《2025年同步练习册明天出版社九年级化学上册鲁教版》

9. 某兴趣小组为测定镁铝合金中铝的质量分数，称取7.2g合金，将该合金与足量的NaOH溶液反应，产生0.2g氢气。已知Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应的化学方程式为$$2Al + 2NaOH + 6H_{2}O = 2Na[Al(OH)_{4}]+3H_{2}\uparrow$$，试求合金中铝的质量分数（写出计算过程）。

答案： 9. 解：设合金中铝的质量为$x$。
$2Al + 2NaOH + 6H_2O \xlongequal{} 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$
54 6
$x$ 0.2 g
$\frac{54}{6} = \frac{x}{0.2 g}$
$x = 1.8 g$
合金中铝的质量分数为$\frac{1.8 g}{7.2 g} × 100\% = 25\%$
答：合金中铝的质量分数为25%。

关于化学方程式的计算的基本原理是已知一种物质的质量，根据其确定的质量比来计算其他物质的质量。然而，自然界中的物质几乎都不是纯净物，此时该怎样进行换算？化学方程式的计算中会有哪些关系式？
1. 体积、质量、密度之间的换算关系式。
2. 纯净物质量、混合物质量、纯度之间的换算关系式。
3. 溶质质量、溶液质量、溶质的质量分数之间的换算关系式。
4. 如何利用质量守恒定律寻找产生气体或沉淀及剩余溶液质量？

答案： 1. m=ρV；2. 纯净物质量=混合物质量×纯度；3. 溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数；4. 反应前总质量=反应后剩余物质总质量+生成气体质量+生成沉淀质量；剩余溶液质量=反应前各物质质量总和-生成气体质量-生成沉淀质量-不溶性杂质质量。

合作探究一
试写出下面几个关系式。
1. 密度 = $\frac{质量}{体积}$ $\begin{cases}质量 = $$\frac{体积 × 密度}{密度}$$ \\ 体积 = $$\frac{质量}{密度}$$ \end{cases}$
2. 纯度 = $\frac{m_{纯}}{m_{混}} × 100\%$ $\begin{cases}m_{纯} = m_{混} × 纯度 \\ m_{混} = \frac{m_{纯}}{纯度} \end{cases}$
3. 溶质的质量分数 = $\frac{m_{质}}{m_{液}} × 100\%$ $\Rightarrow \begin{cases}m_{质} = m_{液} × 溶质质量分数 \\ m_{液} = \frac{m_{质}}{溶质质量分数} \end{cases}$
4. 质量守恒定律的应用： 物质质量总和不变

答案： 1. $\frac{质量}{体积}$ $\frac{体积 × 密度}{密度}$ $\frac{质量}{密度}$
4. 物质质量总和

合作探究二
$CuSO_4$对过氧化氢的分解有催化作用。取溶质质量分数为17%的过氧化氢溶液40g倒入小烧杯中，向其中加入13.2g一定质量分数的$CuSO_4$溶液，使过氧化氢完全分解，所得溶液的质量分数为2.64%。试计算：（相对原子质量：H—1，O—16）
（1）产生氧气多少克？
（2）反应前所加溶液中$CuSO_4$的质量分数。
小结：根据化学方程式计算的分析问题思路（三大步）。
（1）写化学方程式。
（教材要求的一般自己写；教材不要求的题目中会给出）
（2）找已知一种物质（纯净物）的质量。
（若不是纯净物，则可通过纯度、密度、溶质质量分数、质量守恒定律计算）
（3）找所求物质质量（设为$x$、$y$等）。

答案： （1）3.2g
（2）10％
解：根据$m_{质}=m_{液} × 溶质质量分数$进行计算。
40g溶质质量分数为17％的$H_{2}O_{2}$溶液中溶质的质量为40g×17％=6.8g。
设产生氧气的质量为x。
$2H_{2}O_{2} \stackrel{CuSO_{4}}{=}2H_{2}O + O_{2} \uparrow$
68 32
6.8g x
$\frac{68}{6.8g} = \frac{32}{x}$ x=3.2g
根据质量守恒定律可知，反应后溶液的质量=13.2g+40g−3.2g=50g
由于过氧化氢反应后生成水，反应后溶液中溶质为$CuSO_{4}$。
反应后溶液中$CuSO_{4}$的质量=50g×2.64％=1.32g即反应前所加$CuSO_{4}$溶液中$CuSO_{4}$的质量=1.32g
溶质的质量分数=$\frac{m_{质}}{m_{液}} × 100％$
反应前所加溶液中$CuSO_{4}$的质量分数=$\frac{1.32g}{13.2g} × 100％=10％$
答：
(1)产生氧气3.2g；
(2)反应前所加溶液中$CuSO_{4}$的质量分数为10％。