專題16化學計算

1.取氯化鈣和稀鹽酸的混合溶液92.2g,向其中逐滴加入碳酸鈉溶液，所得數據如圖所示，請回答:

碳酸鈉溶液質量g

(1)當混合溶液中稀鹽酸完全反應時，生成二氧化碳go

(2)當滴加80g碳酸鈉溶液時，所得溶液中的溶質是、(填化學式)。

(3)當滴加120g碳酸鈉溶液時，所得溶液中氯化鈉的質量分數是多少？(計算結果精確到0.1%)

【答案】(1)2.2

(2)NaClCaCl2

(3)8.8%=

【解析】向氯化鈣和稀鹽酸的混合溶液中滴加碳酸鈉溶液，稀鹽酸先與碳酸鈉反應生成氯化鈉水和二氧化

碳，反應化學方程式是為Na2co3+2HCl=2NaCl+H2O+CC)2T，待稀鹽酸恰好完全反應完；氯化鈣再與碳酸

鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，反應化學方程式為CaC^+Na2cO3=CaCC>3J+2NaCl。

(1)

根據以上分析可知，圖像一開始增加的是二氧化碳質量，消耗碳酸鈉溶液質量為40g,則增加二氧化碳的質

量為2.2g；

(2)

根據圖像可知，消耗碳酸鈉溶液質量從40gl20g,發生的是氯化鈣與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，

且在120g時，恰好碳酸鈉與氯化鈣完全反應，而在80g時，氯化鈣過量，所以在80g時，溶液中的溶質為

氯化鈣和氯化鈉；

(3)

根據圖像可知，生成二氧化碳的質量為2.2g,生成碳酸鈣沉淀的質量為10g。

解：設當滴加40g碳酸鈉溶液時，反應生成的氯化鈉的質量為X。

Na2CO3+2HC1=2NaCl+H2O+CO2T

11744

x2.2g

117_x

石一迄

x=5.85g

設當滴加碳酸鈉溶液從40g120g時，反應生成的氯化鈉的質量為y。

CaCl2+Na2CO3=CaCO3^H2NaCl

100117

10gy

117=JL

100-10g

y=ii-7g

5.85g+11.7g

所得溶液中氯化鈉的質量分數是x100%。8.8%

92.2g+120g-2.2g-10g

答：當滴加120g碳酸鈉溶液時，所得溶液中氯化鈉的質量分數是8.8%。

2.化學小組參與“鉛蓄廢電池中硫酸回收”的研學項目，回收時需要測定電池廢液中硫酸的質量分數。向裝

有50g廢液的錐形瓶中加入質量分數為20%的氫氧化鈉溶液，并充分攪拌，利用溫度傳感器等電子設備

采集信息并繪制成下圖，請據圖回答相關問題。(雜可溶但不參加反應)

(1)該反應是(選填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2H合好完全反應時，溶液的溫度為℃o

(3)計算廢液中硫酸的質量分數o(寫出計算過程)

(4)配制上述實驗所用的氫氧化鈉溶液。

①氫氧化鈉固體應放在玻璃器皿中稱量的原因是；

②用量筒量水時仰視讀數，會導致測定廢液中硫酸的質量分數結果(選填“偏大”、“偏小”或“不

變》

【答案】(1)放熱

(2由

(3)19.6%

(4)氫氧化鈉固體易潮解，且腐蝕性較強偏小

【解析】(1)由圖可知，隨著反應的進行，溫度逐漸升高，說明該反應是放熱反應；

(2)由圖可知，恰好完全反應時，溶液的溫度為t3°C；

(3)解：設廢液中硫酸的質量分數為x

H2s。4+2NaOH=Na2SO4+2H2O

9880

50gx40gx20%

98_50gx

80-40gx20%

x=19.6%

答：廢液中硫酸的質量分數為19.6%

(4)①氫氧化鈉固體易潮解，且腐蝕性較強，故需要放在玻璃器皿中稱量；

②用量筒量水時仰視讀數，讀取數值小于實際數值，會導致量取水的體積偏大，溶液質量偏大，溶質質量

分數偏小。

3.化學泡沫滅火器是常用滅火器之一，其反應原理為：Ah(SO4)3+6NaHCCh=3Na2so4+2A1(OH)3I+6CO2b

現將34.2kg質量分數為10%的A12(SO4)3溶液與270kgNaHCO3溶液混合，恰好完全反應(假設生成

的氣體全部逸出)。

已知相對分子質量：A12(SO4)3342；Na2sO4142；A1(OH)378

試計算：

(1)A12(SO4)3中O元素與S元素的質量比為.

(2)最后所得溶液中Na2so4的質量分數。

(3)將34.2kgAb(SO4)3溶液的溶質質量分數由10%變為20%可以用不同方法。請選擇一種方法進行計算

(只寫出計算過程，不答具體操作)。

【答案】(1)2：1(2)硫酸鋁的質量為：34.2kgxl0%=3.42kg,

設產生硫酸鈉、氫氧化鋁和二氧化碳的質量分別為X、八Zo

(泗(

Al2(SO4\+6NaHCO,=3M72so4+22/1+6CQT

342426156264

3A2kgXyz

3423.42館所用,3423.42像解得：y=L56Ag342=3.42Ag解得：z=2.64kg

——=-----解得：x=4.26位一=-------

426尤156y264z

4.26像

則所得溶液中Na2s04的質量分數:x100%=1.42%

34.2kg+210kg-1.56kg-2.64kg

答：所得溶液中Na2s。4的質量分數是L42%。

(3)34.2kg硫酸鈉溶液由10%變為20%可以:

1、加入溶質硫酸鈉。設加入硫酸鈉的質量為a,

貝I：：42,g+ax]00%=20%,解得°=4.275g；

34.2左g+a

2、蒸發溶劑。設蒸發水的質量為6,

則：=解得27.1g。

（選擇1或2作答）

4.長久使用的花灑、熱水壺底部和熱水鍋爐有一層水垢，主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂，用酸溶液可以

清除水垢。某興趣小組的同學為測定水垢中碳酸鈣的含量，向盛有不同質量水垢粉末的燒杯中均加入250g

等濃度的稀鹽酸，充分反應后測得的實驗數據如下：

實驗組數第一組第二組第三組第四組

水垢的質量/g10203040

燒杯中剩余物質總質量/g256.7263.4272.3282.3

（1）第一組實驗中所得二氧化碳的質量為3.3g,

（2）水垢中CaCCh的質量分數75%（要求寫出計算過程）。

（3）第三組實驗所得溶液的溶質有氯化鈣。

【答案】（1）3.3（2）75%（3）氯化鈣

【分析】（1）根據質量守恒定律確定生成二氧化碳的質量；、

（2）根據生成二氧化碳的質量結合反應的方程式計算碳酸鈣的質量分數；

（3）根據每一次固體質量的減少，分析第三組實驗后的溶液成分。

【解答】解：（1）第一組實驗中所得二氧化碳的質量為250g+10g-256.7g=3.3g,故答案為：3.3；

（2）設水垢中碳酸鈣的質量分數為x

CaCO3+2HCl=CaCL+EO+CO2T

10044

lOgxx3.3g

100=10gXxx=75%

443.3g

答：水垢中碳酸鈣的質量分數為75%。

（2）第二組生成二氧化碳的質量為20g+250g-263.4g=6.6g,由此可以水垢質量每增加10g,生成二氧

化碳的質量增加3.3g,第三組生成二氧化碳的質量為30g+250g-272.3g=7.7g<3.3gx3=9.9g,說明第三

組實驗中，水垢過量，因此溶質是氯化鈣，故答案為：氯化鈣。

5.往盛有4.0g久置的鋁片的燒杯中滴加稀鹽酸，讓其充分反應，放出氫氣的質量與所滴加稀鹽酸的質量

關系如圖所示。請回答下列問題并計算：

（1）充分反應后，產生氫氣的質量是o

（2）剛開始滴加稀鹽酸時，沒有氫氣放出的原因是o

（3）該鋁片中鋁的質量分數（寫出計算過程）。

氫

氣

的

質

量

/g

0.4

0稀鹽酸的質量,'g

【答案】

U)0.4g

(2)鋁片的表面有一層致密的氧化鋁薄膜，氧化鋁先與稀鹽酸反應生成硫酸鋁和水

(3)90%

【分析】根據圖示可知，最終生成氫氣的質量為0.4g,由反應的化學方程式列式計算出參加反應的鋁的

質量，進而計算出該鋁片中鋁的質量分數。

【解答】解：(1)由圖示可知，充分反應后，產生氫氣的質量是0.4g。

故答案為：0.4go

(2)剛開始滴加稀鹽酸時，沒有氫氣放出的原因是鋁片的表面有一層致密的氧化鋁薄膜，氧化鋁先與稀

鹽酸反應生成硫酸鋁和水。

故答案為：鋁片的表面有一層致密的氧化鋁薄膜，氧化鋁先與稀鹽酸反應生成硫酸鋁和水。

(3)設參加反應的鋁的質量為X。

2A1+6HC1=2A1CL+3H2T

546

x0.4g

54_xx=3.6g

60.4g

該鋁片中鋁的質量分數為邑空_x100%=90%。

4g

答：該鋁片中鋁的質量分數為90%。

6.小紅在實驗時發現，向碳酸鈉溶液中傾倒稀鹽酸，很快就產生了氣泡；向碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽

酸，滴加一定量后才有氣泡產生。她查閱資料得知：向碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸，先發生的反應是

Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl；當Na2CO3全部轉化成NaHCO3后，再發生反應

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2T。

她設計如圖裝置進行了實驗：在廣口瓶中加入20克溶質質量分數為10.6%的碳酸鈉溶液，用注射器向瓶

中緩慢注入定量的溶質質量分數為7.3%的稀鹽酸。

稀鹽酸曬7一，

NaiCOm溶液—2fS.澄清

————|X——"

二二二二韭二三石灰水

回答下列問題：

（1）向一定量碳酸鈉溶液中無論是傾倒還是逐滴加入足量的稀鹽酸，完全反應后產生二氧化碳

質量______（填“相等”或“不等”）。

（2）上述實驗中，加入稀鹽酸多少克后才開始產生二氧化碳（寫出計算過程）？

【分析】碳酸鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化

碳，根據反應的化學方程式及其提供數據可以進行相關方面的計算。

【解答】解：（1）向一定量碳酸鈉溶液中無論是傾倒還是逐滴加入足量的稀鹽酸，完全反應后產生二氧

化碳質量是相同的，其本質原因是兩種方式中，生成的二氧化碳中的碳元素都完全來自于碳酸鈉，即碳

酸鈉中的碳元素完全轉化成二氧化碳中的碳元素。

（2）設加入稀鹽酸質量為X。

Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3

10636.5

20gxi0.6%7.3%x

106^20gX10.6%

36.5=~7.3%x~

x=10g

上述實驗中，加入稀鹽酸10g后，才開始產生二氧化碳。

故答案為：（1）相等；

（2）10go

7.（1）用100克溶質質量分數為30%的過氧化氫溶液配制成溶質質量分數為5%的過氧化氫溶液，

需加水___克。

（2）取75克某過氧化氫溶液放入錐形瓶中并加入一定量的二氧化鎰，用電子秤測其質量，不同時間電

子秤的讀數如下表所示。試計算該過氧化氫溶液的溶質質量分數（不考慮H2O逸出，寫出計算過程，結

果保留到0.1%）o

反應時間/min0123456

錐形瓶+瓶內物質的總質375.00371.56366.28365.56365.40365.40365.40

量/g

【分析】（1）根據稀釋前后溶質的質量不變進行計算；

（2）根據質量守恒定律計算生成氧氣的質量，然后再根據化學方程式計算參加反應的過氧化氫的質量,

最后根據溶質的質量分數的公式計算該過氧化氫溶液的溶質質量分數。

【解答】解：（1）設需加水的質量為X。

100gx30%=（100g+x）x5%

x=500g

（2）生成氧氣的質量為：

375g-365.4g=9.6g

設生成9.6g氧氣需要過氧化氫的質量為y。

MnO9

2H2Q22H2O+O2T

6832

y9.6g

68y

32^9.6g

y=20.4g

該過氧化氫溶液的溶質質量分數為：

空至X100%=27.2%

75g

答：該過氧化氫溶液的溶質質量分數為27.2%。

故答案為：

⑴500；

（2）27.2%。

8.小寧利用某品牌的硝酸鍍鈣化肥，進行以下實驗：取化肥樣品8.0g,與足量的NaOH固體充分混合，

加熱到固體質量不再減少，生成0.17g氨氣（NIL）。把反應所得固體溶于適量水中，再加入足量的Na2cCh

溶液充分反應，過濾得到沉淀和濾液，測得沉淀質量為4.0g0（已知：

NH4NO3+NaOH=^=NaNO3+NH3T+H2O；化肥中的其它成分不含Ca、N元素，且不參加反應）

（1）計算樣品中NH4NO3的質量分數。

（2）計算濾液中NaNO3的質量。

【分析】（1）根據氨氣的質量結合反應的方程式計算硝酸鏤的質量，進而計算質量分數；

（2）根據硝酸鈣的質量結合反應的方程式計算硝酸鈉的質量分析。

【解答】解：（1）樣品中含有硝酸錢的質量為x,生成硝酸鈉的質量為y

NH4NO3+NaOH=^=NaNO3+NH3T+H2O

808517

xy0.17g

80_xx=0.8g

170.17g

85二yy=0.85g

17=0.17g

則樣品中NH4NO3的質量分數為包近x100%=10%

8.0gNu加

(2)設硝酸鈣和碳酸鈉反應生成硝酸鈉的質量為z

Ca(NO3)2+Na2CO3=CaCO3；+2NaNO3

100170

4.0gz

100=4.0g

170=z

z=6.8g

則濾液中NaNO3的質量為0.85g+6.8g=7.65g

答：樣品中NH4NO3的質量分數為10%,濾液中NaNCh的質量為7.65g。

9.欲測定一瓶標簽破損的稀硫酸的溶質質量分數，現取30g稀硫酸樣品于燒杯中，將15%的NaOH溶液逐

滴加入燒杯中，邊加邊攪拌，隨著NaOH溶液的不斷加入，溶液pH的變化如圖所示：

回答下列問題：

(Da點溶液中的溶質是(填化學式)。

(2)計算該稀硫酸的溶質質量分數。(寫出計算過程，結果精確到0.1%)

【答案】(1)Na2so4、H2SO4(2)4.9%

【解析】(1)當滴加NaOH溶液至a點時，由于溶液此時pH小于7,顯酸性，也就是硫酸有剩余，此時

的溶質為剩余的硫酸和生成的硫酸鈉，所以溶液中的溶質的化學式為Na2s。4和H2so4；

(2)當pH值為7時，此時消耗的氫氧化鈉溶液的質量為8g,則消耗NaOH溶液中的NaOH質量為

8gxl5%=1.2g,設消耗氫氧化鈉1.2g時消耗的稀硫酸的溶質的質量為x,則

2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

8098

1.2gx

801.2g

98~

x=1.47g；

147g

該稀硫酸的溶質質量分數為二六xl00%=4.9%；

答：該稀硫酸的溶質質量分數為4.9%。

10.某染料廠化驗室用0.98%的稀硫酸中和20g染料廢水的殘余堿（廢水的殘留堿以氫氧化鈉計算，假定廢

水中的其它成分不與硫酸反應），用pH傳感器測定中和過程中混合溶液的pH變化如圖。

稀硫酸呂

102025304050染料廢水g

（1）若實驗室只有98%的濃硫酸，則配制100g0.98%的硫酸需要98%的濃硫酸go

（2）計算該染料廢水中氫氧化鈉的質量分數（寫出計算過程）。

（3）若在20g上述稀硫酸中加入該染料廢水至過量，請模仿圖1畫出pH變化曲線并作必要標注。

【答案】（1）1（2）1%（3）見解析

【解析】（1）溶液稀釋前后溶質的質量不變，則配制100g0.98%的硫酸需要98%pH[

的濃硫酸的質量為100gx0.98%+98%=lg,故填：1；

（2）氫氧化鈉的質量分數為xJ/

2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O\

8098

染料廢水，g

20gxx25gx0.98%

8020gxx

虱=25gx().98%

x=l%

答：氫氧化鈉的質量分數為1%；

(3)設中和20g稀硫酸需要氫氧化鈉的質量為y

2NaOH+H2sCU=Na2so4+2H2O

8098

y20gx0.98%

8()y

麗=20gx().98%

y=0.16g

廢水的質量為0.16g-l%=16g

則在20g上述稀硫酸中加入該染料廢水至過量，pH變化曲線如圖

11.將40g由氯化鈉和碳酸鈉組成的固體混合物溶于100g足量水中，再向所得溶液中滴加氯化鈣溶液，生成

沉淀的質量與加入氯化鈣溶液質量的關系如圖所示。(Ca的相對原子質量：40),試回答：

⑴沉淀質量m=o

(2)A點溶質是(填化學式)

(3)恰好完全反應時所得溶液中溶質的質量分數。

【答案】(l)15g

(2)NaCl、CaCl2

(3)解：設混合物中碳酸鈉的質量為乃生成的氯化鈉的質量為z

CaCl2+Na2CO3=CaCO3J^NaCl

106100117

y20gz

106y

麗二福產21.2g

出=膽—.4g

117ze

原混合物中NaCl的質量：4021.2=18.8

溶液中溶質的質量分數=wioXoxlOO%^21-1%

答：恰好完全反應時所得溶液中溶質的質量分數為21.1%

【解析】(1)解：設60g氯化鈣溶液反應生成沉淀的質量為x

=x=15g故沉淀質量加=15g；

80g20g

(2)氯化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣和氯化鈉，A點時，氯化鈣過量，故A點溶質是：NaCkCaCl2;

(3)見答案。pH]D

12.取氯化鈣和鹽酸的混合溶液51.88g,逐滴滴加10.6%的碳酸鈉溶7________S.SZ

液。所加入碳酸鈉溶液的質量和混合溶液pH變化關系如圖所示，/；

回答下列問題：A一^/

IIIIIiII.

°102030碳酸鈉溶液質量g

（可能用到的相對分子質量：CaChlllHC136.5Na2CO3106NaC158.5CaC03100CO244

H2OI8)

C1)BC段反應的化學方程式為0

(2)CD段溶液pH>7的原因是-

(3)計算充分反應至C點時所得溶液中溶質的質量分數(寫出計算過程，計算結果精確至0.1%)o

【答案】(1)Na2CO3+CaC12=CaCO3J.+2NaCl(2)碳酸鈉溶液本身顯堿性，pH>7(3)4.4%

【解析】根據pH變化可知，AB段是碳酸鈉和鹽酸反應，BC段是碳酸鈉和氯化鈣反應，CD段是碳酸鈉過

量。所以BC段反應是碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，對應的化學方程式為

Na2cO3+CaC12=CaCO31+2NaCl。

CD段是碳酸鈉過量由于CD段溶液pH>7的原因是碳酸鈉溶液本身顯堿性，pH>7=

設碳酸鈉和鹽酸反應生成的二氧化碳的質量為x,生成的氯化鈉的質量為y。而碳酸鈉和氯化鈣反應生成的

碳酸鈣的質量為z,生成的氯化鈉的質量為a。

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2T

10611744

20gxi0.6%yx

106_20gxi0.6%106_20gxi0.6%

117vn

x=0.88g

y=2.34g

Na2CO3+CaC12=CaCO31+2NaCl

106100117

10gxl0.6%za

106_WgXlOF3106_10gxl0.6%

117—cinn-7

z=lg

a=1.17g

充分反應至C點時所得溶液中溶質的質量分數為二/二啜上MOO%%4%

51.88a+30o-0.88o-lr

答：(1)BC段反應的化學方程式為Na2CO3+CaC12=CaCO3；+2NaCl□

(2)CD段溶液pH>7的原因是碳酸鈉溶液本身顯堿性，pH>7o

(3)充分反應至C點時所得溶液中溶質的質量分數為4.4%o

根據pH變化可知，AB段是碳酸鈉和鹽酸反應，BC段是碳酸鈉和氯化鈣反應，C