20182019年浙江省寧波市初中科學提前批招生考試有關表格圖像的化學方程式計算專題訓練

有關表格圖像的化學方程式計算試題呈現(xiàn)固體銨鹽的成分可能是，或是兩者的混合物。甲、乙兩個研究性學習小組的同學想要確定成分，并測定中氮元素的質量分數(shù)。甲實驗小組的同學取了數(shù)份相同質量的樣品溶于水，然后加入溶液（圖中用氫氧化鈉質量表示），水浴加熱至氣體全部逸出（此溫度下銨鹽不分解）。該氣體經干燥后用足量濃硫酸完全吸收，濃硫酸增重的質量如圖所示。分析該圖像并回答下列問題：①寫出段涉及的化學方程式：。②樣品的成分是，點的數(shù)值是。乙實驗小組的同學取了數(shù)份不同質量的樣品,測定方法與甲組同學大部分相同，不同的是他們將不同質量的銨鹽分別加入到溶液中（含）,測定結果如下：實驗編號ⅠⅡⅢⅣ銨鹽的質量10.0020.0030.0040.00濃硫酸增加的質量mm1.360①分析實驗數(shù)據(jù)可知，實驗編號為的實驗中，氫氧化鈉足量，銨鹽中的銨根離子完全轉化成氣體。②計算中氮元素的質量分數(shù)。（百分號前保留兩位有效數(shù)字）思路分析題中涉及的是酸式鹽，酸式鹽的共性之一就是可以與堿反應生成正鹽，以為例，與的反應分兩步進行，第一步：①,先生成正鹽；第二步：②,以此知識為基礎，再根據(jù)題中所給信息進行計算。中加入氫氧化鈉，從圖像中看出，并不是馬上生成氨氣，所以樣品中肯定含有，二如果只有一種物質，由方程式可以分析得出，第一步反應和第二步反應消耗的氫氧化鈉的質量應該相等，而圖像中第二步發(fā)生反應的氫氧化鈉的質量大于第一步反應，所以必然也存在。而段應該是硫酸氫銨和氫氧化鈉反應，即：生成正鹽的反應，段為硫酸銨和氫氧化鈉反應生成氨氣的反應。發(fā)生這部分反應的氫氧化鈉溶液的質量為=，所含的氫氧化鈉為，由化學反應方程式可得氫氧化鈉的氨氣的關系：，列示為，解得：所以濃硫酸增重也為，即點對應的數(shù)值為。表格中實驗、中，氫氧化鈉質量相同，加入的混合銨鹽質量不同，但生成的氨氣質量相等，可見，加入銨鹽較少的實驗，氫氧化鈉將銨鹽完全反應完，生成了氨氣；而實驗中，氫氧化鈉先將硫酸氫銨轉化為硫酸銨，再與硫酸銨反應放出氨氣，放出的氨氣與實驗相等，可見氫氧化鈉不足量，未將硫酸銨反應完。所以實驗氫氧化鈉足量，銨鹽中的銨根離子完全轉化成氣體。根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)，銨鹽混合物和氫氧化鈉反應生成氨氣，先計算出和硫酸銨反應生成氨氣的氫氧化鈉質量，總的氫氧化鈉減去這部分剩下的即為和硫酸氫銨反應的氫氧化鈉，根據(jù)化學方程式求出硫酸氫銨的質量，再用銨鹽總質量減去硫酸氫銨的質量即為硫酸銨的質量，然后求出各自含氮元素的質量，除以總質量即可得出結論。關于化學方程式的計算同學們按照剛才的思路用質量的方法小心計算可求解，用物質的量以及化學方程式中的反應關系，可減少計算量。因為，根據(jù)化學方程式②的關系：，列式，解得：氫氧化鈉的總的物質的量為。所以，與硫酸氫銨反應的氫氧化鈉的物質的量為根據(jù)方程式①的關系：，列式，解得；含元素的質量為；；含元素的質量為因此，混合物中含氮元素的質量分數(shù)為：答案①②和①Ⅰ②拓展與延伸表格型化學方程式計算題的特點是：把進行幾次實驗的數(shù)據(jù)一一用表格的形式列出來，學生解題必須通過分析，選擇適當?shù)膶嶒灁?shù)據(jù)才能進行計算。學生解題的最大障礙是數(shù)據(jù)陷阱，所以根據(jù)反應原理認真分析實驗數(shù)據(jù)，找準恰好完全反應的一組數(shù)據(jù)進行計算是解此類題的關鍵；而圖像型計算與此類似，同樣要能準確分析所給圖像，從中找出需要的相關信息進行計算。針對練習1.現(xiàn)有的混合物，進行如下實驗：把混合物全部加入到足量的稀硫酸中，完全溶解后，滴加溶質質量分數(shù)為的氫氧化鈉溶液，滴加氫氧化鈉溶液的質量與生成沉淀質量的關系如圖所示，回答下列問題：（1）當時，固體混合物中氧化銅的質量；（2）所用稀硫酸溶質的質量分數(shù)；（3）的取值范圍。答案：（1）（2）（3）解析：往和混合物中加入硫酸完全溶解，發(fā)生的反應為：①；②；再加入氫氧化鈉溶液，可能發(fā)生的反應有：③；④；⑤，至于反應③是否發(fā)生，則要根據(jù)題目所給條件進行判斷。由圖像看出，剛開始加入氫氧化鈉時，沒有沉淀產生，加到一定量之后才出現(xiàn)沉淀，可以判斷出，混合物和硫酸的反應必然是硫酸過量，加入的氫氧化鈉先中和過量的硫酸，再和硫酸銅及硫酸鐵反應生成沉淀。（1）若用物質的量的方法求算，設混合物中含的物質的量為，含的物質的量為，生成沉淀所用的氫氧化鈉的物質的量為，則可根據(jù)量的關系列出方程組：；解得；所以氧化銅的質量為。（2）根據(jù)化學方程式和元素守恒，分析方程式①和⑤，3份硫酸生成1份硫酸鐵，將這一份硫酸鐵沉淀需要6份氫氧化鈉，氫氧化鈉和硫酸的反應比例關系為；同理分析方程式②和④也可得出相同的比例關系，所以可以這么理解：當加入的氫氧化鈉將加入的硫酸完全中和時，鐵離子和銅離子就完全以氫氧根的形式被沉淀完全。設反應的硫酸的質量為，根據(jù)量的關系：解得：稀硫酸的質量分數(shù)為。（3）用極端假設法求算。根據(jù)化學方程式用質量計算和物質的量計算均可。加入的硫酸中，含硫酸的物質的量為第一種情況：如果固體混合物全部是，，根據(jù)方程式②反應需要的硫酸的物質的量，因此剩余的硫酸的物質的量為，需要用氫氧化鈉中和，氫氧化鈉的質量為，所需氫氧化鈉的溶液的質量為，即；第二種情況：如果固體混合物都是，，由方程式①可算出反應需要的硫酸的物質的量為，剛好沒有硫酸剩余，所以。綜上所述，的取值范圍為。2.在稀鹽酸中加入混合均勻的和固體粉末，充分反應后使氣體全部逸出。如圖是加入粉末的質量與產生（該狀況下，氣體的密度為）體積的關系。請計算：（1）該鹽酸中的質量；（2）若該鹽酸為時，加入粉末為，求產生的體積；（3）若粉末的質量為，該鹽酸的體積為，產生的體積為。試寫出粉末質量與產生體積之間的關系。答案：（1）（2）（3）解析：（1）根據(jù)化學方程式：；，可得出量的關系：列式解得：（2）因為，所以固體過量，鹽酸完全反應。所以，。（3）鹽酸的體積為，最多能反應的固體粉末的質量為。①若，則鹽酸過量，粉末可以完全反應，根據(jù)比例關系可以算出產生二氧化碳的體積；②若，則粉末過量，鹽酸完全反應，產生的二氧化碳的體積為。3.金屬單質和非金屬單質反應可生成化合物，反應的化學方程式為：。某校一課外小組的甲、乙、丙三個學生分別在實驗室內做該實驗，充分反應時，所用和的質量各不相同，但總質量相等，都是。有關實驗數(shù)據(jù)記錄如下。試求丙學生實驗中的值可能是多少。的用量的用量的用量甲乙丙答案：或解析：從表格中可以看出，甲、乙同學所取的反應物質量不同，但是產物的質量相同，所以他們二人所取的反應物中，都是多的那種過量，少的那種完全反應，由此可以得出反應之間的質量關系，即和恰好完全反應，生成。丙的實驗中，產物的質量為，所以發(fā)生反應的的質量為，的質量為。第一種情況：過量，完全反應，所以，，所以。第二種情況：過量，完全反應，所以，，所以。第1次第2次第3次第4次加入稀硫酸的質量25252525生成氫氣的總質量0.150.40.44.為測定鎂和硫酸鎂固體混合物中鎂元素的質量分數(shù)，先稱取混合物，放入一干凈的燒杯中，然后取一定溶質質量分數(shù)的稀硫酸，平均分成四次加入其中，充分振蕩，實驗所得數(shù)據(jù)見下表：（1）上表中的數(shù)值為；（2）上述稀硫酸的質量分數(shù)是；（3）現(xiàn)用溶質質量分數(shù)為98%的濃硫酸，配制上述實驗中所需溶質質量分數(shù)的硫酸溶液，需加入多少克水？（列式計算）（4）固體混合物中，鎂元素的質量分數(shù)為多少？答案：（1）0.30（2）29.4%（3）（4）解析：（1）0.30（2）29.4%設需加水的質量為，現(xiàn)有解得（4）設的質量為。由題意知，第4次加入硫酸時，酸已過量故硫酸鎂的質量為。5.固體銨鹽、的成分可能是，，或是兩者的混合物。甲、乙兩個研究性學習小組的同學想要確定和的成分，并測定中氮元素的質量分數(shù)。（1）甲實驗小組的同學取了數(shù)份相同質量的樣品溶于水，然后加入40%的溶液（圖中用氫氧化鈉質量表示），水浴加熱至氣體全部逸出（此溫度下銨鹽不分解）。該氣體經干燥后用足量濃硫酸完全吸收，濃硫酸增重的質量如圖所示。分析該圖像并回答下列問題。①寫出段涉及的化學方程式：；②樣品的成分是，點的數(shù)值是。（2）乙實驗小組的同學取了數(shù)份不同質量的樣品，測定方法與甲組同學大部分相同，不同的是他們將不同質量的銨鹽分別加入到溶液中（含），測定結果如下：實驗編號ⅠⅡⅢⅣ銨鹽的質量10.0020.0030.0050.00濃硫酸增加的質量1.360①分析實驗數(shù)據(jù)可知，實驗編號為的實驗中，氫氧化鈉足量，銨鹽中銨根離子完全轉化成氣體。②計算中氮元素的質量分數(shù)（結果保留兩位小數(shù)）。答案：（1）①②與的混合物4.25（2）①Ⅰ②0.17解析：（1）①段是氫離子和氫氧根離子反應，段是銨根離子和氫氧根離子反應，所以段的反應方程式為：。②樣品的成分是：與的混合物；段是銨根離子和氫氧根離子反應，段的離子反應方程式為：，根據(jù)離子方程式知，；故答案為：與的混合物；4.25。（2）①Ⅱ中銨鹽質量是Ⅰ的2倍，如果氫氧化鈉過量，則Ⅱ中生成的氨氣量應該是Ⅰ中的2倍，實際上相等，則說明Ⅱ中氫氧化鈉的量不足，Ⅰ中氫氧化鈉足量。②設銨鹽中含的質量為，的質量為。解得：中氮元素的質量分數(shù)6.已知：少量的氣體通入氫氧化鈉溶液中反應為：；過量的氣體通入氫氧化鈉溶液中反應為：?，F(xiàn)將一定量的氣體通入溶液中充分反應后，將溶液低溫蒸發(fā)，得到不含結晶水的白色固體，取3份質量不同的該固體分別與相同濃度的鹽酸反應，得到氣體的質量與固體的質量關系如下：組別1235050503.806.207.201.762.642.64（1）上表中第組數(shù)據(jù)表明加入的鹽酸反應后有剩余。（2）請通過計算，判斷固體是什么物質？其成分的質量分數(shù)是多少？答案：（1）1（2）解析：（1）1（2）第1組鹽酸過量，說明固體全部反應完。用第1組數(shù)據(jù)可求出固體的成分和相應的質量比。設固體全部由碳酸鈉組成，根據(jù)碳原子守恒得：，說明固體不全部是由碳酸鈉組成。設固體全部由碳酸氫鈉組成，根據(jù)碳原子守恒得：，說明固體不全部是由碳酸氫鈉組成。從上可知，該固體由碳酸鈉和碳酸氫鈉組成。設固體中含有，碳酸氫鈉。解得：碳酸鈉的質量分數(shù)為：，碳酸氫鈉的質量分數(shù)為：。7.為測定某石灰石的組成（雜質不溶于水也不與鹽酸反應），取用該固體放入大燒杯中，分四次加入稀鹽酸（每次逐漸滴入稀鹽酸的質量為），待每次反應完全后，得到下面的質量關系：加入稀鹽酸的次數(shù)第一次第二次第三次第四次燒杯及反應后混合物的總質量230325.6423.4523.4請分析以上數(shù)據(jù)后計算：（1）原石灰石純度；（2）該稀鹽酸的溶質質量分數(shù)；（3）當加入稀鹽酸至固體混合物恰好完全反應時，所得溶液的溶質質量分數(shù)。（三個小題均要寫出過程，用百分數(shù)表示計算結果并精確到小數(shù)點后一位）答案：（1）（2）（3）解析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，第二次產生為，則第一次產生為，第三次產生為，共產生。設石灰石中的質量為。解得石灰石中的質量分數(shù)為。（2）設鹽酸的質量分數(shù)為，可以依據(jù)第一次或者第二次計算。

解得（3）由題意可知，第三次加鹽酸到時，剛好完全反應（或鹽酸剛好完全反應），所得溶液質量為。解得所得溶液的溶質質量分數(shù)為。8.甲、乙、丙、丁四位同學用鋅與濃硫酸反應，所得相關數(shù)據(jù)記錄如下（實驗中的誤差忽略不計）。甲乙丙丁取用濃硫酸質量100100100100加入金屬的質量生成氫氣的質量00.20.60.8已知鋅與濃硫酸反應方程式為，計算：（1）甲同學加入金屬鋅的質量；（2）濃硫酸中溶質的質量分數(shù)；（3）丁同學實驗中產生的與的質量比。答案：（1）（2）98%（3）解析：（1）由題意可知，鋅先與濃硫酸反應，再與稀硫酸反應，乙同學做的實驗丙同學做的實驗乙、丙兩個同學鋅和濃硫酸反應的質量是一樣的，故。（2）丁同學的實驗產生的氫氣最多，硫酸反應的最徹底，濃硫酸中溶質的質量為，濃硫酸中溶質的質量分數(shù)。（3）9.興趣小組同學參觀某化工廠時，對工廠的一種溶液發(fā)生了興趣，經調查知該溶液中只含有硫酸和硫酸銅兩種溶質，為了驗證溶液中是否含有和，他們首先進行了定性研究：實驗步驟實驗現(xiàn)象結論取少量溶液于試管中，滴加紫色石蕊試液溶液呈紅色溶液中含有取少量溶液于試管中，滴加溶液，再加稀硝酸溶液中含有接著，他們對該溶液又進行了定量研究，取溶液，等