鹽酸的關系如圖1所示。(1)配置7.3%的稀鹽酸1000克,需要36.5%的濃鹽酸多少毫升?(濃鹽酸的密度為1.17g/cm3)(保留一位小數)(2)該實驗產生的二氧化碳的質量是多少?(寫出計算過程)(3)小科同學把制取氣體后的廢液過濾,向濾液中加入10.6%的Na2CO3溶液,測得加入的Na2CO3溶液與產生的沉淀數據如下:Na2CO3溶液質量/g10203040506070沉淀質量/g01n345m則m=。(4)在濾液中加入10gNa2CO3溶液發生的現象是。(5)請在圖2中畫出向廢液中加入Na2CO3溶液時加入的Na2CO3溶液與產生的沉淀的曲線。5.(2022九下·蕭山開學考)鈣是生物體骨骼的重要組成元素。魚骨中含有碳酸鈣、現設計圖甲實驗測定魚骨中的碳酸鈣含量,并將測得的數據繪制成圖乙。提示:魚骨中其它成分與鹽酸反應生成的氣體可忽略不計(1)該實驗中濃硫酸的作用是。(2)由圖乙中的AB曲線,可知錐形瓶中反應速率的變化情況是(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)根據圖中的數據計算魚骨中碳酸鈣的質量分數。6.某班同學完成制取二氧化碳的實驗后,對回收的鹽酸和氯化鈣混合溶液(不考慮其他雜質)進行了以下實驗:取40mL該溶液于燒杯中,滴入40g溶質質量分數為13.8%的K2CO3溶液.滴入K2CO3溶液質量與生成沉淀質量的關系如圖所示.求:(1)所取40mL溶液中HCl和CaCl2的質量.(2)實驗結束后,若將燒杯中的物質蒸干,得到固體的質量.7.(2022九上·慈溪競賽)現有FeCl3和CuCl2的混合溶液195.2g,向其中加人鐵粉,反應的先后順序為:2FeCl3+Fe=3FeCl2,CuCl2+Fe=FeCl2+Cu。加入鐵粉的質量與反應后溶液中剩余固體質量的關系如圖所示。(1)當加入鐵粉的質量為7g時,剩余固體的成分是,剩余固體質m>6.4g時,剩余固體的成分是(填化學式)(2)原FeCl3和CuCl2的混合溶液中CuCl2的質量為g。(3)當加入11.2g鐵粉時,求反應后所得溶液中FeCl2的質量分數。8.(2020九上·吳興期末)為了探究石灰石的純度(假設樣品中的雜質既不溶于水也不與鹽酸反應),稱取20g石灰石樣品等分為4份(編號為①②③④)每份樣品分別與一定量的稀鹽酸反應,所得數據如表所示:樣品編號①②③④稀鹽酸的質量/g10204580剩余固體的質量/g4311(1)該石灰石樣品的純度為。(2)鹽酸溶液的溶質質量分數為多少?(3)將編號③所得溶液過濾,取濾液,向其中滴加溶質質量分數為10.6%的碳酸鈉溶液使其充分反應直至過量,有關的變化如圖所示,求m的值是多少?9.(2022九上·衢江期末)取石灰石樣品4克,把20克稀鹽酸分4次加入樣品中(樣品中除碳酸鈣外,其余成分既不與鹽酸反應,也不溶與水),充分反應后經過過濾、干燥,最后稱量,得如下數據:實驗次數第1次第2次第3次第5次稀鹽酸用量/克5555剩余固體質量/克3211(1)求該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。(2)計算稀鹽酸的溶質質量分數。10.(2022九下·長興開學考)2020年9月,習近平在聯大針對氣候變化表示:“中國將力爭碳排放于2030年前達到峰值,爭取在2060年前實現碳中和。”如下圖是一種利用NaOH溶液實現“碳捕獲”的技術主要流程。當高濃度的二氧化碳經過吸收器.分離器和反應器后以低濃度排出從而達到碳減排目的(1)吸收器中,NaOH溶液用噴淋方式加入,其優點是。(2)用該技術進行“碳捕獲"有效利用了原材料,在該過程中被循環利用的物質有。(3)分離器中,有溶質質量分數為10.6%的Na2CO3溶液100千克,求完全反應后,理論上可生成CaCO3的質量(要求根據化學方程式計算)。專題07復分解反應計算題型分析本專題主要涉及兩方面的內容:二氧化碳制備相關計算、酸堿之間反應相關計算、酸堿和鹽之間的反應的計算。主要是根據化學方程式的計算物質的質量分數、溶液的溶質種類、物質的質量等;首先要注意化學方程式的正確書寫以及它們所代表的含義,因為這是化學計算的前提;其次要注意審題,理清題目的已知量和未知量,明確各量的關系;最后在書寫時要注意格式。題型一、二氧化碳制備例題1.(2021八下·新昌期末)小明從大佛寺撿來一些巖石(主要成分是CaCO3),為測定碳酸鈣的含量,他做了如下實驗:首先稱取50克巖石樣品放入燒杯中,然后將200克的稀鹽酸分4次加入燒杯(樣品中除碳酸鈣外,其余的成分既不與稀鹽酸反應,也不溶于水)。每次充分反應后經過濾、干燥等操作,最后稱量,得到燒杯中剩余固體質量與加入稀鹽酸質量的關系如圖所示,請回答下列問題:(1)實驗中判斷巖石與鹽酸反應完全的依據是;(2)實驗過程中巖石與稀鹽酸反應最多可以生成多少克二氧化碳?(3)所用稀鹽酸的溶質質量分數為?【答案】(1)剩余固體質量不隨加入稀鹽酸質量的增加而減少(2)解:"設最多可以產生的二氧化碳的質量為x由圖像可知樣品中碳酸鈣的質量為50克-10克=40克CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑1004440克x10044=(3)解;第一次50克稀鹽酸加入樣品時鹽酸完全反應,設50克稀鹽酸中含有溶質Y參加反應的碳酸鈣的質量為50克-35克=15克CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑1007315克Y10073=稀鹽酸的質量分數HCl%=10.95克50克【解析】(1)巖石中的碳酸鈣與稀鹽酸反應,生成氯化鈣、水和二氧化碳氣體,隨著反應的進行,剩余固體的質量會不斷減小。當巖石與稀鹽酸完全反應時,不再生成氣體,則剩余固體的質量不再發生變化。(2)反應前后固體質量的減小量就是參加反應的碳酸鈣的質量,寫出碳酸鈣與稀鹽酸反應的方程式,然后根據質量之間的比例關系計算出生成二氧化碳的質量。
(3)在第一次加入50g稀鹽酸時,固體的質量從50g減小到35g,這就是參加反應的碳酸鈣的質量,根據二者反應的方程式計算出參加反應的稀鹽酸的溶質質量,最后根據稀鹽酸溶質質量50g例題2.(2022九上·西湖期末)為了測定一瓶未密封保存的NaOH固體中NaOH的質量(只含Na2CO3雜質),小金進行如下操作:①取20克樣品于燒杯中,加足量水配成溶液;②再往溶液中加入足量的稀鹽酸溶液;③待反應完全后,稱量。有關數據記錄如下表:反應前反應后燒杯和樣品溶液總質量/g加入的稀鹽酸溶液質量/g燒杯和溶液總質量/g105200300.6(1)反應共生成氣體克。(2)該瓶20克樣品中所含NaOH的質量為多少?(寫出計算過程)【答案】(1)依據質量守恒定律可知,反應產生氣體質量為105+200-300.6=4.4g;(2)設碳酸鈉質量為x
Na2CO3+2HCl=NaCl+H2O+CO2↑
10644
x4.4g
106:44=x:4.4g
x=10.6g
則氫氧化鈉質量為20g-10.6g=9.4g例題3.(2022九下·余杭開學考)已知食用級碳酸鈣中往往會含有少量雜質,且雜質不與酸反應。小金為測定某品牌食用級碳酸鈣中碳酸鈣的的含量,利用氣密性良好的圖甲裝置進行實驗:①稱取樣品6克,加入錐形瓶中,塞緊瓶塞,從左側持續緩慢鼓入空氣;②一段時間后打開分液漏斗活塞,緩慢注入足量的稀鹽酸,并開始計時:③待裝置D總質量不再增加時停止鼓入空氣。實驗過程中測得裝置D增加的質量隨時間變化圖像如圖乙所示。(碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑)(1)根據圖乙,計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。(計算結果精確到0.1%)(2)下列情況中,會導致測得的碳酸鈣質量分數偏大的是(可多選)①去掉裝置A,將空氣直接鼓入裝置B②去掉裝置C,將B與D裝置直接相連③當氣泡停止產生時立即停止鼓入空氣④將稀鹽酸快速注入錐形瓶中與樣品反應【答案】(1)解:設碳酸鈣的質量為x,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O10044x2.2g100:44=x:2.2g,解得:x=5gCaCO3%=5g/6g=83.3%答:石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為83.3%。(2)①②【解析】(2)①去掉裝置A,將空氣直接鼓入裝置B,則空氣中二氧化碳會被吸收,從而使結果偏大,正確;②去掉裝置C,將B與D裝置直接相連,則水蒸氣沒有除去,會使得二氧化碳質量偏大,計算的碳酸鈣質量分數偏高,正確;
③當氣泡停止產生時立即停止鼓入空氣,會使得裝置內殘留二氧化碳,使結果偏小,錯誤;
④將稀鹽酸快速注入錐形瓶中與樣品反應,使得樣品不能充分反應,使得二氧化碳偏小,計算結果偏小,錯誤;例題4.(2022九上·越城期末)國家標準規定工業純堿中碳酸鈉的質量分數≥98.0%為合格品。為測定某工業純堿是否為合格品,興趣小組成員分別進行了如圖的實驗。(雜質可溶于水且不參與反應,過濾后濾渣損失忽略不計)
(1)實驗中加入過量CaCl2溶液的目的是;(2)若濾渣未經干燥便進行稱量,會導致碳酸鈉質量分數的計算結果(填“偏大”或“偏小");(3)通過計算判斷該工業純堿是否為合格品。(寫出計算過程,結果精確到0.1%)【答案】(1)使碳酸鈉反應完全(2)偏大(3)解:設該工業純堿中碳酸鈉的質量為xNa2CO3+CaCl2=Na2CO3+CaCl2=106100x10.0g解得x=10.6gNa2CO3%=10.【解析】(1)實驗中加入過量氯化鈣是為了使碳酸鈉反應完全。
(2)若濾渣未經干燥便進行稱量,會使碳酸鈣質量偏大,從而導致碳酸鈉偏大,碳酸鈉質量分數的計算結果偏大。題型二、酸堿之間反應例題5.(2022九下·舟山開學考)有一瓶混有硫酸的硫酸鎂溶液100克。欲知溶液中硫酸的質量,現將一定質量分數的氫氧化鈉溶液逐漸加入該混合液中,生成的沉淀如圖甲所示。(1)該氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為多少?(2)在圖乙中畫出反應過程中溶液中的鎂元素的質量隨加入的氫氧化鈉溶液的變化曲線,并在坐標軸上標出相應的質量。(3)求原混合液中硫酸的質量。【答案】(1)由圖示可知,與硫酸反應的氫氧化鈉坦為40克,與硫酸鎂反應的氫氧化鈉溶液質量為40克,產生氫氧化鎂沉淀質量為5.8克,設氫氧化鈉溶液質量分數為x
MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2+Na2SO48058
40gx5.8g
80:58=40gx:5.8g
x=20%(2)溶液中鎂元素隨著與氫氧化鈉反應產生沉淀而逐漸減小,至完全反應后溶液中無鎂元素,由此確定鎂元素與氫氧化鈉的變化關系,因氫氧化鈉先與硫酸反應,所以溶液中鎂元素開始質量不變,質量為5.8g×24(3)設原溶液中硫酸的質量為y
H2SO4+2NaOH=2H2O+Na2SO4
9880
y40g×20%=8g
98:80=y:8g
y=9.8g例題2.(2022九下·義烏開學考)向含CuCl2和HCl的100克混合溶液中,逐滴加入溶質質量分數為10%的NaOH溶液200克,參加反應的NaOH溶液質量與生成沉淀Cu(OH)2質量關系如圖,據圖回答:(1)P點溶液中的溶質是。(2)N點所得溶液的pH值為(填“大于”、“等于”或“小于”)7。(3)m1為多少克?(列式計算)【答案】(1)NaCl、CuCl2(2)大于(3)解:設與CuCl2反應的NaOH的質量為x2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl8098x9.8g80x=m=8g10%m1=40g+80g=120g【解析】(1)P點為鹽酸與氫氧化鈉恰好完全反應而氯化銅還未反應的圖像,則溶液中溶質為NaCl、CuCl2;(2)N點為氫氧化鈉過量,所得溶液呈堿性,pH大于7;例題3.(2021九上·嘉興期末)實驗室有一瓶新配的燒堿溶液,小明同學設計實驗測定了其溶質質量分數。請根據如圖所示的實驗過程和提供的數據進行分析和計算。(注:滴入酚酞的質量忽略不計)(1)將稀鹽酸逐滴滴入錐形瓶的過程中,邊滴加稀鹽酸邊振蕩錐形瓶,當觀察到時,恰好完全反應,停止滴液。(2)通過計算確定該瓶燒堿溶液的溶質質量分數。(寫出計算步驟)(3)問題討論:若小明在滴加鹽酸的過程中沒有同時振蕩錐形瓶,實驗結果會(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。【答案】(1)溶液顏色恰好由紅色變成無色(2)解:HCl溶質的質量=(110g-60g)×7.3%=3.65克設該瓶燒堿溶液的溶質質量為xNaOH+HCl=NaCl+H2O4036.5x3.65克4036.5=燒堿溶液的溶質質量分數=4克/40克=10%答:該瓶燒堿溶液的溶質質量分數為10%。(3)偏大【解析】(1)氫氧化鈉溶液呈堿性,能使酚酞變紅,將稀鹽酸逐滴滴入錐形瓶中,鹽酸與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水,當溶液顏色恰好由紅色變成無色時,證明二者恰好完全反應;
(3)若小明在滴加鹽酸的過程中沒有同時振蕩錐形瓶,鹽酸與氫氧化鈉無法充分接觸,會致使所用鹽酸過量,實驗結果會偏大;例題4.(2021九上·溫州期中)實驗室有一瓶標簽被腐蝕的鹽酸,小科為了測定溶液中溶質的質量分數,在燒杯中配制了8g10%的NaOH溶液。然后往燒杯中滴加該鹽酸。反應過程中溶液的pH與滴入鹽酸的質量關系如圖所示。請回答下列問題:(1)配制了8g10%的NaOH溶液,需要水的質量為。(2)計算該鹽酸的溶質質量分數。(寫出計算過程)(3)當滴入4g鹽酸時,燒杯內溶液中鈉元素的質量為。【答案】(1)7.2g(2)解:設該鹽酸的溶質質量分數為xHCl+NaOH=NaCl+H2O36.54010g×x8g×10%36.540=答:該鹽酸的溶質質量分數為7.3%。(3)0.46g【解析】(1)配制了8g10%的NaOH溶液,需要溶質質量為8g×10%=0.8g,則需水的質量為7.2g;
(3)當滴入4g鹽酸時,燒杯內溶液中鈉元素的質量不變,仍為反應前溶液中鈉元素質量,為0.8g×23題型三、酸堿和鹽反應例題1.(2022九下·義烏開學考)某同學用一定質量分數的Na2CO3溶液做“Na2CO3與CaCl2反應”的實驗。其五次實驗結果如下表所示:實驗次數氯化鈣的質量/g碳酸鈉溶液的質量/g碳酸鈣的質量/g11.1180122.2280234.4480446.661005511.1160X根據實驗結果回答下列問題:(1)哪幾次反應碳酸鈉有剩余(填序號)。(2)表中X的值是。(3)試計算碳酸鈉溶液中溶質的質量分數。(4)將5次實驗后所有物質混合,再加(答氯化鈣或碳酸鈉溶液多少克)恰好完全反應,溶質中只有氯化鈉。【答案】(1)1、2(2)8(3)設碳酸鈉溶質質量分數為x
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
106100
100gx5g
106:100=100gx:5g
x=5.3%(4)氯化鈣2.22克【解析】【分析】由表中所給數據及方程式中物質間質量關系分析,確定出氯化鈣、碳酸鈉質量與生成碳酸鈣的質量關系,然后判斷出各步實驗中反應物的剩余。【解答】(1)由表中數據可知,前兩次實驗中當碳酸鈉溶液質量為80克時,氯化鈣質量增加,碳酸鈣質量增加,說明碳酸鈉溶液過量,且每1.11克氯化鈣,沉淀質量增加1克,第四次氯化鈣為6.66克,完全反應時產生碳酸鈣質量應為6克,但實際產生5克,說明碳酸鈉溶液不足,100克碳酸鈉溶液產生5克碳酸鈣,第三次80克碳酸鈉溶液產生4克,則第三次氯化鈣、碳酸鈉恰好完全反應,1、2次碳酸鈉過量;4、5次碳酸鈉不足;
(2)第5次氯化鈣過量,X=8;
(3)設碳酸鈉溶質質量分數為x
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
106100
100gx5g
106:100=100gx:5g
x=5.3%
(4)80克碳酸鈉溶液需加入4.44克氯化鈣,則第1、2次中剩余碳酸鈉需加入5.55克氯化鈣,第三次恰好完全反應,第4次氯化鈣剩余1.11克,第5次剩余氯化鈣2.22克,所以將5次實驗后所有物質混合,再加2.22克氯化鈣才能恰好完全反應。例題2.(2021九上·江北期末)為測定某純堿樣品中(含有氯化鈉雜質)碳酸鈉的質量分數,現稱取10.0g樣品放在燒杯中并滴入稀鹽酸,當稀鹽酸滴加至36.5g時,燒杯內溶液的總質量為44.3g(產生的氣體全部逸出)。產生氣體的質量與滴入稀鹽酸的質量關系如圖所示,試計算:(1)A點產生氣體的質量m=g。(2)樣品中碳酸鈉的質量分數。(3)B點時,燒杯內的溶液中氯化鈉的質量。【答案】(1)2.2(2)設碳酸鈉的質量分數為x
Na2CO3+2HCl=NaCl+H2O+CO210644
10.0gx2.2g
106:44=10.0gx:2.2g
x=53%(3)B點鹽酸過量,燒杯中氯化鈉質量與A點時相等,設反應生成氯化鈉質量為y
Na2CO3+2HCl=NaCl+H2O+CO2
1174
y2.2g
117:44=y:2.2g
y=5.85g
則燒杯內氯化鈉質量為5.85g+10.0g-10.0g×53%=10.55g;例題3.(2021九上·諸暨期中)某學校探究小組為了測定市面銷售的某品牌純堿(雜質為NaCl)中碳酸鈉的質量分數。進行了如下實驗:①在三個燒杯中都加入了11克樣品及足量的水配成溶液;②向三個燒杯加入質量不同的CaCl2粉末;③將充分反應后生成的沉淀過濾、洗滌、干燥得到W克的白色固體。實驗數據如下:燒杯I燒杯Ⅱ燒杯Ⅲ加入CaCl2的質量/克5.551215W/克51010(1)碳酸鈉中鈉、碳、氧三種元素的質量比(最簡比)為。(2)將燒杯Ⅱ的濾液蒸干,得到的固體成分是(只填化學式)。(3)樣品中碳酸鈉的質量是多少?【答案】(1)23:6:24(2)NaCl與CaCl2(3)根據表格可知,反應最終生成碳酸鈣沉淀的質量為10g,
設樣品中碳酸鈉的質量是x,
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
106100
x10克
106100═x【解析】(1)根據化學式Na2CO3可知,碳酸鈉中鈉、碳、氧三種元素的質量比=(2×23):(12×1):(16×3)=23:6:24。
(2)將燒杯Ⅱ的濾液蒸干,得到的固體成分是NaCl與CaCl2。例題4.(2021九上·諸暨期中)小敏同學在做完Ca(OH)2與稀鹽酸的中和實驗后,對廢液繼續如下探究(見下圖)。取甲反應后的溶液143.3g,滴加質量分數26.5%的Na2CO3溶液(如圖乙),溶液pH的變化如圖所示。請試著分段簡述圖中pH值如此變化的原因,并求出C點對應溶液的溶質質量分數。(精確到0.01%)【答案】ab段:2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O,加入的碳酸鈉將鹽酸消耗,酸性減弱;bc段:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,加入的碳酸鈉與氯化鈣反應,生成物保持中性;c之后:碳酸鈉溶液過量,而它的水溶液呈弱堿性,堿性增強。氯化鈉溶質質量為20.475g,溶液質量為200g,故最后質量分數為10.24%。【解析】根據圖乙可知,與稀鹽酸反應的碳酸鈉溶液質量為30g,
設該反應生成氯化鈉的質量為x,生成氣體的質量為y,
2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O;
10611744
30g×26.5%xy
10630g×26.5%=117x=44y;
解得:x=8.775gy=3.3g;
與氯化鈣反應的碳酸鈉溶液質量為70g-30g=40g;
設生成氯化鈉的質量為z,生成碳酸鈣的質量為k,
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;
106100117
40g×26.5%kz
10640g×26.5%=100k1.為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(樣品中所含雜質不溶于水,也不與酸反應),某同學采用如下實驗裝置來研究。(1)裝置B用來干燥氣體,B中所盛的試劑可以是。(2)利用如圖裝置進行實驗時,下列情況會使碳酸鈣質量分數的測量結果偏小的有()A.實驗開始時A,B裝置以及導氣管內殘留有少量空氣B.進入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體C.氣體通過C裝置速度過快,CO2來不及被NaOH溶液全部吸收D.實驗結束時,各裝置內還殘留有少量CO2氣體(3)實驗中取5克礦石樣品,將20克稀鹽酸平均分成4次注入,測量并記錄每次充分反應后裝置C的質量(如下表),求出該礦石樣品中碳酸鈣的質量分數。(碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑)實驗次數1234加入稀鹽酸的質量/克5555充分反應后裝置C的質量/克150.52151.04151.56151.76【答案】(1)濃硫酸(2)C;D(3)解:設碳酸鈣的質量為xm(二氧化碳)=(151.76g-150.52g)
+0.52g=1.76g100則石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為:CaCO3%=4g/5g=80%【解析】(1)濃硫酸有吸水性,可干燥二氧化碳氣體,所以B中試劑可以是濃硫酸;
(2)A、實驗開始時A,B裝置以及導氣管內殘留有少量空氣,因空氣中含有二氧化碳,所以會導致結果偏大,錯誤;
B、進入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體,會使C裝置增加質量偏大,從而使碳酸鈉質量分數偏大,錯誤;
C、氣體通過C裝置速度過快,CO2來不及被NaOH溶液全部吸收,會使氫氧化鈉溶液增重質量偏小,而使得計算的碳酸鈉質量分數偏小,正確;
D、實驗結束時,各裝置內還殘留有少量CO2氣體,使得所得二氧化碳質量偏小,計算的碳酸鈉的溶質質量分數偏小,正確;2.(2022九下·天臺開學考)學校某興趣小組做了氧化銅和鹽酸反應的實驗,小虎為測定反應后混合溶液的成分及含量,向燒杯中分5次共加入200克10%的氫氧化鈉溶液,得到沉淀的質量記錄如下:加入NaOH溶液的質量/克40.080.0120.0160.0200.0生成沉淀的質量/克0.02.457.359.89.8(1)分析實驗過程,第一次加入40.0克氫氧化鈉溶液,為什么沒有生成沉淀?。(2)分析實驗過程,如果加入90克NaOH溶液,溶液中的溶質是。(3)原來混合溶液中氯化銅的質量為多少克?(寫出計算過程)(4)若小明在稱量沉淀前,沒有將沉淀上吸附的溶質清洗掉就直接干燥,則會造成計算氯化銅的含量。(填“偏高”、“偏低”或“不變”)【答案】(1)NaOH與HCl反應了(2)CuCl2和NaCl(3)設原來混合液中有CuCl2的質量為X克,則CuCl2+2NaOH=2NaCl+Cu(OH)2↓13598X9.8g135x=答:原來混合液中氯化銅的質量為13.5克。(4)偏高【解析】(1)分析實驗過程,第一次加入40.0克氫氧化鈉溶液,沒有生成沉淀的原因:NaOH與HCl反應了。
(2)分析實驗過程,如果加入90克NaOH溶液,溶液中的溶質是CuCl2和NaCl。(4)若小明在稱量沉淀前,沒有將沉淀上吸附的溶質清洗掉就直接干燥,則會造成計算氯化銅的含量偏高。3.(2021九上·鎮海期末)大理石是含雜質的碳酸鈣,實驗室我們經常用小塊的大理石來制取二氧化碳。實驗過程中小科同學想測出大理石樣品中碳酸鈣的含量,進行了如下實驗和分析。(1)取一定量的大理石樣品置于圖甲的發生裝置中,用分液漏斗向下滴加鹽酸(雜質不參加反應),產生的氣體用裝有氫氧化鈉的吸收裝置充分吸收。分液漏斗中所加液體一般不選用硫酸,理由是。(2)反應前,測得圖甲中錐形瓶內物質的總質量和吸收裝置的總質量都為m克。實驗后,根據實驗數據繪制了圖乙,曲線a、b分別表示錐形瓶內物質的總質量和吸收裝置的總質量隨反應時間變化的情況。請分析曲線b,計算大理石樣品中碳酸鈣的質量。(3)請綜合分析曲線a、b,計算出實驗中所用鹽酸的溶質質量分數。(4)計算后,小科對上述實驗進行了反思。他認為分液漏斗中的鹽酸濃度(填“偏大”或“偏小”),會對實驗結果造成較大影響。【答案】(1)硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水,它會包裹在大理石表面,使酸溶液不能與大理石接觸,從而使反應中止。(2)解:反應后,吸收裝置增加的質量就是碳酸鈣反應生成二氧化碳的質量4.4g。設碳酸鈣的質量為x,參加反應的氯化氫的質量為yCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑1007344xy4.4g100:x=44:2.2gx=10g73:y=44:2.2gy=7.3g(3)據質量守恒定律可知反應前后物質的總質量不變,∴m+鹽酸的質量=m+32.1g+4.4g,所加入鹽酸的總質量為36.5g,實驗中所用鹽酸的溶質質量分數=7.3g36.5g【解析】(1)硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水,它會包裹在大理石表面,使酸溶液不能與大理石接觸,從而使反應中止,所以實驗室制取二氧化碳不選用硫酸與石灰石或大理石反應;
(4)鹽酸具有揮發性,且濃度越大揮發性越強,會使所得二氧化碳質量偏大,從而使計算結果偏大。4.(2021九上·龍灣期中)小科同學向一定質量的石灰石中(雜質不與酸反應且不溶于水)加入7.3%的稀鹽酸來制取二氧化碳,測得反應過程中溶液的pH與加入的稀鹽酸的關系如圖1所示。(1)配置7.3%的稀鹽酸1000克,需要36.5%的濃鹽酸多少毫升?(濃鹽酸的密度為1.17g/cm3)(保留一位小數)(2)該實驗產生的二氧化碳的質量是多少?(寫出計算過程)(3)小科同學把制取氣體后的廢液過濾,向濾液中加入10.6%的Na2CO3溶液,測得加入的Na2CO3溶液與產生的沉淀數據如下:Na2CO3溶液質量/g10203040506070沉淀質量/g01n345m則m=。(4)在濾液中加入10gNa2CO3溶液發生的現象是。(5)請在圖2中畫出向廢液中加入Na2CO3溶液時加入的Na2CO3溶液與產生的沉淀的曲線。【答案】(1)設需要36.5%的濃鹽酸體積為x,
7.3%×1000g=1.17g/cm3×x×36.5%;
解得:x=170.9cm3=170.9mL。(2)當碳酸鈣與稀鹽酸反應時,溶液的pH=7;當稀鹽酸過量時,溶液的pH<7。
根據圖1可知,與碳酸鈣反應的HCl的質量=50g×7.3%=3.65g,
設生成的二氧化碳的質量為x,生成氯化鈣的質量為y
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
7311144
3.65gyx
733.65g=111(3)5(4)溶液中有氣泡產生(5)【解析】(3)由表中的數據可知,前10gNa2CO3溶液加入后沒有生成沉淀,是Na2CO3與過量的鹽酸反應,之后每消耗10gNa2CO3溶液產生1g沉淀,所以n=2;
設加入足量Na2CO3溶液后生成碳酸鈣的質量為z,
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
111100
5.55gz
111100=5.55gz;
解得:z=5g;
當加入60gNa2CO3溶液時,已經生成沉淀5g,說明已經恰好反應;當加入70gNa2CO3溶液時,不再發生反應,生成沉淀也應該是5g,所以m=5。
(4)在濾液中加入10gNa2CO3溶液發生的現象是:溶液中有氣泡產生。
(5)由圖表可知,前10gNa2CO3溶液是與過量的鹽酸反應,后面的50gNa2CO3溶液與氯化鈣反應生成的沉淀的質量是5g;所以向廢液中加入Na2CO3溶液時加入的Na5.(2022九下·蕭山開學考)鈣是生物體骨骼的重要組成元素。魚骨中含有碳酸鈣、現設計圖甲實驗測定魚骨中的碳酸鈣含量,并將測得的數據繪制成圖乙。提示:魚骨中其它成分與鹽酸反應生成的氣體可忽略不計(1)該實驗中濃硫酸的作用是。(2)由圖乙中的AB曲線,可知錐形瓶中反應速率的變化情況是(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)根據圖中的數據計算魚骨中碳酸鈣的質量分數。【答案】(1)吸收被二氧化碳帶出的水,防止影響實驗(2)變小(3)解:二氧化碳的質量=820-819.89=0.11g,設碳酸鈣的質量為xg.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑10044xg0.11g列比例式解得x=0.25gCaCO3%=0.25g20g【解析】(1)該實驗中濃硫酸的作用是:吸收被二氧化碳帶出的水,防止影響實驗。
(2)傾斜角度表示了變化的快慢,由圖乙中的AB曲線,可知錐形瓶中反應速率的變化情況是變小。6.某班同學完成制取二氧化碳的實驗后,對回收的鹽酸和氯化鈣混合溶液(不考慮其他雜質)進行了以下實驗:取40mL該溶液于燒杯中,滴入40g溶質質量分數為13.8%的K2CO3溶液.滴入K2CO3溶液質量與生成沉淀質量的關系如圖所示.求:(1)所取40mL溶液中HCl和CaCl2的質量.(2)實驗結束后,若將燒杯中的物質蒸干,得到固體的質量.【答案】(1)從圖象中的數據可以看出,10克之前沒有出現沉淀,所以和鹽酸反應的碳酸鉀是10克,從10開始出現沉淀,到30沉淀不變,說明和氯化鈣反應的碳酸鉀是20克,生成沉淀是2克,設和碳酸鉀反應的鹽酸是x,生成氯化鉀為yK2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑1387314910×13.8%xy13813.8%×10=所以HCl質量為0.73g,設和碳酸鉀反應的氯化鈣為a,生成氯化鉀為b,生成的碳酸鈣質量為cK2CO3+CaCl2=2KCl+CaCO3↓13811114910020×13.8%abc13820×13.8%=所以CaCl2的質量為2.22g.(2)1.49g+2.98g+13.8%×10g+2g=7.85g.答:所取40mL溶液中HCl和CaCl2的質量分別是0.73g,2.22g;得到固體的質量是7.85g.7.(2022九上·慈溪競賽)現有FeCl3和CuCl2的混合溶液195.2g,向其中加人鐵粉,反應的先后順序為:2FeCl3+Fe=3FeCl2,CuCl2+Fe=FeCl2+Cu。加入鐵粉的質量與反應后溶液中剩余固體質量的關系如圖所示。(1)當加入鐵粉的質量為7g時,剩余固體的成分是,剩余固體質m>6.4g時,剩余固體的成分是(填化學式)(2)原FeCl3和CuCl2的混合溶液中CuCl2的質量為g。(3)當加入11.2g鐵粉時,求反應后所得溶液中FeCl2的質量分數。【答案】(1)Cu;FeCu(2)13.5(3)與氯化鐵反應的鐵粉質量為5.6g,設生成氯化亞鐵的質量為y,
2FeCl3+Fe═3FeCl2
56381
5.6gy
56381=5.6gy;
解得:y=38.1
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