全国中学生化学竞赛预赛专题讲座(4)

中考化学：初中化学计算题题型汇总
重要概念的含义与应用
化学计算是借助于用数学计算的知识，从量的方面来对化学的概念或原理加深理解或通过计算进一步掌握物质的性质及其变化规律。另外，通过计算还能培养分析、推理、归纳等逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
初中化学计算的主要内容如下：
(一)有关化学式的计算
用元素符合来表示物质组成的式子叫做化学式。本知识块的计算关键是抓住这一概念，理解概念的含义，并要深刻理解化学式中各符号及数字的意义，处理好部分与整体之间的算术关系。
1.计算相对分子质量。
相对分子质量是指化学式中各原子的相对原子质量的总和。通过化学式可以计算出该物质的相对分子质量，也可以通过相对分子质量，求某物质的化学式。在计算的过程中应注意化学式前面的数字(系数)与相对分子质量及元素符号右下角的数字与相对原子质量之间的关系是“相乘”不是“相加”；若计算结晶水合物的相对分子质量时，化学式中间的“•”与结晶水的相对分子质量之间是“相加”不是“相乘”。
例计算5CuSO4•5H2O的相对分子质量总和。
5CuSO4•5H2O=5×[64+32+16×4+5×(1×2+16)]
=5×[160+5×18]
=1250
2.计算化合物中各元素的质量比
宏观上物质是由元素组成的，任何纯净的化合物都有固定的组成，这样可以计算化合物中所含元素的质量比。计算的依据是所含元素的质量比，等于微观上每个分子(即化学式)中各种原子的个数与其原子量的乘积之比。
例计算氧化铁中铁元素和氧元素的质量比。
氧化物的化学式：Fe2O3，则
Fe∶O=56×2∶16×3=112∶48=7∶3
3.计算化合物中某元素的质量分数
宏观上化合物中某元素的质量分数等于微观上化合物的每个分子中，该元素的原子的相对原子质量总和与化合物的相对分子质量之比，即：
化合物中某元素质量比=×100%
例计算硝酸铵(NH4NO3)中，含氮元素的质量分数。
w(N)=×100%=35%
(二)有关化学方程式的计算
化学方程式是用化学式表示化学反应的式子，这样，化学方程式不仅表达了物质在质的方面的变化关系，即什么是反应物质和什么是生成物质，而且还表达物质在量的方面的变化关系，即反应物质和生成物质的质量关系，同时包括反应物质和生成物质的微粒个数关系，这是有关化学方程式计算的理论依据。
1.有关反应物和生成物的计算
这是化学方程式计算中最基础的题型，要深刻理解化学方程式的含义，理解反应物质和生成物质在微观上和质量上的关系。例如将一氧化碳在空气中点燃后生成二氧化碳的化学反应中，它们的关系：
2CO+O22CO2
微粒比：2∶1∶2
质量比：2×28∶32∶88(7∶4∶11)
*体积比：2∶1∶2
(同温、同压)
质量守恒：56+32=88
可以看出，化学方程式能表达出多种量的关系，这些关系都是解答有关化学方程中的已知和未知的隐含的已知条件，这些条件都可以应用于计算时的“桥梁”，是整个计算题的基础和依据。
2.不纯物的计算
化学方程式中所表示的反应物和生成物都是指纯净物，不纯物质不能代入方程式进行计算。遇到不纯物质时，需要将不纯物质换算成纯净物质的量，才能代入方程式，按质量比进行计算。计算关系为：
纯净物的质量=不纯物的质量×纯净物的质量分数
例用含Fe2O3 75%的赤 铁矿石20吨，可炼出含杂质4%的生铁多少吨？
解：20吨赤铁矿石中含纯Fe2O3的质量为：20吨×75%=15吨
设可炼出含杂质4%的生铁质量为x
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160112
15吨(1-4%)x
x==12.5吨
3.选量(过量)计算
化学方程式计算的理论依据就是质量守恒定律。在质量守恒定律中，“参加反应的各物质的质量总和，等于反应生成的各物质的质量总和”。要着重理解“参加”两个字的含义，即没有“参加”反应的物质，就不应计算在内。在有些计算题中，给出了两种反应物的质量，求生成物，这时就必须考虑，给出的两种物质的质量是否都恰好参加了反应。这时思考的范围就应大一些。
例今有氢气与氧气的混合气共20克，在密闭的容器中点燃，生成水18克，则下列分析正确的是()
(A)氢气10克，氧气10克(B)氢气2克，氧气18克
(C)氢气4克，氧气16克(D)氢气1克，氧气19克
根据化学方程式，求出氢气在氧气里燃烧时氢气与氧气的质量比，然后进行比较。
2H2 + O2 2H2O
4 ∶ 32∶ 36
1 ∶ 8∶ 9
氢气在氧气中燃烧时，氢气与氧气的质量比为1∶8，即若有1克氢气需要氧气8克；若有2克氢气需要氧气16克。本题中生成18克的水，则必然是氢气2克，氧气16克。故(B)、(C)选项都有可能。若按(B)选项会剩余2克，氧气没有参加反应；若按(C)选项会剩余2克氢气。故本题答案为(B)和(C)。这样会得出一个结论：若遇两个已知量，是按少的量(即不足的量)来进行计算。
4.多步反应的计算
从一个化学反应中求出的质量，用此量再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算，求最后一个化学反应的量，一般称之为多步反应的计算。
例计算用多少克的锌跟足量稀硫酸反应生成的氢气，能跟12.25克的氯酸钾完全分解后生成的氧气恰好完全反应生成水。
本题涉及三个化学反应：
Zn+H2SO4(稀)＝ZnSO4+H2↑
2KClO3 2KCl+3O2↑
2H2+O2 2H2O
可以用三个化学方程式中的微粒关系，找出它们的已知量与未知量的关系式：
2KClO3～3O2～6H2～6Zn即KClO3～3Zn
设需用锌的质量为x，根据上述关系式，
KClO3 ～ 3Zn
122.53×65
12.25克x
x==19.5克
从以上的有关化学方程式的计算可以看出，在计算的过程中，主要应用的关系式是质量比，在一个题目中，最好用统一的单位，若试题中给出了两个量的单位不一样，可以换算成比较方便有利于计算的一个单位，这样可避免发生错误。关于化学方程式计算的解题要领可以归纳为：
化学方程式要配平，需将纯量代方程；
量的单位可直接用，上下单位应相同；
遇到有两个已知量，应找不足来进行；
遇到多步的反应时，关系式法有捷径。
(二)有关溶液的计算
溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里形成均一、稳定的混合物，在有关溶液的计算中，要准确分析溶质、溶剂、溶液的质量，它们的最基本的质量关系是：
溶质质量+溶剂质量=溶液质量
应注意此关系中，溶质质量不包括在溶液中未溶解的溶质的质量。
1.溶解度的计算
固体物质溶解度的概念是：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
根据溶解度的概念和溶液中溶质、溶剂和溶液的量的关系，可进行如下的有关计算。
(1)根据在一定温度下，某物质饱和溶液里的溶质和溶剂的量，求这种物质的溶解度。
(2)根据某物质在某温度下的溶解度，求该温度下一定量的饱和溶液里含溶质和溶剂的质量。
(3)根据某物质在某温度下的溶解度，求如果溶剂质量减少(蒸发溶剂)时，能从饱和溶液里析出晶体的质量。
(4)根据某物质在某温度下的溶解度，求如果温度变化(降温或升温)时，能从饱和溶液里析出或需加入晶体的质量。
2.溶液中溶质质量分数的计算
溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。初中化学中常用百分数来表示。溶液中溶质质量分数的计算式如下：
溶质的质量分数=×100%
溶质质量分数的计算题可以有：
(1)已知溶质和溶剂的质量，求溶液的质量分数。
(2)已知溶液的质量和它的质量分数，求溶液里所含溶质和溶剂的质量。
(3)将一已知浓度的溶液加入一定量的水进行稀释，或加入固体溶质，求稀释后或加入固体后的溶液的质量分数。
3.溶液度与溶液质量分数之间的换算
在一定温度下，饱和溶液里溶质质量、溶剂质量、溶液质量之比，是一个固定的值，也就是说饱和溶液里溶质质量分数是恒定的。在计算中首先要明确溶液度与溶液质量分数两个概念的本质区别。其次是要注意条件，必须是在一定温度下的饱和溶液，才能进行换算。
溶解度与溶液中溶质质量分数的比较如下：
溶解度 质量分数
量的关系 表示溶质质量与溶剂质量之间的关系 表示溶质质量与溶液质量之间的关系
条件 ①与温度有关(气体还跟压强有关)②一定是饱和溶液 ①与温度、压强无关②不一定是饱和溶液，但溶解溶质的质量不能超过溶解度
表示方法 用克表示，即单位是克 用%表示，即是个比值，没有单位
运算公式 溶解度=×100 %=×100%
换算公式 饱和溶液中溶质质量分数=×100%
初中化学推断题的解法及题型
化学推断题是初中化学中的一种十分重要的题型，这类题具有条件隐蔽、文图较多、关系复杂、综合性强等特点。和以前相比2004年各地中考试题中，推断题的命题水平更高，试题的灵活度也更大。
一、解题步骤
1. 审题 认真审读原理，弄清文意和图意，理出题给条件，深挖细找，反复推敲。
2. 分析 抓住关键，找准解题的突破口，并从突破口出发，探求知识间的内在联系，应用多种思维方式，进行严密的分析和逻辑推理，推出符合题意的结果。
3. 解答 根据题目的要求，按照分析和推理的结果，认真而全面地解答。
4. 检验 得出结论后切勿忘记验证。其方法是将所得答案放回原题中检验，若完全符合，则说明答案正确。若出现不符，则说明答案有误，需要另行思考，推出正确答案。
二、题型及例析
1. 元素推断题
解答此类题的方法是先理清题目中给出的各种信息之间的关系，找出突破口，逐一推断出来。
例1. （湖南）原子的核电荷数小于18的某元素X，原子的电子层数为n（n为正整数），最外层电子数为 ，原子中的质子数为 ，有关X的说法不正确的是（ ）
A. X能形成化学式为 的碱
B. X肯定能形成化学式为 的含氧酸钠盐
C. X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数
D. X是非金属元素
分析：解此题的关键是首先确定X为何种元素。因为n是电子层数，当 时，最外层电子数为3，质子数为1，这不是氢原子；当 或3时，最外层电子数分别为5、7。质子数分别为7、17。质子数和核外电子数相等，分别是氮元素和氯元素，在形成化合物时都易得到电子，形成稳定结构，表现为负价，不可能与 离子结合成碱，但氯、氮两元素均可与氧元素结合形成含氧酸根原子团，跟金属或非金属元素组成化合物，像B项中的 。答案为A。
2. 常见物质的推断题
此类题给出常见物质的特征或特殊性质、特殊反应等。综合能力要求高，但初中涉及的物质种类不多且很典型。根据题给信息，寻找突破口，顺藤摸瓜，可较顺利地推断出来。
例2. （辽宁锦州）X、Y、Z三种物质有如下图所示的转化关系：
根据以上关系：
（1）写出下列物质的化学式：X_______，甲________，乙_________
（2）写出乙与Z反应的化学方程式____________。
分析：仔细观察题中框图，我们会发现：在一个反应中，已知物质出现最多的是 以此为突破口，据复分解反应发生的条件，则X必为 ，然后可知Y为 ，Z为 ，甲为 ，乙为 。把以上答案放入原题，完全符合题意，说明所得答案正确。
3. 实验推断题
此类题主要是考查同学们的综合分析能力，不但要求同学们具备有关化合物的基础知识，而且要有实验操作的经历和分析、解决化学实验问题的能力。解题时需要认真分析题目给出的条件，联系实际，逐一分析推断。
例3. （辽宁锦州）如下图所示的实验中，通入的气体A是氢气和一氧化碳中的一种或两种，黑色粉末B是氧化铜和木炭粉中的一种或两种。实验中观察到的现象是：黑色粉末变红色，无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊。由此判断：气体A和黑色粉末B的可能组合有哪几种？（每种组合中A和B的成分均要求用化学式表示）
分析：由题中现象“黑色粉末变红色，无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊”可知，反应后一定生成了 和 ，可能发生的反应有：① ，② ，③ 。因此，水的来源只有一个，则气体A中必含有 的来源有两个，则C和CO可能只含其中之一，也可能两者都含有。故气体A和黑色粉末B可能有三种组合：①A为 ，B为CuO和C；②A为 和CO，B为CuO；③A为 和CO，B为CuO和C。
4. 混合物组成的推断题
此类题一般难度较大，涉及的知识面比较广。分析这类题目时，头脑要冷静，不要把问题想得太复杂，否则将陷在题目设计的迷宫中。
例4. （天津）有一包粉末，可能含有碳酸钙、硫酸铜、碳酸钠、硫酸钠、氯化钡中的一种或几种。以下是某同学进行实验并观察到的现象：取少量粉末放入试管中，加水、振荡、静置后，试管中有白色沉淀和无色溶液；再向试管中滴入足量的稀硝酸后，白色沉淀有部分溶解。由此推断，该包粉末的可能组成是：（1）________；（2）_______；（3）________。
分析：此类推断题的解题思路是：通过题中描述的现象，确定某些物质或排除某些物质。由题中现象“试管中有白色沉淀和无色溶液”可知，粉末中可能有不溶固体 或相互之间反应能生成白色沉淀的物质组合（ 和 和 ），一定不含硫酸铜；又根据题给信息“滴入足量的稀硝酸后，白色沉淀有部分溶解”可知，此白色沉淀中一定有 ，还含有 和 中的一种或两种，则原固体粉末中一定含有 和 ，一定不含硫酸铜，可能含有 和 中的一种或两种。故这包粉末的可能组成是：（1） ；（2） ；（3） 。