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培优专题四 解计算型选择题的常用方法
类型 守恒法
根据计算过程中某些量的守恒原则,从变化中找守恒量,可以使问题简化。
【例1】 向2.8 g表面被氧化成氧化镁的镁条中加入适量稀硫酸至固体全部溶解,再向所得溶液中加入氢氧化钠溶液至不再产生沉淀为止,过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体6.38 g,则该镁条中氧元素的质量为( )
A.0.16 g B.1.12 g C.1.68 g D.2.64 g
【解析】题目中反应复杂,用常规方法解题计算量大。现我们先看题目中发生的反应:①MgO+H2SO4===MgSO4+H2O;②Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑;③MgSO4+2NaOH===Mg(OH)2↓+Na2SO4。从上述反应中知,固体是Mg(OH)2,而Mg(OH)2中的镁元素都是由镁条中的镁元素转化来的,即Mg(OH)2和镁条中的镁元素质量相等。Mg(OH)2中含有镁元素的质量为6.38 g×=2.64 g,则该镁条中氧元素的质量为2.8 g-2.64 g=0.16 g。
类型 平均值法
平均值原理是:若a1、a2的平均值为a,且a1>a2,则有a1>a>a2。平均值法常用于推断混合物的组成问题。
【例2】 FeO与某氧化物的混合物中,氧元素的质量分数为30%,则该氧化物是( )
A.CaO B.CuO C.ZnO D.MgO
【解析】混合物中氧元素的质量分数为30%,这是平均值。FeO中氧元素的质量分数为22%,小于平均值30%。根据平均值原理,所求氧化物中氧元素的质量分数应大于30%,易知,所给的四个选项中,只有MgO中氧元素的质量分数大于30%。
类型 极端假设法
所谓极端假设法是从极端的角度去考虑分析所给的问题,从而使问题得到简化处理,顺利得出结论的一种方法。举个简单的例子:小明家有10只鸡或者鸭,假设一只鸡重3 kg,一只鸭重4 kg,求这10只家禽质量的取值范围。解析:题目中已知鸡和鸭的总数,不知道鸡或鸭的确切数量,没办法进行具体计算,这时我们可以从极端的角度去考虑分析问题。假设如果全是鸡,总质量最小,为30 kg;如果全是鸭,总质量最大,为40 kg,因此10只家禽的质量的取值范围就是30~40 kg。在初中化学解题过程中,我们也会遇到类似的问题,要用到极端假设法来解决,它适用于混合物的计算。
【例3】 现将含有某一种氯化物杂质的MgCl2粉末95 g溶于水后,与足量的AgNO3溶液反应,可生成AgCl沉淀290 g。则该MgCl2粉末中含有的杂质可能是( )
A. NaCl B. CaCl2 C. AlCl3 D. KCl
【解析】运用极端假设法,假定MgCl2粉末不含杂质,则由化学方程式可很快求出生成AgCl沉淀287 g。由于实际产生的AgCl沉淀为290 g,表明MgCl2粉末中所含的杂质必是含氯量大于氯化镁的物质。分析计算所给选项的化学式,即可确定本题的答案。
类型 差量法
差量法的依据是在一个化学方程式中,反应物、生成物各物质之间具有一定的质量比例关系;而各物质与其中任意两种物质之间的质量差值也存在着一定的比例关系,因此而得出比例关系。它常用于解两种或几种物质发生化学反应生成水或气体,造成固体质量减少的类型题。
【例4】 把一定量的H2通入10 g灼热的CuO中,充分反应后,冷却称量,固体质量减少了1.6 g,则被还原的CuO的质量分数是( )
A.16% B.84% C.80% D.64%
【解析】反应前的固体是CuO,反应后的固体是Cu,减少的质量应为CuO失去的O元素的质量。设被还原的CuO的质量为x,则
CuO + H2 Cu + H2O 固体减少量
80 64 80-64=16
x 1.6 g
= x=8 g
所以被还原的CuO的质量分数为×100%=80%。
类型 关系式法
在物质组成、化学变化中,某些量之间存在一定的数量关系,把这些数量关系建立成未知和已知条件之间明确的、直接联系的式子,这样的式子就是关系式。根据关系式中确定的数量关系进行计算,就是关系式解题法。
【例5】 已知在NO、NO2、N2O3、N2O4中氧元素的质量比为3∶4∶3∶8,则氮元素的质量比为( )
A.1∶1∶2∶2 B.3∶4∶3∶8
C.3∶2∶2∶4 D.1∶2∶3∶4
【解析】要使NO、NO2、N2O3、N2O4中氧元素的质量比为3∶4∶3∶8,它们应有如下关系式:3NO~2NO2~N2O3~2N2O4,从关系式易知氮元素的质量比为3×N∶2×N∶N×2∶2×N×2=3∶2∶2∶4。
【例6】 实验室分别用Al、Mg、Fe与足量的盐酸反应制H2,若要产生的H2质量相等,则消耗的Al、Mg、Fe的质量比为( )
A.27∶24∶56 B.1∶1∶1
C.3∶2∶2 D.27∶36∶84
【解析】此题按照常规解法是设产生H2的质量都为x,分别算出消耗的Al、Mg、Fe的质量,再比例,计算量大。现在我们先观察Al、Mg、Fe与盐酸反应的化学方程式:
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ ① Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ ②
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ ③
从三个化学方程中可看出,要使产生的H2质量相等,应分别在化学方程式②、③上配上相应的系数,可得:
3Mg+6HCl===3MgCl2+3H2↑ ④ 3Fe+6HCl===3FeCl2+3H2↑ ⑤
从化学方程式①、④、⑤中看出,要使产生的H2质量相等,Al、Mg、Fe应有如下关系式:2Al~3Mg~3Fe~3H2,所以消耗的Al、Mg、Fe的质量比为(2×27)∶(3×24)∶(3×56)=27∶36∶84。
1.取6 g某有机物X完全燃烧,生成13.2 g CO2和7.2 g H2O,则推出有机物X的化学式为( )
A.C2H6O B.C3H8O C.C3H8 D.C2H6
2.取一定质量的CaCO3高温灼烧一定时间,测得反应后剩余固体质量为8.8 g,其中钙元素质量分数为50%,则反应放出CO2的质量为( )
A.1.1 g B.2.2 g C.4.4 g D.5 g
3.某兴趣小组在研究Zn-Cu合金、Zn-Fe合金、Fe-Al合金、Fe-Cu合金时,发现其中一种合金6.5 g与足量稀盐酸充分反应产生了0.5 g气体,该合金可能是( )
A.Zn-Cu合金 B.Zn-Fe合金
C.Fe-Al合金 D.Fe-Cu合金
4.已知一包铁粉中含有两种杂质,小明同学取5.6 g该粉末,向其中加入足量的稀硫酸,充分反应后,得到0.5 g氢气。则该样品中的杂质可能是( )
A.Mg和Zn B.Al和Zn C.Zn和Cu D.Mg和Cu
5.碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]和氧化铜共36 g,充分加热后得到固体26.7 g。已知反应:Cu2(OH)2CO3===2CuO+H2O+CO2↑,则原固体混合物中氧化铜的质量分数为( )
A.4.8% B.7.5% C.25% D.75%
6.把8.9 g Mg、Zn合金放入一定量的稀盐酸中,恰好完全反应,产生0.4 g H2;在上述反应后的溶液中滴入足量的NaOH溶液,充分反应后生成NaCl的质量为( )
A.23.4 g B.29.25 g C.30.5 g D.26.25 g
7.将8 g CuO粉末加入到100 g一定质量分数的稀H2SO4溶液中,微热到CuO完全溶解,再向溶液中加入W g铁粉,使溶液中的溶质完全反应后过滤,将滤渣在低温下烘干,干燥后固体质量仍然为W g。下列分析不正确的是( )
A.W可能是5.6 B.W可能是6.4
C.W可能是8 D.W可能是12
8.取一定质量的CaCO3固体高温加热一段时间后,冷却,测得剩余固体的质量为8.0 g,其中,钙元素质量分数为50.0%。下列判断正确的是( )
A.原来CaCO3的质量为14.5 g
B.生成2.0 g CO2气体
C.剩余8.0 g固体为纯净物
D.剩余8.0 g固体中加入稀盐酸没有气泡产生
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