内容正文:
题型突破四 化学综合计算
第二部分 学科思维方法提升
直击考纲 命题规律与趋势
1.能利用溶质的质量分数的概念进行简单计算。
2.能利用化学方程式进行计算。 针对重庆中考第23题,预计2026年重庆中考在本讲考查的重点是结合溶质的质量分数和化学方程式的综合计算,近年来有将溶液稀释或增浓融入其中的情况,一般有2~3个小问,分值5分,难度中等。
【题型分析】近年来重庆中考计算大题均以综合计算为主,涉及化学式、化学方程式、溶质质量分数的相关计算,有时会将溶液稀释、增浓融入其中,题目难度不大,解题的难点通常是对溶液中溶质成分的分析,解题的易错点往往在审题、运算和表达环节。
近年来重庆中考计算大题未出现过根据图表数据信息的计算,在复习中可涉及相关类型计算以提高分析、计算能力。
【解题要点】解答此类题目的关键环节是审题、确定量的关系、表达。
1. 关于审题:宜细宜慢、宜有草稿过程
(1)明确“是什么”,即搞清题中涉及了哪些物质,分别列出。
(2)明确“何反应”,即物质间可发生什么反应,写出可能反应的化学方程式。(通常只考虑两两之间的反应)
(3)明确“有多少”,即搞清题目上的数据是什么物质的量,这里应特别注意,题中数据往往给出的是混合物的量(如“稀盐酸多少克、xx溶液多少克、xx矿石多少克、xx合金多少克”等),而后续根据化学方程式计算时用到的是各纯净物之间的比,所以这种量就必须进行换算后再使用。
2. 关于确定量的关系
确定已知量与未知量在化学方程式或化学式中的固定比例关系,或公式中的概念关系。明确已知什么,要求什么。
3. 关于表达:关键在于严谨、规范、简明
(1)要明确各个量之间的关系;要写明计算对象,如“m(稀盐酸)=xxx”“m(HCl)=xxx”;题中没有的数据要交代其来源,形成逻辑关系。
(2)要有“解、设、答”的过程,设未知量不带单位(因为物理量本身有单位),计算过程数据要带单位(计算过程是物理量间的运算,应包括数值运算和单位运算以符合其量纲)。
(3)书写内容应简明扼要,书写必须遵从一个顺序,一般从上往下,从左往右,逻辑要严谨。
例如:某碳酸钠样品含有少量的硫酸钠,取一定质量的该样品,完全溶解在水中配制成 100 g 溶液,将其全部加入100 g一定质量分数的硫酸溶液中,恰好完全反应,生成的气体全部逸出后,所得溶液质量是195.6 g,将溶液蒸干,得到15.6 g硫酸钠。试计算:
(1)加入的硫酸溶液的溶质的质量分数;
(2)原碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
【审题】①“是什么”:题中三种物质(Na2CO3、Na2SO4、H2SO4),它们之间涉及一个反应:
Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑。
③按方程式可求出硫酸溶液中溶质的质量,除以硫酸溶液质量100 g即可得其质量分数。蒸干所得15.6 g是原Na2SO4和新生成Na2SO4的总和,先根据方程式求得原Na2CO3和新生成Na2SO4的质量,进而可求出原样品质量,最终求得碳酸钠的质量分数。
②“有多少”:题中数据(100 g、100 g、195.6 g、15.6 g)均不是上述方程式中各物质的质量,但分析题目,可间接求出反应前后的液体质量差,即为逸出的气体CO2的质量,然后按方程式的比例关系可求出其他相关物质的质量。
[答题]
思维提升1 溶液的稀释与增浓
考向1:稀释
加水稀释前后溶质的质量相等,即:
m浓×ω浓=m稀×ω稀
解:设加水后所得稀硫酸的质量为x。
m浓×ω浓=m稀×ω稀
50 g×98%=x×20%
x=245 g
需加水的质量为245 g-50 g=195 g
答:需加水的质量为195 g。
1. 将50 g溶质的质量分数为98%的浓硫酸稀释为20%的稀硫酸,需加水的质量为多少?
(第1题)
2. (2022·重庆B卷)硫氧粉(Na2SO3)可用作染漂脱氧剂,在空气中因氧化变质生成Na2SO4。向20 g可能被氧化的样品中,加入质量分数为10%的稀硫酸至恰好不再产生气泡为止(假设气体全部逸出),消耗稀硫酸98 g。已知:Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O。
(1)根据化学式判断Na2SO4和Na2SO3中钠元素的质量分数较小的是 Na2SO4 。
(2)若用5 g质量分数为98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸,求所需水的质量。
Na2SO4
解:(2)方法1:设加入水的质量为y1。
5 g×98%=(y1+5 g)×10%
y1=44 g
方法2:设稀释后溶液的质量为y2。
5 g×98%=y2×10% y2=49 g
加入水的质量为49 g-5 g=44 g
(3)由题意知恰好反应时消耗H2SO4的质量为98 g×10%=9.8 g
设参加反应的Na2SO3、生成的Na2SO4、SO2的质量分别为x、y、z。
Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O
126 98 142 64
x 9.8 g y z
= = =
x=12.6 g y=14.2 g z=6.4 g
反应后溶液中Na2SO4的质量为 20 g-12.6 g+14.2 g=21.6 g
(3)求反应后溶液中溶质的质量分数(结果精确到小数点后一位)。
×100%≈19.4%
答:略。
反应后溶液中Na2SO4的质量分数为
考向2:增浓
(1)增加溶质增浓:
(m稀×ω稀)+m溶质=m浓×ω浓
3. 要使100 g溶质质量分数为5%的硫酸铜溶液溶质的质量分数增大一倍,需要加入硫酸铜固体的质量为多少?(结果精确到0.1 g)
(第3题)
解:设需要加入硫酸铜固体的质量为x。
(m稀×ω稀)+m溶质=m浓×ω浓
100 g×5%+x=(100 g+x)×10%
x≈5.6 g
答:需要加入硫酸铜固体的质量约为5.6 g。
(2)蒸发溶剂增浓:
m稀×ω稀 = m浓×ω浓
4. 要使100 g溶质质量分数为5%的硫酸铜溶液溶质的质量分数增大一倍,需蒸发水多少克?
(第4题)
解:设需蒸发水的质量为x。
m稀×ω稀=m浓×ω浓
100 g×5%=(100 g-x)×10%
x=50 g
答:需蒸发水50 g。
5. (2022·重庆A卷)化学泡沫灭火器是常用灭火器之一,其反应原理为Al2(SO4)3+6NaHCO3 3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑。现将34.2 kg质量分数为10%的Al2(SO4)3溶液与270 kg NaHCO3溶液混合,恰好完全反应(假设生成的气体全部逸出)。
已知相对分子质量:Al2(SO4)3为342;Na2SO4为142;Al(OH)3为78。
试计算:
(1)Al2(SO4)3中O元素与S元素的质量之比为 2∶1 。
2∶1
(2)最后所得溶液中Na2SO4的质量分数。
解:(2)设反应生成的Na2SO4、Al(OH)3和CO2的质量分别为x、y、z。
Al2(SO4)3的质量为34.2 kg×10%=3.42 kg
Al2(SO4)3+6NaHCO3 3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑
342 426 156 264
3.42 kg x y z
= = =
x=4.26 kg y=1.56 kg z=2.64 kg
溶液中Na2SO4的质量分数为
×100%=1.42%
(3)将34.2 kg Al2(SO4)3溶液的溶质质量分数由10%变为20%可以用不同的方法。请选择一种方法进行计算(只写出计算过程,不答具体操作)。
解:(3)方法一:加Al2(SO4)3
设加入Al2(SO4)3的质量为m。
34.2 kg×10%+m=(34.2 kg+m)×20%
m=4.275 kg
方法二:蒸发溶剂
设蒸发掉水的质量为n。
34.2 kg×10%=(34.2 kg-n)×20%
n=17.1 kg
答:略。
思维升2 方程式结合溶质质量分数的计算
6. (2025·重庆)实验小组利用甲烷、氧气和氢氧化钠溶液组成的燃料电池进行模拟实验。一定条件下发生反应的化学方程式为CH4+2O2+2NaOH Na2CO3+3H2O,理论上若所有反应物刚好完全反应,恰好消耗100 g 4%的NaOH溶液。试计算:
(1)Na2CO3中碳元素与氧元素的质量比为 1∶4 。
1∶4
(2)所得溶液中溶质的质量分数(结果精确到0.1%)。
解:(2)设参加反应的CH4和O2的质量分别为x、y,生成的Na2CO3的质量为z。
CH4+2O2+2NaOH Na2CO3+3H2O
16 64 80 106
x y 100 g×4% z
= = =
x=0.8 g y=3.2 g z=5.3 g
所得溶液中Na2CO3的质量分数为 ×100%≈5.1%
答:所得溶液中Na2CO3的质量分数约为5.1%。
7. (2024·重庆A卷)Na2SO3曾作为照相中的显影剂,可由2NaHSO3+Na2CO3 2Na2SO3+CO2↑+H2O制得。取100 g NaHSO3溶液,加入5.3 g Na2CO3固体,两者恰好完全反应。试计算:(不考虑水的挥发)
已知相对分子质量:NaHSO3为104,Na2SO3为126。
(1)Na2SO3中钠元素与氧元素的质量比为 23∶24 。
23∶24
(2)NaHSO3溶液中溶质的质量分数。
解:(2)设参加反应的NaHSO3的质量为x,生成的Na2SO3的质量为y,生成的CO2的质量为z。
2NaHSO3+Na2CO3 2Na2SO3+CO2↑+H2O
208 106 252 44
x 5.3 g y z
= = =
x=10.4 g y=12.6 g z=2.2 g
NaHSO3溶液中溶质的质量分数为 ×100%=10.4%
(3)所得溶液中溶质的质量分数(结果精确到0.1%)。
解:(3)反应后溶液的质量为
100 g+5.3 g-2.2 g=103.1 g
所得溶液中溶质的质量分数为
×100%≈12.2%
答:略。
8. (2023·重庆A卷)AgNO3溶液是实验室中的常用试剂,AgNO3的化学性质不稳定。在温度稍高或光照条件下可以发生反应:2AgNO3 2Ag↓+2NO2↑+O2↑(假设气体全部逸出)。现有一瓶100 g 10%的AgNO3溶液,久置后(不考虑水分挥发),将瓶内物质过滤,得到固体1.08 g和若干滤液。试计算:
(1)AgNO3中N、O元素的质量比为 7∶24 。
7∶24
(2)滤液中AgNO3的质量分数(结果精确到0.1%)。
解:(2)设已分解的AgNO3的质量为x。
2AgNO3 2Ag↓+2NO2↑+O2↑
340 216
x 1.08g
= x=1.7g
滤液中AgNO3的质量分数为
×100%≈8.4%
(3)若要将滤液中的AgNO3恢复到原来的质量分数,并把溶液质量增加到200g,应在滤液中加入一定量水和AgNO3固体,计算加入AgNO3的质量。
解:(3)设加入AgNO3的质量为m。
×100%=10%
m=11.7g
答:略。
思维提升3 方程式结合质量差值的计算
9. (2020·重庆B卷)84消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO),次氯酸钠工业制法的反应原理是Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O。某同学将Cl2通入185.8 g NaOH溶液中(NaOH溶液过量),充分反应后得到混合溶液200 g。试计算:(计算结果精确到0.1%)
(1)参加反应的氯气的质量是 14.2 g。
14.2
(2)混合溶液中次氯酸钠的质量分数。
解:(2)设反应后生成NaClO的质量为x。
Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O
71 74.5
14.2 g x
= x=14.9 g
混合溶液中次氯酸钠的质量分数为
×100%≈7.5%
(3)84消毒液中起消毒作用的是次氯酸钠中的氯元素。已知某品牌84消毒液中起消毒作用的氯元素的质量分数为6%,计算该84消毒液中次氯酸钠的质量分数。
解:(3)设84消毒液中含次氯酸钠的质量分数为y。
y× ×100%=6%
y≈12.6%
答:略。
请同学们完成《中考作业本》第72~74页练习题
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