《中考化学专题《关于金属及其化合物的计算》知识要点+典型例题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中考化学专题《关于金属及其化合物的计算》知识要点+典型例题（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 【精品】中考化学解题宝典专题专题 2626 关于金属及其化合物的计算关于金属及其化合物的计算知识要点知识要点1.1.质量分数计算质量分数计算计算金属及其化合物的质量分数时,通常都是通过化学反应的质量比进行,依据逸出的气体或生产的沉淀质量,再根据质量守恒定律进行计算;2.2.特殊的相对分子质量特殊的相对分子质量经常用到的金属及其化合物相对分子质量整数型: Fe2O3:160;CuSO4:160;Fe2(SO4)3:400;CaCO3:100;倍数型:SO2:64;O2:32;相等型:CO:28;N2:28 ;CuO:80;NH4NO3:80;3.3.特殊的质量分数特殊的质量分数经常用到的金属
2、化合物中金属的质量分数CuO 中 Cu 的质量分数为 80%;典型例题典型例题【例例 1】1】用不纯的锌与稀硫酸反应能加快产生氢气的速率,实验室用 13g 锌粉和 2g 铜粉的混合物与足量的稀硫酸反应,可生成多少克氢气?解析解析:由于铜不与硫酸反应,所以能产生氢气的只有锌粉与稀硫酸的反应.设生成氢气质量为 x,根据化学方程式Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H265 213g x 即有:65x=13g2 解得 x = 0.4g 答略 答案答案:0.4g点拨点拨:不活泼金属不能与稀硫酸或盐酸反应,与浓硫酸或硝酸反应也不会生成氢气;【例例 2】2】 某工厂利用废硫酸和废铁屑起反应来制取硫酸
3、亚铁.现有废硫酸 9.8t(H2SO4的质量分数为 10%)与足量的铁屑起反应,理论上可生产 FeSO4的质量是多少?解析解析:参与反应的硫酸质量可通过硫酸总质量乘以其质量分数求得,再根据化学方程式进行计算2 可设理论上可生产 FeSO4的质量为 xFe + H2SO4 = FeSO4 + H2 98 1529.8t10% xxt00108 . 915298X=1.52t答:略答案答案:1.52t点拨点拨:由于铁屑足量,所以硫酸完全反应,这是本题解题的关键;【例例 3】3】某兴趣小组对生锈废铁锅中铁的含量进行了测定.生锈的铁锅中除 Fe、Fe2O3外,还含有碳、硅、锰等元素(除 Fe、Fe2O
4、3以外的物质都不与稀硫酸反应).兴趣小组的同学称取 33g 废铁锅片放入特制容器中,缓慢加入 39.2%的稀硫酸,直到反应完全(假设硫酸先与表面的铁锈发生反应),实验数据如图所示.图 4-18(1)从化学元素与人体健康的角度考虑,我们应选用铁锅还是铝锅 ,为什么 .(2)废铁锅片中铁单质的质量分数为 .(结果保留到 0.1%)(3)所得溶液中所含溶质的化学式为 ,计算溶液中硫酸铁的质量.(要求写出计算过程)解析解析: 铁是人体必需的微量元素,是造血元素,而铝是不必需元素,而且铝元素对人体有害,所以用铝锅比较好; 铁锅中只有铁与稀硫酸反应能生成气体,所以可根据生成气体的质量来计算单质铁的质量;由
5、图可知,最终生成氢气 1.0g,根据化学方程式 Fe+H2SO4= H2+ FeSO4,56g 铁可生成 2g 氢气,所以单质铁的质量为28g,废铁锅片中铁单质的质量分数为28100%33=84.8%;铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁,其它元素不参与反应,所以溶液中 溶质为 Fe2(SO4)3和 FeSO4;由题意,硫酸先与表面的铁锈发生反应,根据图示,氧化铁耗用的稀硫酸质量为 18.75g,设生成 Fe2(SO4)3的质量为 x3 Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O 398 400 18.75g39.2% x x39.2%18.75g4
6、00983 x= 10g答:(略)答案答案:(1)铁锅 84.8%(2) Fe2(SO4)3、FeSO4点拨点拨:理解图示中数字 18.75 的意义是解题的关键,要考虑反应的先后顺序;【例例 4】4】甲、乙两同学用氧化铜做了如下实验,请回答有关问题:甲同学:取 40g 氧化铜与足量稀硫酸充分反应后得蓝色溶液.(1)甲同学所得溶液中使溶液显蓝色的溶质的化学式为_.(2)溶液中含硫酸铜的质量是多少?写出计算过程.乙同学:将五份含 6g 炭粉和 40g 氧化铜的混合物,分别放入密闭的容器中隔绝空气加强热.在不同的反应时间里收集到如下数据:加热时间/min246810固体质量/g4439353232气
7、体质量/gX7111414(3)加热 2min 收集到气体的质量是_g.混合固体在加热过程中产生的反应有:CuO+CCu+CO、2CuO+C2Cu+CO2,还可能发生反应的化学方程式为_(写一个);加热 8min 后容器中的气体的化学式为_.解析解析:(1)硫酸铜溶液中的 Cu2+显蓝色,所以使溶液显蓝色的溶质为硫酸铜;(2)根据反应方程式,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水设甲同学实验所得溶液含硫酸铜质量为 X. CuO+H2SO4=CuSO4+H2O80 16040g X80:40g=160:X 解得:X=80g(3)单质碳与氧化铜加热反应生成单质铜,反应物总质量为 46g,根据质量守恒定律
8、,加热 2min 收集到气体的质量是 46g-44g=2g;单质碳与 CO2 也能发生反应,CO 与氧化铜也能反应,所以化学方程式包括这两个化学反应;4 分析表格数据可知,加热时间为 8min 时,反应结束;因为氧化铜与碳反应的系数比为 40/80:6/12=1:1,所以正好生成单质铜和 CO,所以加热 8min 后容器中的气体是 CO;答案答案:(1)CuSO4(2)80g (3)2g CuO+COCu+CO2或 CO2+C2CO; CO点拨点拨:当两种物质发生反应有多种可能性时,分析参与反应的各物质的系数比是关键,系数等于质量除相对分子质量(相对原子质量)【例例 5】5】某同学模拟工业炼铁
9、原理,用如图所示装置进行实验.取 8g 氧化铁,通入足量一氧化碳,充分反应后,冷却,将玻璃管中的固体移入盛有 49g 硫酸溶液的烧杯中,恰好完全反应.图 4-19(1)该同学首先按如图所示装配好仪器,检查了气密性并装好仪器,接下来的操作是_(只写一步即可).(2)计算硫酸溶液的溶质质量分数(要求写成计算推理过程).解析解析:(1)对于密闭装置中气体参与的反应,必须先通入对应气体,排出干扰气体,再进行反应;所以检查后气密性后,应该先通入一氧化碳一段时间;(2)CO 足量,使氧化铁完全反应生成单质铁,可求出生成的单质铁的质量;单质铁又恰好与硫酸完全反应,可求出硫酸的质量;设 8g 氧化铁完全反应后
10、生铁的质量为 x.Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2160 1128g xx8g112160x=5.6g设 5.6g 铁消耗硫酸的质量为 y.Fe+H2SO4=FeSO4+H25 56 985.6g yyg6 . 59856y=9.8g 硫酸溶液的溶质质量分数为:(9.8g/49g)100%=20%答略答案答案:(1)先通一段时间一氧化碳(2) 20%.点拨点拨:分析多个环节的化学反应时,从已知条件入手,求出中间产物的质量,再根据中间产物的质量,求出未知条件;【例例 6】6】一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇,他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠,打开发
11、现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末【资料获悉】铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化,从而达到除氧保鲜的目的【教师指导】铁被氧气氧化最终产物为红棕色的 Fe2O3(其他产物忽略不计)【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效(即单质铁是否已经完全被氧化),并测定各成分的质量分数,设计了以下探究实验【实验探究】步骤 1:小刚用磁铁接近样品,发现磁铁吸引了部分黑色固体步骤 2:称取 10.00g 样品与一烧杯中,加足量水充分搅拌溶解后,过滤,将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为7.28g步骤 3:按如下装置,将得到的 7.28g 固体与足量稀硫酸反应,用电子秤称得反应前后总质量差为 0
12、.15g图 4-20步骤 4:将锥形瓶中反应后的液体过滤,并将滤渣洗涤、干燥后,称得其质量为 1.20g6 【交流讨论】(1)由步骤 1 得出的结论是 (2)步骤 2 目的是 ,检验该滤液中溶质的方法是 (3)步骤 3 中仪器 A 的名称为 小明认为 0.15g 差值即为 H2的质量,并由此计算出样品中单质铁的质量为 4.20g小华提出在装置的 a 导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管,他这样做的理由是 (4)如果步骤 4 中滤渣没有经过洗涤,则称得的质量 1.20g(填“”或“=”或“”)【教师指导】样品在稀硫酸中除了 Fe、Fe2O3分别能与稀硫酸反应外,还存在反应:Fe+Fe2(SO4
13、)3= 3FeSO4因此,小明用产生 H2的质量计算样品中铁的质量不合理实际上,样品中单质铁的质量应该是与酸反应消耗的铁和与 Fe2(SO4)3反应消耗铁的质量总和【学生实验】小红将步骤 3 的装置进行了改进,重新称取 10.00g 样品进行实验,并准确测得固体与足量稀硫酸反应前后总质量差为 0.14g【数据处理】由于反应过程较复杂,小组同学在老师的帮助下,推算出与 Fe2(SO4)3反应消耗铁的质量为0.56g【请你参与】(1)写出 Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式(2)请根据以上数据,计算该样品中各成分的质量分数解析解析:【交流讨论】由于氧化铁不能被磁铁吸引,所以固体物质中一定含有单质铁
14、;(2)由于脱氧剂成分中只有氯化钠溶于水,所以步骤 2 目的是溶解氯化钠;检验氯离子的常用方法就是滴入硝酸银溶液,观察有无白色沉淀生成;(3)A 是分液漏斗;盛有碱石灰的干燥管可减少 CO2 和水汽对实验的干扰,减少氢气质量的测定误差;(4)如果滤渣不经洗涤,会导致滤渣有杂质,使测得的质量大于 1.2g;【请你参与】(1)氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水;(2)总质量的减少是因为生成氢气的逸出,所以 0.14g 差值即为 H2的质量,根据化学方程式:Fe+H2SO4= H2+ FeSO4,设消耗的 Fe 为 xg,则 56:2=x:0.14,x=3.92g,依题意,与 Fe2(SO4)3反应消
15、耗铁的质量为 0.56g,所以单质 Fe 总质量为 4.48g;从而推得样品中碳的质量为 2.8g,氯化钠的质量为 10g-2.8g-4.48g=2.72g,所以,Fe 的质量分数为 4.48/10100%=44.8%;C 的质量分数为 2.8/10100%=28%;氯化钠的质量分数为2.72/10100%=27.2%7 答案答案:【交流讨论】(1)样品中含有单质的铁;(2)溶解样品中氯化钠,取少量滤液于试管中,滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明溶质为氯化钠;(3)分液漏斗,减少对氢气质量的测定产生的误差;(4);【请你参与】(1)Fe2O3+3H2SO4=Fe2 (SO4) 3+3H2O;(
16、2)氯化钠的质量分数为 27.2%,活性炭的质量分数为 12%,铁的质量分数为 44.8%,氧化铁的质量分数为 16%点拨点拨:本题解题的关键是分析单质铁的反应去向,必须考虑 Fe 与 Fe3+可反应生成 Fe2+;【例例 7】7】资料显示:碳还原氧化铁的过程如下:图 4-21下图所示的实验中,反应前氧化铁和碳粉的质量分别为 32 克和 1.2 克,反应后得到气体 A 和 28.8 克黑色固体 B.图 4-22(1)求白色沉淀的质量;(2)推断黑色固体 B 的化学式.(要求写出推断过程)解析解析:(1)依题意,Fe3O4、FeO、Fe 和 C 都是黑色固体,但是碳不与盐酸反应,故固体 B 中不
17、含碳,碳和氧化铁刚好完全反应;Fe 与盐酸反应生成氢气,所以固体 B 中不含 Fe;气体与澄清石灰水反应能生成白色沉淀,所以气体 A 是 CO2,根据质量守恒定律进行计算,二氧化碳的质量=32 克+1.2 克-28.8 克=4.4 克,设生成白色沉淀 xCO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O44100 4.4 克 x44100=4.4x克 x=10 克 (2)方法一:根据现象判断黑色固体没有铁和碳8 铁元素的质量=32 克112160=22.4 克 氧元素的质量=28.8 克-22.4 克=6.4 克 若固体 B 的化学式为 FexOy,则 X:Y=22. 4 克/56 :6.4 克/16
18、 =1:1固体 B 的化学式为:FeO 方法二:根据现象判断黑色固体没有铁和碳设化学式为 FexOyxFe2O3- 2FexOy160x 2M32 克 28.8 克160232xM克28. 8克M=72x M 是 72 的倍数FeO 的分子量为:72 Fe3O4的分子量为:232固体 B 的化学式为:FeO 答案答案:(1): 10 克(2)FeO点拨点拨:分析化合物的成分时,可先进行假设,带入验证;或者设未知数 x,计算分析;分析各组成元素的个数比也可以确定化合物成分;9 本节强化练习本节强化练习1 1、某工厂利用废铁屑与废硫酸起反应来制取硫酸亚铁.现有废硫酸 49 t(H2SO4的质量分数
19、为 10%),与足量废铁屑起反应,可生产硫酸亚铁的质量是多少?1 1、解析、解析:根据硫酸的质量分数可求出硫酸的质量,再利用方程式的反应质量比进行计算;设可生产硫酸亚铁的质量为x,则FeH2SO4FeSO4H2 98 152 49 t10% x 98:152=49 t10%:x (列成为竖式) x=7.6 t 答略.答案答案:7.6 t2 2、一化学兴趣小组对某生铁样品中铁的质量分数进行探究.请按要求完成下列探究报告.实验目的测定某生铁样品中单质铁的质量分数.资料支撑生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素.碳在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),另一种是化合碳(如 Fe3C 等)
20、;硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂;这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应.实验方案生铁样品与过量的稀硫酸反应,测定反应前后可称量物质的质量差.实验过程(1)取一只烧杯,称得其质量为 70.4g,加入一定量生铁样品碎屑,称得烧杯和样品的总质量为 102.4g;(2)向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸,边加边搅拌,直到烧杯中不再产生气泡,再加入少量稀硫酸以确保过量,测得共用去稀硫酸 247.3g;(3)静置,称量.称得烧杯和剩余物质的总质量为 348.7g.数据处理计算该生铁样品中单质铁的质量分数:_ 交流讨论(1)实验称量时称量物应放在托盘天平的_盘(选填“左”或“右”);(2)实验过程中稀硫酸要过
21、量的原因是_; (3)经质检部门精确测定,该样品中铁元素的总含量为 95.2%.假设没有与硫酸反应的铁都以 Fe3C 形式存10 在,则样品中 Fe3C 的质量分数为_.2 2、解析、解析:数据处理根据题意,由质量守恒定律,生成 H2的质量:102.4g+247.3g-348.7g=1.0g,可设生铁样品中含铁的质量为x. Fe+H2SO4 = FeSO4+H2 56 2 x 1.0g , 生铁样品中铁单质的质量分数为 28.0g100%102.4g-70.4g%=87.5% 交流讨论 (1)托盘天平的称量原则是物左码右;(2) 稀硫酸要过量是为了使生铁中单质铁完全反应;(3)由于样品中铁元素
22、的总含量为 95.2%,减去单质铁的质量分数 87.5%,剩余铁元素的质量分数为 7.7%,折合成Fe3C 的质量分数,7.7%(356+12)/(356)= 8.25%答案答案:数据处理 87.5%交流讨论左 确保生铁样品中铁单质与稀硫酸完全反应 8.25% 3 3、我国海洋资源极为丰富,某镁冶炼厂利用海水提取镁,其主要流程为:图 4-23(1)反应的化学方程式为_; (2)现有含 MgCl2 0.475%的海水 200t,经上述反应后可制得镁_t.(假设上述各步反应中,溶液中镁元素一共损失 10%)3 3、解析、解析:(1)酸与碱反应生成盐和水,所以氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水;(2)
23、分析整个反应流程,Mg 元素的最终去向只有一处,就是生成单质镁,所以可列式MgCl2Mg(OH)2MgCl2Mg,设可制得镁 x t;则 95 24 200t0.475%10% x952000.475% 10%24tx,0.024xti答案答案:(1)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O; (2)0.024t11 4 4、实验室用一氧化碳还原氧化铜制取铜.(1)若用 8g 氧化铜与足量的一氧化碳反应,能制得铜的质量为多少? (2)若一氧化碳量不足,制得的铜会含有少量未被还原的铜.要除去其中的氧化铜,可向反应后所得的固体混合物中加入足量 溶液,充分反应后, (填操作名称).反应的化学方
24、程式是 .4 4、解析、解析:(1)CO 与 CuO 反应生成 CO2 和单质 Cu,可根据反应质量比进行计算;设能制得铜的质量为 x .CuO+CO Cu+CO2 80 648g xx=6.4g答略(2) 铜是不活泼金属,不与稀硫酸或盐酸反应,而氧化铜可以与稀硫酸或盐酸反应,所以可加入稀硫酸或盐酸溶液将氧化铜溶解,再把单质铜沉淀过滤出来;CuO 与 H2SO4 反应生成 CuSO4 和 H2O;答案:(1) 6.4g(2) 硫酸(或盐酸)过滤 CuO+H2SO4= CuSO4+H2O5 5、人类的生产、生活离不开金属. 地壳中含量最高的金属元素是. (2)在建筑工地露天放置的钢铁容易生锈,钢
25、铁生锈实际是铁与空气中的发生化学反应,所以在钢铁表面涂油、刷漆等,能防止钢铁生锈. (3)工业生产中常用 10的稀盐酸来除铁制品表面的铁锈,实验室若要配制该盐酸 200g,则需用量筒量取溶质质量分数为 38的浓盐酸(密度为 119gmL) mL(计算结果保留至 01);实验室在配制10的稀盐酸的过程中,除了用到量筒、胶头滴管外,还需要用到的仪器有 .5 5、解析、解析:根据化学常识,地壳中含量最高的元素是依次是氧、硅、铝、铁,其中铝铁是金属元素,所以地壳中含量最高的金属元素是铝;(2)钢材生锈的原因是单质铁与空气的氧气、水分发生化学反应生成新的物质,所以空缺处应填写氧气和水蒸气;(3)依题意,
26、所要配制的盐酸的溶质质量为 200g10=20g,所需质量分数为 38的浓盐酸质量为20g38=52.63g,换算成体积 52.63g119gmL=442 mL;配制溶液需要的仪器包括量筒(大量量取)、胶头滴管(少量量取)、烧杯(容器)和玻璃棒(搅拌),所以空缺处应填烧杯、玻璃棒答案答案:12 (1)铝元素 (2)氧气和水蒸气 (3)442烧杯、玻璃棒6 6、实验室中有一样品,已知是由氧化亚铁和氧化铜组成.小科把样品均分成两份,根据学过的知识进行如下实验:步骤一:将其中一份样品加入过量盐酸得到溶液 A;步骤二:将另一份样品在加热条件下与过量一氧化碳充分反应得到粉末 B;步骤三:将溶液 A、粉末
27、 B 混合,结果产生无色气体 0.5 克,并得到不溶物 32 克和不含 Cu2+的强酸性溶液.(1)溶液 A 的溶质中,除生成的氯化亚铁和氯化铜外,还含有 ;(2)计算原样品中氧化铜的质量;(3)计算粉末 B 中铁的质量;(4)原样品中氧化亚铁和氧化铜的质量比为多少?6 6、解析、解析:(1)盐酸与氧化亚铁反应生成氯化亚铁和水,与氧化铜反应生成氯化铜和水,由于盐酸过量,所以溶质还有 HCl;(2)CO 可还原氧化亚铁和氧化铜,得到单质铜和铁;溶液 A 和粉末 B 混合后,铁与过量的盐酸反应生成氢气,并可置换出铜,由于溶液不含 Cu2+,所以 Cu2+被完全置换出来;溶液呈强酸性,所以铁完全反应
28、;不溶物为32g 铜,由于铜全部来自氧化铜,所以样品中氧化铜的质量为;32gCu/CuO=32g64/80100%=40g ;(3)粉末 B 中单质铁既与盐酸反应,又与氯化铜反应,可设与盐酸反应的铁粉的质量为 x,与氯化铜反应的铁粉的质量为 y32g216g Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Fe +CuCl2 = FeCl2 + Cu 56 2 56 64 x 0.5g y 16g56:2 = x:0.5g 56:64 = y :16g y = 14g x = 14g 14g +14g = 28 g (4)原样品中单质铁的质量为 2x28g=56g;所以氧化亚铁的质量 282Fe/FeO100% =5656/72100%=72g;氧化亚铁和氧化铜的质量比为 72:40=9:5来答案答案:(1)HCl (2)40g (3)28 g (4)9:5
