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1、专题四 化学计算题题型解读题型一 根据质量守恒定律的计算此类试题常以一种有机物燃烧为线索给题，涉及的物质种类较多，已知数据(n-1)组，n是物质种类较多，但由于涉及未知的化学式，因此无法直接利用化学方程式进行计算。常利用质量守恒定律进行分析，根据反应前后元素质量守恒、原子数目和种类守恒等进行计算，先求出已知物质的化学计量数之比，继而推算未知物质的化学式或书写化学方程式。例1 在点燃条件下，2.8gC2H4与8.0gO2恰好完全反应，生成4.4gCO2、3.6gH2O与物质X，则物质X的质量为 g，该反应方程式中X和O2的化学计量数之比为 。【答案】2.8 25【解析】根据质量守恒定律，物质X的
2、质量=2.8g+8.0g-4.4g-3.6g=2.8g；根据已知物质的质量，首先计算出C2H4、O2、CO2、H2O四种物质的分子个数(即化学计量数)之比：=2524，设物质X的化学计量数为a，该反应的化学方程式可表示为：2C2H4+5O22CO2+4H2O+aX，根据反应前后原子种类、数目守恒可推知，X为CO，a=2，故X与O2的化学计量数之比为25。题型二 技巧性计算题该类试题多见于选择题之中，作为选择题的压轴题出现，涉及多种物质的反应，难度相对较大。一般所给数据不充足、无法利用化学方程式直接计算，常借助质量守恒定律，利用守恒的思想进行分析。常见的解题方法有：守恒法、极值法、平均值法、差量
3、法等。1守恒法：利用反应前后某种量的守恒，如元素质量守恒、物质质量守恒、原子个数守恒、正负化合价总数守恒等进行的计算。守恒法往往穿插在其他方法中使用，是各种解题方法的基础，利用守恒法可以很快建立等量关系，达到速算效果。例2 现有25g的KOH和K2CO3固体混合物，已知钾元素与碳元素的质量比是393，把固体全部加入盛有100g足量稀硫酸的烧杯中，充分反应后，烧杯里残留物质的质量是120.6g，则烧杯中硫酸钾的质量为( )A4.8g B9.6g C17.4g D34.8g【答案】D【解析】本题利用物质总质量守恒、元素质量守恒的思想进行分析，并利用“物质质量=元素质量该元素质量分数”的公式进行计算
4、。向KOH和K2CO3的混合物中加入稀硫酸，硫酸先与KOH反应，后与K2CO3反应生成K2SO4、H2O和CO2气体，因此，溶液中减少的质量是生成的CO2的质量：25g+100g-120.6g=4.4g，其中碳元素的质量为1.2g；已知钾元素与碳元素的质量比是393，因此钾元素的质量为1.2g=15.6g；反应后，混合物中的钾元素完全转化到K2SO4中，因此烧杯中K2SO4的质量为15.6g(100%)=34.8g。2极值法：将混合物看作只含其中一种组分A，即所占份数达到100%(极大值)时，则另一组分B所占份数为0(极小值)，可求出此组分A的某个物理量的值N1；用相同的方法可求出混合物只含B
5、时的同一物理量的值N2，设N平是混合物中这个物理量的平均值，则N平介于N1N2之间，从而可判断混合物的可能组成。例3 镁铝合金xg和足量的盐酸反应后可生成0.1gH2，则x可能为( )A0.8 B1 C1.5 D无法确定【答案】B【解析】本题可利用“极值法”取平均值进行计算。即把0.1g的氢气分别看成是镁、铝与盐酸反应生成的，分别计算出需要镁的质量为1.2g、需要铝的质量为0.9g，则x应介于0.91.2之间，故选B。3平均值法：这种方法适合推算混合物的可能组成成分。通过混合物中某个物理量的平均值，可推测组成混合物的两种成分中的此物理量，肯定一个比平均值大，另一个比平均值小，从而快捷地推断出混
6、合物的可能组成。例4 2.3g铁和M的混合物与足量盐酸反应，生成0.2g氢气，则M可能是( )A镁 B铝 C碳 D钠【答案】B【解析】产生0.2g氢气，需要纯铁的质量为5.6g，而题目中混合物的质量为2.3g，说明M与盐酸反应产生0.2g氢气消耗的质量小于2.3g。碳不与盐酸反应；镁、铝、钠与盐酸反应生成0.2g氢气时，需要纯金属的质量分别为2.4g、1.8g、4.6g。由此可知，M可能是铝。4差量法：差量法是依据化学反应前后的某些量的变化找出所谓的理论差量(固体、溶液或气体质量差等)，与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。此法将“差量”看作化学方程式最右端的一项，将已知差量(实
7、际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)列成比例式进行解答。例5 将50g铁棒放入一定量的硫酸铜溶液中片刻，取出洗净干燥后，称得此铁棒重51.6g，生成铜的质量为( )A6.4g B12.8g C3.2g D1.6g【答案】B解：设生成铜的质量为x。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 固体变化的质量56 64 64-56=8(理论差量)x 51.6g-50g=1.6g(实际差量)=解得x=12.8g5假设法：假设法常用于无数据计算题中。无数据计算题不是真的没有数据，而是数据被隐藏在题目之中，认真分析题意后即可将数据挖掘出来。找到“隐藏数据”后，常常先假设一种或几种物质的质量，然后根据题意进
8、行计算。例6 向稀盐酸和氯化钙的混合溶液中加入过量的碳酸钠溶液，生成气体的质量是生成沉淀质量的12.21倍，则原混合溶液中氯化氢和氯化钙的质量比是( )A734 B7325 C473 D73111【答案】A6关系式法：关系式法适合涉及多步反应的化学方程式的计算。解题关键是：从多步反应的化学方程式中找出与已知物、待求物相关联的物质，以此物质为纽带找出已知物与待求物的关系式，再利用它们的质量关系，列出比例式求解。该方法免除了涉及中间过程的大量运算，既节约时间又避免了中间过程中的计算出错，是化学计算中的常用方法之一。例7 向盛有一定质量MgO和MgCO3混合物的烧杯中加入142g稀盐酸，恰好完全反应
9、，一定温度下，得到150g不饱和溶液。下列数据中，与该溶液的溶质质量分数最接近的是( )A5.3% B5.6% C12.7% D13.4%【答案】C解：氧化镁、碳酸镁分别与稀盐酸反应时溶液增加质量的情况如下：MgO+2HCl=MgCl2+H2O 溶液增加质量(m1)40 95 40MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2 溶液增加质量(m2)84 95 44 84-44=40可见，溶液增加质量相同。当溶液增加质量相同时，生成氯化镁的质量相同，所得溶液的溶质质量分数相同。设所得溶液中氯化镁的质量分数为x，则MgCl2溶液增加质量95 40150gx 150g-142g=8g9540=15
10、0gx8g解得x12.7%。7转换法：根据不同物质中组成元素之间的关系，找到其质量比或相互转换的倍数关系，然后结合比例关系进行计算。例8 在FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物中，硫元素的质量分数为X%，则混合物中铁元素的质量分数为在( )A1-X% B1-2X% C1-3X% D1-4X%【答案】C【解析】本题是利用“转换法”解答。S的相对原子质量为O的2倍，“SO2”中的4个O可看作2个S，则“SO2”的质量分数为3X%，铁元素的质量分数为1-3X%。题型三 根据化学方程式的简单计算该题型在中考试卷中常作为压轴题放于卷末，与综合应用题同题考查。这类题型均可利用化学方程式直接计算，步骤相对
11、简单，但要注意计算步骤和格式的规范性。例9 我国南海蕴藏着丰富的油气资源。工业上可用甲烷(CH4)裂解制取高质量炭黑和氢气，反应的化学方程式为CH4C+2H2，现将32t甲烷裂解，可制得氢气的质量是多少?解：设可制得氢气的质量为x。CH42H2+C16 432t x=x=8t答：可制得氢气的质量为8t。例10 某工厂变废为宝，探究用废硫酸等来制取所需产品。现有废硫酸4.9t(H2SO4的质量分数为20%)，与足量废铁屑反应来制取硫酸亚铁，同时将生成的全部氢气通入足量氧化铜中并加热(H2+CuOCu+H2O)，请计算理论上最多可生产铜的质量。解：设理论上最多可生产铜的质量为x。根据发生的化学方程
12、式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2和H2+CuOCu+H2O，可得如下关系式：H2SO4H2Cu98 644.9t20% x=x=0.64t答：理论上最多可生产铜的质量为0.64t。【解析】本题涉及两个化学方程式，即铁和稀硫酸反应的化学方程式及氢气和氧化铜反应的化学方程式，利用铁和稀硫酸反应生成的氢气还原氧化铜，则两个化学方程式可用氢气联系起来，找到关系式：H2SO4H2Cu，然后可根据硫酸的质量求出理论上最多可生产铜的质量。题型四 配制溶液的计算该类试题在中考试卷中多见于选择题、简答题或综合应用题中，常以标签的形式给题，主要考查配制溶液时溶质质量的计算、浓溶液稀释时加水的计算或需要浓溶液
13、的质量的计算等。主要计算方法如下：方法1用固体配制溶液的计算(1)溶质质量=溶液质量溶质质量分数(2)溶剂质量=溶液质量-溶质质量方法2用浓溶液配制稀溶液(即溶液的稀释)的计算(1)加水稀释溶液，溶质质量不变。公式：浓溶液质量浓溶液的溶质质量分数=稀溶液质量稀溶液的溶质质量分数(2)加入水的质量=稀溶液的质量-浓溶液的质量(3)设加入水的质量为x，则浓溶液质量浓溶液的溶质质量分数=(浓溶液质量+x)稀溶液的溶质质量分数(4)若给出溶液体积，则需要用密度公式换算为溶液质量(m=V)再计算。质量可以相加减，体积不能相加减。例11 硫酸是工农业生产中使用非常广泛的一种试剂，实验室用质量分数为98%的
14、浓硫酸(密度为1.84g/cm3)配制49g质量分数为20%的硫酸。(1)经计算，所需水的质量为 g，所需98%的浓硫酸的体积为 mL。(2)量取上述体积的浓硫酸所选用的仪器为 。(填选项)A10mL量筒 B100mL烧杯 C100mL量筒 D胶头滴管(3)稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿烧杯壁缓慢地注入盛有水的烧杯里，并 。(4)如果不慎将浓硫酸沾到皮肤上，应立即 ，然后涂上3%5%的小苏打溶液。【答案】(1)39 5.4 (2)AD (3)用玻璃棒不断搅拌 (4)用大量水冲洗【解析】(1)设取用浓硫酸的质量为x，根据“稀释前后溶质质量不变”可得，98%x=49g20%，解得x=10g，则所需水的质量为49g-10g=39g；所需浓硫酸的体积V(浓硫酸)=10g1.84g/cm35.43cm3= 5.43mL，量筒只能精确到0.1mL，因此应取浓硫酸的体积为5.4mL。(2)浓硫酸的体积为5.4mL，应用10mL量筒和胶头滴管。(3)稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着烧杯壁缓慢注入盛有水的烧杯里，并用玻璃棒不断搅拌。(4)如果不慎将浓硫酸沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后涂上3%5%的碳酸氢钠溶液。题型五 化学方程式的综合计算该类型试题在中考试卷中虽考查的频次较少，但常作
