綜合計(jì)算壓軸題

張波

遼寧省各市的中考化學(xué)試卷最后一道壓軸題很多都是以計(jì)算題收尾的。計(jì)算題除了考查方程式的計(jì)算，還綜合了有關(guān)溶液的相關(guān)計(jì)算。

化學(xué)方程式計(jì)算的依據(jù)：理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律;基本依據(jù)是化學(xué)方程式中反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，即質(zhì)量比不變。

有關(guān)溶液的計(jì)算需要認(rèn)識(shí)溶解現(xiàn)象，知道溶液是由溶質(zhì)和溶劑組成的，了解飽和溶液和溶解度的含義，能進(jìn)行溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算。

真題呈現(xiàn)

例1 （2021·遼寧·大連）現(xiàn)有氯酸鉀、氯化鉀和二氧化錳的混合物27.7 g，對(duì)其進(jìn)行回收利用。將混合物充分加熱得到4.8 g氧氣。向反應(yīng)后的固體中加入一定質(zhì)量的水，充分溶解，得到8.0 g二氧化錳和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的氯化鉀溶液，該溶液可作植物葉面肥。

（1）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算27.7 g混合物中氯酸鉀的質(zhì)量。

（2）計(jì)算向反應(yīng)后的固體中加入水的質(zhì)量。

名師解析

1.解題思路：本類型題是關(guān)于質(zhì)量守恒定律的計(jì)算題，主要利用物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系進(jìn)行分析并解決有關(guān)問題，要求同學(xué)們具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力，同時(shí)還要注意解題過程的規(guī)范書寫。

2.解題要點(diǎn)：（1）利用化學(xué)方程式中各物質(zhì)之間恒定的質(zhì)量關(guān)系，找量計(jì)算（溫馨提示：一定要找準(zhǔn)）。已知生成4.8 g氧氣，代入化學(xué)方程式中，計(jì)算參加反應(yīng)的氯酸鉀的質(zhì)量。（2）催化劑二氧化錳在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量不改變，反應(yīng)前后都是8.0 g。（3）反應(yīng)后所得氯化鉀溶液中的溶質(zhì)一部分來自原來混合物含有的氯化鉀，另一部分是由氯酸鉀反應(yīng)生成的。（4）根據(jù)溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，已知溶質(zhì)氯化鉀的質(zhì)量，計(jì)算出溶液的總質(zhì)量及溶劑水的質(zhì)量。

答案：解：（1）設(shè)混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為x。

2KClO3 [? ? ?MnO2? ? △] 2KCl + 3O2↑

245? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 96

x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.8 g

[245x]? =? [964.8 g]? ? x = 12.25 g

（2）氯化鉀的質(zhì)量27.7 g - 4.8 g - 8.0 g =14.9 g，氯化鉀溶液的質(zhì)量為14.9 g ÷0.5% = 2980 g，加入水的質(zhì)量為2980 g - 14.9 g = 2965.1 g。

答：混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為 12.25 g，向反應(yīng)后的固體中加入水的質(zhì)量為2965.1 g。

總結(jié)提升

攻克此類綜合計(jì)算題需要具備以下知識(shí)儲(chǔ)備：

一、熟練掌握化學(xué)方程式計(jì)算的步驟

1.設(shè)未知量x或y（無單位）;

2.寫出化學(xué)方程式;

3.標(biāo)出已知量、未知量（溫馨提示：代入化學(xué)方程式計(jì)算的質(zhì)量一定是純凈物的質(zhì)量。找準(zhǔn)已知量、未知量，算準(zhǔn)相對(duì)分子質(zhì)量）;

4.列比例式（溫馨提示：此步驟最關(guān)鍵，要帶單位列式，數(shù)據(jù)上下對(duì)齊）;

5.簡(jiǎn)明寫答。

化學(xué)方程式計(jì)算的步驟，可簡(jiǎn)記為口訣：一解二設(shè)最后答，方程式書寫不能差;準(zhǔn)確找到質(zhì)量比，純量代入不摻假;所有單位要一致，列式計(jì)算解決它。

二、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

1.溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（1）定義：溶液中溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比。

（2）計(jì)算公式：

所有溶液：溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù) = [溶質(zhì)質(zhì)量溶液質(zhì)量] × 100%。

飽和溶液：溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù) = [溶解度溶解度 + 100 g] × 100%。

（3）特別提醒：①溶液質(zhì)量 = 溶質(zhì)質(zhì)量 + 溶劑質(zhì)量，但溶液體積 ≠ 溶劑體積 + 溶質(zhì)體積;②計(jì)算溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，溶質(zhì)質(zhì)量只能計(jì)已溶解的部分，未溶解的部分不能作為溶質(zhì)質(zhì)量計(jì)算。

2.有關(guān)溶液稀釋的計(jì)算

（1）原理：溶液加水稀釋時(shí)，溶液的質(zhì)量發(fā)生變化，而稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變。

（2）公式：m1 × a% = m2 × b%。（a%、b%分別表示稀釋前后溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，m1、m2分別為稀釋前后溶液的質(zhì)量）

三、有關(guān)化學(xué)方程式的5種帶“量”計(jì)算

溫馨提示：帶*號(hào)的各地考試要求不同

1.給量計(jì)算——有一種物質(zhì)是完全反應(yīng)的，直接代數(shù)計(jì)算。

例2 13 g鋅和足量稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì)量是多少？答案：0.4 g。

2.找量計(jì)算——給定的數(shù)據(jù)都不能直接運(yùn)算，需先求出能運(yùn)用方程式計(jì)算的已知量。

例3 氯酸鉀、二氧化錳的混合物26.5 g，加熱到不再產(chǎn)生氣體，稱得剩余固體的質(zhì)量為16.9 g。（1）求生成氧氣的質(zhì)量;（2）求原混合物中二氧化錳的質(zhì)量。

提示：題中的26.5 g及16.9 g均為混合物質(zhì)量，二者之差為生成氧氣的質(zhì)量，可作為已知量代入化學(xué)方程式計(jì)算。答案：9.6 g;2 g。

*3.選量計(jì)算——給定的量中有一個(gè)量是完全反應(yīng)的，需提前判斷。

例4 3 g碳在10 g氧氣中充分燃燒，生成二氧化碳的質(zhì)量是多少？答案：11 g 。

*4.無量計(jì)算——無數(shù)據(jù)計(jì)算，可設(shè)定質(zhì)量或質(zhì)量比。

例5 碳酸鈣和銅的混合物在空氣中充分燃燒后，所得固體質(zhì)量與原混合物質(zhì)量相等，求原混合物中兩種成分的質(zhì)量比。

提示：與銅反應(yīng)的氧氣質(zhì)量 = 碳酸鈣分解生成二氧化碳的質(zhì)量，可分別設(shè)碳酸鈣和銅的質(zhì)量為x、y，生成二氧化碳質(zhì)量為[44x100]，參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為[32y128]，可求x∶y值。答案：25∶44。

*5.差量計(jì)算——利用反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量差進(jìn)行計(jì)算。

例6 將56 g鐵投入一定量硫酸銅溶液中，待反應(yīng)完全后，測(cè)得固體質(zhì)量為60 g，求生成銅的質(zhì)量。

提示：每56份質(zhì)量的鐵與足量硫酸銅反應(yīng)生成64份質(zhì)量的銅，質(zhì)量增加8份質(zhì)量，題中質(zhì)量增加60 g - 56 g = 4 g，設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，則有[56x] = [84 g]，x = 28 g。答案：32 g。

變式探究

做電解水實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了加快電解速率，可在水中加入少量的硫酸鈉增強(qiáng)其導(dǎo)電性。當(dāng)在93.6 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硫酸鈉溶液中通電一段時(shí)間后，正極上產(chǎn)生3.2 g氧氣。

（1）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算負(fù)極上產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量。

（2）由于電解速率較慢，又繼續(xù)向通電后的溶液中加入硫酸鈉，若要使溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?0%，則需要加入硫酸鈉固體的質(zhì)量是多少？

答案：（1）負(fù)極上產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量為0.4 g （2）需要加入硫酸鈉固體的質(zhì)量為4.8 g

（作者單位：遼寧省大連南金實(shí)驗(yàn)學(xué)校）