巧解初中化学计算题

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  化学计算是中学化学教学的重要内容之一, 怎样进行化学计算的教学,培养学生的能力,已成为教师普遍关注的问题.在教学实践中,我主要从以下几方面进行实践探讨,以培养学生的化学计算的能力,大面积提高教学质量.
  一、化学式问题
  例1已知某化合物是由两种元素A和B组成的,其中A和B的相对原子质量之比为3∶2,A和B的质量之比为3∶4,求该化合物的化学式.
  对于这类题型我通常会给出固定的解题方法,便于学生掌握,并且不容易出现错误.
  A∶B=A的质量3A的相对原子质量∶B的质量3B的相对原子质量 (比值为A和B原子个数之比)
  所以,上题就可以很简单的让学生做对.
  解:A和B原子个数之比为A∶B=333∶433 =1∶2,所以A和B的化学式是AB2
  练习:1.某氮的氧化物中,氮元素与氧元素的质量之比为7∶16,则该氧化物的化学式为()
  (A) NO(B) NO2(C) N2O5(D) N2O3
  同时我们老师还会要求学生做到举一反三、触类旁通,于是我会给出下一道练习题:
  2.某+3价金属的氧化物中,金属元素与氧元素的质量之比为7∶3,该金属元素的相对原子质量是()
  (A) 27(B) 56(C)24(D) 64
  那么这道题的思路不变,就是已知和未知的条件发生了变化,具体的做法如下:
  根据化合价先求化学式为R2O3 ,在通过R和O的原子个数之比来求即可:
  R∶O=73m∶3316=2∶3,解得m=56 所以选(B).相类似的题还有很多,这里就不一一列举了.
  另外有兴趣的同学还可以研究一下这道题:
  3.已知一种碳-12原子的原子质量为x,现有甲、乙两种原子,其中甲与该碳原子的原子质量比为a∶b,甲、乙两种原子的原子质量比为c∶d,求乙原子的相对原子质量.
  答案:1.(B)2.(B)3.12ad3bc
  二、平均值问题
  例2已知下列铁的化合物中,含铁的质量分数最大的是( )
  (A) Fe2O3(B) Fe3O4(C) FeO(D) FeS2
  针对这种问题学生经常采用直接的做法,也是最笨的一种做法,出错的几率最高.为此我把这类题集中起来,经过对比找出一种比较简单的平均值计算方法:就是选定一种化合物作为标准,把其他的化合物参照它来进行化简,找出原子之间的比值关系,不用计算就可以得出结果.
  上题可以把Fe2O3化简为FeO332、把Fe3O4化简为FeO433、把FeS2化简为FeO4(一个S原子的相对原子质量是O原子的相对原子质量的二倍),FeO不用化简作为标准即可,这样我们就可以观察到在一个Fe原子的条件下,O原子的个数越多,Fe的质量分数越小;反之亦然,所以结果是FeO的质量分数最大.
  练习:4.下列化肥中含氮量最多的是( )
  (A)NH4Cl(B) NH4NO3
  (C) NH4HCO3(D) (NH4)2SO4
  说明此题应把NH4看成一项,来比较剩余的部分即可得出答案,需要注意的是NH4NO3含有两个N原子,所以选项是(B).
  三、极值问题
  例35.6 g不纯的铁与足量的盐酸反应,得到0.22 g氢气,则所含的杂质是( )
  (A) Zn(B) Mg(C) FeO(D) Cu
  极值问题的解决关键是:把不纯的物质的质量看成最大的质量即纯物质的质量,这就是所谓的极值,然后根据题中的条件计算出结果,把此结果与题中的结果相比较判断大小关系,即可得出答案.
  解:设5.6克铁完全与盐酸反应生成氢气为x克
  Fe +2HCl=FeCl2+ H2↑
  56 2
  5.6 g x
  解得x=0.2 g 而题中的结果是0.22 g氢气,所以含有的杂质是比同质量的铁生成的氢气要多的物质,答案是Mg.
  练习:5.由氧化镁和另一种金属氧化物组成的混合物4克,已知含有氧元素1.8克,则另一种金属氧化物是( )
  (A) Fe2O3(B) Al2O3(C) CuO(D) CaO
  这道题既可以看是平均值的变形题,也可以看是极值的问题稍稍有些复杂,但是只要抓住Mg和O关系就可解决问题,答案是(B).
  四、关系式问题
  关系式问题是初中化学计算中的最常用的一种计算方法,如果掌握的好在计算既简捷方便,又快速准确,是学生必须掌握的一种计算方法.
  例480 g三氧化二铁与多少克四氧化三铁含有铁元素的质量相等.
  若用常规的做法应该先求出三氧化二铁中铁的质量分数,再用80 g去乘得出三氧化二铁中铁的质量,再用这个质量除以四氧化三铁中铁的质量分数,即可得出结果.这个方法需要四步计算而且还不一定计算正确.若采用关系式计算具体如下:
  3Fe2O3→6Fe→2Fe3O4
  3×160 2×232
  80 g x
  列比例求得x=77.33 g
  首先是写出化学式找出二者之间的关系(即铁元素),通过这个桥梁找出二个化学式之间的等量关系,然后列出对应的相对分子质量比,在其下面写出对应的已知和未知的质量.列比例求得结果,由于只需要一步计算,所以几乎不可能出现错误.
  练习:6.计算多少吨硫酸铵的含氮量与1吨尿素的含氮量相当.(此题选自初化课本121页6题)
  五、天平问题
  有关天平平衡问题是初中化学计算题中的常见类型,是对质量守衡及各类反应的综合考察.在会考、中考中屡屡出现.一般只有题目没有图示,学生解答时感到困惑.笔者在多年的教学中归纳出三种情况使解答能化繁为简,解析思路清晰、快速准确,效果很好.   例5在天平两边各放一只等质量的烧杯,烧杯内分别装等质量等质量分数的稀盐酸,左边加m克铁,右边加m克锌,反应终止后,发现两种金属均有剩余,此时天平指针变化为( )
  (A) 偏向铁(B) 偏向锌
  (C) 指针指中间(D) 三种情况均可能
  要想解决这个问题必须掌握天平平衡问题的三种情况:
  (1)若两种金属均过量,酸不足.那么天平的质量变化是以酸的质量来计算,由于酸的质量相等所以生成氢气的质量也相等,结果天平平衡.
  (2)若两种金属均不足,酸过量.那么天平的质量变化是以金属和酸反应生成的氢气的质量来计算,生成氢气多的金属这边轻,生成氢气少的金属这边重,结果天平偏向生成氢气少的金属这边.
  (3)若两种金属中一种金属过量,一种金属恰好反应.此时需要考虑的是酸的情况,一种情况酸不足,一种情况酸恰好反应,所以生成氢气的质量是相等的,结果天平平衡.有的时候为了讲课的方便我们也把这种情况并到第一情况来讲.
  经分析例题属于第一情况,结果天平平衡,所以选(C).
  练习:7.在天平两边各放一只等质量的烧杯,烧杯内分别装等质量等质量分数的稀盐酸,左边加入m克镁,右边加入m克铜铝合金,两烧杯中刚好完全反应,天平平衡.则合金中铜与铝的质量比为( )
  (A) 1∶2(B) 1∶3(C) 2∶1(D) 3∶4
  此题的情况属于第一情况,但稍有扩展需要根据镁的质量通过化学方程式求出氢气的质量,此氢气的质量就是铜铝合金中铝与酸反应放出氢气的质量,再由氢气的质量求出铝的质量,然后用m克铜铝合金减去铝的质量即为铜的质量相比即可.答案是(B).
  综上所述,在教学中要想让学生学的好,算得对,就必须多动脑筋,多想办法,就能做到事半功倍.中考只是我们学习的一个机会,一个目标;而学好知识、掌握方法、开拓思路才是我们学习的根本.希望以上这些教学心得只是起到一个抛砖引玉的效果,能在教师和学生的平静的化学学习过程中激起一点点的涟漪.
  [黑龙江省大庆市第三十中学 (163411)]四、强化训练1.(2012年·天津市)下列成语中,本意主要为化学变化的是( )A.滴水成冰 B.积土成山 C.百炼成钢 D.木已成舟2.(2012年·青岛市)下列物质的性质中,属于化学性质的是( )A.铜能导电 B.镁能与氧气反应C.常温下水是无色液体 D.常温下甲烷是无色无味气体3.(2012年·北京卷)下列物质的用途中,利用其物理性质的是( )A.氧气用于切割金属 B.干冰用于人工降 雨C.铁粉用作食品保鲜吸氧剂 D.小苏打用于治疗胃酸过多5.(2012年·桂林市)下列对化学反应类型的判断,错误的是( )A.2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O(复分解反应) B.CO2 + C高温2CO(化合反应)C.2AgBr光照2Ag + Br2↑(分解反应) D.2Mg + CO2点燃2MgO + C(置换反应) 6.(2012年·苏州市)下列说法错误的是( )A.在复分解反应中,没有单质参与 B.化合反应一定要加热C.置换反应一定有新的单质生成 D.中和反应一定有水生成7.(2012年·黄冈市)锡(Sn)是五金之一,它的金属活动性顺序位于铁和铜之间,则下列反应不会发生的是( )A.Zn+Sn(NO3)2=Zn(NO3)2+Sn B.Sn+2HCl=SnCl2+H2↑ C.Sn+2AgNO3=Sn(NO3)2+2Ag D.Sn+MgS04=SnSO4+Mg8.(2012·德阳市)下列各组物质在溶液中能大量共存且形成无色溶液的是( )A.NaCl BaCl2 Na2CO3 B.KNO3 HCl CaCl2 C.H2SO4 FeCl3 NaNO3 D.NaOH HNO3 NH4NO3 9.(2012年·潍坊卷)下列金属中,最活泼的是( )A.银 B.铜 C.镁 D.铝13.(2012·扬州卷)一定条件下反应一段时间后,测得密闭容器内M、N、P、Q四种物质各物质的质量:物质MNPQ反应前质量(g)16.88.423.61.6一段时间后质量(g)待测1413.66下列说法正确的是( )A.该反应类型属置换反应 B.物质P一定是化合物C.反应生成的N与Q的质量比为7:3 D.M肯定为该反应的催化剂10.(2012年·红河市)在化学反应A+B=C+D中,已知80gA与24gB恰好完全反应生成42gC,则生成D的质量为( )A.56g B.62g C.52g D.60g11.(2012年·武汉市)三氧化铬(CrO3)常用于金属镀铬.在工业上,用重铬酸钠(Na2Cr2O7)制造三氧化铬,反应的化学方程式:Na2Cr2O7+X=2CrO3+Na2SO4+H2O,其中X的化学式为( )A.H2S B.H2SO3 C.H2SO4 D.SO212.(2012年·广东省)有关2CO+O2点燃2CO2的叙述正确的是( )A.一氧化碳加氧气点燃等于二氧化碳B.一氧化碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳C.两个一氧化碳分子加一个氧分子等于两个二氧化碳分子D.2g一氧化碳和1g氧气反应生成2g二氧化碳12.(2012年·泸州市)下列化学方程式正确的是( )A.Cu+2HCl=CuCl2+H2↑ B.BaCl2+2KOH=Ba(OH)2↓+2KCl2C.Fe +2KNO3=2K+Fe(NO3)2 D.NaOH+HNO3=NaNO3 +H2O14.(2012年·肇庆市)请写出下列反应的化学方程式:(1)双氧水与二氧化锰混合 ;(2)甲烷燃烧 ;(3)氧化汞加热分解 ;(4)用熟石灰中和废水中的硫酸 .15.(2012年·河南省)右图是某物质分解的微观示意图.(1)图中属于化合物的是 .(2)写出该反应的化学方程式: .16.(2012年·铜仁市)某校课外兴趣小组同学用氯酸钾和二氧化锰混合物加热制氧气,实验完毕后发现混合物固体质量减少了,请你用学过的化学知识解释.17.(2012年·昆明市)下图是甲、乙两组同学分别设计的质量守恒定律的两个验证实验.请根据图示进行思考回答(假设甲、乙两组药品混合前质量均为m前、混合后质量均为m后): ①甲组药品混合前、后质量关系为:m前>m后,请解释原因___________,该实验若试剂不变,应如何改进此装置___________;②乙组药品混合前、后质量关系为:m前=m后,乙组同学认为实验成功,甲组同学认为该实验不能验证质量守恒定律,原因是___________.18.(2012年·山西省)某化学兴趣小组的同学在探究 Mg、Cu、Fe三种金属的有关性质时进行了如下实验:(1)实验一:发生反应的化学方程式___________,该实验可得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为___________.(2)实验二:将实验一后①、②试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,一段时间后过滤.滤渣中一定含有的物质是__________,可能有的物质是____,为了进一步确定可能有的物质是否存在,同学们设计了如下方案:实验步骤实验现象结论取少量滤渣于试管中,向其中滴加______没有气泡产生_________________滤液中含有的金属离子可能是____①3Mg2+②Mg2+、Fe2+③Mg2+、Fe3+④Cu2+、Fe2+⑤Mg2+、Fe2+、Cu2+19.(2012年·安徽省)实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气,写出反应的化学方程: .小芳发现,氯酸钾与氧化铜混合加热,也能较快产生氧气,于是进行如下探究:【提出猜想】除MnO2、CuO外,Fe2O3也可以作KClO3分解的催化剂.【完成实验】按下表进行实验,并测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好).实验编号实验药品分解温度(℃)①KClO3580②KClO3、MnO2(质量比1:1)350③KClO3、CuO(质量比1:1)370④KClO3、Fe2O3(质量比1:1)390【分析数据、得出结论】(1)由实验 与实验4对比,证明猜想合理;(2)实验所用的三种金属氧化物,催化效果最好的是 .【反思】(1)若要证明Fe2O3是该反应的催化剂 ,还要验证它在化学反应前后的质量和 不变;(2)同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证 .(3)同种催化剂,还有哪些因素可能影响催化效果,请你再探究(探究一种因素即可)20.(2012年·河南省)某工厂利用废铁屑与废硫酸起反应来制取硫酸亚铁.现有废硫酸49 t(H2SO4的质量分数为10%),与足量废铁屑起反应,可生产硫酸亚铁的质量是多少?21.(2012年·福州市)根据下图所示的信息计算:(1)加入的稀硫酸质量为 g.(2)所用稀硫酸溶质的质量分数. 22.(2012年·兰州卷)某化学兴趣小组为了测定某黄铜(铜锌合金)样品中锌的质量分数,取10克样品放入烧杯中,再取60克稀硫酸分六次加入烧杯中,俊充分反应,实验数据如下:第一次第二次第三次第四次第五次第六次加入稀硫酸的质量(g)101010101010剩余固体的质量(g)9.358.78.057.46.756.75(1)黄铜样品中锌的质量分数为多少?(写出计算步骤,下同)(2)所用稀硫酸的质量分数为多少?参考答案 1.C 2.B 3.B 4.A 5.A 6.B 7.D 8.B 9.C 10.B 11.C 12.B 13.B14. (1)2H2O2MnO22H2O+O2↑(2)CH4+2O2点燃CO2+2H2O(3)2HgO高温2Hg+O2↑(4)H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O15.(1)水(或H2O) (2)2H2O通电2H2↑+ O2 ↑ 16.根据质量守恒定律,参加反应物的各物质的质量总和,等于反应后生成物的各物质的质量总和,因为生成的氧气是气体,所以固体质量减轻17.①反应生成的CO2气体从烧杯中逸出,总质量减少;将烧杯改成密闭容器②因为两种药品未参加化学反应,所以不能验证质量守恒定律 18.(1)Fe+CuSO4= FeSO4+C u Mg、Fe、Cu (2) Cu Fe 稀盐酸 滤渣中没有铁 ②⑤ 19.2KClO3 2KCl+3O2↑【分析数据、得出结论】(1)①(2)Mn02【反思】(1)化学性质(2)将KCl03与不同颗粒大小的同种催化剂等比充分混合,加热测定分解温度(其他合理答案均可)(3)[提出假设]催化剂与反应物的质量比不同,催化效果不同[设计方案]①取同颗粒大小的同一催化剂与KCl03按不同质量比充分混合;②分别加热,测定分解温度【得出结论】如果分解温度不同,说明假设成立,反之则不成立(其他合理答案也可)20.解:设可生产硫酸亚铁的质量为x.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 98 152 49 t×10% x 98:152=49 t×10%:x (列成为竖式) x=7.6 t 答:可生产硫酸亚铁7.6 t.21.⑴ 24.5 ⑵ 解:设所用稀硫酸溶质的质量为x H2SO4 +2KOH = K2SO4 + 2H2O 9 8 112 x 56 g×10% = x = 4.9 g 所用稀硫酸溶质的质量分数 = × 100% = 20%答:所用稀硫酸溶质的质量分数为20%.22.⑴ 由表中数据知该合金中铜的质量为6.75g,则锌的质量为3.25g,黄铜样品中锌的质量分数为3.25g/10 g×100%=32.5% ⑵ 设稀硫酸中溶质质量为x Zn + H2SO4 = Zn SO4 + H2↑ 65 98 3.25g x 65/3.25g=98/ x x=4.9g 稀硫酸中溶质质量分数为4.9g/50 g×100%=9.8%答:略.
  [安徽省合肥市庐江中学实验初中(231500)]
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