理顺思维方式,下功夫找到方法--谈中学化学计算题的几种常用解决策略_质量分数论文

理清思路 找准方法 事半功倍——谈解答中考化学计算题的几种常用解题策略,本文主要内容关键词为:几种论文,事半功倍论文,找准论文,中考论文,思路论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

一、归一法

方法解读 在比较不同化合物中同一元素质量分数大小时,可以将化学式进行转化,把要比较的元素原子个数统一化为“1”,比较其他部分相对原子质量和的数值大小,数值越大,元素的质量分数越小;数值越小,元素的质量分数越大,由此得出结论。

例1 (2011年南充)下列化肥中,氮的质量分数最大的是( )。

答案:(C)

解题启示 比较不同化学式中某相同元素的质量分数时,不必通过逐一计算得出结论,利用化“1”法,解答化学计算题也有捷径可走。只要大家摸清了思路、找对了方法、就会化繁为简、优化过程、减少失误,快速准确得出问题答案。

二、质量守恒法

方法解读 化学计算多与物质的质量有关,在化学计算题中往往隐含着多方面的质量守恒。如元素的质量守恒、原子团的质量守恒、物质的总质量守恒等。巧妙运用这些守恒,建立等量关系,能够开阔思维空间、简化计算过程、快速得出问题答案。

例2 (2011年哈尔滨)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,加热一段时间后剩余固体混合物10 g,继续加热至完全反应后固体变为9.04 g,再将固体加水充分溶解、过滤、干燥得到1.59 g黑色固体。求10 g剩余固体混合物中氯元素的质量分数为( )。

A.7.1% B.35.5% C.28.4% D.42.6%

分析 完全分解为KCl和,所得固体剩余物9.04 g是KCl和的混合物,其中的质量为1.59 g,则KCl的质量为:9.04g-1.59g=7.45g,整个过程中氯元素的质量不变,10 g固体混合物中含氯元素质量与7.45 g KCl中的氯元素质量相等,即:7.45 g×35.5/(39+35.5)×100%=3.55 g,10 g剩余固体混合物中氯元素的质量分数为:3.55 g/10 g×100%=35.5%。

答案:(B)

解题启示 抓住整个过程中氯元素的质量守恒这一突破口,明确了计算思路、优化了思维过程。

三、分析讨论法

方法解读 在化学计算中,当计算的结果受某种(或多种)条件制约时,可以对限制的条件作出合理、可能的假设和分析,从而得出相应的各种可能的计算结果。

例3 (2011年桂林)一定条件下,一定量的化合物A和恰好完全反应,生成44 g 和9 g,则A物质的相对分子质量不可能是( )。

A.26B.40C.58D.90

分析 A物质中碳元素的质量:44 g×12/44×100%=12 g,氢元素的质量为:9 g×2/18×100%=1.0 g,化合物中碳、氢元素的质量比为:12 g∶1.0 g=12∶1,即碳、氢元素的原子个数比是1∶1,但不能确定该物质中是否含有氧元素。

(1)当碳、氢原子个数均为2、不含氧原子时,物质的化学式为,相对分子质量为:

12×2+2=26

(2)当碳、氢原子个数均为2、含有1个氧原子时,物质的化学式为,相对分子质量为:12×2+2+16=42

(3)当碳、氢原子个数均为2、含有2个氧原子时,物质的化学式为,相对分子质量为:12×2+2+16×2=58

(4)当碳、氢原子个数均为2、含有3个氧原子时,物质的化学式为,相对分子质量为:12×2+2+16×3=74

(5)当碳、氢原子个数均为2、含有4个氧原子时,物质的化学式为,相对分子质量为:12×2+2+16×4=90

答案:(B)

解题启示 在无法确定物质的化学式时,可对各种可能的情况逐一进行假设、分析,从得出的结论中筛选出符合题目要求的给定答案。

四、终态分析法

方法解读 对涉及多步反应或多种混合物的计算,终态分析法是指在审题分析中,不去过分考虑变化中复杂的中间过程,而只求最终结果,通过对终态物质的分析、联系始态、找出关系式,从而简化思维过程、达到迅速解题的思维方法。

例4 (2011年贵阳考题)(1)某同学做了如下两个实验:

根据图1的溶解度曲线,判断a~f对应的溶液中,为饱和溶液的是________。

(2)由实验1、2可知,使不饱和溶液转化为饱和溶液的方法有________。

分析 20℃时,食盐的溶解度是36.0 g,20 g水中最多溶解7.2 g食盐,25 g水中最多溶解9.0 g食盐,实验1中的a溶液为不饱和溶液、b溶液为饱和溶液、c溶液为饱和溶液;20℃时,硝酸钾的溶解度为31.6 g,20 g水中最多溶解6.3 g硝酸钾,由此可知,d溶液为不饱和溶液,f溶液为饱和溶液,60℃时,硝酸钾的溶解度为110.0 g,此时,20 g水中最多溶解22 g硝酸钾,e溶液为不饱和溶液;改变温度、蒸发溶剂、加入溶质都可以使不饱和溶液转化为饱和溶液。

答案:(1)b cf;(2)增加溶质或改变温度

解题启示 在判断c溶液和f溶液是否饱和时,可以略去中间过程,而根据两溶液中溶质、溶剂的质量,结合给出的溶解度,直接进行判断,从而减少思维容量、淡化计算过程,省时省力、方便快捷,

五、极端假设法

方法解读 所谓极端假设法就是分别从两个点(即两个极端)对所要探究的结论做出假设,然后通过计算、归纳、确定区域范围最终做出判断、得出结论的一种假设方法。

例5 (2011年南京)某合金6 g与足量的稀硫酸充分反应后,如果生成0.2 g氢气,该合金中的元素可能是( )。

A.Zn和FeB.Cu和Au

C.Zn和CuD.Mg和Al

分析 在不知道合金中各金属组分质量的情况下,可假设给出的金属的质量均为6 g,则依据金属与酸反应产生氢气的化学反应方程式,求得产生氢气的质量:

(1)6 g Zn与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气小于0.2 g;6 g Fe与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气大于0.2 g,合金可以是Zn和Fe组成;

(2)Cu和Au均不与稀硫酸反应产生氢气,合金不能由Cu和Au组成;

(3)6 g Zn与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气小于0.2 g,Cu不与稀硫酸反应产生氢气,合金不能由Cu和Zn组成;

(4)6 g Mg与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气质量大于0.2 g,6 g Al与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气质量大于0.2 g,合金不可以由,Mg和Al组成。

答案:(A)

解题启示 极端假设法就是把研究的对象或变化过程通过假设,推到理想状态的极值,使因果关系变得非常明显,从而得出正确的判断的解题方法,它能使解决问题时的“山穷水尽”变得“柳暗花明”。

六、差量法

方法解读 在有些应用化学方程式的计算过程中,可以找出反应物与生成物之间的固体质量差、溶液质量差或气体的体积差等。这些差量与化学方程式中的反应物或生成物的对应量(质量或体积)对应成比例,利用这些比例关系可以迅速地解题,减少不必要的麻烦和错误。

例6 (2011年苏州)已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸钠受热不分解。现有某工厂生产出的一批碳酸氢钠中混有少量的碳酸钠,为了测定产品中碳酸氢钠质量分数,具体的检验步骤如下:①取一只洁净的坩埚,称其质量为ag;再向其中加入样品,称得总质量为g;②加热该盛有样品的坩埚;③将坩埚充分冷却,称量坩埚和剩余固体的质量;④多次重复步骤②和③至恒重,称得坩埚和剩余固体的总质量为g。

(1)根据题意,用a、的代数式表示样品中碳酸氢钠的质量分数为________。

(2)若要用到精度为0.1 g的托盘天平称量,若本题中(-)的值超过0.6 g,假设样品中碳酸氢钠的质量分数为90%,则至少需称样品多少克?

分析 根据碳酸氢钠受热分解的化学方程式:

解题启示 把固体物质减少的质量作为已知量,运用差量法,依据反应原理进行求解,计算过程简单。

七、关系式法

方法解读 对于多步反应的化学计算,在有两个或两个以上的化学方程式进行计算时,可以先写出有关化学方程式,找出几个方程式有关物质之间的量的关系,然后按关系进行计算。

例7 (2011年桂林)现有一包固体粉末,可能由中的一种或几种组成。为确定其组成,进行了如图2所示的实验(假设实验过程无损耗)。

请回答:(1)根据实验可以确定白色沉淀是________;原固体粉末中一定含有________,它的可能组成有________种。(2)若实验取固体粉末20 g,生成白色沉淀10 g,最后得到溶质质量分数为5.85%的X溶液200 g(只含一种溶质),则X溶液中溶质的质量是________g,固体粉末由________(填化学式,下同)组成,其中质量小于10 g的是________。

106/117=x/11.7 g x=10.6 g

解题启示 本题涉及多个化学反应,若按照反应原理逐一进行计算,费时费力,不容易得出答案;若利用和NaCl的质量关系,把根据化学方程式的计算转化为根据化学式的计算,则化繁为简、省时省力。

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