第三节  化学反应的计算

 考点说明

  掌握化学反应中有关物质质量及质量分数的计算。

1．  已知一种反应物（或生成物）的质量，求生成物（或反应物）的质量；

2．  含一定量杂质（杂质不参加反应）的反应物或生成物的相关计算；

3．  根据化学方程式进行溶液中溶质质量分数的有关计算。

 知识整理

  关于溶液中溶质的质量分数计算的几种情况：

(1)    若溶质全部溶于水，且不与水发生化学反应，直接利用计算公式进行计算。

(2)    若溶质虽不与水发生反应，但没有全部溶解，则溶质的质量只能计算已经溶解的部分，未溶解的部分不能参加计算。

(3)    若溶质溶于水时与水发生了化学反应，则溶液中的溶质就应该是反应后的生成物了。

(4)    若溶质为结晶水合物，溶于水后，其溶质的质量就不包括结晶水的质量。

(5)    关于酸、碱、盐溶液间发生的化学反应，求反应后溶液中溶质质量分数的计算，要明确生成的溶液中溶质是什么，再求出其质量是多少，最后运用公式计算出反应后溶液中溶质的质量分数。

解题思路：审题 → 写出配平的化学方程式 → 找出关系量 → 列出比例式 → 求解。

经典例题

例1．       将12g含少量铜屑的铁粉样品放在盛有100g稀盐酸的烧杯中，恰好完全反应后，烧杯中物质的总质量为111.6g。求：

（1）       铁粉样品中铁的纯度；

（2）       反应后所得溶液中溶质的质量分数。

【分析】含少量铜屑的铁粉样品放在稀盐酸的烧杯中，由于铜不与稀盐酸反应，只有铁与稀盐酸反应同时放出氢气，物质的总质量减轻，减轻的质量就是氢气的质量。

【答案】由题意得氢气的质量为：12g＋100g－111.6g＝0.4g

      设原混合物中Fe的质量为X ,FeCl₂的质量为Y

   Fe +2HCl == FeCl₂ + H₂ ↑

56           127   2

X             Y   0.4g

56 ：2 = X : 0.4g     X =11.2g

(1)Fe% = 11.2g/12g×100% =93.3%

127 ：2 = Y ：0.4g    Y =25.4g

(2)FeCl₂% =25.4g/(111.6g ? 0.2g) ×100%=22.9%

答：（1）铁粉样品中铁的纯度为93.3% ；（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数为22.9% 。

例2.取一定量得CO和CO₂得混合气体通入到足量的Ba(HO)₂溶液中，充分反应后过滤，发现生成的沉淀和所取的混合气体质量相等。求混合气体中碳原子与氧原子的个数比。

【分析】题中涉及的反应有：  CO₂ + Ba(OH)₂ = BaCO₃↓+ H₂O  

由题知m(CO)+m(CO₂)=m(BaCO₃ ),因BaCO₃的相对分子质量为197，不妨设生成的BaCO₃质量为197g，则CO和CO₂ 总质量也为197g。然后利用有关化学方程式及化学式即可求解。

【答案】  CO₂ + Ba(OH)₂ = BaCO₃↓+ H₂O   

由题给条件知：m(CO)+m(CO₂)=m(BaCO₃)。设生成BaCO₃质量为197g，则原混合气体中CO₂质量为44g，CO质量为197g-44g=153g。

原混合气体中CO和CO2分子个数比为：(153/28):（44/44）＝153：28，则原混合气体中碳原子与氧原子的个数比为：

（153＋28）:（153＋28×2）＝181:209

答:原混合气体中碳原子与氧原子个数比为181:209。

 例3.NaCl与Na₂CO₃的混合物15.6g与108.8g某浓度的盐酸恰好完全反应，蒸发反应后的溶液，得到干燥的晶体16.7g。求：

（1）原混合物中NaCl和 Na₂CO₃的质量各为多少克？

（2）盐酸的溶质质量分数为多少？

（3）反应后溶液的溶质质量分数为多少？

【分析】 NaCl不与盐酸反应，Na₂CO₃与盐酸反应生成NaCl和H₂O和CO₂,蒸发后得到的是NaCl晶体，其质量为16.7g，Na₂CO₃与盐酸反应生成NaCl，其质量要增加，根据其增加量可求出反应的Na₂CO₃的质量，反应的HCl的质量，生成的CO₂的质量。

【答案】 设反应的Na₂CO₃的质量为X,反应的HCl的质量为Y，生成的CO₂的质量为Z

 Na₂CO₃＋2HCl＝2NaCl＋CO₂↑＋H₂O        △m

106    73    117   44          117-106＝11

 X     Y           Z          16.7-15.6=1.1g

106:11=X:1.1     X=10.6g

73:11=Y:1.1      Y=7.3g

44:11=Z:1.1      Z=4.4g

原混合物中NaCl的质量为：15.6－10.6＝5g

盐酸的质量分数＝（7.3/108.8）×100%=13.9%

反应后的溶液为NaCl溶液，其溶质的质量分数为:

16.7/(15.6+108.8-4.4)×100%=13.9%

答：原混合物中NaCl的质量为5g，Na₂CO₃的质量为10.6g，盐酸中溶质质量分数为6.7%，反应后溶质的质量分数为13.9％。

自主检测

一.选择题（每小题均只有1个正确答案）

1.在化学反应3X = 2Y的反应中，9.6gX最多能生成Y的质量为                   （   ）

A.9.6g       B.14.4g        C.4.8g          D.6.4g

2.在反应2A+B=C+2D中，9.8gA与8gB完全反应生成14.2gC，则下列结论正确的是（  ）

A. 生成D1.8g       B. A、B、C、D的质量比为49:40:71:18        

C.生成C7.2g        D. A、B、C、D的分子质量分别为98、80、142、36

3.等质量溶质质量分数相同的NaOH溶液与硫酸溶液相混合，混合溶液的pH     （   ）

A.大于7       B.等于7      C.小于7         D.无法确定

4.在反应A+3B=2C+2D中，A和B的相对分子质量之比为7：8。已知2.8gA与一定量B完全反应，生成3.6gD。则在反应中，B和C的质量比为                             (   )

A.3:3          B.3:4         C.12:11          D.11:12

5.实验室用H₂还原8gCuO，当剩余固体的质量为6.56g时，被还原的CuO质量为   (   )

A.8g          B.14.4g        C.7.2g           D.1.8g

6.在天平两边托盘上各盛放有36.5g溶质质量分数为10％的盐酸的烧杯，天平平衡。然后在两边烧杯中，分别投入下列各物质，天平仍保持平衡的是                       (   )

A.  Zn 4g   Fe 2g       B.  Zn 2g   Fe 2g   

C.  CuO   4g  Cu 4g    D.  CaCO₃   10g   Ca(OH)₂  10g

7.将12.7g含有杂质的FeCl₂溶于水，与足量的AgNO₃溶液反应得到30gAgCl沉淀。则FeCl₂中含有的杂质可能是                                                        (   )

A.CuCl₂          B.BaCl₂             C.NaCl          D.KCl

8.取10g混合物与足量盐酸充分反应，有可能产生4.4gCO₂的是                   (   )

A.K₂CO₃ 和MgCO₃                    B.Na₂CO₃  和CaCO₃

C. MgCO₃ 和CaCO₃              D. Na₂CO₃和K₂CO₃

9.在由CO₂和O₂组成的混合气体中，测知碳元素的质量分数为20％，则混合气体中CO₂和O₂的质量比为                                                           (   )

A.2: 1        B.1:2           C.11:4           D.11:7

10.向由40g盐酸和一定质量的氯化铜溶液组成的混合溶液中慢慢滴入20％的氢氧化钠溶液并振荡，所加氢氧化钠溶液的质量与生成沉淀的质量的如图所示，下列判断正确的是（  ）

A.最终生成沉淀的质量是9.8g  B.40g盐酸的溶质质量分数是27.375%

C.生成沉淀的质量随氢氧化钠溶液的滴加而逐渐增加

D.当加入氢氧化钠溶液为20g时，反应所得溶液为氯化钠溶液。

              沉淀质量/g

                          0    20        60  NaOH溶液质量/g

二.计算题

11.一定质量的甲烷不完全燃烧时生成CO 、CO₂和H₂O。已知产物的总质量为49.6g，其中有25.2gH₂O。求：

（1）参加反应的质量CH₄为多少？

（2）生成CO 、CO₂的质量各为多少？

12.某学校研究性学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如下：

实验

1

2

3

4

加入样品的质量/g

5

10

15

20

生成的CO₂质量/g

1.76

3.52

4.4

m

（1）哪几次反应中矿石有剩余？

（2）上表中的数值是多少？

（3）试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数。

13.某赤铁矿石2000t，可炼出铁1050t，求该赤铁矿石中氧化铁的质量分数。

14.把NaCl和Na₂CO₃的固体混合物投入103g稀盐酸中，恰好完全反应，得气体4.4g。将所得溶液冷却至t℃，恰好成为该温度下的NaCl饱和溶液，测得溶液里溶质NaCl中所含钠元素的质量为13.8g。求：

（1）原固体混合物中Na₂CO₃的质量。

（2）原稀盐酸中的溶质质量分数。

（3）反应后所得的氯化钠溶液的溶质质量分数。

1.A  2.B  3.A  4.C  5.C  6.C  7.C  8.A  9.C  10.A  11. (1)11.2g  (2)11.2g 13.2g  12. (1)3 4  (2) 4.4  (3) 80%  13. 75%  14.(1) 10.6g  (2)7.1%  (3)26.4%