王廷虎

新的課程標(biāo)準(zhǔn)，對化學(xué)計(jì)算的要求雖降低了，但對學(xué)生的綜合計(jì)算能力卻提出了更高的要求，與此相適應(yīng)的是在近幾年來的全國各地中考中，頻頻出現(xiàn)了一類能夠體現(xiàn)新課程理念的新型計(jì)算題，這些計(jì)算題較好考查了學(xué)生的知識(shí)遷移能力、科學(xué)探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神等，著力體現(xiàn)中考化學(xué)的命題由知識(shí)立意向能力立意的轉(zhuǎn)變。

一、圖像型計(jì)算題

例1（2014·煙臺(tái)）某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)一瓶敞口久置的氫氧化鈉和一瓶未標(biāo)濃度的稀鹽酸。為測定氫氧化鈉的變質(zhì)情況和稀鹽酸的濃度，他們?nèi)?.3g變質(zhì)的氫氧化鈉樣品于錐形瓶中，加入50g水，充分溶解，再向錐形瓶中滴加未知濃度的稀鹽酸。實(shí)驗(yàn)測得加入稀鹽酸的質(zhì)量與錐形瓶中物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系如圖1所示。

圖1求：（1）9.3g樣品中碳酸鈉的質(zhì)量。

（2）未知濃度的稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解析這是一道圖像型綜合計(jì)算題。氫氧化鈉會(huì)吸收空氣中的二氧化碳而生成碳酸鈉，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成CO2氣體會(huì)造成物質(zhì)的總質(zhì)量減少。由圖中的質(zhì)量關(guān)系圖可知：產(chǎn)生CO2的質(zhì)量是（9.3g+50g+50g）-107.1g=2.2g。設(shè)9.3g樣品中Na2CO3的質(zhì)量為x，與Na2CO3反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為y，與NaOH反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為z。

Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2 ↑

106 73 44

x y 2.2g

106∶44=x∶2.2g 解得，x=5.3g

73∶44=y∶2.2g 解得，y=3.65g

NaOH+HClNaCl+H2O

40 36.5

（9.3g-5.3g） z

40∶36.5=（9.3g-5.3g）∶z

解得，z=3.65 g

稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

（3.65g+3.65g）/50g×100%=14.6%

答案：（1）5.3 g（2）14.6%

點(diǎn)評(píng)本題作為一道圖像計(jì)算題，關(guān)鍵是根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)確定反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量，并以此作為解題的突破口。

二、表格型計(jì)算題

例2（2014·婁底）硅鋼是變壓器、充電器中的核心材料，其主要成份是Fe和Si。某學(xué)生用硅鋼樣品做了如下實(shí)驗(yàn)：取4.2g硅鋼樣品，將60g稀硫酸分6次加入樣品中（其中稀硫酸與硅及其它雜質(zhì)不反應(yīng)），充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥、稱重，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

稀硫酸的用量剩余固體的質(zhì)量

第一次加入10g m g

第二次加入10g 2.8g

第三次加入10g 2.1g

第四次加入10g 1.4g

第五次加入10g 0.7g

第六次加入10g 0.7g

（1）從以上數(shù)據(jù)可知，稀硫酸加入第次充分反應(yīng)后，鐵恰好完全反應(yīng)。

（2）表格中m=。

（3）計(jì)算所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解析本題是一道將化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)合在一起的計(jì)算題，著重考查學(xué)生對表格中數(shù)據(jù)的處理能力。

（1）分析表格中的數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)谖宕渭尤?0g稀硫酸后剩余固體的質(zhì)量不再改變，即鐵已完全反應(yīng)。

（2）對比第二、三、四次數(shù)據(jù)可知，10g稀硫酸要完全反應(yīng)需要的固體（鐵的質(zhì)量）為0.7g，因此m=4.2g-0.7g=3.5g。

（3）設(shè)10g稀硫酸中所含H2SO4的質(zhì)量為x。

Fe+H2SO4FeSO4+H2↑

56 98

0.7g x

x=1.225 g

稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：w=1.225g/10g×100%=12.25%

答案：（1）5 （2）3.5g （3）12.25%

點(diǎn)評(píng)在解表格型計(jì)算題時(shí)，要注意觀察分析表格中數(shù)據(jù)的變化，運(yùn)用對比歸納法來發(fā)現(xiàn)規(guī)律，尋找到計(jì)算的突破口，從而順利解決問題。

三、雜質(zhì)型計(jì)算題

例3（2014·內(nèi)江）赤鐵礦的主要成分為Fe2O3，可用于冶煉鐵。我市某地出產(chǎn)一種赤鐵礦，其中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%，試回答下列問題：

（1）Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

（2）100噸該赤鐵礦中含鐵元素的質(zhì)量為噸，經(jīng)過充分冶煉，最多可生產(chǎn)含鐵96%的生鐵噸（最后一空保留兩位小數(shù)）。

解析本題以一道含有雜質(zhì)的物質(zhì)根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算。

（1）Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

w=56×256×2+16×3×100%=70%

（2）100噸該赤鐵礦中含鐵元素的質(zhì)量m=100t×64%×70%=44.8t；設(shè)生產(chǎn)含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。

Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2

160 112

100t×64% x×96%

160100t×64%=112x×96%

解得，x=46.67t

答案：（1）70% （2）44.8 46.67

點(diǎn)評(píng)代入化學(xué)方程式計(jì)算的量必須是純凈物質(zhì)的質(zhì)量，因此含有雜質(zhì)的物質(zhì)根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，一定要將不純物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量。

四、圖片型計(jì)算題

例4（2014·達(dá)州）請根據(jù)如圖2所示的實(shí)驗(yàn)過程和提供的數(shù)據(jù)計(jì)算。

圖2

（1）生成氫氣g；

（2）合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是；

（3）所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（計(jì)算結(jié)果保留到0.1%）

解析本題主要根據(jù)圖片中所提供的信息來考查根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算。

（1）設(shè)反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為x，鋅的質(zhì)量為y，硫酸的質(zhì)量為z。

Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑

65 98 161 2

y z100g×16.1% x

65y=98z=161100g×16.1%=2x

解得，x=0.2g，y=6.5g，z=9.8g

（2）合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：10g-6.5g10g×100%=35%

（3）設(shè)稀硫酸的質(zhì)量為m。

6.5g+m-0.2g=100g

解得，m=93.7g

所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w=9.8g93.7g×100%=10.5%

答案：（1）0.2 （2）35% （3）10.5%

本題主要考查學(xué)生運(yùn)用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算和推斷的能力，計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性

點(diǎn)評(píng)根據(jù)圖片中的信息，利用質(zhì)量守恒定律，可確定反應(yīng)前稀硫酸的質(zhì)量。

五、標(biāo)簽型計(jì)算題

圖3

例5（2014·宿遷）某補(bǔ)鈣藥劑的標(biāo)簽主要內(nèi)容如圖3所示，現(xiàn)測定該鈣片含量是否符合標(biāo)注，做如下實(shí)驗(yàn)：取10片該鈣片，放入干燥、潔凈的燒杯中，再向燒杯中加入50g某濃度稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)（鈣片中其他成分不溶于水，也不和稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體全部放出），反應(yīng)后稱量燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)的質(zhì)量為64.5g.

（1）反應(yīng)中生成g二氧化碳，此反應(yīng)的基本反應(yīng)類型為；

（2）通過計(jì)算說明實(shí)際鈣含量是否與標(biāo)注相符；

（3）試計(jì)算所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解析本題是一道根據(jù)商品標(biāo)簽中所提供的信息來考查根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算題。（1）因?yàn)樘妓徕}和稀鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，燒杯中的物質(zhì)減少的質(zhì)量就是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，所以反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為：2g×10+50g-64.5g=5.5g，該反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)。

（2）設(shè)10片片劑中碳酸鈣的質(zhì)量為x，消耗鹽酸中的氯化氫質(zhì)量為y。

CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑

100 73 44

x y 5.5g

100x=445.5 g解得，x=12.5 g

73y=445.5 g解得，y=9.125 g

每片中鈣含量是12.5g×40100÷10片=0.5g<0.6g，實(shí)際鈣含量與標(biāo)注不相符。

（3）所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

w=9.125 g50 g×100%=18.25%

答案：（1）5.5 復(fù)分解反應(yīng) （2）不相符 （3）18.25%

點(diǎn)評(píng)根據(jù)標(biāo)簽中的信息，確定反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量差，求出產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量是解答本題的關(guān)鍵。

六、實(shí)驗(yàn)型計(jì)算題

圖4

例6（2014·雅安）某化學(xué)小組為測定一瓶失去標(biāo)簽的鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分成甲、乙兩組，分別用不同的方法進(jìn)行測定。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

甲組取純凈碳酸鈣粉末5g于燒杯中，加入20g該鹽酸溶液，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥，稱量得剩余固體3g。

乙組取純凈碳酸鈣粉末5g于錐形瓶中，將20g該鹽酸溶液加入分液漏斗，利用測定產(chǎn)生二氧化碳的體積（20℃、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）計(jì)算鹽酸濃度。裝置如圖4所示。

【數(shù)據(jù)處理】

（1）請利用甲組數(shù)據(jù)計(jì)算該鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算過程）

（2）乙組計(jì)算結(jié)果略小于甲組。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)仍得到相同結(jié)果（忽略量筒引起的誤差），可能的原因是。

解析本題是一道實(shí)驗(yàn)型計(jì)算題，主要考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力、化學(xué)計(jì)算能力和科學(xué)探究能力。（1）設(shè)參加反應(yīng)的HCl質(zhì)量為x，消耗碳酸鈣質(zhì)量為5g-3g=2g。

CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑

100 73

2g x

109∶73=2g∶x解得，x=1.46g

鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

w=1.46g/20g×100%=7.3%

（2）甲組根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量求鹽酸中的質(zhì)量，誤差較小，而乙組實(shí)驗(yàn)生成的二氧化碳無法將同體積的水壓入量筒中，導(dǎo)致測量結(jié)果偏低。

答案：（1）7.3%（2）測量的水的體積小于生成氣體的體積；B、C之間的導(dǎo)管內(nèi)實(shí)驗(yàn)前無水，實(shí)驗(yàn)后有水；內(nèi)外氣壓相同時(shí)，二氧化碳無法將相應(yīng)體積的水壓入量筒；二氧化碳可能溶解在A反應(yīng)后的溶液中（其他合理答案均可）

點(diǎn)評(píng)乙組實(shí)驗(yàn)中量筒中收集到水的體積要比反應(yīng)實(shí)際生成的二氧化碳?xì)怏w的體積小，從而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏低。

（收稿日期：2014-07-15）