Question

化学的计算题

1.1g不纯的碳酸钙样品，与足量盐酸反应后正好生成0.44g二氧化碳，则样品中可能含有的一种杂质是
A 碳酸钠 B KHCO3 C BaCO3 D NaCO3
2.将12g氧化铜装入试管中，用一氧化碳还原，当试管中固体残留物的质量为10g时，试管中残留物里铜元素的质量分数是多少？

Answer 1

1、选B。根据题意，列出离子反应方程式：CO3-+2H+==H2O+CO2↑CO3-与CO2比值为1：1。
与足量盐酸反应后正好生成0.44g二氧化碳，也就是说CO2是0.01mol。CO3-也是0.01mol。
如果假设1g碳酸钙样品是纯的，计算其物质的量，用1g除以碳酸钙相对分子质量，1/100=0.01mol
也就是说，1g不纯的碳酸钙样品里可能含有的一种杂质必须要符合两个条件：1、有CO3-或者HCO3-。2、杂质的相对分子质量必须与碳酸钙相对分子质量一样，为100。
为什么会得出这两个条件呢，
首先，如果杂质中不含有CO3-或者HCO3-。那么反应生成的CO2将全部由碳酸钙中的CO3-。也就是说1g不纯的碳酸钙样品中碳酸钙的含量小于1克，物质的量自然也小于0.01mol。那么样品与足量盐酸反应的离子反应方程式：CO3-+2H+==H2O+CO2↑中，CO3-物质的量也将少于0.01mol，得到的CO2气体也少于0.01mol，即生成的二氧化碳小于0.44g，不符合题意。因此，杂质中必须含有CO3-。至于HCO3-，因为在离子反应方程式中：HCO3-+H+==H2O+CO2↑HCO3-与CO2比值依然为1：1。因此，杂质中必须含有CO3-或者HCO3-。
其次，假设，杂质的相对分子质量为M，1g样品中含有Xg。那么计算样品中CO3-或者CO3-和HCO3-混合的物质的量为：（1-x）/100+x/M。如果M为100。那么这个计算公式的结果为0.01mol，如果M>100,那么结果小于0.01mol，得到的CO2气体也少于0.01mol，即生成的二氧化碳小于0.44g，不符合题意。如果M<100，那么结果大于0.01mol，得到的CO2气体也多于0.01mol，即生成的二氧化碳大于0.44g，也不符合题意。因此，杂质的相对分子质量必须与碳酸钙相对分子质量一样，为100。
根据以上分析得到的关于杂志必须符合的两个条件：1、有CO3-或者HCO3-。2、杂质的相对分子质量必须与碳酸钙相对分子质量一样，为100。对照以下选项。
A：碳酸钠，有CO3-，符合第一个条件，相对分子质量为83。不符合第二条件，排除。
B：KHCO3，有HCO3-，符合第一个条件，相对分子质量为100。也符合第二个条件，当选。
C：BaCO3，有CO3-，符合第一个条件，相对分子质量为197。不符合第二条件，排除。
D：NaCO3与A选项一样，一个是化学名称，一个是化学式。
2、首先，我们先列出相关的反应方程式：CuO+CO==Cu+CO2。这反应方程式，可以看到CO和CO2是气体会跑掉。那么题目给出的条件中“试管中固体残留物”应该为CuO和Cu的混合物。
计算试管中残留物里铜元素的质量分数，我们来列出相关的计算公式：铜元素的总质量除以试管中固体残留物的总质量。根据题目，我们可以得出试管中固体残留物的质量为10g。
然后就是铜元素的总质量。根据题目和相关的化学反应方程式推断出，残留物中的铜元素全部由12g氧化铜提供。那么我们只要就算出12g氧化铜中，铜的质量就可以了。
首先，用12g除以氧化铜相对分子质量（80），得出氧化铜物质的量为0.15mol。根据化学式：CuO（氧化铜）铜与氧的比值为1:1。因此，氧化铜中铜元素物质的量为0.15mol。那么它的质量为：物质的量乘以相对分子质量（64），得出铜的质量为9.6g。
最后根据刚刚列出计算试管中残留物里铜元素的质量分数的公式：铜元素的总质量除以试管中固体残留物的总质量。9.6/10=0.96=96%。
写成答案应该是：
铜的相对分子质量为64，氧的相对分子质量为16。
CuO相对分子质量：64+16=80
n（CuO）=12g/80=0.15mol/g
m(Cu)=0.15mol/gx64=9.6g
计算试管中残留物里铜元素的质量分数：w%（Cu）=9.6g/10g=0.96=96%。

Answer 2

1.1g不纯的碳酸钙样品，与足量盐酸反应后正好生成0.44g二氧化碳，则样品中可能含有的一种杂质是
A 碳酸钠 B KHCO3 C BaCO3 D NaCO3
解析：如果样品为纯碳酸钙，则生成二氧化碳的质量为
CaCO3+2HCl======CaCl2+H2O+CO2
100 44
1g 0.44
现在不纯的碳酸钙样品正好生成0.44g二氧化碳，那么杂质的分子量应该和碳酸钙一样，所以选B.或者可以通过计算解决，方法同上。
2.将12g氧化铜装入试管中，用一氧化碳还原，当试管中固体残留物的质量为10g时，试管中残留物里铜元素的质量分数是多少？
解析：12g氧化铜中铜元素的质量为：12g×64/80=9.6g，用一氧化碳还原，当试管中固体残留物的质量为10g时，铜元素的质量不变，试管中残留物里铜元素的质量分数为
9.6g÷10g×100%=96%

Answer 3

1、
假设为1克纯的碳酸钙
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
100 44
1 x
解得：x=0.44
说明等质量情况下杂质产生产生CO2与碳酸钙相等或者杂质有两种以上，等质量的情况下，有的杂质产生CO2比碳酸钙少，有的杂质产生CO2比碳酸钙多。
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O
106 44
KHCO3 + HCl = KCl + CO2↑ + H2O
100 44
BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + CO2↑ + H2O
197 44
NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2↑ + H2O
84 44
所以答案可以选KHCO3或者碳酸氢钠。
2、
12g氧化铜含有Cu元素为12g×64/80=9.6g
当试管中固体残留物的质量为10g时，试管中残留物里铜元素的质量分数是9.6g÷10g×100%=96%