趙經(jīng)啟

摘 要：化學(xué)計算應(yīng)用題是河北省理科綜合試卷中化學(xué)部分必考的題型，對審題能力、數(shù)據(jù)處理能力和綜合分析能力等學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)行綜合考查，充分體現(xiàn)了“從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會”的理念。通過考點(diǎn)解讀、命題趨勢分析、試題歸類解析、方法點(diǎn)撥等方面進(jìn)行總結(jié)歸納，為指導(dǎo)中考專題復(fù)習(xí)提供導(dǎo)向作用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)計算；題型解析；方法點(diǎn)撥

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-010X（2018）08-0045-05

一、考點(diǎn)解讀

化學(xué)計算從量的方面反映了物質(zhì)間的相互關(guān)系及其變化規(guī)律，是化學(xué)研究的重要途徑?？疾樾问街饕羞x擇題、填空題、計算應(yīng)用題，其中計算應(yīng)用題是初中化學(xué)計算題的重點(diǎn)，也是河北省理科綜合試卷中化學(xué)部分必考的壓軸題型。這類試題題型靈活，近幾年（如表1）已不是單純的考查計算，而是以與生產(chǎn)、生活實際緊密聯(lián)系的重點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)為切入點(diǎn)，以實驗為載體，通過實驗情景展示、圖表、圖像等不同種形式間接提供信息，將化學(xué)方程式和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算結(jié)合在一起，對學(xué)生們的審題能力、信息搜集能力、數(shù)據(jù)處理能力、綜合分析能力和應(yīng)用能力等學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)行綜合考查，充分體現(xiàn)了“從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會”的理念，具有較好的區(qū)分度。

二、題型解析

類型一：文字?jǐn)⑹鲂陀嬎銘?yīng)用題

【特點(diǎn)分析】該類試題通常用簡練的語言描述一個實驗內(nèi)容或化學(xué)反應(yīng)過程，直接或間接提供數(shù)據(jù)信息，最后提出需要計算的問題，要求學(xué)生按要求進(jìn)行作答。此類試題常以化學(xué)方程式和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)結(jié)合計算的形式出現(xiàn)，考查學(xué)生審題的能力和分析問題的能力。

【典型示例】為測定某硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，化學(xué)小組同學(xué)取10g該硫酸溶液，向其中加入21.2gBaCl2溶液，二者恰好完全反應(yīng)，過濾后稱得濾液的質(zhì)量為28.87g。請計算：（溫馨提示：H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl）

（1）反應(yīng)后生成沉淀的質(zhì)量是________ g；

（2）該硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到0.1%）

【剖析】問題（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前硫酸溶液和氯化鋇溶液的質(zhì)量之和與反應(yīng)后濾液質(zhì)量之差即為生成硫酸鋇的質(zhì)量，即10g+21.2g-28.87g=2.33g；問題（2）根據(jù)化學(xué)方程式，利用生成物硫酸鋇的質(zhì)量可計算出參加反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量，進(jìn)而依據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算公式計算出硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【參考答案】

（1）2.33

（2）解：設(shè)硫酸溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為

硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

答：該硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.8%。

【方法點(diǎn)撥】解答此類試題，應(yīng)在理解題意的基礎(chǔ)上，以簡要流程圖的形式呈現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)過程，然后結(jié)合化學(xué)方程式進(jìn)行分析和解答。對于兩種溶液反應(yīng)后生成沉淀質(zhì)量的計算，可根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用反應(yīng)前的物質(zhì)質(zhì)量總和與反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量之差求出生成沉淀的質(zhì)量。

類型二：含雜質(zhì)型計算應(yīng)用題

【特點(diǎn)分析】此類試題常借助與生產(chǎn)、生活實際聯(lián)系緊密的純堿、合金、礦石等含有雜質(zhì)的物質(zhì)，通過具體的化學(xué)反應(yīng)（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）設(shè)置情景，將化學(xué)方程式與物質(zhì)純度或溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算綜合在一起，考查學(xué)生解決實際問題的能力，充分體現(xiàn)了化學(xué)與生產(chǎn)、生活實際緊密聯(lián)系的學(xué)科特點(diǎn)。

【典型示例】日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金。黃銅是以鋅作主要添加元素的銅合金。彈殼的黃銅只含有鋅和銅。將22g彈殼放在盛有100g稀硫酸的燒杯中（恰好完全反應(yīng)），當(dāng)彈殼不再溶解后，燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量是121.8g。計算：

（1）產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為______g；

（2）稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到0.1%）

【剖析】問題（1）根據(jù)題意可知，反應(yīng)前各物質(zhì)的總質(zhì)量為22g+100g=122g，彈殼不再溶解后，產(chǎn)生的氫氣逸出，剩余所有物質(zhì)的質(zhì)量為121.8g，反應(yīng)前后質(zhì)量之差122g-121.8g=0.2 g即為產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量。問題（2）銅鋅合金中只有鋅與稀硫酸反應(yīng)，根據(jù)鋅與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，利用生成的0.2g氫氣（已知純物質(zhì)的質(zhì)量），計算出100g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算公式計算稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【參考答案】（1）0.2；（2）10.0%（計算過程略）。

【方法點(diǎn)撥】化學(xué)方程式表示的是純凈物之間的質(zhì)量關(guān)系，因此解題時需要將混合物中實際參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計算。對于生成的氣體質(zhì)量的計算，可根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用差量法進(jìn)行求解，即反應(yīng)后減少的質(zhì)量為生成氣體的質(zhì)量。

類型三：標(biāo)簽型計算應(yīng)用題

【特點(diǎn)分析】該類試題的特點(diǎn)是利用標(biāo)簽的形式提供有關(guān)信息，以物質(zhì)的純度計算或溶液濃度的判斷為主要問題形式，考查學(xué)生對信息的提取能力和解決實際問題的能力。該類試題很好地體現(xiàn)了學(xué)以致用的學(xué)科思想。

【典型示例】如圖1是某胃藥標(biāo)簽上的部分內(nèi)容，某化學(xué)興趣小組取10片該藥品研碎放入燒杯中，再向燒杯中滴加稀鹽酸至恰好完全反應(yīng)（雜質(zhì)不溶于水，也不參加反應(yīng)），共消耗稀鹽酸23g，測得反應(yīng)后燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量為25.8g。請計算：

（1）反應(yīng)共生成氣體的質(zhì)量為 g；

（2）所用鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到0.1%）

【剖析】問題（1）碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)放出氣體二氧化碳，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后質(zhì)量差即為生成氣體二氧化碳的質(zhì)量，即（50g÷100）×10+23g-25.8g=2.2g；問題（2）根據(jù)碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，利用生成的2.2g二氧化碳的質(zhì)量計算出23g稀鹽酸中氯化氫的質(zhì)量，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算公式進(jìn)行計算。

【參考答案】（1）2.2；（2）15.9%（計算過程略）。

【方法點(diǎn)撥】首先，挖掘標(biāo)簽中的有用信息是解決此類問題的關(guān)鍵所在。其次，注意解題格式，如果試題要求對物質(zhì)純度或溶液濃度等進(jìn)行判斷，要用簡練的語言做出正確解釋。

類型四：實驗情景型計算應(yīng)用題

【特點(diǎn)分析】實驗情景型計算題是近來年出現(xiàn)的較新題型。此類試題通過化學(xué)實驗過程圖示的方式提供數(shù)據(jù)信息和設(shè)置問題，考查學(xué)生的數(shù)據(jù)提取和分析能力。

【典型示例】某化學(xué)興趣小組在實驗室用碳酸鈉溶液和熟石灰制取少量氫氧化鈉溶液。他們的實驗過程和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2所示，請計算：

（1）實驗中生成沉淀的質(zhì)量為__________g；

（2）所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到1%）

【剖析】問題（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后減少的質(zhì)量即為實驗中生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，即195.6g-185.6g=10g；問題（2）根據(jù)化學(xué)方程式，利用生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量可求出生成的氫氧化鈉質(zhì)量，計算溶液的質(zhì)量需要將燒杯的質(zhì)量去除，再求出反應(yīng)后所得氫氧化鈉溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【參考答案】（1）10；（2）10%（計算過程略）。

【方法點(diǎn)撥】此類試題的解題關(guān)鍵是依據(jù)化學(xué)方程式對每個裝置變化前后的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，提取有用數(shù)據(jù)進(jìn)行解答。

類型五：函數(shù)圖像型計算應(yīng)用題

【特點(diǎn)分析】函數(shù)圖像不僅能表示化學(xué)反應(yīng)，還能較好地反映化學(xué)變化的過程。此類試題的特點(diǎn)是借助數(shù)學(xué)方法中的坐標(biāo)系，把多個對化學(xué)反應(yīng)具有影響的因素用曲線圖的形式表示出來，計算隱含在圖像之中的所需數(shù)據(jù)，通過設(shè)置問題情景，考查學(xué)生的讀圖能力和分析能力。

【典型示例】化學(xué)興趣小組用一瓶久置的過氧化氫溶液制取氧氣并測量過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)。稱量68g過氧化氫溶液和0.1g二氧化錳進(jìn)行實驗，反應(yīng)前后質(zhì)量隨時間變化關(guān)系如圖3。請計算：

（1）制得氧氣的質(zhì)量是_________________g；

（2）過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到0.1%）

【剖析】問題（1）根據(jù)過氧化氫分解的化學(xué)方程式并結(jié)合函數(shù)圖像分析可知：過氧化氫溶液和二氧化錳混合物在反應(yīng)后減少的質(zhì)量即為氧氣的質(zhì)量，即68.1g-67.3g=0.8g；問題（2）根據(jù)過氧化氫分解的方程式，利用生成的氧氣質(zhì)量可求出參加反應(yīng)的過氧化氫的質(zhì)量，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算公式求出過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【參考答案】（1）0.8；（2）2.5%（計算過程略）。

【方法點(diǎn)撥】解答該類試題，首先應(yīng)該明確坐標(biāo)系中橫、縱坐標(biāo)所建立的是哪兩個量之間的關(guān)系，其次根據(jù)化學(xué)方程式分析“三點(diǎn)一趨勢”表示的意義，即起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)和圖像變化趨勢的含義（拐點(diǎn)表示對應(yīng)兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)），最后通過對圖像的綜合分析，準(zhǔn)確提取有用信息進(jìn)行解答。

類型六：表格數(shù)據(jù)型計算應(yīng)用題

【特點(diǎn)分析】表格數(shù)據(jù)型計算應(yīng)用題是利用數(shù)學(xué)方法對化學(xué)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并以表格為載體將解題信息呈現(xiàn)出來。試題往往給出多組數(shù)據(jù)或條件，通過對數(shù)據(jù)或條件的對比分析解答有關(guān)問題。此類試題的特點(diǎn)是實驗數(shù)據(jù)較多，信息量較大，注重實驗過程分析，側(cè)重分析能力的考查，試題難度較大。

【典型示例1】某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，他們?nèi)?0g石灰石放入燒杯，再把80g稀鹽酸分四次加入燒杯中，實驗過程所得數(shù)據(jù)如下表（已知石灰石樣品中含有的雜質(zhì)既不溶于水，也不與稀鹽酸反應(yīng)）。

分析表中數(shù)據(jù)，完成下列問題：

（1）表中m的數(shù)值為________；

（2）計算稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到1%）

【剖析】問題（1）根據(jù)稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)方程式，結(jié)合表格提供的實驗數(shù)據(jù)，比較第1次和第2次實驗數(shù)據(jù)可以得出“20g稀鹽酸中的溶質(zhì)HCl與3g（10g-7g）CaCO3恰好完全反應(yīng)”，比較第2次和第3次實驗數(shù)據(jù)可以得出“第3次所用的稀鹽酸過量，即石灰石中的CaCO3已完全反應(yīng)，剩下2.6g固體為既不溶于水，也不與稀鹽酸反應(yīng)的雜質(zhì)”，因此得出第4次的數(shù)據(jù)m值為2.6；問題（2）通過上述分析可知，第1次和第2次實驗中稀鹽酸中HCl已被完全反應(yīng)，可以通過第1次或第2次實驗中消耗的CaCO3的質(zhì)量求出HCl的質(zhì)量，并根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計算出稀鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【參考答案】（1）2.6；（2）11% （計算過程略）。

【典型示例2】“黃銅”是銅、鋅合金，為了測定某黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲、乙、丙三位同學(xué)分別進(jìn)行實驗，實驗數(shù)據(jù)如下：（燒杯均為56g）

請回答下列問題：

（1）_________________同學(xué)取用的稀鹽酸和樣品恰好完全反應(yīng)，他制取的氫氣的質(zhì)量是___________________；

（2）計算黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到0.1%）

【剖析】問題（1）根據(jù)鋅與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和表格提供的數(shù)據(jù)，比較甲和丙實驗數(shù)據(jù)可以得出“甲同學(xué)所用鹽酸有剩余”，比較乙和丙實驗數(shù)據(jù)可以得出 “乙同學(xué)所用的黃銅過量”，綜合甲、乙、丙三位同學(xué)實驗數(shù)據(jù)分析可知丙同學(xué)取用的稀鹽酸和樣品恰好完全反應(yīng)，再根據(jù)丙同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)計算出氫氣的質(zhì)量為“129g+20g-148.8g=0.2g”；問題（2）根據(jù)丙同學(xué)的數(shù)據(jù)，利用氫氣的質(zhì)量計算出20g合金中鋅的質(zhì)量，再計算出黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【參考答案】（1）丙，0.2g；（2）32.5%（計算過程略）。

【方法點(diǎn)撥】對于此類計算題，解題的關(guān)鍵是對圖表所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，從“變化”中找“不變”，從“不變”中找“變化”，尋找各組數(shù)據(jù)之間內(nèi)在的變化規(guī)律，再從中選取關(guān)鍵的數(shù)據(jù)（一般是某一種完全反應(yīng)的物質(zhì)或二者恰好完全反應(yīng)的物質(zhì)的數(shù)據(jù)）進(jìn)行解答。

類型七：表格、圖像型計算應(yīng)用題

【特點(diǎn)分析】搜集整理和信息處理能力是新課程標(biāo)準(zhǔn)要求培養(yǎng)的一種基本能力，是中考考查的重點(diǎn)，在近幾年中考試題中出現(xiàn)的以表格和圖像為載體的化學(xué)計算應(yīng)用題便是其最突出的體現(xiàn)。此類試題以表格和函數(shù)圖像結(jié)合在一起的形式將解題信息呈現(xiàn)出來，著重考查學(xué)生對某一化學(xué)反應(yīng)從不同角度進(jìn)行分析的能力。

【典型示例】鈣是人體中的常量元素，缺鈣時可通過食用保健藥劑來增加攝入量。某補(bǔ)鈣藥劑主要成分為碳酸鈣?，F(xiàn)將100g鹽酸分成5等份，逐次加到用40g該補(bǔ)鈣劑制成的粉末中（其他成分不與鹽酸反應(yīng)），得到部分?jǐn)?shù)據(jù)與圖像（圖4）。請根據(jù)有關(guān)信息回答問題：

（1）a的數(shù)值為______________________；

（2）計算該鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到0.1%）

【剖析】問題（1）根據(jù)碳酸鈣與稀鹽酸的反應(yīng)方程式和圖表數(shù)據(jù)分析可知，第四次加入鹽酸后，補(bǔ)鈣劑中的碳酸鈣與所加的鹽酸恰好完全反應(yīng)，故此時剩余的20g固體是補(bǔ)鈣劑中的非碳酸鈣成分，第1次至第4次中每次加入20g鹽酸，參加反應(yīng)的碳酸鈣質(zhì)量均為5g，所以第三次加入稀鹽酸后反應(yīng)的碳酸鈣質(zhì)量為15g，故a值為25；問題（2）在前4次的每一次反應(yīng)中，20g鹽酸中的溶質(zhì)均已完全反應(yīng)，故可根據(jù)每一次反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量求出20g鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，由此再求出鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【參考答案】（1）25；（2）18.3%

（計算過程略）。

【方法點(diǎn)撥】解答此類試題的關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生對具體化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行多角度分析的能力，此類試題可以通過專題訓(xùn)練，總結(jié)正確的解題方法，提高學(xué)生對表格和圖像的綜合分析能力。

三、突破策略

化學(xué)計算應(yīng)用題雖然題型較多，但都是以化學(xué)方程式計算為主，并結(jié)合溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)純度等綜合計算，解題時應(yīng)注意以下問題：

（一）正確書寫化學(xué)方程式是得分關(guān)鍵，對計算中涉及的化學(xué)反應(yīng)必須依據(jù)事實寫出相關(guān)的化學(xué)方程式，尤其是要注意配平方程式，只有根據(jù)正確的化學(xué)方程式進(jìn)行計算，其結(jié)果才可能是正確的。

（二）化學(xué)方程式表示的是純凈物之間的質(zhì)量關(guān)系，對于含有雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物（雜質(zhì)不參加反應(yīng)），要換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量再代入方程式進(jìn)行計算。

（三）步驟要完整，格式要規(guī)范，單位要一致。

（四）對于化學(xué)方程式與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相結(jié)合的綜合計算，解題時首先應(yīng)明確溶液中的溶質(zhì)是什么，其次應(yīng)明確所求溶液的質(zhì)量如何計算，最后運(yùn)用公式計算溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。此類試題解題的關(guān)鍵是掌握生成溶液質(zhì)量的計算方法，即生成溶液的質(zhì)量=反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和-難溶性雜質(zhì)（或不參加反應(yīng)的物質(zhì)）的質(zhì)量-生成物中非溶液（生成的沉淀或氣體）的質(zhì)量。

（五）對于函數(shù)圖像、表格、標(biāo)簽、實驗情景型綜合計算題，解題時要充分利用題給信息，并善于分析和判斷題中有用的數(shù)據(jù)，排除無關(guān)數(shù)據(jù)的干擾，最后找到物質(zhì)之間正確的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行解答。

總之，只要抓好化學(xué)方程式的正確書寫和基本的計算，加強(qiáng)分類練習(xí)，熟練掌握不同情境下的分析方法，細(xì)心作答，就能使問題迎刃而解。