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摘 要:化学计算题是借助数学计算解决化学问题的一种题型,其价值是从量的方面来加深对化学概念或原理的理解。分析河北省近几年的化学中考试题,对计算题进行分类总结,找寻解题策略,明确复习目标。
关键字:中考复习;化学计算;命题角度;解题策略
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2015)09-0036-03
化学计算是中学化学的重要内容,它从量的角度加深了学生对化学知识的理解,使学生进一步掌握物质的性质及其变化规律。化学计算题侧重考查学生对信息的提取、处理和应用能力。通过学习、训练,提高学生的分析、推理、归纳等逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
分析河北省近几年的中考理综试题可知,化学计算题在试卷的第36题,分值为5分。有关化学方程式的综合计算主要考查学生根据化学方程式进行相关计算的能力,常与固体混合物中某物质的质量分数、溶液中溶质的质量分数相联系。从考查的类型上根据获取的计算数据方式不同可以分为:直观文字叙述式、表格数据式、图像坐标分析式、标签信息式等。但归根结底,无论哪种类型化学反应方程式的计算,仍是根据一种已知物质质量,结合化学方程式计算另一种物质质量。预计2015年中考还会围绕以上内容进行命题,整体难度不会增加,但试题可能会更加灵活,更加注重联系实验操作过程或解决生活、生产中的实际问题,可能采用图表、图像的形式给出数据。
类型一 直观文字叙述式(2009、2010、2013年考查)
命题角度:以文字加数字的形式进行叙述,完整地描述一个实验内容或化学反应的过程,最后提出需要解决的具体问题。
解题策略:要有较高的阅读理解能力,要学会提炼文字信息,即抓住题中关键的物质及其量的变化。
【例1】(2010·河北) 用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有少量的氯化钠。为测定某纯碱样品中碳酸钠的质量分数,小明称取该样品11g,加入到盛有50g稀盐酸的烧杯中,恰好完全反应,称得烧杯中的溶液质量为56.6g。请计算:
(1)完全反应后生成二氧化碳的质量为 g。
(2)该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。(精确到0.1%)
[解析] (1)根据质量守恒定律,可计算出生成二氧化碳的质量为:11g 50g-56.6g=4.4g。
(2)解:设样品中碳酸钠的质量为x。
Na2CO3 2HCl═2NaCl CO2↑ H2O
106 44
x 4.4g
x==10.6g
碳酸钠的质量分数为×100%=96.4%
答:该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为96.4%。
练习1(2013·河北).造纸厂会产生含氢氧化钠的废水,需经处理呈中性后排放。为测定此废水中氢氧化钠的质量分数,小明取 40 g 废水样品加入到锥形瓶中,逐滴加入 10%的稀硫酸,至恰好完全反应时,消耗稀硫酸 49g。计算废水中氢氧化钠的质量分数。
练习2(2014·孝感).向20g锌样品(杂质不溶于水,也不溶于酸)中加入100g质量分数为19.6%的稀硫酸,恰好完全反应。试计算该锌样品中锌的质量分数。
类型二 表格数据式 (2007、2011、2014年考查)
命题角度:物质转化关系及数值用表格的方式呈现,考查学生对实验数据的对比分析和应用的能力。
解题策略:通过审题,获取有用信息,然后对表格中数据进行比较分析,挖出隐含的信息,筛选出对计算有价值的数据。
【例2 】(2011·河北)已知氯化钠溶液和硝酸银溶液反应生成氯化银(AgCl)沉淀和硝酸钠。为测定某生理盐水的溶质质量分数,将生理盐水样品与足量的硝酸银溶液混合,有关实验数据如下表:
(1)反应后生成氯化银的质量为____________g。
(2)计算该生理盐水的溶质质量分数。
[解析] (1) 根据质量守恒定律,可计算出生成氯化银的质量为:130g 40g-167.13g=2.87g
(2)设130 g生理盐水中含NaCl的质量为x。
NaCl AgNO3═AgCl↓ NaNO3
58.5 143.5
x 2.87g
x==1.17 g
生理盐水中NaCl的质量分数为:
×100%=0.9%
答:该生理盐水中NaCl的质量分数为0.9%。
练习3(2014·广安).某同学在实验室发现一瓶由碳酸钠和氯化钠组成的混合溶液,为了测定该混合溶液中碳酸钠的质量分数,该同学设计了如下实验:取该混合溶液50 g,向其中逐滴加入稀盐酸,当加入盐酸的质量为15 g、30 g、45 g、60 g时,生成气体的质量见下表(气体的溶解度忽略不计)。
(1)第Ⅱ组数据n为 g。
(2)混合溶液中碳酸钠的质量分数是多少?(写出计算过程,结果精确至0.1%)
类型三 图像坐标分析式(2008年考查)
命题角度:物质转化关系及数值用坐标图的方式呈现,以代表反应的进展情况,再提出问题。
解题策略:首先弄清楚纵坐标所表示的量随横坐标所表示的量的变化,认真分析图像上各点的含义,尤其是起点、终点、转折点的含义。然后根据题干所给的知识与图像结合起来,再做判断。
【例3】(2014·南充)将一定质量的金属锌投入到100g稀硫酸中恰好完全反应,放出气体的质量与反应时间的关系如图所示。试求:
(1)完全反应后生成H2的质量为 g;
(2)所用硫酸溶液中溶质的质量分数。 [解析](1)由图中可知,完全反应后生成H2的质量为0.4g。
(2)设所用硫酸溶液中溶质的质量为x。
Zn H2SO4═ZnSO4 H2↑,
98 2
x 0.4g
x=19.6 g
所用硫酸溶液中溶质的质量分数为:
100%=19.6%,
答:所用硫酸溶液中溶质的质量分数为19.6%.
练习4(2014·江西).实验室有一瓶标签被腐蚀的盐酸,小丽为了测定溶液中溶质的质量分数,在烧杯中配制了8 g 10%的NaOH溶液,然后往烧杯中滴加该盐酸,反应过程中溶液的pH与滴入盐酸的质量关系如图所示。请回答下列问题:
(1)配制8g10%的NaOH溶液,需要水的质量为 ;
(2)计算该盐酸的溶质质量分数;(写出计算过程)
(3)当滴入4g盐酸时,烧杯内溶液中钠元素的质量为 g。
类型四 标签信息式
命题角度:物质转化关系及数值用标签的方式呈现,进行物质质量的计算。
解题策略:从标签中找到与解题有关的信息,尤其注意单位,对于某元素的含量要看清楚是每片(每袋)含量还是每多少千克(或毫升)的含量,若是药品的说明书,一定看清楚服用说明。
【例4】(2014·十堰)某同学为了测定一种补钙保健食品中CaCO3的质量分数,(其包装说明如右图所示)进行了如下实验:将100片该食品研碎后放入一烧杯中,向其中慢慢滴加稀盐酸,直到不再产生气泡时,共消耗稀盐酸200g,(该保健食品中其他成分不与盐酸反应)并测得烧杯内剩余物质的总质量为232.4g。请你根据以上数据计算:
(1)所用盐酸的溶质质量分数;
(2)该保健食品中CaCO3的质量分数为多少?
[解析](1)根据质量守恒定律可知生成二氧化碳的质量为:200g 100片×50g/片-232.4g=17.6g。
设参与反应的碳酸钙的质量为x,参与反应的盐酸的质量为y。
答:(1)所用盐酸的溶质质量分数14.6%;
(2)该保健食品中CaCO3的质量分数为80%。
练习5(2014·龙岩).尿素[CO(NH2)2]溶液可用作柴油汽车尾气处理液。
(1)若在实验室配制尿素溶液,需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、 和_____。
(2)右图为某公司生产的车用尿素溶液的标签,用尿素溶液处理柴油汽车尾气(含NO)的化学方程式如下(反应条件略去): 2CO(NH2)2 4NO O2=2CO2 4N2 4H2O。
现有一瓶未开启的该车用尿素溶液:
①所含尿素的质量是_______________;
②若用该瓶溶液处理汽车尾气,可吸收NO的质量是多少?
类型五 实验图示题(2012、2014年考查)
命题角度:利用图示反映实验所用的药品、装置、步骤及实验的数据等,考查学生提炼有用信息、解决实际问题的能力,试题的综合性较强。
解题策略:仔细分析反应前后数据的变化,通常会涉及利用差量法计算生成的某种气体的质量(总质量减小)或加入的某种物质的质量(总质量增多)。
【例5】(2012·河北)为测定实验室中某过氧化氢溶液的溶质质量分数,小明取25.0g过氧化氢溶液放入烧杯中,然后进行如图所示的实验.请计算:
(1)反应后产生气体的质量为 g;
(2)此过氧化氢溶液的溶质质量分数。
[解析](1)根据质量守恒定律,反应生成氧气的质量=126.0g-122.8g=3.2g;
(2)解:设25.0g过氧化氢溶液中含有过氧化氢的质量为x.
答:该过氧化氢溶液中溶质的质量分数为27.2%。
练习6(2014·邵阳).某厂排放的废水中含有碳酸钠,未经处理会造成环境污染,化学兴趣小组的同学对废水处理设计了如右图所示的实验方案。试计算:
(1)反应生成CO2气体的质量是 g;
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数?
答案:练习1. 10% 练习2. 65%
练习3. (1)3.6;(2)21.2%
练习4.(1)7.2 g; (2)7.3%; (3)0.46
练习 5.(1)玻璃棒,量筒; (2)①3.25 kg,②3.25 kg
练习6.(1)2.2;(2)5%
关键字:中考复习;化学计算;命题角度;解题策略
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2015)09-0036-03
化学计算是中学化学的重要内容,它从量的角度加深了学生对化学知识的理解,使学生进一步掌握物质的性质及其变化规律。化学计算题侧重考查学生对信息的提取、处理和应用能力。通过学习、训练,提高学生的分析、推理、归纳等逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
分析河北省近几年的中考理综试题可知,化学计算题在试卷的第36题,分值为5分。有关化学方程式的综合计算主要考查学生根据化学方程式进行相关计算的能力,常与固体混合物中某物质的质量分数、溶液中溶质的质量分数相联系。从考查的类型上根据获取的计算数据方式不同可以分为:直观文字叙述式、表格数据式、图像坐标分析式、标签信息式等。但归根结底,无论哪种类型化学反应方程式的计算,仍是根据一种已知物质质量,结合化学方程式计算另一种物质质量。预计2015年中考还会围绕以上内容进行命题,整体难度不会增加,但试题可能会更加灵活,更加注重联系实验操作过程或解决生活、生产中的实际问题,可能采用图表、图像的形式给出数据。
类型一 直观文字叙述式(2009、2010、2013年考查)
命题角度:以文字加数字的形式进行叙述,完整地描述一个实验内容或化学反应的过程,最后提出需要解决的具体问题。
解题策略:要有较高的阅读理解能力,要学会提炼文字信息,即抓住题中关键的物质及其量的变化。
【例1】(2010·河北) 用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有少量的氯化钠。为测定某纯碱样品中碳酸钠的质量分数,小明称取该样品11g,加入到盛有50g稀盐酸的烧杯中,恰好完全反应,称得烧杯中的溶液质量为56.6g。请计算:
(1)完全反应后生成二氧化碳的质量为 g。
(2)该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。(精确到0.1%)
[解析] (1)根据质量守恒定律,可计算出生成二氧化碳的质量为:11g 50g-56.6g=4.4g。
(2)解:设样品中碳酸钠的质量为x。
Na2CO3 2HCl═2NaCl CO2↑ H2O
106 44
x 4.4g
x==10.6g
碳酸钠的质量分数为×100%=96.4%
答:该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为96.4%。
练习1(2013·河北).造纸厂会产生含氢氧化钠的废水,需经处理呈中性后排放。为测定此废水中氢氧化钠的质量分数,小明取 40 g 废水样品加入到锥形瓶中,逐滴加入 10%的稀硫酸,至恰好完全反应时,消耗稀硫酸 49g。计算废水中氢氧化钠的质量分数。
练习2(2014·孝感).向20g锌样品(杂质不溶于水,也不溶于酸)中加入100g质量分数为19.6%的稀硫酸,恰好完全反应。试计算该锌样品中锌的质量分数。
类型二 表格数据式 (2007、2011、2014年考查)
命题角度:物质转化关系及数值用表格的方式呈现,考查学生对实验数据的对比分析和应用的能力。
解题策略:通过审题,获取有用信息,然后对表格中数据进行比较分析,挖出隐含的信息,筛选出对计算有价值的数据。
【例2 】(2011·河北)已知氯化钠溶液和硝酸银溶液反应生成氯化银(AgCl)沉淀和硝酸钠。为测定某生理盐水的溶质质量分数,将生理盐水样品与足量的硝酸银溶液混合,有关实验数据如下表:
(1)反应后生成氯化银的质量为____________g。
(2)计算该生理盐水的溶质质量分数。
[解析] (1) 根据质量守恒定律,可计算出生成氯化银的质量为:130g 40g-167.13g=2.87g
(2)设130 g生理盐水中含NaCl的质量为x。
NaCl AgNO3═AgCl↓ NaNO3
58.5 143.5
x 2.87g
x==1.17 g
生理盐水中NaCl的质量分数为:
×100%=0.9%
答:该生理盐水中NaCl的质量分数为0.9%。
练习3(2014·广安).某同学在实验室发现一瓶由碳酸钠和氯化钠组成的混合溶液,为了测定该混合溶液中碳酸钠的质量分数,该同学设计了如下实验:取该混合溶液50 g,向其中逐滴加入稀盐酸,当加入盐酸的质量为15 g、30 g、45 g、60 g时,生成气体的质量见下表(气体的溶解度忽略不计)。
(1)第Ⅱ组数据n为 g。
(2)混合溶液中碳酸钠的质量分数是多少?(写出计算过程,结果精确至0.1%)
类型三 图像坐标分析式(2008年考查)
命题角度:物质转化关系及数值用坐标图的方式呈现,以代表反应的进展情况,再提出问题。
解题策略:首先弄清楚纵坐标所表示的量随横坐标所表示的量的变化,认真分析图像上各点的含义,尤其是起点、终点、转折点的含义。然后根据题干所给的知识与图像结合起来,再做判断。
【例3】(2014·南充)将一定质量的金属锌投入到100g稀硫酸中恰好完全反应,放出气体的质量与反应时间的关系如图所示。试求:
(1)完全反应后生成H2的质量为 g;
(2)所用硫酸溶液中溶质的质量分数。 [解析](1)由图中可知,完全反应后生成H2的质量为0.4g。
(2)设所用硫酸溶液中溶质的质量为x。
Zn H2SO4═ZnSO4 H2↑,
98 2
x 0.4g
x=19.6 g
所用硫酸溶液中溶质的质量分数为:
100%=19.6%,
答:所用硫酸溶液中溶质的质量分数为19.6%.
练习4(2014·江西).实验室有一瓶标签被腐蚀的盐酸,小丽为了测定溶液中溶质的质量分数,在烧杯中配制了8 g 10%的NaOH溶液,然后往烧杯中滴加该盐酸,反应过程中溶液的pH与滴入盐酸的质量关系如图所示。请回答下列问题:
(1)配制8g10%的NaOH溶液,需要水的质量为 ;
(2)计算该盐酸的溶质质量分数;(写出计算过程)
(3)当滴入4g盐酸时,烧杯内溶液中钠元素的质量为 g。
类型四 标签信息式
命题角度:物质转化关系及数值用标签的方式呈现,进行物质质量的计算。
解题策略:从标签中找到与解题有关的信息,尤其注意单位,对于某元素的含量要看清楚是每片(每袋)含量还是每多少千克(或毫升)的含量,若是药品的说明书,一定看清楚服用说明。
【例4】(2014·十堰)某同学为了测定一种补钙保健食品中CaCO3的质量分数,(其包装说明如右图所示)进行了如下实验:将100片该食品研碎后放入一烧杯中,向其中慢慢滴加稀盐酸,直到不再产生气泡时,共消耗稀盐酸200g,(该保健食品中其他成分不与盐酸反应)并测得烧杯内剩余物质的总质量为232.4g。请你根据以上数据计算:
(1)所用盐酸的溶质质量分数;
(2)该保健食品中CaCO3的质量分数为多少?
[解析](1)根据质量守恒定律可知生成二氧化碳的质量为:200g 100片×50g/片-232.4g=17.6g。
设参与反应的碳酸钙的质量为x,参与反应的盐酸的质量为y。
答:(1)所用盐酸的溶质质量分数14.6%;
(2)该保健食品中CaCO3的质量分数为80%。
练习5(2014·龙岩).尿素[CO(NH2)2]溶液可用作柴油汽车尾气处理液。
(1)若在实验室配制尿素溶液,需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、 和_____。
(2)右图为某公司生产的车用尿素溶液的标签,用尿素溶液处理柴油汽车尾气(含NO)的化学方程式如下(反应条件略去): 2CO(NH2)2 4NO O2=2CO2 4N2 4H2O。
现有一瓶未开启的该车用尿素溶液:
①所含尿素的质量是_______________;
②若用该瓶溶液处理汽车尾气,可吸收NO的质量是多少?
类型五 实验图示题(2012、2014年考查)
命题角度:利用图示反映实验所用的药品、装置、步骤及实验的数据等,考查学生提炼有用信息、解决实际问题的能力,试题的综合性较强。
解题策略:仔细分析反应前后数据的变化,通常会涉及利用差量法计算生成的某种气体的质量(总质量减小)或加入的某种物质的质量(总质量增多)。
【例5】(2012·河北)为测定实验室中某过氧化氢溶液的溶质质量分数,小明取25.0g过氧化氢溶液放入烧杯中,然后进行如图所示的实验.请计算:
(1)反应后产生气体的质量为 g;
(2)此过氧化氢溶液的溶质质量分数。
[解析](1)根据质量守恒定律,反应生成氧气的质量=126.0g-122.8g=3.2g;
(2)解:设25.0g过氧化氢溶液中含有过氧化氢的质量为x.
答:该过氧化氢溶液中溶质的质量分数为27.2%。
练习6(2014·邵阳).某厂排放的废水中含有碳酸钠,未经处理会造成环境污染,化学兴趣小组的同学对废水处理设计了如右图所示的实验方案。试计算:
(1)反应生成CO2气体的质量是 g;
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数?
答案:练习1. 10% 练习2. 65%
练习3. (1)3.6;(2)21.2%
练习4.(1)7.2 g; (2)7.3%; (3)0.46
练习 5.(1)玻璃棒,量筒; (2)①3.25 kg,②3.25 kg
练习6.(1)2.2;(2)5%