歸類例解中考化學(xué)計算題

蔣金娟

化學(xué)計算題是考查學(xué)生利用所學(xué)知識定量解決實際問題的能力，在中考化學(xué)試題中由定性的分析考查到定量計算，對學(xué)生的能力提出了較高的要求。同時定量計算也逐漸成為中考化學(xué)試題考查的亮點和必考點，在考查學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)及學(xué)科思維方面有著非常重要的意義。

分析歷年各省市中考化學(xué)計算題，其考查方式和類型有一定的規(guī)律可尋，現(xiàn)歸類總結(jié)如下。

一、文字敘述型化學(xué)計算

解決綜合計算的關(guān)鍵在于通過閱讀、理解和分析，尋找其中某一個純凈物質(zhì)量（純量），根據(jù)化學(xué)方程式的計算分別求解相關(guān)純凈物的質(zhì)量。

例1為確定氨的組成，在一定溫度、壓強下進行如下實驗：取20 mL氨，設(shè)法使它完全分解為N2和H2，體積為40 mL。加入20 mL O2，當H2和O2完全化合成水，剩余氣體體積為15 mL（已知一定溫度、壓強下一定體積各種氣體中的分子數(shù)相同）。請根據(jù)以上數(shù)據(jù)確定氨的分子式。

解析根據(jù)一定溫度、壓強下一定體積各種氣體中的分子數(shù)相同，利用體積之比等于分子數(shù)之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比來推斷氨的分子式。

解由N2和H2，體積為40 mL。加入20 mL O2，則

N2、H2、O2體積為60 mL，H2和O2化合成水剩余氣體體積為15 mL，消耗45 mL氣體，

由2H2+O22H2O可知，消耗30 mLH2、15 mL O2，剩余氣體中O2 5 mL、N2 10 mL，

則20 mL氨完全分解為10 mL N2和30 mL H2，設(shè)氨的化學(xué)式為NxHy，

由體積之比等于分子數(shù)之比等于反應(yīng)化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比，即

2NxHyN2+3H2

根據(jù)原子守恒可知，x=1，y=3，即氨的分子式為NH3，

答：氨的分子式為NH3。

點評本題考查物質(zhì)的化學(xué)式的推斷，判斷氨分解生成的氮氣和氫氣的體積是解答的關(guān)鍵，并利用體積之比等于化學(xué)計量數(shù)之比及原子守恒等方法來解答即可。

二、表格數(shù)據(jù)型化學(xué)計算

這是一類有關(guān)數(shù)據(jù)分析處理的綜合計算題型，這類題目解題的關(guān)鍵是找出兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)的數(shù)據(jù)進行計算。

例2

現(xiàn)有一種銅和氧化亞鐵的混合物樣品。為測定該樣品中氧化亞鐵的含量，某學(xué)生取20.0 g此樣品置于燒瓶中，分四次加入密度為1.22 g/cm3的硫酸并做相關(guān)記錄。關(guān)數(shù)據(jù)記錄見表1。

（1）10.0 g此樣品中銅的質(zhì)量。

（2）樣品中氧化亞鐵的質(zhì)量分數(shù)。

解析（1）氧化亞鐵和硫酸生成硫酸亞鐵和水;銅不會和硫酸反應(yīng)，所以全部參加反應(yīng)后剩余固體就是銅。

根據(jù)表1可知，銅的質(zhì)量是8 g，則樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)=8 g20 g×100%=40%。

10 g樣品中銅的質(zhì)量=10×40%=4 g。

（2）由（1）可知，樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)為：40%，則樣品中氧化亞鐵的質(zhì)量分數(shù)為：

1-40%=60%

點評掌握化學(xué)方程式的計算格式和規(guī)范性，本題的關(guān)鍵是知道銅不會參加反應(yīng);能夠判斷哪一組恰好完全反應(yīng)。

三、函數(shù)圖像型化學(xué)計算

解答函數(shù)圖像型計算時，應(yīng)該仔細分析函數(shù)圖像中橫、縱坐標所表示的不同量，以及“三點一圖趨勢”即起點、轉(zhuǎn)折點、終點和圖像變化趨勢。

例3向盛有12.60 g碳酸氫鈉固體的燒杯中，加入100.5 g硫酸溶液恰好反應(yīng)。反應(yīng)過程用精密儀器測得燒杯連同藥品的質(zhì)量（m）與反應(yīng)時間（t）的關(guān)系如圖1所示。燒杯連同藥品的起始質(zhì)量為200.0 g。

反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2NaHCO3+H2SO4

Na2SO4+2H2O+2CO2↑

圖1

回答下列問題：

（1）當碳酸氫鈉與硫酸溶液恰好完全反應(yīng)時，所需的時間約為。

（2）當碳酸氫鈉與硫酸溶液完全反應(yīng)時，所產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為。

（3）反應(yīng)后，所得硫酸鈉溶液的溶質(zhì)量分數(shù)為多少？

解析（1）4 s

（2）6.6 g

（3）設(shè)完全反應(yīng)時，生成硫酸鈉的質(zhì)量為x，則

2NaHCO3+H2SO4

Na2SO4+2H2O+2CO2↑

142 ?88

x ? ? ? ? ? ? ?6.6 g

14288=x6.6 g

x=10.65 g

m（Na2SO4溶液）=12.60 g+100.5 g-6.6 g

=106.5 g

w（Na2SO4）=（10.65 g/106.5 g）×100%

=10%

答：所得硫酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%。

四、結(jié)合實驗示意圖型化學(xué)計算

結(jié)合實驗示意圖型計算以化學(xué)實驗為載體，對比分析每個裝置變化前后的質(zhì)量差，再尋求關(guān)系式或數(shù)據(jù)進行逐個求解。

例4為測定某NaCl、Na2CO3固體混合物的組成，小明同學(xué)取16 g該混合物放入燒杯中，分五次加入稀鹽酸（每次加入稀鹽酸的質(zhì)量為25 g），待反應(yīng)完全后，得到下面的質(zhì)量關(guān)系：

加入稀鹽酸

的次數(shù)第一次第二次第三次第四次第五次

燒杯及反應(yīng)后

混合物的

總質(zhì)量/g122.2146.1170.0193.9218.9

請分析以上數(shù)據(jù)后計算：

（1）原固體混合物中Na2CO3的質(zhì)量。

（2）當加入稀鹽酸至固體混合物恰好完全反應(yīng)時，所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。（計算結(jié)果精確到0.1）

解析反應(yīng)中共生成CO2的質(zhì)量為：

（122.2 g+25 g-146.1 g）×4=4.4 g，

設(shè)參與反應(yīng)的Na2CO3的質(zhì)量為x，則

Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O

106 ? ? ? ? ?117 ? ? 44

x ? ? ? ? ? ? y ? ?4.4 g

10644=x4.4 g，11744=y4.4 g

解之得：x=10.6 g，y=11.7 g，

混合物中Na2CO3質(zhì)量為10.6 g，生成NaCl的質(zhì)量為11.7 g，

待完全反應(yīng)后，所得溶液質(zhì)量為：25 g×4+16 g-4.4 g=111.6 g，

待完全反應(yīng)后，溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為：16 g-10.6 g+11.7 g=17.1 g，待完全反應(yīng)后，溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：17.1 g111.6 g×100%≈15.3%。

答：原固體中Na2CO3的質(zhì)量為10.6 g，反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15.3%。

總之，解決中考化學(xué)計算題要根絕不同的類型，正確運用所給條件，利用化學(xué)方程式及相互轉(zhuǎn)化的定量關(guān)系進行，注意單位及有效數(shù)字的要求，定能在中考中獲得滿意的成績。

（收稿日期：2015-07-15）