第十三講有關化學方程式的相關計算知識講解（考什么，學什么，輕松提成績！）知識講解知識點一計算步驟例題步驟注意點加熱分解6.3g高錳酸鉀，可以得到氧氣的質量多少？（計算結果保留一位小數）解：設可以得到氧氣的質量為x。‘設’：設未知數（一定不要帶單位）可同時設幾個變量，但要指明是質量還是質量分數；x是有單位的物理量，后面無需帶單位。‘寫’：寫化學方程式（一定要配平、標氣體沉淀符號）物質之間的質量比是與系數有關的。‘標’：標出有關量，上標相對分子質量、下標質量相對分子質量不帶單位，質量帶單位。‘比’：列比例式，求解答：加熱分解6.3g高錳酸鉀，可以得到氧氣0.6g‘答’：簡明寫出答案 知識點二計算題型1．已知一種物質的質量，求另一種物質的質量一般，一種物質的質量是隱含條件，重在按格式進行計算。練1．工業上，高溫煅燒石灰石（CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳。現有100噸石灰石，煅燒一段時間后，質量變為78噸。則：（1）制得二氧化碳多少噸？_________（2）石灰石中CaCO3的質量分數為多少？________【答案】（1）22噸（2）50%【解析】（1）依據質量守恒定律化學反應前后物質的總質量不變，則減少的質量為反應生成的二氧化碳的質量，即二氧化碳的質量=100t-78t=22t。（2）設石灰石樣品中碳酸鈣的質量為xx=50t石灰石中CaCO3的質量分數為：。答：石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為50%。2．含雜質的反應物的計算（1）將含雜質的已知物質量換算為純物質質量，其關系式為：，純物質質量=含雜質物質質量×純度。（2）將純物質質量代入化學方程式進行計算。（3）將計算得到的純物質質量換算成含雜質物質質量：。練2．用1000t含有氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵97%的生鐵的質量約是（）A．560t B．571t C．577t D．583t【答案】C【解析】設理論上可煉出含鐵97%的生鐵質量為xFe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO21601121000t×80%97%xx≈577t故選C。（差量法計算）變2．碳酸氫鈉受熱易分解2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O現將12克碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物完全加熱后，剩余固體8.9克，則原混合物中碳酸氫鈉的質量為（）A．7g B．8.4g C．11.8g D．10.9g【答案】B。【解析】設原混合物中碳酸氫鈉的質量為x。2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O固體差量168168﹣106＝62x12g﹣8.9g＝3.1g168x＝8.4g。3．利用坐標圖像進行的計算化合物的某元素的質量=化合物的質量×化合物中該元素的質量分數練3．實驗室用68g過氧化氫溶液和2g二氧化錳制取氧氣,實驗的相關數據如圖。

請回答:（1）二氧化錳作為催化劑在化學反應前后本身的________都沒有發生變化；（2）反應生成氧氣的質量為________g。（3）參加反應過氧化氫溶液的質量分數是________?【答案】（1）質量和化學性質；（2）1.6；（3）5%【解析】（1）催化劑是在化學反應中能改變化學反應的速率，而本身的質量和化學性質不變的物質，二氧化錳作為催化劑在化學反應前后本身的質量和化學性質都沒有發生變化；（2）根據質量守恒，反應產生氧氣的質量=70g-68.4g=1.6g；（3）設：產生1.6g氧氣需要H2O2的質量為x2H2O2eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───))2H2O+O2↑6832X1.6g68/32=X/1.6gX=3.4g過氧化氫溶液的溶質質量分數=3.4g68g4．表格型的計算（1）要讀懂題意，對表格數據進行分析，篩選有價值的信息，獲取相關數據、性質、規律，形成解題思路。（2）若是多次或多組數據和條件，則需通過比較、對比分析、確定出恰好完全反應的量（即可以用于計算的量），然后依據題意來進行計算。（3）要善于根據表中數據的變化規律找出與所給問題的關系。如表中顯示固體（或溶液）質量不再減少、氣體（或沉淀）不再增加等，即意味著反應不再進行。練4．在實驗室制取氧氣時，取MnO2和KClO3的固體混合物30.5g，加熱至不再產生氣體為止，收集到一定質量的氧氣。某化學興趣小組欲求得所制氧氣的質量，他們將加熱后剩余物冷卻到一定溫度后，通過多次加水測定剩余物質量的辦法即可求出。加水的質量與剩余固體的質量見下表：（提示：MnO2是不溶于水的固體粉末）編號1234加水的質量（g）20202020剩余固體的質量（g）14.58.166試求：（1）原混合物中MnO2的質量為 g。（2）制得氧氣的質量為多少克？【答案】（1）6；（2）可制得氧氣9.6克。【解析】（1）由1和2可知加入20g水最多溶解KCl的質量為：14.5g﹣8.1＝6.4gKCl，而第三、第四次加水后溶解KCl的質量為8.1g﹣6g＝2.1g＜6.4g，則第三次加水后KCl完全溶解，剩余的固體全部是不溶于水的MnO2，所以原混合物中MnO2的質量為6g；（2）原混合物中KClO3質量為：30.5g﹣6g＝24.5g；（3）設可制得氧氣的質量為x2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑2459624.5gx解得：x＝9.6g故答案為：（1）6；（2）可制得氧氣9.6克。專項訓練專項訓練1．已知一種物質的質量，求另一種物質的質量1．把干燥、純凈的氯酸鉀和二氧化錳的混合物15.5克裝入大試管中，加熱制取氧氣．待反應完全后，將試管冷卻、稱量，得到10.7克固體物質，計算：（1）制得氧氣多少克？（2）原混合物中，氯酸鉀和二氧化錳的質量各多少克？【答案】：（1）生成氧氣的質量是4.8g；（2）原混合物中氯酸鉀和二氧化錳分別為12.25g和3.25g。【解析】：加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物，氯酸鉀受熱分解生成氯化鉀和氧氣，二氧化錳在變化過程中為催化劑，反應前后質量和化學性質都不變；（1）根據質量守恒定律，由反應前后固體物質的質量差，可求得放出氣體氧氣的質量；（2）根據反應的化學方程式，利用生成氧氣的質量可計算混合物中氯酸鉀的質量和二氧化錳的質量．解：（1）根據質量守恒定律，待反應至不再有氣體生成后，制取氧氣的質量為：15.5g﹣10.7g=4.8g；（2）設原混合物中氯酸鉀的質量為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

則：混合物中二氧化錳的質量為：15.5g﹣12.25g=3.25g2．將18g高錳酸鉀加熱，當產生1.6g氧氣時，固體剩余物是（）A．KMnO4、MnO2B．K2MnO4、MnO2C．KMnO4、MnO2、K2MnO4D．KMnO4、K2MnO4【答案】C【解析】高錳酸鉀受熱分解的化學方程式為：2KMnO4eq\o(,\s\up6(△))K2MnO4+MnO2+O2↑利用生成的氧氣的質量判斷高錳酸鉀是否完全反應。解：設發生反應的高錳酸鉀的質量為x。2KMnO4eq\o(,\s\up6(△))K2MnO4+MnO2+O2↑31632X1.6g31632＝X=15.8g15.8g﹤18g，所以有高錳酸鉀剩余。2．含雜質的反應物的計算3．過氧化鈣（CaO2）是一種環境友好的化工原料，工農業生產中用作漂白劑、種子消毒劑及魚類運輸時的制氧劑等。過氧化鈣與水反應方程式為：2CaO2+2H2O═2Ca（OH）2+O2↑，某同學把20g不純的過氧化鈣樣品（雜質不與水反應）加入到盛有足量水的燒杯中，完全反應后，生成2.24L氧氣（氧氣的密度是1.43g/L）請計算：（1）反應生成氧氣的質量。（計算結果精確到0.1）（2）該樣品中過氧化鈣的質量分數。【答案】（1）3.2g；（2）72%。【解析】（1）生成的氧氣的質量為2.24L×1.43g/L＝3.2g；（2）設該樣品中過氧化鈣的質量分數為x2CaO2+2H2O═2Ca（OH）2+O2↑1443220gx3.2g＝x＝72%答：（1）生成氧氣3.2g；（2）該樣品中過氧化鈣的質量分數為72%。故答案為：（1）3.2g；（2）72%。（差量法計算）4．實驗室有一包含雜質的碳酸氫鈉樣品100g(雜質不含鈉元素，受熱不變化)，其中鈉元素質量分數為23%，180℃時，將樣品加熱一段時間后稱得固體質量為87.6g，則分解的碳酸氫鈉占原碳酸氫鈉的質量分數為(2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑)A．33.6% B．40% C．47.3% D．60%【答案】B【詳解】設樣品中碳酸氫鈉的質量分數是x，則100g×x×=100g×23%，解得x=84%樣品中碳酸氫鈉的質量為：100g×84%=84g設分解的碳酸氫鈉的質量是y2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑反應前后固體的差量2×841062×84-106=62y100g-87.6g=12.4g=，解得y=33.6g分解的碳酸氫鈉占原碳酸氫鈉的質量分數為：×100%=40%，故選B。3．利用坐標圖像進行的計算5．某化學興趣小組為了測定當地的石灰石（該固體的主要成分是CaCO3）中的CaCO3的質量分數，他們做了如下實驗：取24克樣品放入燒杯中，向其中逐漸加入100克一定質量分數的稀鹽酸（雜質不溶于水也不與酸反應），所用稀鹽酸的質量與剩余固體的質量關系如圖所示，請根據圖中的數據進行計算：（1）石灰石樣品中CaCO3的質量為_____克。（2）當稀鹽酸加到_____克時，樣品與稀鹽酸恰好完全反應。（3）求稀鹽酸的質量分數_____（請根據化學方程式寫出完整的計算步驟）【答案】（1）20（2）80（3）18.25%【解析】（1）由圖可知，石灰石樣品中CaCO3的質量為24g?4g=20g，故填20。（2）由圖可知，當加入稀鹽酸的質量為80g時，固體的質量不再減少，則此時加入的稀鹽酸與石灰石中的碳酸鈣恰好完全反應，故填80。（3）解：設稀鹽酸的質量分數為x100：73=20g：80gxx=18.25%答：稀鹽酸的質量分數為18.25%。6．實驗室用13.8g氯酸鉀和二氧化錳的固體混合物粉末加熱制取氧氣，記錄產生氧氣的質量與加熱時間的關系如圖甲所示，請回答下列問題：(1)t0→t1時段氧氣質量為0，其原因是______________；t3→t4時段內剩余固體的質量為______________；(2)請根據途中數據計算原混合物中氯酸鉀的質量為_________。(寫出計算過程，結果精確到0.1g)(3)請在圖乙坐標圖中，畫出固體中鉀元素質量在t0→t4時段變化示意圖___________。【答案】溫度較低，未達到氯酸鉀的分解速度；9.0g；12.25g；【詳解】(1)根據圖中信息可知：由于氯酸鉀分解需要一定的溫度，t0-t1固體質量不變，是因為反應還未進行；t3-t4時固體質量不變，是因為反應進行完全，剩余固體物質的質量為13.8g-4.8g=9.0g；(2)設原混合物中氯酸鉀的質量為x，x=12.25g答：混合物中氯酸鉀的質量12.25g。(3)由質量守恒定律可知，反應前后鉀元素質量不變，12.25g氯酸鉀中鉀元素的質量為12.25g××100%=3.9g，所以固體中鉀元素質量在t0→t4時段變化示意圖為：。4．表格型的計算7．某校興趣小組用氯酸鉀制取氧氣，請按下面要求計算。(1)取氯酸鉀和二氧化錳的混合物一定量放入大試管中加熱，加熱至不再有氣體產生為止，共收集到氧氣4.8g，求混合物中氯酸鉀的質量______(計算結果精確到0.1g)。(2)若將一定質量的氯酸鉀加熱，有關物質質量與反應時間的變化如表所示：時間/mint1t2t3t4t5O2質量/g2.44.87.29.69.6剩余固體質量/g22.119.7m14.914.9其中m＝_____；t3時剩余固體中含有的物質是_____(填化學式)。(3)若將(1)中氯酸鉀平均分成兩份，一份加入1g二氧化錳，另一份不加，分別放入試管中，同時、同溫度加熱至充分反應，請在圖象上畫出產生O2的曲線______。【答案】（1）12.3g（2）17.3KClO3和KCl、MnO2（3）【解析】(1)設混合物中氯酸鉀的質量為x=，解得x=12.25g(2)裝置內物質的總質量為2.4g+22.1g＝24.5g，根據質量守恒定律可知，該變化過程中總質量不變，所以m＝24.5g﹣7.2g＝17.3g；t3之后氣體質量還在增加，所以剩余固體中含有的物質是剩余的氯酸鉀和生成的氯化鉀，對應的化學式為KClO3和KCl。(3)催化劑只會影響氯酸鉀的分解速率，不會影響生成氧氣的質量，所以氯酸鉀平均分成兩份，一份加入1g二氧化錳，另一份不加，生成氧氣的質量均為2.4g，所以圖像為：8．乙炔（C2H2）是生產聚氯乙烯的重要原料。用電石（主要成分為CaC2）與水反應可制取乙炔，最終還可得到電石渣。某電石渣中含氫氧化鈣92.5%，其余為雜質，此電石渣可用于處理電鍍廠排出的酸性廢水。（1）100kg上述電石渣中氫氧化鈣的質量為kg。（2）用上述電石渣處理含硫酸196kg的酸性廢水（假設電石渣中的雜質、廢水中其他成分均不參加反應），求至少需要電石渣的質量（寫出計算過程及結果）。（3）把一定質量的乙炔、氧氣、二氧化碳三種物質放入一密閉容器中，在一定條件下反應一段時間后，測得反應后各物質的質量如下：物質C2H2O2CO2H2Ox反應前的質量/g8.914.44.400反應后的質量/g3.7017.6n2.8n=；該反應的化學方程式為。【答案】（1）92.5（2）解：設至少需要電石渣的質量為x。x=160kg答：至少需要電石渣的質量為160kg。（3）3.6，【解析】（1）100kg上述電石渣中氫氧化鈣的質量為100kg×92.5%=92.5kg。（2）詳見答案。（3）根據質量守恒定律8.9+14.4+4.4+0+0=3.7+0+17.6+n+2.8,n=3.6。故填：3.6。反應前后，質量增加的為生成物，減少的為反應物。則C2H2，O2為反應物。CO2，H2O，x為生成物。設參該反應C2H2，O2，CO2，H2O，x前的系數分別份a，b，c，d，e。則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。化學方程式可寫為根據質量守恒定律可知，x分子中含有碳、氧原子，且個數比為1:1，應為CO。所以該反應的化學方程式為。課堂總結（學習靠積累，經驗要總結）課堂總結課后作業課后作業一、基礎題1．在實驗室制取氧氣時，取MnO2和KClO3的固體混合物30.5g，加熱至不再產生氣體為止，收集到一定質量的氧氣。某化學興趣小組欲求得所制氧氣的質量，他們將加熱后剩余物冷卻到一定溫度后，通過多次加水測定剩余物質量的辦法即可求出。加水的質量與剩余固體的質量見下表：（提示：MnO2是不溶于水的固體粉末）編號1234加水的質量（g）20202020剩余固體的質量（g）14.58.166試求：（1）原混合物中MnO2的質量為 g。（2）制得氧氣的質量為多少克？【答案】（1）6（2）可制得氧氣9.6克【解析】（1）由1和2可知加入20g水最多溶解KCl的質量為：14.5g﹣8.1＝6.4gKCl，而第三、第四次加水后溶解KCl的質量為8.1g﹣6g＝2.1g＜6.4g，則第三次加水后KCl完全溶解，剩余的固體全部是不溶于水的MnO2，所以原混合物中MnO2的質量為6g；（2）原混合物中KClO3質量為：30.5g﹣6g＝24.5g；（3）設可制得氧氣的質量為x2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑2459624.5gx解得：x＝9.6g2．某校興趣小組在實驗室中完成制取氧氣的實驗。他們取氯酸鉀和二氧化錳的混合物共3.0g放入大試管中加熱，并在不同時刻測定試管內剩余固體物質的質量（如表）：反應時間/min1.01.52.02.53.0剩余固體質量/g2.552.252.102.042.04分析表中數據，完成下列問題：（1）完全反應后，生成氧氣的質量為 g；（2）原混合物中二氧化錳的質量分數是多少？（寫出計算過程，結果精確到0.1%）【答案】（1）0.96；（2）18.3%。【解析】（1）生成氧氣的質量為：3.0g﹣2.04g＝0.96g（2）設原混合物中氯酸鉀的質量為x。2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑24596x0.96gx＝2.45g二氧化錳的質量分數為：≈18.3%答：原混合物中氯酸鉀的質量分數為18.3%。二、提升題1．下列有關氯酸鉀和二氧化錳共熱反應時各物質間的質量關系，正確的是A． B．C． D．【答案】B【解析】A、氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，可見隨著氯化鉀的質量增加，氧氣的質量增加，，且質量比為:149:96=49.7:32，不符合質量比關系，錯誤；B、氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，可見隨著氯酸鉀反應的質量增加，氧氣的質量增加，，且質量比為:245:96=24.5:32，符合題意，正確；C、氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氨化鉀和氧氣，二氧化錳作催化劑，反應前后質量不變，氧氣的生成質量與二氧化錳無關，故圖象與實驗操作過程不對應，錯誤；D、氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，隨著固體混合物質量的減少，氧氣的質量增加，故圖象與實驗操作過程不對應，錯誤。故選B。2．下列說法中正確的是()A．質量相等的氧化鎂和硫酸鎂中鎂元素的質量比為4:1B．質量相等的硫和碳分別在氧氣中充分燃燒，硫比碳消耗氧氣的質量大C．硝酸銨和氯化鉀的混合物中氮元素質量分數為14%，該混合物中硝酸銨的質量分數為40%【答案】C【解析】A、等質量的氧化鎂和硫酸鎂中由于一個分子中鎂原子的個數相等，而氧化鎂的相對分子質量為40，而硫酸鎂的相對分子質量為120，所有氧化鎂和硫酸鎂的含鎂元素的質量比為3：1，進而等質量的氧化鎂和硫酸鎂中鎂元素的質量比為3：1而非4：1，選項說法錯誤；故不符合題意；B、設硫粉和碳粉的質量分別為mg，硫粉消耗的氧氣的質量為x，而碳粉消耗的氧氣的質量為y。所以碳消耗的氧氣比硫消耗的氧氣大，而非硫比碳消耗氧氣的質量大。選項說法錯誤；故不符合題意；C、硝酸銨和氯化鉀的混合物中氮元素質量分數為14%，由于混合物中只有硝酸銨含有氮元素，所以可得該混合物中硝酸銨的質量分數為。選項說法正確；故符合題意；故選C。3．某同學誤將少量KMnO4當成MnO2加入KClO3中進行加熱制取氧氣，該樣品的質量是260.8g，部分物質質量隨時間變化如圖所示。(1)m+n=g(2)計算該樣品中KClO3的質量分數(寫出計算過程，精確到0.1%)。(3)在圖中，畫出反應過程中放出氧氣與時間變化的關系圖，并進行必要的標注。【答案】(1)260.8(2)93.9%（詳見解析)(3)【解析】高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，氯酸鉀在二氧化錳催化作用下受熱分解生成氯化鉀和氧氣。根據圖示，質量下降的兩種物質分別是錳酸鉀和氯酸鉀，相同條件下高錳酸鉀比氯酸鉀容易分解，根據t2>t1，所以m是樣品中氯酸鉀的質量，n是樣品中高錳酸鉀質量，因此m+n=260.8g。另一種物質在t2min時質量增多，所以該物質是氯酸鉀在二氧化錳催化作用下受熱分解生成氯化鉀。【詳解】解：（1）根據分析，m+n=260.8g；（2）設樣品中氯酸鉀質量