初中化学竞赛题巧妙计算方法

1初中化学计算题各类方法集合一、差量法差量法是常用的解题技巧之一，它是根据物质反应前后质量（或气体体积、物质的量等）的变化，利用差量和反应过程中的其他量一样，受反应体系的控制，与其他量一样有正比例的关系来解题。解题的关键是做到明察秋毫，抓住造成差量的实质，即根据题意确定“理论差值”，再根据题目提供的“实际差值”，列出正确的比例式，求出答案。在一个反应中可能找到多个化学量的差值，差量法的优点是：思路明确、步骤简单、过程简捷。解题指导例题1：在天平左右两边的托盘上各放一个盛有等质量、等溶质质量分数足量稀硫酸的烧杯，待天平平衡后，想烧杯中分别加入铁和镁，若要使天平仍保持平衡，求所加铁和镁的质量比为。【思路点拨】本题因硫酸足量，故铁和镁全参加反应：Fe+H2SO4→H2↑+FeSO4,Mg+H2SO4→H2↑+FeSO4由反应方程式可知，影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气。分别敬爱如铁和镁后，只有当天平两端增加的质量相同时，天平才仍能保持平衡。Fe+H2SO4→H2↑+FeSO4△m56256-2=54xaMg+H2SO4→H2↑+FeSO4△m24224-2=22ya即：x=5654ay=2422axy=56542422aa=77812一、极值法（极端分析法）所谓极值发，就是对数据不足、无从下手的计算或混合物的组成的判断，极端假设恰好为某一成分，或者极端假设恰好为完全反应，以确定混合物各成分的名称、质量分数、体积分数的解题方法。运用此方法解题，可收到化繁为简、化难为易的效果。例题2：t℃时CuSO4在水中的溶解度为25g，将32gCuSO4白色粉末加入mg水中形成饱和CuSO4溶液并有CuSO4·5H2O晶体析出，则m的取值范围是（）A．18≤m≤128B．38＜m＜180C．18＜m＜128D．36≤m≤180【思路点拨】该题中CuSO4溶于水时形成饱和溶液且有部分晶体析出，即它处于饱和溶液和晶体之间，用极端分析法解此题可带来很大方便。假设恰好形成饱和溶液，根据溶解度有如下关系：100：25=m：32，解得m=128g假设恰好全部形成晶体，则有：CuSO4+5H2O→CiSO4·5H2O1609032gmg解得：m=18由于两种假设都处于极端状态，而题目所给的情况是介于两者之间，不包括两个极端值，故m应为18＜m＜128。三、估算法所谓估算法，就是根据有关的化学只是、抓住试题的某些特点或本质，对数据进行近似处理或心算而获得结果的一种解题方法。估算法是一种应用范围极广的简单方法，估算法在化学计算型选择题的解答中尤其重要。如果选择题的四个选项的数值有明显的悬殊，一般可用估算法。例题3：温度为t1℃和t2℃时某物质的溶解度为30g和154g，现将t2℃时该物质的饱和溶液131g冷却到t1℃，析出晶体的质量为（不含结晶水）（）A．63.7gB．74.6gC．92.7gD．104.1g【思路点拨】如果t2℃时某物质的饱和溶液有254g（t2℃时154g溶质溶解在100g水中形成的饱和溶液），从t2℃冷却到t1℃析出的晶体有154g-30g=124g，现有t2℃时该物质的饱和溶液131g，比254g的一半稍多些，根据饱和溶液中溶液中溶质3质量和溶液质量成正比，则131gt2℃的饱和溶液冷却到了t1℃，析出晶体也比124g的一半稍多。【答案】A四、平均值法平均值法是依据M1＜M＜M2，只要求出（或已知）平均值M，就可以判断M1和M2的取值范围，从而巧妙且快速的解出答案。混合物的计算是化学计算中常见的比较复杂的题型，有些混合物的计算用平均值法，利用相对原子质量或相对原子质量的平均值、体积平均值、组成平均值来确定混合物的组成，则可化难为易、化繁为简，进而提高解这类题的能力。例题4：铝、锌组成的混合物和足量的盐酸反应，产生氢气0.25g，则混合物的质量可能为（）A．2gB．4gC．8.5gD．10g【思路点拨】这是典型的平均值法题型，一定要注意方法。分别计算出生成0.25g氢气需要单独的铝、锌各多少，最后选两个数值的平均值。2Al+6HCl→2AlCl3+3H2↑Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑546652x0.25gy0.25g解得：x=2.25gy=8.125g则混合物的质量为2.25g~8.125g。五、等效法对于一些用常规方法不易解决的问题，通过变换思维角度，作适当假设，进行适当代换等，使问题得以解决，称为等效思维法。等效思维法的关键在于其思维的等效性，即所设的假设、代换都必须符合原题意。等效思维法是一种解题技巧，有些题只有此法可解决，有些题用此可解得更巧、更快。例题5：在320℃时，某+1价金属的硫酸盐饱和溶液的溶质质量分数为36.3%，向此溶液中投入2.6g该无水硫酸盐，结果析出组成为R2SO4·10H2O的晶体21.3g。求此金属的相对原子质量。【思路点拨】由题意可构造如图所示饱和溶液：析出的饱和溶液26g加入无水硫酸盐晶体4剩余的饱和溶液由等效法可知，析出的21.3g晶体由2.6g.无水硫酸盐和18.7g饱和溶液组成，根据题目条件可求出18.7g饱和溶液中溶质质量为：18.7g×36.3%=6.8g，溶剂质量为18.7g-6.8g=11.9g，所以21.3g晶体中含（6.8+2.6）gR2SO4、11.9g结晶水，再根据下列关系式求解相对原子质量。设金属R的相对原子质量为MR2SO4~10H2O2M+96180（6.8+2.6）g11.9g2966.82.6M=18011.9，解得M=23六、整体法所谓整体法，是指将化学问题作为一个整体，对问题的整体结构、形式或整个过程进行分析研究，抓住构成问题的各个子因素与整体之间的联系及他们在整体中的作用，对题设进行变形、转代，以达到简化思维程序、简化答题过程的目的。在化学竞赛中，要延伸和拓展的重要方式是运用富含一定思维容量的理论和试验试题，突破化学竞赛中的难点。例题6：已知酸式盐可以和碱发生化学反应Ca（OH）2+NaHCO3→CaCO3↓+NaOH+H2O，由Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，把它们溶于足量的水中，充分反应后，溶液中Ca2+、CO22-、HCO-均转化为沉淀，将反应容器内的水分蒸干，最后得到白色固体物质共29g，则原混合物中含Na2CO3的质量是（）A．10.6gB．5.3gC．15.9gD．无法确定【思路点拨】本题涉及的反应多，题目所提供的数据都是混合物的量，如果逐一分析每个反应显得非常复杂，若从整体分析则一目了然。从整个反应的过程看，生成的白色固体质量比反应前的混合物质量多了（29g-27.2g）=1.8g，多出来的1.8g物质恰好为参与反应的水的质量。分析NaHCO3反应的原理：①CaO+H2O→Ca（OH）2，②Ca（OH）2+NaHCO3→CaCO3↓+NaOH+H2O。把①+②得CaO+NaHCO→CaCO3↓+NaOH，可知NaHCO3转化为沉淀最终和1.8g水无关。同样分析Na2CO3反应的原理：③CaO+H2O→Ca（OH）2，④Ca（OH）2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH。③+④得CaO+H2O+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH,可知Na2CO3转化为沉淀正好消耗1.8g水。5设混合物中含Na2CO3的质量为xH2O~Na2CO3181061.8gx181.8=106x，解得x=10.6g溶液练习题1.（2011．淄博市）下列哪种方法不可能．．．用于分离饱和溶液中的溶质和溶剂A．过滤B．蒸发C．蒸馏D．结晶2、甲醇的化学式为CH4O，某甲醇溶液中甲醇所含氢原子数与水所含的氢原子数相等，则该溶液中溶质的质量分数是()A.64%B.50%C.47.1%D.无法判断3、某温度时，将烧杯中的xgKNO3饱和溶液恒温下蒸发部分溶剂，然后再将烧杯中的物质逐渐升温(假设升温时溶剂没有损失)，能够正确表示此过程中KNO3溶液溶质的质量分数(w)与时间(t)关系的示意图是()4．把30克质量分数为20%的氢氧化钠溶液，加水稀释到100克，取出稀释后溶液20克，此溶液中NaCl的质量分数为（）A5%B6%C3%D2%5．t℃时将一定质量的某物质的不饱和溶液分成三份，分别加热蒸发溶剂。然后，把温度降至t℃。已知从三份溶液中蒸发的溶剂分别为10g、20g、30g，析出晶体（不含结晶水）分别为ag、bg、cg，则a、b、c，三者的关系是（）Ac=2b-aBc=a+bCc=a+2bDc=2a+b6．有xg20%A溶液，若要将浓度降到10%，应采取的措施是（）A加入一倍的溶剂B加入的溶剂C加入2xg5%A溶液D加入xg20%A溶液67．20℃NaCl的溶解度是36g，在该温度下，将20gNaCl溶于100g水中配成溶液甲，取20g甲溶液，加入6gNaCl晶体，得到乙溶液，则甲、乙两溶液的溶质质量分数正确的一组是（）A甲—16.7%乙—35.9%B甲—20%乙—35.9%C甲—20%乙—26.5%D甲—16.7%乙—26.5%8．将质量分数为50％和30％的氯化钠溶液混合，配制成质量分数为40％的氯化钠溶液，应取这两种溶液的质量比为（）A．1：3B．1：1C．5：3D．3：19．含硫酸质量分数为70％和10％的硫酸溶液等体积混合，所得硫酸溶液的质量分数为（）A．大于40％B．小于40％C．等于40％D．无法确定10．在25℃时，向足量的饱和碳酸钠溶液中加入1.06克无水碳酸钠，搅拌静置后，最终所得晶体的质量为（）A．等于1.06克B．大于1.06克或小于2.86克C．等于2.86克D．大于2.86克11．将60℃溶质的质量分数为80％的硝酸铵溶液400克，恒温蒸发掉5克水，析出10.5克晶体，则60℃时硝酸铵的溶解度是（）A．105克B．21克C．400克D．以上都不对12．向只溶解有硝酸银和硝酸铜的溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后溶液中仍有金属固体。过滤后往滤渣中加入盐酸，没有气体放出。根据上述现象，下列说法正确的是A．滤渣中一定没有FeB．滤渣中一定有Ag和CuC．滤液中一定有Fe(NO3)2D．滤液中一定没有AgNO3，一定有Cu(NO3)2713．某化学兴趣小组同学为测定镁铜合金中镁的质量分数，称取3.0g合金样品，将60.0g稀硫酸分6次加入样品中，充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重，得到的实验数据如下。稀硫酸用量剩余固体质量第一次加入10.0gm第二次加入10.0g2.0g第三次加入10.0g1.5g第四次加入10.0g1.0g第五次加入10.0g0.6g第六次加入10.0g0.6g（1）测定过程中发生反应的化学方程式为。（2）表格中，m=g。（3）该镁铜合金中镁的质量分数为。（4）计算所用稀硫酸中溶质的质量分数。14．某校课外兴趣小组对一批粗锌样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与酸反应）进行分析，甲、乙、丙三组同学分别进行实验，实验数据记录如下：组别药品甲乙丙烧杯+稀硫酸/g152.5152.5252.5粗锌样品/g201515烧杯及剩余物/g172.1167.1267.1请你认真分析数据，帮助他们回答下列问题(每组反应均充分)：⑴组同学所取用的稀硫酸与粗锌样品恰好完全反应；⑵计算粗锌样品中锌的质量分数；⑶计算原硫酸溶液中溶质的质量分数；⑷计算恰好完全反应的那组实验所得溶液中溶质的质量分数（烧杯质量为52.5g，计算结果精确到0.1%）811．已知A、B为两种黑色粉末，D为红色单质．A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如下图．请回答：（1）C的化学式为_________；D的化学式为_________．（2）A中金属元素的化合价是_________．（3）反应①的化学方程式为_________；该反应的基本类型是_________．18．（2013•德宏州）下面是实验室制取、收集气体的几个装置图，请根据图示回答下列问题：新|课|标|第|一|网（1）实验室制取CO2气体的原料为_________，应选择的发生装置是_________（用字母序号填空，下同），收集CO2用_