[中考化学]初升高化学衔接班第4讲.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date中考化学初升高化学衔接班第4讲中考化学初升高化学衔接班第4讲初升高化学衔接班第4讲专题四:中学化学计算题常见方法及策略. 知识要点及例题:(一)化学计算中的转化策略1. 由陌生转化为熟悉。在解题过程中,当接触到一个难以解决的陌生问题时,要以已有知识为依据,将所要求解的问题与已有知识进行比较、联系,异中求同,同中求异,将陌生转化为熟悉,再利用旧知识,解决新问题。例1 现
2、有25的硫酸铜饱和溶液300克,加热蒸发掉80克水后,再冷却到原来的温度,求析出CuSO45H2O多少克(已知25时,CuSO4的溶解度为20克)。解析:结晶水合物的析晶计算难度大,是由于带有结晶水晶体的析出,会导致溶剂水量的减少,从而使结晶水合物继续从饱和溶液中析出,这样依次重复,最终使晶体的总量趋向于定值。由此可见,结晶水合物的析出过程实质上是无数次结晶的总结果。作为一个数学问题,这类题目可以应用无穷递缩等比数列求和知识解决,但初中学生尚未学过,故对于学生来说是陌生的。若仔细分析题意,可抓住析晶后的溶液仍为饱和溶液求解。原饱和溶液中溶质CuSO4的质量=300g20g/120g=50g。水
3、的质量=300g50g=250g。设析出CuSO45H2O质量为x. CuSO45H2O CuSO4 5H2O 250 160 90 x 160/250x 90/250x20g/100g=(50g160/250x)/(250g80g90/250x)解得x=28.2克例2 溶质质量分数为3x和x的两种硫酸等体积混合后,混合液中溶质的质量分数是 ( )A.2x B.大于2xC.小于2x D.无法计算解析:溶液等体积混合,求混合后溶液中溶质的质量分数,课本上无例题,教师授课时也未必补充,题目新颖,陌生度大,似有无从下手之感。若把题中两种硫酸等体积混合想象成熟知的等质量混合(化陌生为熟悉),则混合后溶
4、液中溶质的质量分数为2x。硫酸越浓,密度越大,故等体积混合时,较浓硫酸的质量比混合溶液的质量一半要多,所以混合后溶液中溶质的质量分数应大于2x。答案:B。2. 由局部转化为整体。复杂的化学问题,往往是由几个小问题组合而成,若将这些小问题孤立起来,逐个分析解决,不但耗时费力,且易出错。如能抓住实质,把所求问题转化为某一整体状态进行研究,则可简化思维程序,收到事半功倍之效。例3 有一包FeSO4和Fe2(SO4)3的固体混合物,已测得含铁元素的质量分数为31,则混合物中硫元素的质量分数是_。解析:这是一道利用化学式计算物质中某元素质量分数的常见题。学生熟知的解题模式是先分别求出两化合物中硫元素的质
5、量,再相加得到混合物中硫元素的质量,进而算出硫元素在混合物中的质量分数,但运算复杂,计算量大。如果克服思维定势,开拓思路,把S和O组成的原子团(SO4)看成一个整体(化局部为整体),由于铁元素占混合物的质量分数为31,则另一部分(即SO4),质量分数为69,由于SO4 S96 3269% ?所以硫元素占混合物的质量分数为 6932/96=23。例4 有一放置在空气中的KOH固体,经测定,其中含 KOH 84.9,KHCO3 5.1,K2CO3 2.38,H2O 7.62。将此样品若干克投入 98克10的盐酸中,待反应完全后,再需加入20克10的KOH溶液方能恰好中和。求蒸发中和后的溶液可得固体
6、多少克。解析:此题信息量大,所供数据多。根据有关化学反应方程式逐一分步求解,计算繁杂,失误率高。如果抛开那些纷繁的数据和局部细节,将溶液看成一个整体(化局部为整体),则无论是KOH、K2CO3还是KHCO3,与盐酸反应最终均生成KCl。由于KCl中的Cl-全部来自于盐酸,故可得关系式:HCl KCl36.5 74.5 98克10 ?所以蒸发中和后的溶液可得固体质量=98克1074.5/36.5=20克3. 由复杂转化为简单著名数学家华罗庚教授曾经说过:“把一个较复杂的问题退成最简单、最原始的问题,把这最简单、最原始的问题想通了,想透了”然后各个击破,复杂问题也就迎刃而解,不攻自破了。华罗庚教授
7、所说的“退”,就是“转化”,这种“退”中求进的思维策略常被用于解决复杂的化学问题。例5 向1000克未知溶质质量分数的硫酸铜溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液,过滤、干燥后得到蓝色固体19.6克。在所得滤液中加入过量铁粉,充分反应后,再加入足量盐酸,最后得到6.4克固体,求原溶液中硫酸铜的质量分数。解析:这是一道综合性题目,根据题意,可将该题分解成容易作答的四个小题(化复杂为简单):(1)得到19.6克氢氧化铜,有多少克硫酸铜参加了反应?(32克)(2)与铁粉反应生成6.4克铜,有多少克硫酸铜参加了反应?(16克)(3)(1)、(2)中硫酸铜的总质量是多少克?(48克)(4)根据(3)的结果,原溶
8、液中硫酸铜的质量分数是多少?(4.8)将一定难度的综合题分解为数个简单题,实现由繁到简,由难到易的转化,使本来感觉很难的题目转化成了简单易做的题目。这样做,易学易懂,不仅学会了思考问题的方法,更重要的是增强了克服困难的勇气和信心,对后继化学课程的学习将产生深远的影响。4. 由隐含转化为显露。有些题目从表面看来似缺条件而无法求解,实际上解题条件就隐含在语言叙述、化学现象、化学原理之中。解答此类题目的关键,是充分挖掘题中的隐含条件,化隐为显,架设由未知到已知的“桥梁”。例6 将镁粉和碳酸镁的混合物置于氧气中灼烧,直至质量不再改变为止。经测定,灼烧后所得固体质量与原混合物质量相同,求原混合物中镁粉和
9、碳酸镁的质量比。解析:整个题目全用文字叙述,没有一个可供直接利用的具体数据。仔细审视题意,抓住关键词语,将“灼烧后所得固体质量与原混合物质量相同”转化为(化隐含为显露)“Mg吸收的O2质量等于MgCO3分解放出的CO2质量”,即可由2MgO2和MgCO3CO2,导出44Mg16MgCO3。这一关系式表明,在原混合物中镁粉与碳酸镁的质量比是4424:168411:14。5. 由文字转化为图示。有些化学计算题,叙述冗长,信息点多,一时难以理顺各种关系。若能将文字信息转化为图示信息,则可使题意简明清晰,过程具体形象,从而发现解题的途径。例7 把47克氧化铜与炭的混合物充分加热后冷却。已知反应中炭已消
10、耗完,剩余固体的质量为36克。向此固体中加入100克4.9的稀硫酸恰好完全反应,过滤后,将滤液蒸发掉46克水,再冷却到t时,溶液恰好饱和(无晶体析出)。求:(1)原混合物中含多少克炭;(2)t时,CuSO4在水中的溶解度。解析:此题主要考查质量守恒定律及其应用、根据化学方程式的计算和关于溶解度计算三个重要知识点,头绪多,综合性强,思维能力要求高。若将文字信息转换成图示信息,则能帮助我们理清脉络,找到解题的关键点。图示如下:CuSO4饱和溶液设原混合物中含炭质量为x,参加反应的氧化铜的质量为y。2CuO + C 2Cu + CO2160 12 44y x 47g36g=11gx=1211g/44
11、=3g,y=16011g/44=40g所以剩余氧化铜的质量=47g3g40g=4g。设反应生成的CuSO4质量为zCuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O 80 98 1604g100克4.9 zz=4g160/80=8g设t时,CuSO4在水中的溶解度为S。S/100g=8g/100克(14.9)46gS=16.3g(二)化学计算中的常用解题方法和技巧1.守恒法例8 某种含有MgBr2和MgO的混合物,经分析测得Mg元素的质量分数为38.4%,求溴(Br)元素的质量分数。解析:在混合物中,元素的正价总数=元素的负价总数,因此,Mg原子数Mg元素的化合价数值=Br原子数Br元素的化合
12、价数值+O原子数O元素的化合价数值。设混合物的质量为100克,其中Br元素的质量为a克,则(克)故Br%=40%。例9将44.4克碱式碳酸铜粉末加热一段时间,经测定铜元素的质量占试管内的80.试求(1)求此时试管中氧化铜的质量?(2)若将试管内的剩余固体全部溶于100克盐酸溶液,求所得溶液中溶质的质量分数解析:根据铜元素质量守恒计算出固体剩余物的质量,与原固体的质量之差即为产生的气体(二氧化碳和水)的质量,由此可根据化学方程式计算试管中氧化铜的质量等。答:44.4克碱式碳酸铜中铜元素的质量=44.4克128/222=25.6克,当其质量占试管内的80时,固体剩余物的质量=25.6克/80%=3
13、2克。则产生的气体的质量=44.4克32克=12.4克。设此时试管中氧化铜的质量为x。x=32g说明此时试管中的固体都是氧化铜。将其全部溶于100克盐酸溶液中设所得溶液中溶质的质量为y。 CuO +2HCl =CuCl2 +H2O80 13532g yy=54g所以所得溶液中溶质的质量分数=54g/(32g+100g)100%=40.9%例10有氮气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体12g,其中碳元素的质量分数为30%,使该混合气体通过足量的灼热氧化铜充分反应后,再将气体通入过量的石灰水中,能得到白色沉淀( )A. 10g B. 15g C. 30g D. 20g解析:根据一定质量的氮气、一氧化碳
14、和二氧化碳的混合气体中碳元素的质量分数可计算出碳的质量,这些碳最终都进入白色沉淀中的,根据元素质量守恒和关系式可计算白色沉淀的质量。碳元素的质量=12g30%=3.6gC CaCO3 12 1003.6g m=30g答:选C。2.巧设数据法例11 将w克由NaHCO3和NH4HCO3组成的混合物充分加热,排出气体后质量变为w/2克,求混合物中NaHCO3和NH4HCO3的质量比。解析:由2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 和NH4HCO3NH3+H2O+CO2可知,残留固体仅为Na2CO3,可巧设残留固体的质量为106克,则原混合物的质量为106克2=212克,故m(NaHCO3)=1
15、68克,m(NH4HCO3)=212克168克=44克。3.极值法例12取3.5克某二价金属的单质投入50克溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中,反应结束后,金属仍有剩余;若2.5克该金属投入与上述相同质量、相同质量分数的稀盐酸中,等反应结束后,加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质量为( )A.24 B.40 C.56 D.65解析:盐酸溶液中溶质的质量为50克18.25%=9.125克,9.125克盐酸溶质最多产生H2的质量为=0.25克。由题意知,产生1克H2需金属的平均质量小于3.5克4=14克,大于2.5克4=10克,又知该金属为二价金属,故该金属的相对原子质量小于28,大于20。
16、答案选A。4.十字交叉法例13取100克胆矾,需加入多少克水才能配成溶质质量分数为40%的硫酸铜溶液?解析:结晶水合物(CuSO45H2O)可看成CuSO4的溶液,其溶质质量分数为100%=100%=64%。设加水(溶质质量分数可看成0%)的质量为x,则 x=60克例14 向100g 8%的NaOH溶液中通入CO2气体,所得溶液经小心蒸干后,所得固体的质量为13.7g,则通入CO2气体的质量。解析:CO2与NaOH反应可能NaOH过量生成Na2CO3尚余NaOH,随CO2的通入量不同还可生成NaHCO3或Na2CO3或Na2CO3与NaHCO3混和物,设全部生成Na2CO3,则m(Na2CO3
17、)=10.6g13.7g,则二者均有,可求CO2,质量为:答案:4.6g5.估算法有些选择题涉及计算,像这类计算题大多不用计算出确切的数值,只要大约估算一下,再依据题目中的条件,就可得出答案,这样不但不会出现计算失误,也为解决后面的问题争取了大量的时间。例15 将13.2克可能混有下列物质的(NH4)2SO4样品,在加热的条件下,与过量的NaOH反应,可收集到4.3升NH3(密度为17克/22.4升),则样品中不可能含有的物质是( )A.NH4HCO3、NH4NO3 B.(NH4)2CO3、NH4NO3 C.NH4HCO3、NH4Cl D.NH4Cl、(NH4)2CO3解析:假设样品为纯(NH
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