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第二部分 专题六
利用反应前后物质质量差的相关计算
1．将适量二氧化碳通入100 g氢氧化钠溶液中，恰好完全反应后，得到108.8 g碳酸钠溶液。请计算：
(1)参加反应的二氧化碳的质量为8.8g。
(2)氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
解：设氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为x。
2NaOH ＋ CO2=== Na2CO3 ＋ H2O
80 44
100x g 8.8 g
＝ x＝16%
答：氢氧化钠溶液的溶质质量分数为16%。
2．把干燥、纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物31.5 g装入大试管中，加热制取氧气。待完全反应后，将试管冷却、称量，得到21.9 g固体物质。计算(1)制得氧气多少g？(2)21.9 g固体物质中含有哪些物质？各多少 g?
解：根据质量守恒定律可知，制得氧气的质量为31.5 g－21.9 g＝9.6 g。
设反应后生成氯化钾的质量为x。
2KClO3 2KCl＋3O2↑
149 96
x 9.6 g
＝ x＝14.9 g
反应后固体物质中二氧化锰的质量为21.9 g－14.9 g＝7 g。
答：(1)制得氧气9.6 g。(2)反应后21.9 g固体物质中有14.9 g氯化钾和7 g二氧化锰。
3．某工厂排放的废水中含有亚硫酸钠(Na2SO3)，若未经处理就直接排放，会造成污染。化学兴趣小组的同学对废水处理设计了如图所示的实验方案：
试计算：
(l)反应完后生成亚硫酸钙沉淀的质量为6g。
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(2)废水中亚硫酸钠的质量分数(请写出计算过程)。
(温馨提示：Na2SO3＋CaCl2=== CaSO3↓＋2NaCl；氯化钙不与废水中的其他杂质反应)
解：设废液中亚硫酸钠的质量为x。
Na2SO3＋CaC12=== CaSO3↓＋2NaCl
126 120
x 6 g
＝ x＝6.3 g
废水中亚硫酸钠的质量分数为×100%＝12.6%。
答：废水中亚硫酸钠的质量分数为12.6%。
4．学习小组测定某工业废水(含有H2SO4、HNO3，不含固体杂质)中H2SO4的含量。取100 g废水于烧杯中，加入100 g BaCl2溶液，恰好完全反应，经过滤得到176.7 g溶液。(可溶性杂质不参加反应，过滤后滤液的损失忽略不计)
(1)充分反应后生成沉淀的质量为23.3g。
(2)该工业废水中硫酸的质量分数为多少？(写出计算过程)
解：设100 g工业废水中硫酸的质量为x。
BaCl2＋H2SO4=== BaSO4↓＋2HCl
98 233
x 23.3 g
＝ x＝9.8 g
工业废水中硫酸的质量分数为×100%＝9.8%。
答：该工业废水中硫酸的质量分数为9.8%。
(3)为避免工业废水污染环境，排放前应对废水进行中和处理，需加入的物质是氢氧化钙。
5．(2018·凉山州)实验室有化学实验考试后留下混有少量食盐的小苏打(NaHCO3)样品。现称取样品10 g，加入某溶质质量分数的稀盐酸90 g，至充分反应不再有气泡产生为止，称得剩余溶液质量为96.04 g。求：
(1)生成气体的质量。
(2)样品中NaHCO3的质量分数。
解：(1)生成气体的质量为10 g＋90 g－96.04 g＝3.96 g。
(2)设10 g样品中NaHCO3的质量为x。
NaHCO3＋HCl=== NaCl＋H2O＋CO2↑
84 44
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x 3.96 g
＝ x＝7.56 g
样品中NaHCO3的质量分数为×100%＝75.6%。
答：样品中NaHCO3的质量分数为75.6%。
6．用图1所示装置制取氢气并测定稀硫酸中溶质的质量分数，将稀硫酸全部加入锥形瓶中，天平示数的变化如图2所示，请计算：
(1)共制取氢气0.2g。
(2)稀硫酸中溶质的质量分数。
解：设100.0 g稀硫酸中溶质的质量为x。
Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
98 2
x 0.2 g
＝ x＝9.8 g
稀硫酸中溶质的质量分数为×100%＝9.8%。
答：稀硫酸中溶质的质量分数为9.8%。
7．(2018·葫芦岛)向50 g溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液中，加入硫酸铜溶液至不再产生沉淀，共用去硫酸铜溶液60 g。请计算：
(1)理论上生成沉淀的质量。
(2)反应后所得溶液的质量。
解：(1)设生成的沉淀的质量为x。
2NaOH＋CuSO4=== Cu(OH)2↓＋Na2SO4
80 98
50 g×8% x
＝ x＝4.9 g
(2)反应后所得溶液的质量为50 g＋60 g－4.9 g＝105.1 g。
答：(1)理论上生成沉淀的质量为4.9 g。(2)反应后所得溶液质量为105.1 g。
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反应前后一种物质为纯净物的相关计算
8．(2018·乌鲁木齐)碳酸氢钠常用于焙制糕点，在270 ℃时分解：2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑。现取NaHCO3 16.8 g，在敞口容器中加热到质量不再改变。计算剩余固体物质的质量(计算结果保留一位小数)。
解：设反应生成Na2CO3的质量为x。
2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑
168 106
16．8 g x
＝ x＝10.6 g
答：剩余固体物质的质量为10.6 g。
9．(2018·德阳)某工厂利用废硫酸与废铁屑反应制取硫酸亚铁。现取废硫酸4.9 t与足量的废铁屑反应，得到FeSO4 1.52 t。计算废硫酸中H2SO4的质量分数。
解：设4.9 t废硫酸中H2SO4的质量为x。
Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑
98 152
x 1.52 t
＝ x＝0.98 t
废硫酸中H2SO4的质量分数为×100%＝20%。
答：废硫酸中H2SO4的质量分数为20%。
10．实验室用100 g溶质质量分数为6.8%的过氧化氢溶液与少量二氧化锰混合制取氧气，计算完全反应后生成氧气的质量是多少？(写出计算步骤，计算结果保留一位小数)
解：设完全反应后生成氧气的质量为x。
2H2O2 2H2O＋O2↑
68 32
100 g×6.8% x
＝ x＝3.2 g
答：完全反应后生成氧气的质量为3.2 g。
11．(2018·黄冈)为测定某石灰石矿中碳酸钙的含量，现称取12.5 g石灰石矿样品与足量的稀盐酸反应(杂质不溶于水，也不参与反应)，得到二氧化碳气体4.4 g(假设生成的气体全部逸出)。请计算：该石灰石样品含CaCO3的质量分数？
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解：设原石灰石中CaCO3的质量为x。
CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
x 4.4 g
＝ x＝10 g
该石灰石样品中CaCO3的质量分数为×100%＝80%。
答：该石灰石样品含CaCO3的质量分数为80%。
曲线图分析判断反应物、生成物质量的相关计算
12．向133.4 g稀盐酸中加入锌粉(仅含不溶于酸的杂质)，所加锌粉的质量与产生气体的质量的关系如图所示。求：
(1)此过程中产生气体的最大质量是0.4g。
(2)原稀盐酸中溶质的质量分数为多少？(请写出计算过程)
解：设133.4 g稀盐酸中溶质的质量为x。
Zn＋2HCl=== ZnCl2＋H2↑
73 2
x 0.4 g
＝ x＝14.6 g
原稀盐酸中溶质的质量分数为×100%≈10.9%。
答：原稀盐酸中溶质的质量分数约为10.9%。
13．(2018·咸宁)为了测定一瓶硫酸铜溶液的溶质质量分数，取出50 g该溶液，向其中逐滴加入溶质质量分数为16%的氢氧化钠溶液，反应过程中生成沉淀的质量与所用氢氧化钠溶液质量的关系如图所示：
请你仔细分析此关系图，并进行计算。
(1)当滴入氢氧化钠溶液25g时，硫酸铜与氢氧化钠恰好完全反应。
(2)计算此硫酸铜溶液中溶质的质量分数(写出计算过程)。
解：设50 g硫酸铜溶液中溶质的质量为x。
CuSO4＋2NaOH=== Cu(OH)2↓＋Na2SO4
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160 80
x 25 g×16%
＝ x＝8 g
此硫酸铜溶液中溶质的质量分数为×100%＝16%。
答：此硫酸铜溶液中溶质的质量分数为16%。
14．(2018·安顺)将含有可溶性杂质的某氯化镁样品3 g溶于足量水中得到不饱和溶液，再向所得溶液中逐滴滴入200 g一定溶质质量分数的AgNO3溶液(杂质不含镁元素且不与AgNO3溶液反应)。实验过程中，生成沉淀的质量与滴入AgNO3溶液的质量关系如下图所示。试计算：
(1)恰好完全反应时生成沉淀质量为5.74g。
(2)样品中含镁元素的质量是多少？(结果精确到0.01 g)
(3)原硝酸银溶液中溶质的质量分数是多少？(结果精确到0.1%)
解：(2)设3 g氯化镁样品中氯化镁的质量为x，参加反应的硝酸银的质量为y。
MgCl2＋2AgNO3=== 2AgCl↓＋Mg(NO3)2
95 340 287
x y 5.74 g
＝ x＝1.9 g
＝ y＝6.8 g
样品中含镁元素的质量为1.9 g×＝0.48 g。
(3)原硝酸银溶液中溶质的质量分数为×100%＝6.8%。
答：(2)样品中含镁元素的质量是0.48 g。(3)原硝酸银溶液中溶质的质量分数是6.8%。
15．(2018·邵阳)现有一瓶敞口放置在空气中的NaOH固体，欲知其组成成分，取样品9.3 g向其中逐渐加入一定质量分数的稀盐酸，产生气体的质量与加入稀盐酸质量关系如图所示，试回答：
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(1)产生二氧化碳气体的质量为2.2g。
(2)所用稀盐酸溶质质量分数。
(3)求样品中氢氧化钠的质量分数。(精确到0.1%)
解：(2)设9.3 g样品中碳酸钠的质量为x，与碳酸钠反应的稀盐酸中溶质的质量为y。
Na2CO3＋2HCl=== 2NaCl＋H2O＋CO2↑
106 73 44
x y 2.2 g
＝ x＝5.3 g
＝ y＝3.65 g
所用稀盐酸溶质质量分数为×100%＝7.3%。
(3)样品中氢氧化钠的质量分数为×100%≈43.0%。
答：(2)所用稀盐酸溶质质量分数为7.3%。
(3)样品中氢氧化钠的质量分数约为43%。
16．(2018·广安)某工厂化验室用10%的氢氧化钠溶液洗涤一定量石油产品中的残余硫酸(该产品中其他物质不与NaOH反应)，消耗氢氧化钠溶液的质量与反应过程中溶液的pH关系如图所示。
(1)图中A点表示的意义是氢氧化钠和硫酸恰好完全反应。
(2)A点消耗氢氧化钠溶液的溶质的质量为4g。
(3)求石油产品中残余硫酸的质量(写出计算过程)。
解：设石油产品中残余硫酸的质量为x。
H2SO4＋2NaOH=== Na2SO4＋2H2O
98 80
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x 4 g
＝ x＝4.9 g
答：石油产品中残余硫酸的质量为4.9 g。
反应物为混合物，其中一种物质可计算的相关计算
17．某化学兴趣小组同学为回收一块质量为40 g的铜锌合金中的铜，将该合金放入烧杯中，逐渐加入稀硫酸至不再产生气泡时，恰好用去稀硫酸100 g，烧杯内剩余固体27 g。请完成下列计算：
(1)40 g铜锌合金中锌的质量是13g。
(2)计算所用稀硫酸中溶质的质量分数。
解：设100 g稀硫酸中溶质的质量为x。
Zn ＋ H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
65 98
40 g－27 g x
＝ x＝19.6 g
所用稀硫酸中溶质的质量分数为×100%＝19.6%。
答：所用稀硫酸中溶质的质量分数是19.6%。
18．(2016·曲靖)某化学兴趣小组，为了测定铜锌合金样品中锌的含量，称取样品20 g于烧杯中，向其中加入50 g稀硫酸至恰好完全反应，反应后烧杯中物质的总质量为69.8 g，求：
(1)样品中锌的质量分数。
(2)恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数。
解：(1)生成氢气的质量为20 g＋50 g－69.8 g＝0.2 g。
设参加反应的锌的质量为x，生成硫酸锌的质量为y。
Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
65 161 2
x y 0.2 g
＝ x＝6.5 g
＝ y＝16.1 g
样品中锌的质量分数为×100%＝32.5%。
(2)恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为
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×100%≈28.6%。
答：(1)样品中锌的质量分数为32.5%。(2)恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数约为28.6%。
19．(2018·威海)向20 g铜锌合金中不断加入一定溶质质量分数的稀盐酸，加入稀盐酸的质量与固体质量的关系如图所示。请计算：
(1)合金中锌的质量分数为32.5%。
(2)所用稀盐酸的溶质质量分数。(计算结果保留一位小数)
解：设60 g稀盐酸中溶质的质量为x。
Zn ＋ 2HCl=== ZnCl2＋H2↑
65 73
20 g－13.5 g x
＝ x＝7.3 g
所用稀盐酸的溶质质量分数为×100%≈12.2%。
答：所用稀盐酸的溶质质量分数约为12.2%。
20．某氯化钠样品中含有少量氯化镁，取25.8 g该样品于烧杯中，加入80 g水全部溶解，再加入100 g氢氧化钠溶液，恰好完全反应后过滤，得到滤渣5.8 g。求：
(1)25.8 g该样品中氯化镁的质量。
(2)所得溶液中溶质的质量分数。
解：(1)设样品中氯化镁的质量为x，完全反应后生成的氯化钠质量为y。
MgCl2＋2NaOH=== Mg(OH)2↓＋2NaCl
95 58 117
x 5.8 g y
＝ x＝9.5 g
＝ y＝11.7 g
(2)所得溶液中氯化钠的质量分数为
×100%＝14%。
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答：(1)样品中氯化镁的质量为9.5 g。(2)反应后所得溶液中氯化钠的质量分数为14%。
其他
21．请回答并完成下列计算。
(1)实验室要配制50 g溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液，需称取4g氢氧化钠固体。
(2)向上述配制好的溶液中加入50 g稀硫酸，恰好完全反应，求反应后所得溶液中溶质的质量分数。
解：设反应生成硫酸钠的质量为x。
2NaOH＋H2SO4=== Na2SO4＋2H2O
80 142
4 g x
＝ x＝7.1 g
反应后所得溶液中溶质的质量分数为×100%＝7.1%
答：反应后所得溶液中溶质的质量分数为7.1%。
22．(2018·怀化)某课外兴趣小组为了测定当地石灰石中CaCO3的质量分数，取25 g石灰石样品，粉碎后，将100 g一定质量分数的稀盐酸分5次加入到该样品中，所测数据如下表所示(杂质不与稀盐酸反应，也不溶于水)：
次数
一
二
三
四
五
加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
产生气体的质量/g
2.2
4.4
6.6
8.8
8.8
(1)生成CO2的质量为8.8g。
(2)第四次恰好完全反应。
(3)求石灰石样品中CaCO3的质量分数。
解：设石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
x 8.8 g
＝ x＝20 g
石灰石样品中CaCO3的质量分数为×100%＝80%。
答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%。
23．(2018·昆明八中一模)用溶质质量分数为5%的NaOH溶液中和73 g的稀盐酸，反应过程中溶液的酸碱度变化如图所示。请计算
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(1)用质量分数为10%的氢氧化钠溶液配制5%的氢氧化钠溶液100 g，需要水50g。
(2)当a为80 g时，所得溶液中溶质的质量分数是多少？(结果精确到0.1%)
解：设80 g氢氧化钠与73 g盐酸反应生成的氯化钠的质量为x
NaOH＋HCl=== NaCl＋H2O
40 58.5
80 g×5% x
＝ x＝5.85 g
反应后所得溶液中溶质的质量分数为×100%＝3.8%。
答：当a为80 g时，所得溶液中溶质的质量分数是3.8%。
24．(2018·临沂)请你仔细分析下图所示的实验过程和提供的数据，并进行计算。
(1)生成氢气0.4g。
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？(写出计算过程，精确到0.1%)。
解：设生成氯化亚铁的质量为x，生成氢气质量为y。
Fe＋2HCl=== FeCl2＋H2↑
56 127 2
11．2 g x y
＝ x＝25.4 g
＝ y＝0.4 g
反应后溶液的总质量为11.2 g＋189.2 g－0.4 g＝200 g，反应后溶液中溶质的质量分数为×100%＝12.7%。
答：反应后溶液中溶质的质量分数为12.7%。
25．早在西汉时期的《淮南万毕术》中就记载“曾青得铁则化为铜”成为现代湿法冶金的先驱，现将2.8 g铁粉投入40 g硫酸铜溶液中，充分搅拌后，两者恰好完全反应，请计算：
(1)反应后生成铜的质量是多少？
(2)反应前硫酸铜溶液中溶质的质量分数是多少？
(3)反应后溶液中溶质的质量分数是多少？(结果精确到0.1%)
解：(1)设反应生成铜的质量为x,40 g硫酸铜溶液中溶质的质量为y，反应后生成硫酸亚铁的质量为z。
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Fe ＋ CuSO4=== Cu ＋ FeSO4
56 160 64 152
2．8 g y x z
＝ x＝3.2 g
＝ y＝8 g
＝ z＝7.6 g
(2)反应前硫酸铜溶液中溶质的质量分数为×100%＝20%。
(3)反应后溶液中溶质的质量分数为
×100%≈19.2%。
答：(1)反应生成铜的质量为3.2 g。(2)反应前硫酸铜的溶质质量分数为20%。(3)反应后生成硫酸亚铁质量约为19.2%。
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