专题四:中学化学计算题常见方法及策略
二. 知识要点及例题:
(一)化学计算中的转化策略 1. 由陌生转化为熟悉。
在解题过程中,当接触到一个难以解决的陌生问题时,要以已有知识为依据,将所要求解的问题与已有知识进行比较、联系,异中求同,同中求异,将陌生转化为熟悉,再利用旧知识,解决新问题。
[例1] 现有25℃的硫酸铜饱和溶液300克,加热蒸发掉80克水后,再冷却到原来的温度,求析出CuSO4·5H2O多少克(已知25℃时,CuSO4的溶解度为20克)。
[例2] 溶质质量分数为3x%和x%的两种硫酸等体积混合后,混合液中溶质的质量分数是 ( )
A. 2x% B. 大于2x% C. 小于2x% D. 无法计算
2. 由局部转化为整体。
复杂的化学问题,往往是由几个小问题组合而成,若将这些小问题孤立起来,逐个分析解决,不但耗时费力,且易出错。如能抓住实质,把所求问题转化为某一整体状态进行研究,则可简化思维程序,收到事半功倍之效。
[例3] 有一包FeSO4和Fe2(SO4)3的固体混合物,已测得含铁元素的质量分数为31%,则混合物中硫元素的质量分数是____。
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[例4] 有一放置在空气中的KOH固体,经测定,其中含 KOH 84.9%,KHCO3 5.1%,K2CO3 2.38%,H2O 7.62%。将此样品若干克投入 98克10%的盐酸中,待反应完全后,再需加入20克10%的KOH溶液方能恰好中和。求蒸发中和后的溶液可得固体多少克。
3. 由复杂转化为简单
著名数学家华罗庚教授曾经说过:“把一个较复杂的问题‘退’成最简单、最原始的问题,把这最简单、最原始的问题想通了,想透了……”然后各个击破,复杂问题也就迎刃而解,不攻自破了。华罗庚教授所说的“退”,就是“转化”,这种“退”中求进的思维策略常被用于解决复杂的化学问题。
[例5] 向1000克未知溶质质量分数的硫酸铜溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液,过滤、干燥后得到蓝色固体19.6克。在所得滤液中加入过量铁粉,充分反应后,再加入足量盐酸,最后得到6.4克固体,求原溶液中硫酸铜的质量分数。
4. 由隐含转化为显露。
有些题目从表面看来似缺条件而无法求解,实际上解题条件就隐含在语言叙述、化学现象、化学原理之中。解答此类题目的关键,是充分挖掘题中的隐含条件,化隐为显,架设由未知到已知的“桥梁”。
[例6] 将镁粉和碳酸镁的混合物置于氧气中灼烧,直至质量不再改变为止。经测定,灼烧后所得固体质量与原混合物质量相同,求原混合物中镁粉和碳酸镁的质量比。
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5. 由文字转化为图示。
有些化学计算题,叙述冗长,信息点多,一时难以理顺各种关系。若能将文字信息转化为图示信息,则可使题意简明清晰,过程具体形象,从而发现解题的途径。
[例7] 把47克氧化铜与炭的混合物充分加热后冷却。已知反应中炭已消耗完,剩余固体的质量为36克。向此固体中加入100克4.9%的稀硫酸恰好完全反应,过滤后,将滤液蒸发掉46克水,再冷却到t℃时,溶液恰好饱和(无晶体析出)。 求:(1)原混合物中含多少克炭;(2)t℃时,CuSO4在水中的溶解度。
(二)化学计算中的常用解题方法和技巧 1. 守恒法
[例8] 某种含有MgBr2和MgO的混合物,经分析测得Mg元素的质量分数为38.4%,求溴(Br)元素的质量分数。
[例9] 将44.4克碱式碳酸铜粉末加热一段时间,经测定铜元素的质量占试管内的80℅.试求(1)求此时试管中氧化铜的质量?(2)若将试管内的剩余固体全部溶于100克盐酸溶液,求所得溶液中溶质的质量分数
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