申艷秋
化學(xué)計(jì)算是初中化學(xué)知識(shí)的重要組成部分,借助數(shù)學(xué)計(jì)算,可幫助我們從量的方面進(jìn)一步理解物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律,同時(shí)培養(yǎng)分析、推理、歸納等邏輯思維能力和解決實(shí)際問題的能力。
考點(diǎn)提煉
化學(xué)計(jì)算題一般通過設(shè)置問題情境,考查物質(zhì)組成、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算以及物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律,具體如下。
一、關(guān)于化學(xué)式的計(jì)算
考點(diǎn):(1)物質(zhì)種類的判斷;(2)元素種類;(3)原子個(gè)數(shù)比;(4)相對(duì)分子質(zhì)量;(5)各元素質(zhì)量比;(6)某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù);(7)化合物中某元素質(zhì)量;(8) 物質(zhì)(或元素)的純度等。
解題要點(diǎn):抓住相對(duì)原子質(zhì)量和各原子個(gè)數(shù)兩個(gè)關(guān)鍵,注意區(qū)分“原子個(gè)數(shù)比”和“元素質(zhì)量比”。
二、溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算
考點(diǎn):用固體配制溶液、濃溶液的稀釋、化學(xué)反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等問題。
1.基礎(chǔ)計(jì)算應(yīng)用的公式及規(guī)律:
(1)已知所需溶液的質(zhì)量和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),根據(jù)公式:溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)? =? [溶質(zhì)的質(zhì)量溶液的質(zhì)量] ×100%,求所需溶質(zhì)的質(zhì)量,進(jìn)而求出溶劑的質(zhì)量。
(2)溶液的稀釋計(jì)算:m(濃) × A%(濃) = m(?。?× B%(稀);m(濃) + m(水) = m(?。?。
2.有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算:
(1)明確溶質(zhì)是什么,通過化學(xué)方程式求出溶質(zhì)的質(zhì)量。
(2)明確所求溶液的質(zhì)量,反應(yīng)后溶液的質(zhì)量 = 反應(yīng)前總質(zhì)量 - 生成氣體的質(zhì)量 - 生成沉淀的質(zhì)量 - 不溶性雜質(zhì)的質(zhì)量。
(3)運(yùn)用公式計(jì)算出溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
三、有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算
這類計(jì)算題的題型多變,解題時(shí)要從文字、圖象、表格、實(shí)驗(yàn)中獲取信息,學(xué)會(huì)運(yùn)用化學(xué)知識(shí)去解決問題,理解化學(xué)知識(shí)服務(wù)于生產(chǎn)生活。
1.解答化學(xué)方程式計(jì)算問題要把握好以下幾個(gè)方面:
(1)準(zhǔn)確書寫化學(xué)式、化學(xué)方程式,正確計(jì)算質(zhì)量關(guān)系。
(2)細(xì)致分析,從表格、圖象、探究實(shí)驗(yàn)中正確找到相關(guān)數(shù)據(jù)。
(3)單位統(tǒng)一、用純凈質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算,若是體積要換算成質(zhì)量才能代入計(jì)算。
(4)步驟要完整,格式要規(guī)范,結(jié)果要準(zhǔn)確。
(5)正確判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度:
①“適量”或“恰好反應(yīng)”——反應(yīng)物之間按一定比例恰好反應(yīng),反應(yīng)物均無剩余。
②“足量”或“過量”—— 一種反應(yīng)物完全反應(yīng)、無剩余,其他反應(yīng)物剩余。
③“反應(yīng)一段時(shí)間”——某些加熱才能進(jìn)行的反應(yīng),當(dāng)停止加熱時(shí),反應(yīng)即停止,故反應(yīng)物均可能有剩余;兩種溶液充分反應(yīng)后,溶質(zhì)不可能同時(shí)有剩余。
2.題型及解題要點(diǎn):
(1)文字?jǐn)⑹鲱悾褐饕疾橥瑢W(xué)們提煉題目中隱含信息的能力,重點(diǎn)在于“讀懂題,找到已知量,列出有效的等式求出未知數(shù)”。
(2)表格數(shù)據(jù)類:命題時(shí)常以表格形式呈現(xiàn)出一組或多組化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過分析、對(duì)比,發(fā)現(xiàn)規(guī)律之中的矛盾點(diǎn),進(jìn)而分析根源,解決問題。通常利用差量法求出反應(yīng)產(chǎn)生的氣體或沉淀,或者利用減少、增加的某物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。如果表格的數(shù)據(jù)出現(xiàn)遞增或遞減,當(dāng)數(shù)據(jù)不再重復(fù)前面的規(guī)律時(shí),則說明已充分反應(yīng),此時(shí)至少有一種物質(zhì)已被耗盡。
(3)圖象類:解題時(shí)應(yīng)該仔細(xì)分析圖象中的“三點(diǎn)、一勢(shì)、兩坐標(biāo)”,即起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)、圖象變化趨勢(shì)及橫縱坐標(biāo)。圖象中的氣體或沉淀的質(zhì)量可以直接使用,溶液質(zhì)量要換算成溶質(zhì)質(zhì)量再代入。
(4)綜合類:這類試題知識(shí)點(diǎn)多,閱讀信息量大,思維過程復(fù)雜,要求同學(xué)們有較高的分析應(yīng)用能力。只有掌握基本類型的計(jì)算,認(rèn)真審題,才能順利解決問題。
近年來中考化學(xué)試題命制形式靈活多樣,著力體現(xiàn)基礎(chǔ)性和應(yīng)用性,綜合性相對(duì)較少,符合初中化學(xué)為啟蒙階段的實(shí)際。另外沈陽地區(qū)的化學(xué)中考試題,化學(xué)計(jì)算沒有解題格式的要求。
真題精講
例 (2022·湖南·邵陽)取一定量NaCl和NaHCO3組成的固體樣品放入燒杯中,然后將一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸逐滴加入樣品中,邊加邊攪拌,測(cè)得生成氣體的質(zhì)量與所加鹽酸的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。請(qǐng)分析并計(jì)算:
(1)恰好完全反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生氣體的質(zhì)量是_______g;
(2)a點(diǎn)時(shí)溶液中含有的溶質(zhì)是
化學(xué)計(jì)算是初中化學(xué)知識(shí)的重要組成部分,借助數(shù)學(xué)計(jì)算,可幫助我們從量的方面進(jìn)一步理解物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律,同時(shí)培養(yǎng)分析、推理、歸納等邏輯思維能力和解決實(shí)際問題的能力。
考點(diǎn)提煉
化學(xué)計(jì)算題一般通過設(shè)置問題情境,考查物質(zhì)組成、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算以及物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律,具體如下。
一、關(guān)于化學(xué)式的計(jì)算
考點(diǎn):(1)物質(zhì)種類的判斷;(2)元素種類;(3)原子個(gè)數(shù)比;(4)相對(duì)分子質(zhì)量;(5)各元素質(zhì)量比;(6)某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù);(7)化合物中某元素質(zhì)量;(8) 物質(zhì)(或元素)的純度等。
解題要點(diǎn):抓住相對(duì)原子質(zhì)量和各原子個(gè)數(shù)兩個(gè)關(guān)鍵,注意區(qū)分“原子個(gè)數(shù)比”和“元素質(zhì)量比”。
二、溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算
考點(diǎn):用固體配制溶液、濃溶液的稀釋、化學(xué)反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等問題。
1.基礎(chǔ)計(jì)算應(yīng)用的公式及規(guī)律:
(1)已知所需溶液的質(zhì)量和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),根據(jù)公式:溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)? =? [溶質(zhì)的質(zhì)量溶液的質(zhì)量] ×100%,求所需溶質(zhì)的質(zhì)量,進(jìn)而求出溶劑的質(zhì)量。
(2)溶液的稀釋計(jì)算:m(濃) × A%(濃) = m(?。?× B%(?。?;m(濃) + m(水) = m(稀)。
2.有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算:
(1)明確溶質(zhì)是什么,通過化學(xué)方程式求出溶質(zhì)的質(zhì)量。
(2)明確所求溶液的質(zhì)量,反應(yīng)后溶液的質(zhì)量 = 反應(yīng)前總質(zhì)量 - 生成氣體的質(zhì)量 - 生成沉淀的質(zhì)量 - 不溶性雜質(zhì)的質(zhì)量。
(3)運(yùn)用公式計(jì)算出溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
三、有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算
這類計(jì)算題的題型多變,解題時(shí)要從文字、圖象、表格、實(shí)驗(yàn)中獲取信息,學(xué)會(huì)運(yùn)用化學(xué)知識(shí)去解決問題,理解化學(xué)知識(shí)服務(wù)于生產(chǎn)生活。
1.解答化學(xué)方程式計(jì)算問題要把握好以下幾個(gè)方面:
(1)準(zhǔn)確書寫化學(xué)式、化學(xué)方程式,正確計(jì)算質(zhì)量關(guān)系。
(2)細(xì)致分析,從表格、圖象、探究實(shí)驗(yàn)中正確找到相關(guān)數(shù)據(jù)。
(3)單位統(tǒng)一、用純凈質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算,若是體積要換算成質(zhì)量才能代入計(jì)算。
(4)步驟要完整,格式要規(guī)范,結(jié)果要準(zhǔn)確。
(5)正確判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度:
①“適量”或“恰好反應(yīng)”——反應(yīng)物之間按一定比例恰好反應(yīng),反應(yīng)物均無剩余。
②“足量”或“過量”—— 一種反應(yīng)物完全反應(yīng)、無剩余,其他反應(yīng)物剩余。
③“反應(yīng)一段時(shí)間”——某些加熱才能進(jìn)行的反應(yīng),當(dāng)停止加熱時(shí),反應(yīng)即停止,故反應(yīng)物均可能有剩余;兩種溶液充分反應(yīng)后,溶質(zhì)不可能同時(shí)有剩余。
2.題型及解題要點(diǎn):
(1)文字?jǐn)⑹鲱悾褐饕疾橥瑢W(xué)們提煉題目中隱含信息的能力,重點(diǎn)在于“讀懂題,找到已知量,列出有效的等式求出未知數(shù)”。
(2)表格數(shù)據(jù)類:命題時(shí)常以表格形式呈現(xiàn)出一組或多組化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過分析、對(duì)比,發(fā)現(xiàn)規(guī)律之中的矛盾點(diǎn),進(jìn)而分析根源,解決問題。通常利用差量法求出反應(yīng)產(chǎn)生的氣體或沉淀,或者利用減少、增加的某物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。如果表格的數(shù)據(jù)出現(xiàn)遞增或遞減,當(dāng)數(shù)據(jù)不再重復(fù)前面的規(guī)律時(shí),則說明已充分反應(yīng),此時(shí)至少有一種物質(zhì)已被耗盡。
(3)圖象類:解題時(shí)應(yīng)該仔細(xì)分析圖象中的“三點(diǎn)、一勢(shì)、兩坐標(biāo)”,即起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)、圖象變化趨勢(shì)及橫縱坐標(biāo)。圖象中的氣體或沉淀的質(zhì)量可以直接使用,溶液質(zhì)量要換算成溶質(zhì)質(zhì)量再代入。
(4)綜合類:這類試題知識(shí)點(diǎn)多,閱讀信息量大,思維過程復(fù)雜,要求同學(xué)們有較高的分析應(yīng)用能力。只有掌握基本類型的計(jì)算,認(rèn)真審題,才能順利解決問題。
近年來中考化學(xué)試題命制形式靈活多樣,著力體現(xiàn)基礎(chǔ)性和應(yīng)用性,綜合性相對(duì)較少,符合初中化學(xué)為啟蒙階段的實(shí)際。另外沈陽地區(qū)的化學(xué)中考試題,化學(xué)計(jì)算沒有解題格式的要求。
真題精講
例 (2022·湖南·邵陽)取一定量NaCl和NaHCO3組成的固體樣品放入燒杯中,然后將一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸逐滴加入樣品中,邊加邊攪拌,測(cè)得生成氣體的質(zhì)量與所加鹽酸的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。請(qǐng)分析并計(jì)算:
(1)恰好完全反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生氣體的質(zhì)量是_______g;
(2)a點(diǎn)時(shí)溶液中含有的溶質(zhì)是___________(填化學(xué)式);
(3)計(jì)算所加鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)____________。(結(jié)果精確到0.01%)
解析:(1)由圖象可知,當(dāng)圖象出現(xiàn)拐點(diǎn),說明恰好完全反應(yīng),拐點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示此時(shí)加入的稀鹽酸為100 g,縱坐標(biāo)表示此時(shí)產(chǎn)生氣體的質(zhì)量是[4.4 g]。
(2)a點(diǎn)時(shí)鹽酸過量,故a點(diǎn)溶液中含有的溶質(zhì)是[NaCl]、[HCl]。
(3)將CO2的質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算,可求出100 g稀鹽酸中含有HCl質(zhì)量為[3.65 g],代入公式可得[3.65 g100 g×100%=3.65%]。
答案:(1)4.4 (2)NaCl、HCl (3)3.65%
總結(jié)提升
在學(xué)習(xí)中理解學(xué)科概念、反應(yīng)原理,領(lǐng)悟知識(shí)間的關(guān)聯(lián),形成清晰的解題思路,則可逐漸形成解題能力。
(1)有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算:關(guān)鍵是細(xì)致分析、提煉題干信息→立足學(xué)科知識(shí)、整體把握內(nèi)在聯(lián)系→找準(zhǔn)純質(zhì)量、代入方程式計(jì)算→精準(zhǔn)求數(shù)、規(guī)范答題。
(2)綜合計(jì)算題:精細(xì)拆分求破解,定量思考→計(jì)算本質(zhì)正比例,模型建構(gòu)→深度思維是關(guān)鍵,領(lǐng)悟融合→揭示本質(zhì)和規(guī)律。
總之,從整體上把握解題方向、解題細(xì)節(jié)和解題思路,領(lǐng)悟物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的內(nèi)在聯(lián)系,整體認(rèn)知,巧用化學(xué)觀念和科學(xué)思維,才能真正提高解題能力。
專題精練
1.(2022·湖南·衡陽)大米、面粉、豆類等,在溫度為[30~80 ℃],相對(duì)濕度超過[80%]時(shí),容易發(fā)生霉變,滋生黃曲霉菌,其衍生物約有[20]種。其中以黃曲霉毒素[B1]的毒性最大,致癌性最強(qiáng)。黃曲霉毒素[B1]的化學(xué)式為[C17H12O6],下列說法正確的是( )。
A. 黃曲霉毒素[B1]由[35]個(gè)原子構(gòu)成
B. 黃曲霉毒素[B1]中碳元素、氫元素、氧元素的質(zhì)量之比是17∶12∶6
C. 黃曲霉毒素[B1]中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小
D. 黃曲霉毒素[B1]由三種元素組成
2.(2022·青海)根據(jù)4CO + Fe3O4 [高溫] 3Fe + 4CO2的反應(yīng)原理,工業(yè)上可用來冶煉鐵。現(xiàn)用[100 t]含四氧化三鐵為[46.4%]的某鐵礦石冶煉金屬鐵。請(qǐng)完成下列問題,寫出必要的計(jì)算過程。
(1)該鐵礦石中含四氧化三鐵質(zhì)量是多少?
(2)理論上可煉出含鐵[96%]的生鐵的質(zhì)量是多少?
3. (2022·江蘇·徐州)碳酸氫鈉俗稱小蘇打,在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。
(1)如果少量的酸沾到皮膚或衣物上,常用[3%~5%]的[NaHCO3]溶液處理?,F(xiàn)用[5 g]的[NaHCO3]配制成溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[4.0%]的溶液,需加入水的質(zhì)量是 [g]。
(2)某小蘇打樣品中混有少量[Na2CO3],為了測(cè)定樣品中[NaHCO3]的質(zhì)量分?jǐn)?shù),取[10.0 g]樣品加熱到質(zhì)量不再減小,共收集到二氧化碳[2.2 g],[NaHCO3]受熱分解的化學(xué)方程式為2NaHCO3 [? ?△? ?] Na2CO3 + H2O + CO2↑。求該樣品中[NaHCO3]的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
答案:1. D 2.(1)46.6 t (2)35 t 3.(1)120 (2)84%
(作者單位:遼寧省實(shí)驗(yàn)學(xué)校)
(填化學(xué)式);
(3)計(jì)算所加鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)____________。(結(jié)果精確到0.01%)
解析:(1)由圖象可知,當(dāng)圖象出現(xiàn)拐點(diǎn),說明恰好完全反應(yīng),拐點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示此時(shí)加入的稀鹽酸為100 g,縱坐標(biāo)表示此時(shí)產(chǎn)生氣體的質(zhì)量是[4.4 g]。
(2)a點(diǎn)時(shí)鹽酸過量,故a點(diǎn)溶液中含有的溶質(zhì)是[NaCl]、[HCl]。
(3)將CO2的質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算,可求出100 g稀鹽酸中含有HCl質(zhì)量為[3.65 g],代入公式可得[3.65 g100 g×100%=3.65%]。
答案:(1)4.4 (2)NaCl、HCl (3)3.65%
總結(jié)提升
在學(xué)習(xí)中理解學(xué)科概念、反應(yīng)原理,領(lǐng)悟知識(shí)間的關(guān)聯(lián),形成清晰的解題思路,則可逐漸形成解題能力。
(1)有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算:關(guān)鍵是細(xì)致分析、提煉題干信息→立足學(xué)科知識(shí)、整體把握內(nèi)在聯(lián)系→找準(zhǔn)純質(zhì)量、代入方程式計(jì)算→精準(zhǔn)求數(shù)、規(guī)范答題。
(2)綜合計(jì)算題:精細(xì)拆分求破解,定量思考→計(jì)算本質(zhì)正比例,模型建構(gòu)→深度思維是關(guān)鍵,領(lǐng)悟融合→揭示本質(zhì)和規(guī)律。
總之,從整體上把握解題方向、解題細(xì)節(jié)和解題思路,領(lǐng)悟物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的內(nèi)在聯(lián)系,整體認(rèn)知,巧用化學(xué)觀念和科學(xué)思維,才能真正提高解題能力。
專題精練
1.(2022·湖南·衡陽)大米、面粉、豆類等,在溫度為[30~80 ℃],相對(duì)濕度超過[80%]時(shí),容易發(fā)生霉變,滋生黃曲霉菌,其衍生物約有[20]種。其中以黃曲霉毒素[B1]的毒性最大,致癌性最強(qiáng)。黃曲霉毒素[B1]的化學(xué)式為[C17H12O6],下列說法正確的是( )。
A. 黃曲霉毒素[B1]由[35]個(gè)原子構(gòu)成
B. 黃曲霉毒素[B1]中碳元素、氫元素、氧元素的質(zhì)量之比是17∶12∶6
C. 黃曲霉毒素[B1]中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小
D. 黃曲霉毒素[B1]由三種元素組成
2.(2022·青海)根據(jù)4CO + Fe3O4 [高溫] 3Fe + 4CO2的反應(yīng)原理,工業(yè)上可用來冶煉鐵?,F(xiàn)用[100 t]含四氧化三鐵為[46.4%]的某鐵礦石冶煉金屬鐵。請(qǐng)完成下列問題,寫出必要的計(jì)算過程。
(1)該鐵礦石中含四氧化三鐵質(zhì)量是多少?
(2)理論上可煉出含鐵[96%]的生鐵的質(zhì)量是多少?
3. (2022·江蘇·徐州)碳酸氫鈉俗稱小蘇打,在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。
(1)如果少量的酸沾到皮膚或衣物上,常用[3%~5%]的[NaHCO3]溶液處理?,F(xiàn)用[5 g]的[NaHCO3]配制成溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[4.0%]的溶液,需加入水的質(zhì)量是___________________[g]。
(2)某小蘇打樣品中混有少量[Na2CO3],為了測(cè)定樣品中[NaHCO3]的質(zhì)量分?jǐn)?shù),取[10.0 g]樣品加熱到質(zhì)量不再減小,共收集到二氧化碳[2.2 g],[NaHCO3]受熱分解的化學(xué)方程式為2NaHCO3 [? ?△? ?] Na2CO3 + H2O + CO2↑。求該樣品中[NaHCO3]的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
答案:1. D 2.(1)46.6 t (2)35 t 3.(1)120 (2)84%
(作者單位:遼寧省實(shí)驗(yàn)學(xué)校)