2022年初中化學(xué)尖子生選拔專題訓(xùn)練-專題04計算題解題方法

專題04計算題解題方法一、關(guān)系式法關(guān)系法是初中化學(xué)計算題中最常用的方法。關(guān)系法就是利用化學(xué)反應(yīng)方程式中的物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系列出比例式，通過已知的量來求未知的量。用此法解化學(xué)計算題，關(guān)鍵是找出已知量和未知量之間的質(zhì)量關(guān)系，還要善于挖掘已知的量和明確要求的量，找出它們的質(zhì)量關(guān)系，再列出比例式，求解。例題1.一定期質(zhì)量的鈉、鎂、鋁分別與足量的稀鹽酸反應(yīng)，若生成氫氣的質(zhì)量相等，則參加反應(yīng)的鈉、鎂、鋁的原子個數(shù)比為___________；質(zhì)量比為_______?！敬鸢浮?：3：223：12：9解析：涉及到的三個方程式是①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑②Mg+2HCl=MgCl2+H2↑③2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑練習(xí)1.計算用多少克的鋅跟足量稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣，能跟12.25克的氯酸鉀完全分解后生成的氧氣恰好完全反應(yīng)生成水。

本題涉及三個化學(xué)反應(yīng)：

Zn+H2SO4(稀)＝ZnSO4+H2↑

2KClO3=2KCl+3O2↑

2H2+O2=2H2O可以用三個化學(xué)方程式中的微粒關(guān)系，找出它們的已知量與未知量的關(guān)系式：

2KClO3～3O2～6H2～6Zn即KClO3～3Zn

設(shè)需用鋅的質(zhì)量為x，根據(jù)上述關(guān)系式，

KClO3～3Zn

122.53×65

12.25gx

x==19.5g二、差量法差量法是常用的解題技巧之一，它是根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)前后質(zhì)量(或氣體體積、物質(zhì)的量等)的變化，利用差量和反應(yīng)過程中的其他量一樣，受反應(yīng)體系的控制，與其他量一樣有正比例的關(guān)系來解題。解題的關(guān)鍵是做到明察秋毫，抓住造成差量的實質(zhì)，即根據(jù)題意確定“理論差值”，再根據(jù)題目提供的“實際差值”，列出正確的比例式，求出答案。在一個反應(yīng)中可能找到多個化學(xué)量的差值，差量法的優(yōu)點是：思路明確、步驟簡單、過程簡捷。例題1：在天平左右兩邊的托盤上各放一個盛有等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)足量稀硫酸的燒杯，待天平平衡后，想燒杯中分別加入鐵和鎂，若要使天平仍保持平衡，求所加鐵和鎂的質(zhì)量比為?！舅悸伏c撥】本題因硫酸足量，故鐵和鎂全參加反應(yīng)：Fe+H2SO4→H2↑+FeSO4，Mg+H2SO4→H2↑+FeSO4由反應(yīng)方程式可知，影響天平兩端質(zhì)量變化的因素是加入的金屬和生成的氫氣。分別敬愛如鐵和鎂后，只有當天平兩端增加的質(zhì)量相同時，天平才仍能保持平衡。Fe+H2SO4→H2↑+FeSO4△m56256-2=54xaMg+H2SO4→H2↑+FeSO4△m24224-2=22ya即：x=y===練習(xí)1.用含雜質(zhì)(雜質(zhì)不與酸作用，也不溶于水)的鐵10克與50克稀硫酸完全反應(yīng)后，濾去雜質(zhì)，所得液體質(zhì)量為55.4克，求此鐵的純度。解：設(shè)此鐵的純度為xFe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑△m(溶液質(zhì)量增加)56256-2=5410x55.4g-50g=5.4g可求出x=56%答：此鐵的純度為56%。練習(xí)2.把CO、CO2的混合氣體3.4克，通過含有足量氧化銅的試管，反應(yīng)完全后，將導(dǎo)出的氣體全部通入盛有足量石灰水的容器，容器內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量增加了4.4克。求⑴原混合氣體中CO的質(zhì)量？⑵反應(yīng)后生成的CO2與原混合氣體中CO2的質(zhì)量比？設(shè)混合氣體中CO的質(zhì)量為xCO+2CuO

=

2Cu+CO2

增加的質(zhì)量28

44

44-28=16x

4.4g-3.4g=1gx=1.75g，（2）混合氣體中CO2的質(zhì)量=3.4g-1.75g=1.65g生成CO2的質(zhì)量=4.4g-1.65g=2.75g反應(yīng)后生成的CO2與原混合氣體中CO2的質(zhì)量比為：2.75g：1.65g=5：3練習(xí)3.有NaCl和NaBr的混合物16.14g，溶解于水中配成溶液，向溶液中加入足量的AgNO3溶液，得到33.14g沉淀，已知：NaBr+AgNO3=AgBr↓+NaNO3。則原混合物中的鈉元素的質(zhì)量分數(shù)為()A．28.5%B．50%C．52.8%D．82.5%【思路點撥】該反應(yīng)及兩個反應(yīng)：NaCl+AgNO3→AgCl↓+NaNO3，NaBr+AgNO3→AgBr↓+NaNO3。即NaCl→AgClNaBr→AgBr中的銀元素替換成了鈉元素，因此沉淀相比原混合物的增重部分就是銀元素相比鈉元素的增重部分。設(shè)Na元素的質(zhì)量為aNa→Ag△m23108108-23=85A33.14g-16.14g=17g=解得a=4.6g所以Na%=×100%=28.5%【答案】A三、守恒法根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)中原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都不變，因此原子的質(zhì)量在反應(yīng)前后不變。例題1

、向一定量的Fe(OH)2溶液中加入200克4.9%的硫酸充分反應(yīng)后，向溶液中加入一定量的鐵正好完全反應(yīng)，蒸發(fā)冷卻可得到晶體(不含結(jié)晶水)多少克？（+2價鐵不被氧化）關(guān)系式：H2SO4～FeSO4

98

152

9.8g

xx=15.2g答案：蒸發(fā)冷卻可得到晶體15.2g．練習(xí)1

、取鎂粉、鋁粉、鐵粉、鋅粉組成的混合物M克，跟一定量的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為30%的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，經(jīng)蒸干水分后得到固體物質(zhì)N克，(不含結(jié)晶水)，求生成氫氣多少克？恰好完全反應(yīng)，增加的質(zhì)量即硫酸根的質(zhì)量H2SO4---SO42--------H2962N-Mx96/2=(N-M)/xx=(N-M)/48g練習(xí)2.陽光牌小包裝“脫氧劑”成分為Fe粉、活性炭及少量NaCl、水。使用一段時間后，其中的Fe粉會轉(zhuǎn)變成Fe2O3而變質(zhì)。某化學(xué)興趣小組欲探究使用過的陽光牌“脫氧劑”的變質(zhì)程度(已變質(zhì)的Fe粉占變質(zhì)前Fe粉的質(zhì)量分數(shù))，設(shè)計并進行如下探究過程。步驟(1)取食品包裝袋中的陽光牌“脫氧劑”一袋，將里面的固體溶于水，過濾、洗滌、干燥濾渣。步驟(2)取步驟(1)中的濾渣8.0g，加入足量的稀H2SO4與濾渣充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得固體1.2g。步驟(3)取步驟(2)中的濾液，加入足量的NaOH溶液，得到的固體經(jīng)洗滌后轉(zhuǎn)移到坩堝中，充分加熱、冷卻、稱量，得到8.0gFe2O3(注：濾液中的Fe元素已全部轉(zhuǎn)化為Fe2O3)。求：(1)8.0g濾渣中Fe和Fe2O3兩種物質(zhì)的總質(zhì)量。(2)該“脫氧劑”在未變質(zhì)時，F(xiàn)e粉和活性炭的質(zhì)量之比。(3)該“脫氧劑”的變質(zhì)程度。解：(1)1.2g的固體是活性炭。

8.0g濾渣中Fe和Fe2O3兩種物質(zhì)的總質(zhì)量為8.0g－1.2g=6.8g

(2)Fe元素的質(zhì)量為：8.0g×

=5.6g則Fe粉和活性炭的質(zhì)量之比為5.6∶1.2=14∶3

(3)由于鐵變質(zhì)而增加的氧元素的質(zhì)量為：6.8g－5.6g=1.2g變質(zhì)鐵的質(zhì)量為1.2g÷

=2.8g

脫氧劑的變質(zhì)程度=×100%=50%

練習(xí)3.某不純的燒堿樣品中含有Na2CO33.8%、Na2O5.8%、NaOH90.4%。取M克樣品，溶于質(zhì)量分數(shù)為18.25%的鹽酸溶液100克中，并用30%的NaOH%溶液來中和剩余的鹽酸至中性。把反應(yīng)后的溶液蒸干后可得到固體質(zhì)量多少克

？設(shè)：NaCl的質(zhì)量為x

NaCl～HCl58.5

36.5

x

100g×18.25%58.5：36.5=x：100g×18.25%x=29.25g【答案】29.25克練習(xí)4.已知酸式鹽可以和堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)Ca(OH)2+NaHCO3→CaCO3↓+NaOH+H2O，由Na2CO3.NaHCO3.CaO和NaOH組成的混合物27.2g，把它們?nèi)苡谧懔康乃?，充分反?yīng)后，溶液中Ca2+、CO32-、HCO3-均轉(zhuǎn)化為沉淀，將反應(yīng)容器內(nèi)的水分蒸干，最后得到白色固體物質(zhì)共29g，則原混合物中含Na2CO3的質(zhì)量是()A．10.6gB．5.3gC．15.9gD．無法確定【思路點撥】本題涉及的反應(yīng)多，題目所提供的數(shù)據(jù)都是混合物的量，如果逐一分析每個反應(yīng)顯得非常復(fù)雜，若從整體分析則一目了然。從整個反應(yīng)的過程看，生成的白色固體質(zhì)量比反應(yīng)前的混合物質(zhì)量多了(29g-27.2g)=1.8g，多出來的1.8g物質(zhì)恰好為參與反應(yīng)的水的質(zhì)量。分析NaHCO3反應(yīng)的原理：CaO+H2O→Ca(OH)2，②Ca(OH)2+NaHCO3→CaCO3↓+NaOH+H2O。把①+②得CaO+NaHCO→CaCO3↓+NaOH，可知NaHCO3轉(zhuǎn)化為沉淀最終和1.8g水無關(guān)。同樣分析Na2CO3反應(yīng)的原理：③CaO+H2O→Ca(OH)2，④Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH。③+④得CaO+H2O+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH，可知Na2CO3轉(zhuǎn)化為沉淀正好消耗1.8g水。設(shè)混合物中含Na2CO3的質(zhì)量為xH2O~Na2CO31061.8gx=，解得x=10.6g四、極值法(極端分析法)極值法是一種重要的數(shù)學(xué)思想和分析方法，是極限思維法的簡稱?；瘜W(xué)上所謂“極值法”就是對因數(shù)據(jù)不足而感到無從下手的計算題或混合物組成判斷題，采用極端假設(shè)(即假設(shè)全為某一成分或者為恰好完全反應(yīng))的方法以確定混合體系中各物質(zhì)的名稱、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)，這樣可使一些抽象的復(fù)雜問題具體化、簡單化，可達到事半功倍的效果。所謂極值發(fā)，就是對數(shù)據(jù)不足、無從下手的計算或混合物的組成的判斷，極端假設(shè)恰好為某一成分，或者極端假設(shè)恰好為完全反應(yīng)，以確定混合物各成分的名稱、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)的解題方法。運用此方法解題，可收到化繁為簡、化難為易的效果。例題1．現(xiàn)有混合氣體由SO3.

SO2.O2中的兩種物質(zhì)組成，則該混合氣體中，硫元素的質(zhì)量分數(shù)不可能是()A．40%B．45%C．30%D．70%SO2中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為50%；SO3中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為40%，O2中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為0；則SO2中硫元素的質(zhì)量分數(shù)最高，它不管和其它哪一種或者2種混合，硫元素的質(zhì)量分數(shù)都小于50%，由此可知不管怎么混合都不可能出現(xiàn)混合氣體中硫元素的質(zhì)量分數(shù)等于或高于50%的情況，即硫元素的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)在0～50%之間．故選：D．練習(xí)1.鎂在空氣中燃燒發(fā)生如下反應(yīng)：3Mg+N2Mg3N2；2Mg+O22MgO。則24g鎂在空氣中完全燃燒所得產(chǎn)物的質(zhì)量可能是()A．40gB．35gC．54gD．30g分析：采用極值法考慮，計算假設(shè)全部生成氮化鎂的質(zhì)量，假設(shè)全部生成氧化鎂的質(zhì)量，結(jié)果會介于二者之間．解答：解：設(shè)24g鎂與氮氣反應(yīng)生成氮化鎂質(zhì)量為X，生成氧化鎂質(zhì)量為Y3Mg+N2=Mg3N2，2Mg+O2=2MgO

72

100

48

8024g

X

24g

Y根據(jù)：=解得X=33.3g根據(jù)：解得Y=40g，由于鎂不可能只生成一種物質(zhì)，所以產(chǎn)物質(zhì)量要介于二者之間．【答案】B點評：要學(xué)會運用極值法進行計算，要知道鎂在空氣中燃燒時產(chǎn)物一定不能是一種．練習(xí)2.取3.5克某二價金屬的單質(zhì)投入50克溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為18.25%的稀鹽酸中，反應(yīng)結(jié)束后，金屬仍有剩余；若2.5克該金屬投入與上述相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中，等反應(yīng)結(jié)束后，加入該金屬還可以反應(yīng)。該金屬的相對原子質(zhì)量為()

A.24

B.40

C.56D.65

解析：鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為50克×18.25%=9.125克，9.125克鹽酸溶質(zhì)最多產(chǎn)生H2的質(zhì)量為=0.25克。由題意知，產(chǎn)生1克H2需金屬的平均質(zhì)量小于3.5克×4=14克，大于2.5克×4=10克，又知該金屬為二價金屬，故該金屬的相對原子質(zhì)量小于28，大于20。答案選A。練習(xí)2.8.1g堿金屬R及其氧化物R2O組成的混合物與水充分反應(yīng)后，蒸發(fā)反應(yīng)后的溶液得到12g無水晶體，通過計算確定該金屬的名稱。(已知：2R+2H2O=2ROH+H2↑R2O+H2O=2ROH)【思路點撥】該題若用常規(guī)方法很難完成，而用極端分析法則可以事半功倍。設(shè)R的相對原子質(zhì)量為M，假設(shè)8.1g全為堿金屬或全為氧化物，有如下關(guān)系：2R+2H2O→2ROH+H2↑R2O+H2O→2ROH2M2(M+17)2M+162(M+17)8.1g12g8.1g12g得M=35.3M=10.7因為混合物由堿金屬和其氧化物組成，故金屬的相對原子質(zhì)量應(yīng)介于10.7和35.3之間，因此該金屬是鈉。練習(xí)3.t℃時CuSO4在水中的溶解度為25g，將32gCuSO4白色粉末加入mg水中形成飽和CuSO4溶液并有CuSO4·5H2O晶體析出，則m的取值范圍是()A．18≤m≤128B．38＜m＜180C．18＜m＜128D．36≤m≤180【思路點撥】該題中CuSO4溶于水時形成飽和溶液且有部分晶體析出，即它處于飽和溶液和晶體之間，用極端分析法解此題可帶來很大方便。假設(shè)恰好形成飽和溶液，根據(jù)溶解度有如下關(guān)系：100：25=m：32，解得m=128g假設(shè)恰好全部形成晶體，則有：CuSO4+5H2O→CiSO4·5H2O9032gmg解得：m=18由于兩種假設(shè)都處于極端狀態(tài)，而題目所給的情況是介于兩者之間，不包括兩個極端值，故m應(yīng)為18＜m＜128。五、平均值法混合物的計算是化學(xué)計算中常見的比較復(fù)雜的題型，有些混合物的計算用平均值法，利用相對原子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量的平均值、體積平均值、組成平均值來確定混合物的組成，則可化難為易、化繁為簡，進而提高解這類題的能力。例題1.有兩種金屬組成的合金6.8克與足量的硫酸溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣0.4克，則該合金的組成可能為：（

）A

、

Al

Mg

B

、

Na

Fe

C.

Zn

Cu

D

、

Mg

Zn分析：利用一定質(zhì)量金屬完全反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量=×金屬質(zhì)量，計算生成0.4g氫氣消耗選項所涉及金屬鐵、鋅、鎂、鋁、鈉的質(zhì)量；然后根據(jù)題設(shè)的條件：兩種金屬混合物6.8g，與足量稀硫酸反應(yīng)后生成了0.4g氫氣，推斷出兩種金屬混合物的可能組成．解答：根據(jù)與硫酸反應(yīng)時鐵、鋅、鎂、鋁、鈉分別呈+2.+2.+2.+3.+1價，與足量稀硫酸反應(yīng)后生成了0.4g氫氣，所需要消耗金屬的質(zhì)量分別為：需要金屬鐵的質(zhì)量=0.4g×=11.2g；需要金屬鋅的質(zhì)量0.2g×=13g；需要金屬鎂的質(zhì)量=0.4g×=4.8g；需要金屬鋁的質(zhì)量=0.4g×=3.6g；需要金屬鈉的質(zhì)量=0.4g×=9.2g，銅不與稀硫酸反應(yīng)；根據(jù)金屬混合物與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體質(zhì)量為兩種金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣質(zhì)量和，由實際實驗中兩種金屬混合物6.8g與足量稀硫酸反應(yīng)后生成了0.4g氫氣，可判斷選項混合物中兩種金屬只可能為金屬銅與鋁的混合物或鎂和鋅的混合物；故選D練習(xí)1.鋁、鋅組成的混合物和足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣0.25g，則混合物的質(zhì)量可能為()A．2gB．4gC．8.5gD．10g【思路點撥】這是典型的平均值法題型，一定要注意方法。分別計算出生成0.25g氫氣需要單獨的鋁、鋅各多少，最后選兩個數(shù)值的平均值。2Al+6HCl→2AlCl3+3H2↑Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑546652x0.25gy0.25g解得：x=2.25gy=8.125g則混合物的質(zhì)量為2.25g~8.125g。練習(xí)2.兩種氧化物的混合物共5·6克跟足7·3%的鹽酸100克完全反應(yīng)，則混合物可能是：A

、MgO和ZnO

B.CaO和CuO

C.Na2O和Al2O3

D.CaO和MgO故選A六、等效法對于一些用常規(guī)方法不易解決的問題，通過變換思維角度，作適當假設(shè)，進行適當代換等，使問題得以解決，稱為等效思維法。等效思維法的關(guān)鍵在于其思維的等效性，即所設(shè)的假設(shè)、代換都必須符合原題意。等效思維法是一種解題技巧，有些題只有此法可解決，有些題用此可解得更巧、更快。例題1.在CO、HCOOH、OHC-COOH的混合物中，已知氫元素的質(zhì)量分數(shù)為y，則碳元素的質(zhì)量分數(shù)為（）故選A．根據(jù)混合物中成分的組成元素的特點，可以把HCOOH的組成表示為CO?H2O形式、OHC-COOH的組成表示為2CO?H2O形式；進行這種組成的重新表示后，可得到混合物可以表示為CO和H2O的混合物；根據(jù)混合物中氫元素的質(zhì)量分數(shù)可計算出混合物中水的質(zhì)量及CO的質(zhì)量分數(shù)，由CO的質(zhì)量分數(shù)可進一步計算出C元素在混合物質(zhì)中的質(zhì)量分數(shù)．練習(xí)1.在320℃時，某+1價金屬的硫酸鹽飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為36.3%，向此溶液中投入2.6g該無水硫酸鹽，結(jié)果析出組成為R2SO4·10H2O的晶體21.3g。求此金屬的相對原子質(zhì)量?！舅悸伏c撥】由題意可構(gòu)造如圖所示飽和溶液：析出的飽和溶液晶體剩余的飽和溶液由等效法可知，析出的21.3g晶體由2.6g.無水