化學(xué)計(jì)算題解題指導(dǎo)

羅明奎

一、題型特點(diǎn)

化學(xué)計(jì)算是從量的方面來反映物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的，是歷年中考化學(xué)試題的壓軸題。它具有情境新穎、信息量大、化學(xué)知識豐富、覆蓋面廣、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。它不僅用來考查學(xué)生的思維能力和自學(xué)能力，還用來考查學(xué)生應(yīng)用各方面知識進(jìn)行推理判斷和分析綜合的能力。這類試題區(qū)分度大，易于把不同能力水平的學(xué)生區(qū)分開，具有較好的選拔功能。

二、失分原因及解答對策

1.失分原因

根據(jù)中考閱卷情況來看，失分原因主要是化學(xué)方程式書寫錯誤，審題曲解了題意進(jìn)而選擇了錯誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，在解方程中發(fā)生計(jì)算錯誤等。尤其應(yīng)關(guān)注計(jì)算題的解題格式，因解題格式不規(guī)范而失分的現(xiàn)象十分普遍。

2.解答對策

化學(xué)計(jì)算內(nèi)容繁多，千差萬別，沒有一成不變的解題模式，但不管哪類試題，其解法都要經(jīng)過審題、析題、解題這幾個環(huán)節(jié)。

（1）認(rèn)真審題，挖掘題給信息，明確試題的已知條件是什么、需求什么。

（2）析題就是在審題的基礎(chǔ)上，運(yùn)用有關(guān)的化學(xué)概念對題目進(jìn)行分析和解剖，找出已知條件和未知條件之間量的關(guān)系，探求解題的突破口和解題途徑。

（3）確定解題途徑后，列出各步算式，然后計(jì)算求解。

綜合計(jì)算題的情境較復(fù)雜，同學(xué)們在解題時要注意把定性思考與定量計(jì)算結(jié)合起來，要善于透過現(xiàn)象來抓住反應(yīng)本質(zhì)。對于信息題及聯(lián)系實(shí)際的計(jì)算，解題關(guān)鍵在于審題，從題目所給信息分析利用哪部分知識解決問題；圖像和表格型的計(jì)算題，已知數(shù)據(jù)大部分以圖像或表格數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)，具有一定的隱蔽性，解答這類題的關(guān)鍵是通過分析圖像含義，以及對表格中的數(shù)據(jù)作橫向、縱向比較等，挖掘出隱含在圖像或表格中的已知條件。

三、命題趨勢及復(fù)習(xí)策略

1.命題趨勢

全面考查學(xué)生的知識和技能、過程和方法、情感態(tài)度和價值觀，突出考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力是目前化學(xué)中考計(jì)算題的命題趨勢。

2015年各地中考化學(xué)計(jì)算的命題，趨于將相關(guān)知識與三種計(jì)算（有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算、根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算、有關(guān)溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算）融合考查，試題情境多與生產(chǎn)生活、社會熱點(diǎn)、科學(xué)前沿相結(jié)合，試題題干多以文字信息與標(biāo)簽或表格或圖像信息相結(jié)合的形式呈現(xiàn)，從解決實(shí)際問題出發(fā)，考查學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)知識解決問題的能力。

2.復(fù)習(xí)策略

（1）抓住核心，有理可依。

化學(xué)計(jì)算并不是純粹的數(shù)學(xué)計(jì)算，它主要考查化學(xué)基本概念、化學(xué)原理和化學(xué)定律的具體運(yùn)用，對物質(zhì)間相互反應(yīng)規(guī)律及定律的理解和應(yīng)用。只要抓住這一核心，化學(xué)計(jì)算題便會迎刃而解，因?yàn)榛瘜W(xué)計(jì)算中的數(shù)學(xué)運(yùn)算往往是比較簡單的。因此，在復(fù)習(xí)時，要切實(shí)抓住有關(guān)概念、定律和原理，準(zhǔn)確理解它們的含義及應(yīng)用范圍，為化學(xué)計(jì)算提供充分的理論依據(jù)。

（2）掌握程序，規(guī)范答題。

雖然計(jì)算題種類繁多，題型多樣，但解答計(jì)算題的程序基本上是相同的，主要有以下四步：

①審題：弄清題目內(nèi)容，審清題目中所給的圖像或表格的含義，從中提取出有效信息，厘清題目中涉及的化學(xué)變化的過程，找出已知量和未知量，這是解題中非常重要的一步。

②析題：運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)概念、化學(xué)理論、元素化合物等知識聯(lián)系已知量和未知量，找出它們之間的關(guān)系，為答題做好準(zhǔn)備，這是解題中最關(guān)鍵的一步。

③答題：在審題、析題的基礎(chǔ)上，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǎO(shè)出恰當(dāng)?shù)奈粗獢?shù)，簡潔而準(zhǔn)確地實(shí)施解題方案，寫出完整的答題過程。

④檢驗(yàn)：檢查解題所依據(jù)的化學(xué)原理是否正確、化學(xué)方程式是否配平、化學(xué)式的書寫是否有誤、單位是否正確、結(jié)果是否準(zhǔn)確、解答是否全面等。

（3）熟悉題型，輕松應(yīng)考。

中考中計(jì)算題的命制不是單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算，而是在逐步走出人為編制、沒有實(shí)際價值的偏、難、怪的誤區(qū)，重新走到基本的思想和方法上來，即考查同學(xué)們運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)概念、理論知識解決實(shí)際問題的能力，真正體現(xiàn)出“化學(xué)計(jì)算”的特點(diǎn)。與此相適應(yīng)，近幾年各地中考試題中出現(xiàn)了大量創(chuàng)新型計(jì)算題，常見的有表格數(shù)據(jù)型、圖像型、圖畫型、實(shí)驗(yàn)型、探究型、補(bǔ)充條件型、評價型、討論型等。因此，在復(fù)習(xí)過程中，同學(xué)們應(yīng)從近幾年各地中考試題中精選上述類型的試題，認(rèn)真分析，了解每類題的命題特點(diǎn)，為中考儲備知識。

四、題型掃描

1.有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算

根據(jù)化學(xué)式的相關(guān)計(jì)算技能的掌握，是繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)方程式計(jì)算的基本工具，同時也是中考的必考內(nèi)容。在考查時，往往給予一定的情境，通過情境所提供的化學(xué)式信息進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。縱觀近幾年的中考試題，通常以圖、文、表、物等作為載體提供信息，試題設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，避免了傳統(tǒng)化學(xué)式計(jì)算的乏味、枯燥，增加了試題的趣味性、可讀性和開放性，使同學(xué)們感到親切、自然。根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行的相關(guān)計(jì)算，只要認(rèn)真閱讀理解題意，找出相應(yīng)數(shù)據(jù)，即可順利解題。

例1.維生素C又名抗壞血酸，易溶于水，易被氧化，遇熱易被破壞，人體缺乏維生素C可能引發(fā)多種疾病，它的化學(xué)式是C6H8O6。計(jì)算：

（1）維生素C的相對分子質(zhì)量為。

（2）維生素C中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。（結(jié)果保留一位小數(shù)）

分析：此題中提供了維生素C的化學(xué)式，在計(jì)算時，要看清題目再做題，化學(xué)式C6H8O6是解題的關(guān)鍵。

（1）維生素C的相對分子質(zhì)量為：12×6+1×8+16×6=176。

（2）維生素C中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：8176×100%=4.5%。

答案：（1）176（2）4.5%

【解題心得】根據(jù)題目所提供的物質(zhì)化學(xué)式進(jìn)行計(jì)算，要做到：

①找準(zhǔn)計(jì)算的依據(jù)化學(xué)式，直接運(yùn)用化學(xué)式中有關(guān)量的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，即：

②理解題意，找準(zhǔn)所求問題，根據(jù)問題找到對應(yīng)解法。

③代入的相對原子質(zhì)量準(zhǔn)確，計(jì)算過程仔細(xì)，提高準(zhǔn)確率，避免不必要的失誤。

④答題格式規(guī)范，認(rèn)真檢查。

2.根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算

化學(xué)方程式表示化學(xué)變化的客觀事實(shí)，遵循質(zhì)量守恒定律，反映化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物、生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，即化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量比等于各物質(zhì)的相對分子質(zhì)量乘以該物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)所得的數(shù)值之比，此為解答這類題的依據(jù)?；瘜W(xué)方程式計(jì)算的答題步驟及格式一般為：①設(shè)未知數(shù)；②寫出化學(xué)方程式；③標(biāo)明相關(guān)量；④列出比例式；⑤求解；⑥答。

例2.發(fā)射通信衛(wèi)星的火箭用聯(lián)氨（N2H4）作燃料，用四氧化二氮（N2O4）助燃，生成物不會對大氣造成污染。

（1）反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N2H4+N2O4=3+4H2O，請?jiān)跈M線上填寫化學(xué)式以完成該化學(xué)方程式。

（2）請計(jì)算9.6gN2H4完全燃燒需要助燃物N2O4的質(zhì)量。

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，方程式左邊有6個N原子、8個H原子、4個O原子，右邊有8個H原子、4個O原子，則3個未知分子中共含有6個N原子，所以未知物質(zhì)的化學(xué)式為N2。

（2）列出聯(lián)氨與四氧化二氮反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后根據(jù)化學(xué)方程式中有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，即可得出答案。

答案：（1）N2

（2）設(shè)需要助燃物N2O4的質(zhì)量為x。

2N2H4+N2O4=3N2+4H2O

6492

9.6gx

6492=9.6gxx=13.8g

答：略。

【解題心得】化學(xué)方程式計(jì)算的要領(lǐng)、關(guān)鍵及注意事項(xiàng)如下：

①三個要領(lǐng)：解題步驟要完整；答題格式要規(guī)范；計(jì)算結(jié)果要準(zhǔn)確。

②三個關(guān)鍵：準(zhǔn)確書寫化學(xué)方程式；化學(xué)方程式要配平；準(zhǔn)確計(jì)算相對分子質(zhì)量。

③六個注意：設(shè)未知數(shù)反應(yīng)質(zhì)量為x時，x不帶單位，如果設(shè)某物質(zhì)的質(zhì)量為xg，則錯誤；化學(xué)方程式中計(jì)算不要求單位的標(biāo)準(zhǔn)化，但要注意單位的一致性；題中不涉及的物質(zhì)的質(zhì)量可不用寫出來，這樣能比較清楚地反映出已知量和未知量的關(guān)系，卷面也會比較清晰；化學(xué)方程式中各物質(zhì)之間的關(guān)系是質(zhì)量關(guān)系，如果題中給出的量或所求的量是物質(zhì)的體積，則需將物質(zhì)的體積換算成質(zhì)量再來進(jìn)行計(jì)算；化學(xué)方程式中的各量都是純物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，如果題中給出的量或所求的量是不純的物質(zhì)，則需將不純的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為純物質(zhì)再來進(jìn)行計(jì)算；計(jì)算結(jié)果有效數(shù)字的保留要按照題中要求，如果題中沒有要求，則與題中的已知量保持一致。

3.有關(guān)溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計(jì)算

溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算很少單獨(dú)考查，多數(shù)是和化學(xué)方程式的計(jì)算結(jié)合起來，一般求解溶液稀釋前后所需水的質(zhì)量或濃溶液的質(zhì)量。一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配制多出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)探究題中，考查配制和儀器的使用及產(chǎn)生誤差的原因等。

例3.蓄電池中稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%，密度為1.2g/cm3。若要在實(shí)驗(yàn)室用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸配制這種稀硫酸630g。求：

（1）630g稀硫酸的體積是多少毫升？

（2）需要濃硫酸多少克？

分析：（1）由所學(xué)知識可知，體積=質(zhì)量÷密度，把題目中相關(guān)數(shù)據(jù)代入，即可求出稀硫酸的體積。

（2）根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變，可求出所需濃硫酸的質(zhì)量。

答案：（1）630g稀硫酸的體積為：630g÷1.2g/cm3=525cm3=525mL

（2）需要濃硫酸的質(zhì)量為：630g×28%÷98%=180g

答：略。

【解題心得】此類題型常見考點(diǎn)及基本思路如下：

①溶液加水稀釋的計(jì)算：根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量相等，可用以下計(jì)算式計(jì)算：m（濃）×a%（濃）=＼[m（濃）+m（水）＼]×a%（?。?/p>

②溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的同溶質(zhì)溶液混合問題，一般可用下式計(jì)算：m（濃）×a%（濃）+m（?。羇%（?。?m（混）×a%（混）。

4.綜合計(jì)算

綜合計(jì)算題既是三種基本類型計(jì)算技能的綜合運(yùn)用，同時也是基本概念、原理以及元素化合物等知識的綜合運(yùn)用。

（1）純文字型綜合計(jì)算題。

例4.為測定某純堿樣品（含少量氯化鈉雜質(zhì)）中碳酸鈉的含量，取12g樣品放入燒杯中，加入100g稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)。經(jīng)測定，所得溶液常溫下為不飽和溶液，其質(zhì)量為107.6g（產(chǎn)生的氣體全部逸出）。試計(jì)算：

（1）反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為g。

（2）12g樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為g。

（3）稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算過程）

分析：燒杯中反應(yīng)前后物質(zhì)減少的質(zhì)量就是二氧化碳的質(zhì)量，此為解題的關(guān)鍵點(diǎn)。根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得CO2的質(zhì)量為：12g+100g-107.6g=4.4g。再將二氧化碳的質(zhì)量帶入化學(xué)方程式計(jì)算出碳酸鈉和稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，最后用稀鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量除以稀鹽酸的質(zhì)量乘以100%，即為溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

答案：（1）4.4（2）10.6

（3）設(shè)參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為x。

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

7344

x4.4g

7344=x4.4gx=7.3g

稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：7.3g100g×100%=7.3%

答：略。

【解題心得】學(xué)生在解此類試題時往往由于對題意理解不清，抓不住各物質(zhì)質(zhì)量之間的關(guān)系，易造成計(jì)算失誤。建議采用框圖法進(jìn)行分析，即在審題的基礎(chǔ)上，先在左邊方框內(nèi)寫出所有反應(yīng)物并標(biāo)出相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后在右邊方框內(nèi)寫出所有生成物并標(biāo)出相應(yīng)數(shù)據(jù)。通過框圖分析，把文字轉(zhuǎn)化為圖示，反應(yīng)物和生成物的組成和質(zhì)量關(guān)系一目了然，這樣能更直觀地理解題意，對提高解題思路和正確率有很大幫助。

（2）數(shù)據(jù)型綜合計(jì)算題。

例5.某同學(xué)為了測定NaCl和MgCl2固體混合物中MgCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：將80g固體混合物溶于水配成溶液，平均分成四份，分別加入相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaOH溶液，獲得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)第一次第二次第三次第四次固體混合物的質(zhì)量/g20202020加入NaOH溶液的質(zhì)量/g20406080生成沉淀的質(zhì)量/g2.9m8.78.7問：

（1）表中m的值為。

（2）原固體混合物中MgCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（要求寫出計(jì)算過程）

分析：本題是表格數(shù)據(jù)型計(jì)算題，考查學(xué)生數(shù)據(jù)處理的能力，即分析數(shù)據(jù)、解決問題等的綜合能力，較難。解題的關(guān)鍵是從眾多數(shù)據(jù)中找出關(guān)鍵有用的數(shù)據(jù)，特別要關(guān)注完全反應(yīng)的或者實(shí)際生成的一組數(shù)據(jù)。

（1）由第一、第二和第三次數(shù)據(jù)可知，每20g氫氧化鈉溶液與MgCl2反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀是2.9g，當(dāng)增加氫氧化鈉的質(zhì)量為60g時，則生成沉淀8.7g，以此類推，故第二次m的值為5.8。（2）假設(shè)第四次依然恰好完全反應(yīng)，那么數(shù)據(jù)中充分反應(yīng)后產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量應(yīng)為11.6g，而實(shí)際上為8.7g，說明此時氯化鎂已耗盡，所加氫氧化鈉溶液有剩余，說明第三次時二者剛好完全反應(yīng)，依此進(jìn)行計(jì)算。

答案：（1）5.8

（2）設(shè)原固體混合物中MgCl2的質(zhì)量為x。

MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl

9558

x8.7g

9558=x8.7gx=14.25g

原固體混合物中MgCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：14.25g20g×100%=71.25%

答：略。

【解題心得】這類試題要求學(xué)生有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力。試題給出數(shù)據(jù)的方法，有時變動其中的一個量，有時幾個量同時變動，需要確定參照對象，對比分析出恰好完全反應(yīng)的一組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，或?qū)Ρ确治龀鰞煞N物質(zhì)恰好反應(yīng)時的質(zhì)量比，或通過確定兩種物質(zhì)恰好反應(yīng)的量，再分別討論其中一種物質(zhì)的過量問題。

（3）圖像型綜合計(jì)算題。

例6.稱取NaCl和BaCl2的固體混合物32.5g，加入100g蒸餾水，完全溶解后向該混合溶液中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的Na2SO4溶液，反應(yīng)生成BaSO4沉淀的質(zhì)量與所加入的Na2SO4溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。試回答下列問題。（提示：BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl）

（1）完全反應(yīng)后生成BaSO4沉淀g。

（2）恰好完全反應(yīng)時消耗Na2SO4溶液的質(zhì)量是g。

（3）恰好完全反應(yīng)時所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（寫出計(jì)算過程，精確到0.1%）

分析：本題為圖像分析計(jì)算題，屬于信息處理型計(jì)算題，考查學(xué)科融合的思想及分析問題、識圖等的綜合能力，中等難度。解題的關(guān)鍵是從圖像中找出關(guān)鍵有用的數(shù)據(jù)，特別要關(guān)注曲線的拐點(diǎn)和與橫、縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)。

（1）分析圖像可知，當(dāng)產(chǎn)生BaSO4沉淀23.3g時氯化鋇和硫酸鈉溶液恰好完全反應(yīng)。

（2）解題的關(guān)鍵是代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的必須是純物質(zhì)的質(zhì)量，通過化學(xué)方程式計(jì)算出來的也是純物質(zhì)的質(zhì)量。

（3）分析題意可知，恰好完全反應(yīng)時所得溶液中的溶質(zhì)是NaCl，故有兩個來源：一是原稱取NaCl和BaCl2的固體混合物32.5g中的NaCl；二是反應(yīng)后生成的NaCl的質(zhì)量。而溶液的質(zhì)量則要減去生成BaSO4沉淀的質(zhì)量。

答案：（1）23.3（2）142

（3）設(shè)固體混合物中BaCl2的質(zhì)量為x，反應(yīng)生成的NaCl的質(zhì)量為y。

BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl

208233117

x23.3gy

23323.3g=208xx=20.8g

23323.3g=117yy=11.7g

恰好完全反應(yīng)時，溶液中NaCl的質(zhì)量為：11.7g+（32.5g-20.8g）=23.4g

所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：23.4g32.5g+100g+142g-23.3g×100%=9.3%

答：略。

【解題心得】這類試題要求學(xué)生借助數(shù)學(xué)方法對曲線表達(dá)的含義進(jìn)行正確理解，從中找到化學(xué)變化的規(guī)律，提取有用信息解題。其解題關(guān)鍵是抓住數(shù)（圖像中的點(diǎn)——起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)）和形（曲線的變化趨勢），解題的思路可分為四步：①理解縱、橫坐標(biāo)的含義；②找出關(guān)鍵的數(shù)及其所表示的意義；③揭示曲線的變化趨勢及其含義；④綜合運(yùn)用上述分析所得的信息解答具體問題。