初中化学竞赛题巧妙计算方法 11页

初中化学竞赛计算题各类方法集合一、差量法差量法是常用的解题技巧之一，它是根据物质反应前后质量（或气体体积、物质的量等）的变化，利用差量和反应过程中的其他量一样，受反应体系的控制，与其他量一样有正比例的关系来解题。解题的关键是做到明察秋毫，抓住造成差量的实质，即根据题意确定“理论差值”，再根据题目提供的“实际差值”，列出正确的比例式，求出答案。在一个反应中可能找到多个化学量的差值，差量法的优点是：思路明确、步骤简单、过程简捷。解题指导例题1：有NaCl和NaBr的混合物16.14g，溶解于水中配成溶液，向溶液中加入足量的AgNO3溶液，得到33.14g沉淀，则原混合物中的钠元素的质量分数为（）A．28.5%B．50%C．52.8%D．82.5%【思路点拨】该反应及两个反应：NaCl+AgNO3→AgCl↓+NaNO3,NaBr+AgNO3→AgBr↓+NaNO3。即NaCl→AgClNaCl→AgBr中的银元素替换成了钠元素，因此沉淀相比原混合物的增重部分就是银元素相比钠元素的增重部分。设Na元素的质量为aNa→Ag△m23108108-23=85a33.14g-16.14g=17g=解得a=4.6g所以Na%=×100%=28.5%【答案】A例题2：在天平左右两边的托盘上各放一个盛有等质量、等溶质质量分数足量稀硫酸的烧杯，待天平平衡后，想烧杯中分别加入铁和镁，若要使天平仍保持平衡，求所加铁和镁的质量比为。【思路点拨】本题因硫酸足量，故铁和镁全参加反应：Fe+H2SO4→H2↑+FeSO4,Mg+H2SO4→H2↑+FeSO4由反应方程式可知，影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气。分别敬爱如铁和镁后，只有当天平两端增加的质量相同时，天平才仍能保持平衡。Fe+H2SO4→H2↑+FeSO4△m56256-2=54xa\nMg+H2SO4→H2↑+FeSO4△m即：x=y=24224-2=22ya====一、极值法（极端分析法）所谓极值发，就是对数据不足、无从下手的计算或混合物的组成的判断，极端假设恰好为某一成分，或者极端假设恰好为完全反应，以确定混合物各成分的名称、质量分数、体积分数的解题方法。运用此方法解题，可收到化繁为简、化难为易的效果。例题3：8.1g碱金属R及其氧化物R2O组成的混合物与水充分反应后，蒸发反应后的溶液得到12g无水晶体，通过计算确定该金属的名称。【思路点拨】该题若用常规方法很难完成，而用极端分析法则可以事半功倍。设R的相对原子质量为M，假设8.1g全为碱金属或全为氧化物，有如下关系：2R+2H2O→2ROH+H2↑R2O+H2O→2ROH2M2（M+17）2M+162（M+17）8.1g12g8.1g12g得M=35.3M=10.7因为混合物由碱金属和其氧化物组成，故金属的相对原子质量应介于10.7和35.3之间，因此该金属是钠。例题4：t℃时CuSO4在水中的溶解度为25g，将32gCuSO4白色粉末加入mg水中形成饱和CuSO4溶液并有CuSO4·5H2O晶体析出，则m的取值范围是（）A．18≤m≤128B．38＜m＜180C．18＜m＜128D．36≤m≤180【思路点拨】该题中CuSO4溶于水时形成饱和溶液且有部分晶体析出，即它处于饱和溶液和晶体之间，用极端分析法解此题可带来很大方便。假设恰好形成饱和溶液，根据溶解度有如下关系：100：25=m：32，解得m=128g假设恰好全部形成晶体，则有：CuSO4+5H2O→CiSO4·5H2O1609032gmg解得：m=18\n由于两种假设都处于极端状态，而题目所给的情况是介于两者之间，不包括两个极端值，故m应为18＜m＜128。三、估算法所谓估算法，就是根据有关的化学只是、抓住试题的某些特点或本质，对数据进行近似处理或心算而获得结果的一种解题方法。估算法是一种应用范围极广的简单方法，估算法在化学计算型选择题的解答中尤其重要。如果选择题的四个选项的数值有明显的悬殊，一般可用估算法。例题5：温度为t1℃和t2℃时某物质的溶解度为30g和154g，现将t2℃时该物质的饱和溶液131g冷却到t1℃，析出晶体的质量为（不含结晶水）（）A．63.7gB．74.6gC．92.7gD．104.1g【思路点拨】如果t2℃时某物质的饱和溶液有254g（t2℃时154g溶质溶解在100g水中形成的饱和溶液），从t2℃冷却到t1℃析出的晶体有154g-30g=124g，现有t2℃时该物质的饱和溶液131g，比254g的一半稍多些，根据饱和溶液中溶液中溶质质量和溶液质量成正比，则131gt2℃的饱和溶液冷却到了t1℃，析出晶体也比124g的一半稍多。【答案】A四、平均值法平均值法是依据M1＜M＜M2，只要求出（或已知）平均值M，就可以判断M1和M2的取值范围，从而巧妙且快速的解出答案。混合物的计算是化学计算中常见的比较复杂的题型，有些混合物的计算用平均值法，利用相对原子质量或相对原子质量的平均值、体积平均值、组成平均值来确定混合物的组成，则可化难为易、化繁为简，进而提高解这类题的能力。例题6：铝、锌组成的混合物和足量的盐酸反应，产生氢气0.25g，则混合物的质量可能为（）A．2gB．4gC．8.5gD．10g【思路点拨】这是典型的平均值法题型，一定要注意方法。分别计算出生成0.25g氢气需要单独的铝、锌各多少，最后选两个数值的平均值。2Al+6HCl→2AlCl3+3H2↑Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑546652x0.25gy0.25g解得：x=2.25gy=8.125g则混合物的质量为2.25g~8.125g。\n四、等效法对于一些用常规方法不易解决的问题，通过变换思维角度，作适当假设，进行适当代换等，使问题得以解决，称为等效思维法。等效思维法的关键在于其思维的等效性，即所设的假设、代换都必须符合原题意。等效思维法是一种解题技巧，有些题只有此法可解决，有些题用此可解得更巧、更快。例题7：在320℃时，某+1价金属的硫酸盐饱和溶液的溶质质量分数为36.3%，向此溶液中投入2.6g该无水硫酸盐，结果析出组成为R2SO4·10H2O的晶体21.3g。求此金属的相对原子质量。【思路点拨】由题意可构造如图所示饱和溶液：析出的饱和溶液晶体剩余的饱和溶液由等效法可知，析出的21.3g晶体由2.6g.无水硫酸盐和18.7g饱和溶液组成，根据题目条件可求出18.7g饱和溶液中溶质质量为：18.7g×36.3%=6.8g，溶剂质量为18.7g-6.8g=11.9g，所以21.3g晶体中含（6.8+2.6）gR2SO4、11.9g结晶水，再根据下列关系式求解相对原子质量。设金属R的相对原子质量为MR2SO4~10H2O=2M+96180（6.8+2.6）g11.9g解得M=23五、整体法所谓整体法，是指将化学问题作为一个整体，对问题的整体结构、形式或整个过程进行分析研究，抓住构成问题的各个子因素与整体之间的联系及他们在整体中的作用，对题设进行变形、转代，以达到简化思维程序、简化答题过程的目的。在化学竞赛中，要延伸和拓展的重要方式是运用富含一定思维容量的理论和试验试题，突破化学竞赛中的难点。例题8：已知酸式盐可以和碱发生化学反应Ca（OH）2+NaHCO3→CaCO3↓+NaOH+H2O，由Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，把它们溶于足量的水中，充分反应后，溶液中Ca2+、CO22-、HCO-均转化为沉淀，将反应容器内的水分蒸干，最后得到白色固体物质共29g，则原混合物中含Na2CO3的质量是（）A．10.6gB．5.3gC．15.9gD．无法确定\n【思路点拨】本题涉及的反应多，题目所提供的数据都是混合物的量，如果逐一分析每个反应显得非常复杂，若从整体分析则一目了然。从整个反应的过程看，生成的白色固体质量比反应前的混合物质量多了（29g-27.2g）=1.8g，多出来的1.8g物质恰好为参与反应的水的质量。分析NaHCO3反应的原理：①CaO+H2O→Ca（OH）2，②Ca（OH）2+NaHCO3→CaCO3↓+NaOH+H2O。把①+②得CaO+NaHCO→CaCO3↓+NaOH，可知NaHCO3转化为沉淀最终和1.8g水无关。同样分析Na2CO3反应的原理：③CaO+H2O→Ca（OH）2，④Ca（OH）2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH。③+④得CaO+H2O+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH,可知Na2CO3转化为沉淀正好消耗1.8g水。设混合物中含Na2CO3的质量为xH2O~Na2CO3=181061.8gx解得x=10.6g练习：1．t℃时，将一定量KNO3的不饱和溶液平均分为三份，分别恒温蒸发出水的质量为10g、20g、30g，已知蒸发10g、20g水时析出KNO3晶体的质量分别为3g、12g，求蒸发30克水时得到KNO3晶体的质量2.在同温同压下，将镁、铝分别投入质量分数相同的质量相等稀硫酸中，反应结束后，两种溶液的质量仍相等，则投入镁、铝两种金属的质量比是10.已知FeO、Fe2O3组成的混合物中，铁与氧的质量比为21:8，则混合物中FeO、Fe2O3两种物质的质量比是\n初中化学推断题例谈专题一、分别从条件和题中特殊物质出发，寻找突破口例1、下面是几种物质的转化关系。阅读后，用化学式回答下列问题：⑴若E、F皆为蓝色，则C是。如果B是水，那么A是；如果B是酸溶液，而A不溶于水，则A是，此时，A与B反应的类型是；⑵若E为棕黄色，F为红褐色，则C是。如果B是水，那么A是；如果B是酸溶液，而A不溶于水，则A是，A与B反应的方程式是。解析本题的突破口是离子的颜色，由于Cu2＋显蓝色，Fe3＋显黄色，当E、F皆为蓝色时，与NaOH反应产生的蓝色沉淀只有Cu(OH)2，故F为Cu(OH)2，E为 Cu(NO3)2溶液。而D为不溶解于稀硝酸的白色沉淀，初中只学过BaSO4和AgCl两种，此处只能是BaSO4，再逆推出C为CuSO4溶液。然后根据题意可知，B是水时，A是CuSO4（或胆矾）；B是酸溶液，A不溶于水时，A是CuO（或Cu(OH)2），反应类型为复分解反应。同理可知第（2）问答案为Fe2(SO4)3溶液，Fe2(SO4)3，Fe2O3(或Fe(OH)3)，Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O(或2Fe(OH)3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋6H2O)。例2、在我市某地收集到两种岩石样品A和B。他们进行了如下实验探究：(1)写出有关物质的化学式：A的主要成分____________，B的主要成分_____________X______________，Y___________(2)写出图中下列步骤的化学方程式：②_________________________⑤___________________⑥___________________例2、.(1)Fe2O3  CaCO3  C   CuSO4   (2)②FeCl2+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl ⑤Fe2O3+3CO高温2Fe +3CO2 ⑥Fe+CuSO4===Cu +FeSO4专题二、题中没有特别说明物质，难找突破口，或者答案不唯一例1、A、B、C、D、E是初中化学中常见的5\n种无色气体。它们之间的转化关系如下图所示。请写出你的推断结果：A，B，C，D，E。例1．O2CO2COH2CH4ABCDA例2、A－D都是初中化学中的常见物质，且有如图所示转化关系（反应条件、其他反应物及多余产物均已略去）。请写出下列物质的化学式：A；B；C；D。例2.A-CaCO3B-CaO C-CO2D-Ca(OH)2或者：A-H2OB-O2C-H2D-CuO一、叙述式推断题1、白色粉末A由Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaCl中的三种混合而成。把A加入到适量水中后，可得到白色沉淀B和溶液C，则：（1）若B能全部溶于稀硝酸，A的成分为___________；（2）若B只能部分溶于稀硝酸，A的成分为__________________；（3）若B不能溶于稀硝酸，A的成分为____________；（4）溶液C中一定存在的溶质是________________。2、有A、B、C、D四种化合物，A是硝酸盐，B是酸，C是碱，D是氯化物，它们能够发生以下反应：（1）A、B的溶液混合后，出现难溶于稀硝酸的白色沉淀；（2）C、D的溶液混合后，得到蓝色沉淀和食盐溶液；（3）A和D混合后无明显现象。则A、B、C、D四种物质的化学式分别为__________、__________、_________、__________。3、已知A、B、C、D四种物质都含有同一种元素，其中A是单质，B是黑色固体，C是红色固体。它们之间存在着如下转化关系：（1）A在不同条件下能够转化成B或C；（2）A和稀硫酸反应有D生成；（3）在高温条件下，B、C分别和无色气体E反应，都能生成A和另一种无色气体。根据上述信息，写出下列物质的化学式：A；B；C；D；E。参考答案：1.（1）Na2CO3、BaCl2、NaCl（2）Na2SO4、Na2CO3、BaCl2\n（3）Na2SO4、BaCl2、NaCl（4）NaCl2.Ba(NO3)2H2SO4NaOHCuCl23．Fe；Fe2O3；FeSO4；CO4、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）________。【解析】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）。【易错点点睛】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。二、反应式型推断题1、已知A、B、C、D、E、F6种物质的转化关系如下：(1)　A+B→C+H2O　　　(2)C+KOH→D↓(蓝色)+E(3)　B+D→C+H2O(4)E+BaCl2→F↓(白色，不溶于稀硝酸)+KCl根据上述变化关系，推断有关物质的化学式：A；B；C；D；E；F。2、有属于酸、碱、盐的5种常见物质A、B、C、D、E，它们之间可以发生如下反应：（1）A+B→C+H2O(2)C+H2SO4→D↓+A（3）E+AgNO3→AgCl↓+C根据上述反应，推断下列各物质的化学式:A；B；C；D；E。3、现有A、B、C、D、E、F六种化合物和甲、乙、丙三种单质，其中A为黑色固体、C属于盐类。它们在一定条件下有如下转化关系：（1）反应①属于__________反应（填基本反应类型）。（2）三种物质的化学式：甲__________、C__________、D__________。（3）反应④的化学方程式________________________________________。参考答案：1、ACuOBHClCCuCl2DCu(OH)2EKClFBaSO42、A—HNO3B—Ba(OH)2C—Ba(NO3)2D--BaSO4E--BaCl2\n3、（1）化合（2）（3）三、图表推断题1、现有Na2CO3、BaCl2、H2SO4、Ca(NO3)2、AgNO3五种失去标签的稀溶液。为了鉴别它们，先取溶液各少行许进行两两混合实验，现象如图(↑表示生成气体，↓表示生成沉淀，—表示无明显现象，空格表示未做实验)。⑴根据实验判断，各溶液应是：A；B；C；D；E。⑵写出下列反应的化学方程式。①A+C；②B+E；③C+D。解析仔细分析题目可以发现，此题的突破口是C与D反应生成了气体，由此可判断C和D一定是Na2CO3和H2SO4，然后可以由A看出，该物质只能与C反应，跟其它物质都不反应，符合要求的只有Ca(NO3)2，则C是Na2CO3，D是H2SO4。最后可判断出B是AgNO3，E是BaCl2。反应的化学方程式为：①Ca(NO3)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaNO3②2AgNO3＋BaCl2=2AgCl↓＋Ba(NO3)2③Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑四、流程图式推断题1、A～H都是初中化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图14所示。A是天然气的主要成分，E是一种常见的食品干燥剂。请回答：(1)A的化学式为；(2)反应③的基本反应类型是；(3)反应②的化学方程式为；(4)反应④的化学方程式为。2、实验结束时，同学们将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里，如果将废液直接排放就会造成水污染。于是几位同学利用课余处理废液，回收工业重要原料硫酸锌和有关金属。实验过程如下：\n请回答：(1)滤液A和滤液B含有相同的溶质，其名称是；固体B的化学式为。(2)写出步骤①其中一个反应的化学方程式；步骤④发生反应的化学方程式为。(3)要检验步骤④中加入的稀硫酸是否足量的方法是。(4)若实验过程中的物质损失可以忽略，要计算该废液中硫酸锌的质量分数，必须称量：废液的质量和。3.右图表示某些物质间转化关系(反应条件和部分产物已省略)。其中A、E为固体氧化物，且A为黑色粉末；B、D是由相同元素组成的无色液体，且B具有消毒杀菌作用；C、Y、Z为无色气体，其中Y有毒；X是最常见的金属。请回答下列问题：(1)反应①中A物质的作用是；(2)反应③、④的化学方程式：③；④；(3)在日常生活中为防止反应②的发生，可采取的措施是(写一点即可)；(4)在自然界中普遍存在反应⑤，其名称为。1、(1)CH4(2)化合反应(3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(4)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH2、(1)(2分)硫酸锌(1分)Fe(1分)(2)(2分)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu或Zn+FeSO4==ZnSO4+Fe(1分)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(1分)(3)(2分)取步骤④的滤渣于试管中加入少量稀硫酸(1分)，若有气泡产生则酸不足量(或若无气泡产生，则酸已足量，1分)(4)(2分)硫酸锌的质量(1分)、锌粉的质量(1分)[或硫酸锌、固体B、固体C、铜的质量，每说到2个给1分、全对给2分]3、(1)催化作用(写“催化剂”、“催化”、“催化性”也给分)；(1分)(2)③Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O(2分)④3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2(2分)(3)涂油(或刷漆、电镀等，其它合理答案均给分)(1分)(4)光合作用(1分)综合练习部分1.\n某同学对催化剂产生了兴趣，通过查资料了解到氧化铜、氧化铁等都能加速氯酸钾的分解．为了证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，他们设计了实验装置，并进行气体的制备和测量实验．实验时均以生成40mL气体为标准，相关记录见下表实验序号KClO3　质量加入其它的物质　待测数据l1.2g无其它物质21.2g加入少量的CuO试回答下列问题：（l）从如图仪器中选择合适的并加以组装DBE（填写字母）．（2）上述实验中的“待测数据”指；（3）为探究CuO在实验2中是否起催化作用，还需探究的内容是。解：催化剂是一种物质，在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒．（1）氯酸钾加热才能反应，收集的气体的同时要测量制取的气体的体积，故答案：DBE（2分）（2）本题的实验目的证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，故答案：收集40mL氧气所需时间（2分）（3）催化剂反应前后的质量和化学性质不变，即设计的实验就要从这两个方面入手设计。故答案：分离实验后的混合物中的CuO，洗涤干燥后称量其质量，观察其质量是否不变，并将其放入氯酸钾固体中，重复实验2的操作，观察其是否仍能加速氯酸钾的分解．（4分）第2小题图如下：