初中化学竞赛化学计算.ppt

端木化学 2010年南京师范大学 初中化学竞赛培训讲座 之 化学计算篇 讲座提纲 常用解题方法 1 计算题中的图象信息 3 金属氧化物的还原 2 生活与社会素材命题 4 化合物的混合物计算 5 一、常用解题方法 例例1 1、50g50g镁、锌、铁的混合物与足量的稀硫酸反应得镁、锌、铁的混合物与足量的稀硫酸反应得 到混合溶液，蒸发后得到到混合溶液，蒸发后得到21 8g21 8g固体固体( (已换算成无水硫酸盐已换算成无水硫酸盐) ) 。则反应产生氢气的质量是。则反应产生氢气的质量是( ) ( ) A A2g B2g B3g C3g C3 35g D5g D4 45g5g 守恒法 例例2 2、有氮气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体、有氮气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体12g,12g,其其 中碳元素的质量分数为中碳元素的质量分数为30%30%，使该混合气体通过足量的灼，使该混合气体通过足量的灼 热氧化铜充分反应后，再将气体通入过量的石灰水中，能热氧化铜充分反应后，再将气体通入过量的石灰水中，能 得到白色沉淀（得到白色沉淀（ ） A. 10g B. 15g C. 30g D. 20gA. 10g B. 15g C. 30g D. 20g 一、常用解题方法 守恒法 一、常用解题方法 2010年天津市初赛试题 一、常用解题方法 一、常用解题方法 一、常用解题方法 守恒法 见见化学教与学化学教与学20102010年第年第5 5期期p40p40第第3535题题 例例5 5： （0404年全国）、年全国）、X X和和Z Z是由是由A A、B B、C C三种元素（三种元素（A A 、B B、C C均为均为1 11818号元素）形成的两种化合物。已知元素号元素）形成的两种化合物。已知元素A A 在两种化合物中的质量分数分别为在两种化合物中的质量分数分别为29.1%29.1%和和17.0%17.0%，且，且B B、C C 的质量比在两种化合物中是相同的。已知化合物的质量比在两种化合物中是相同的。已知化合物X X的化学式的化学式 为为A A 2 2B B2 2C C3 3 ，Z Z的化学式为的化学式为A A 2 2B Bx xC Cy y 。它的溶液跟盐酸混合时有。它的溶液跟盐酸混合时有 气体和浅黄色沉淀生成，该气体是形成酸雨的主要原因。则气体和浅黄色沉淀生成，该气体是形成酸雨的主要原因。则 元素元素A A是是 、B B是是 、C C是是 （填元素符号），（填元素符号）， Z Z的化学式为的化学式为 。 一、常用解题方法 NaNa； ； S S； ； OO； ； NaNa 2 2S S4 4 OO 6 6 一、常用解题方法 极值法 例例6 6：(04(04年复赛年复赛) )将一块严重锈蚀而部分变成铜绿将一块严重锈蚀而部分变成铜绿 CuCu 2 2 (OH)(OH) 2 2 COCO 3 3 的铜块研磨成粉末，在空气中充分灼烧成的铜块研磨成粉末，在空气中充分灼烧成 CuOCuO，固体质量的变化情况可能是（，固体质量的变化情况可能是（ ） A.A.增重增重30%30% B.B.增重增重10%10% C.C.不变不变 D.D.减轻减轻30%30% 一、常用解题方法 极值法 例例7 7：(09(09年复赛年复赛) )一定量的木炭在盛有氮气和氧气混一定量的木炭在盛有氮气和氧气混 合气体的密闭容器中燃烧后生成合气体的密闭容器中燃烧后生成COCO和和COCO 2 2 ，且测得反应，且测得反应 后所得后所得COCO、COCO 2 2 、N N 2 2 的混合气体中碳元素的质量分数为的混合气体中碳元素的质量分数为 2424，则其中氮气的质量分数可能为，则其中氮气的质量分数可能为 A A、1010 B B、3030 C C、5050 D D、7070 一、常用解题方法 例例8 8、（、（0101年全国复赛）在托盘天平的左、右两托盘年全国复赛）在托盘天平的左、右两托盘 中各放一只烧杯，调节至平衡，向烧杯分别注入等质量、中各放一只烧杯，调节至平衡，向烧杯分别注入等质量、 等质量分数的稀硫酸，然后向两只烧杯中分别加入相同质等质量分数的稀硫酸，然后向两只烧杯中分别加入相同质 量的镁和铜铝合金，两烧杯中物质完全反应后，天平仍保量的镁和铜铝合金，两烧杯中物质完全反应后，天平仍保 持平衡，合金中铝与铜的质量比是（ ）。持平衡，合金中铝与铜的质量比是（ ）。 (A) 3:1 (B) 2:1 (C) 3:4 (D) 2:3(A) 3:1 (B) 2:1 (C) 3:4 (D) 2:3 差量法 见见化学教与学化学教与学20102010年第年第5 5期期p8p8第第3232题题 一、常用解题方法 差量法 例例9 9、生态农业涉及农家废料的综合利用，某种肥料经、生态农业涉及农家废料的综合利用，某种肥料经 发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。 2.016 L2.016 L（标准状况）该气体通过盛有红热（标准状况）该气体通过盛有红热CuOCuO粉末的粉末的 硬质玻璃管，发生的反应为：硬质玻璃管，发生的反应为： CHCH 4 4 4 4 CuOCuO COCO 2 2 2 H2 H 2 2 OO4 Cu4 Cu。当甲烷完全反应。当甲烷完全反应 后，硬质玻璃管的质量减轻后，硬质玻璃管的质量减轻4.8 g4.8 g。将反应后产生的气体。将反应后产生的气体 通过过量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀通过过量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5 g8.5 g。 一、常用解题方法 例例1010、若千克铜粉和铁粉的混合物与盐酸充分反应后、若千克铜粉和铁粉的混合物与盐酸充分反应后 过滤，将滤渣在空气中充分加热，加热后产物的质量恰好过滤，将滤渣在空气中充分加热，加热后产物的质量恰好 等于原混等于原混 合物的质量，则原混合物中铁的质量分数为（合物的质量，则原混合物中铁的质量分数为（ ） A A20% B20% B40% C40% C50.4% D50.4% D80%80% 无数据计算题 解析解析 很显然，经过一系列反应之后，所得产物氧化铜中很显然，经过一系列反应之后，所得产物氧化铜中 的氧元素和原混合物中的铁在质量上发生了等量代换，求的氧元素和原混合物中的铁在质量上发生了等量代换，求 铁在原混合物中的质量分数，即是求氧在化学式铁在原混合物中的质量分数，即是求氧在化学式CuOCuO中的中的 质量分数。氧的质量分数质量分数。氧的质量分数= =（16/8016/80）100%=20%100%=20%，故原混，故原混 合物中铁的质量分数也为合物中铁的质量分数也为20%20%，答案为，答案为A A。 其它计算型选择题 例例1111、（、（20102010年天津初赛）年天津初赛） 二、金属氧化物的还原 见见化学教与学化学教与学20102010年第年第5 5期期p13p13第第2222题题 二、金属氧化物的还原 例例2 2、（、（20062006年复赛）已知年复赛）已知CuOCuO被被C C还原的产物是还原的产物是 CuCu 2 2 OO（红色）。现有（红色）。现有CuOCuO和木炭粉组成的混合物和木炭粉组成的混合物4.24g4.24g ，在高温下充分反应后，得到红色固体产物。反应后产，在高温下充分反应后，得到红色固体产物。反应后产 生的气体能全部被过量的澄清的石灰水吸收，得沉淀生的气体能全部被过量的澄清的石灰水吸收，得沉淀 2.00g2.00g。试计算所得红色固体产物质量。试计算所得红色固体产物质量。 原题答案： 错错 三、计算题中的图象信息 从图象中观察反应信息 三、计算题中的图象信息 三、计算题中的图象信息 三、计算题中的图象信息 三、计算题中的图象信息 固体的质量为固体的质量为1.49 g+2.98 g+1.38 g + 2 g1.49 g+2.98 g+1.38 g + 2 g7.85 g7.9 g (27.85 g7.9 g (2分分) ) 三、计算题中的图象信息 根据反应信息作图 见见化学教与学化学教与学20102010年第年第5 5期期p40p40第第3434题题 三、计算题中的图象信息 三、计算题中的图象信息 例例4 4、（、（20072007年山东省初赛）在年山东省初赛）在mmg 20g 20的氢氧化钠溶的氢氧化钠溶 液中滴加液中滴加2323滴酚酞试液，然后边搅拌边逐滴向其中加入滴酚酞试液，然后边搅拌边逐滴向其中加入 硫酸镁溶液，至溶液的红色完全褪去时，滤去沉淀，称得硫酸镁溶液，至溶液的红色完全褪去时，滤去沉淀，称得 剩余溶液总质量为剩余溶液总质量为3 3mmg g。 (1)(1)计算所加硫酸镁溶液的质量分数；计算所加硫酸镁溶液的质量分数； (2(2）用）用N N表示溶液中离子的数目，不同种离子用离子符号表示溶液中离子的数目，不同种离子用离子符号 注明注明 如如N N (Na (Na）表示钠离子的数目）表示钠离子的数目 ，请建立坐标系，绘，请建立坐标系，绘 制上述滴加过程中各种离子的数目随溶液的不断加入而变制上述滴加过程中各种离子的数目随溶液的不断加入而变 化的关系图。化的关系图。 三、计算题中的图象信息 三、计算题中的图象信息 热门图象计算产生气体的化学反应 见见化学教与学化学教与学20102010年第年第5 5期期p8p8第第3131题题 三、计算题中的图象信息 三、计算题中的图象信息 三、计算题中的图象信息 见见化学教与学化学教与学20102010年第年第5 5期期p32p32第第2929题题 三、计算题中的图象信息 四、生活与社会素材的命题 例例1 1、（、（20092009年江苏预赛）航天技术中的火箭推进剂年江苏预赛）航天技术中的火箭推进剂 可用醇类为燃料，液态氧为氧化剂，但后者的沸点较低可用醇类为燃料，液态氧为氧化剂，但后者的沸点较低( ( -183-183) )，需要额外的隔热装置，因而增加了火箭的重量，需要额外的隔热装置，因而增加了火箭的重量 。为了避免此缺点，可用过氧化氢。为了避免此缺点，可用过氧化氢(H(H 2 2 OO 2 2 ) )代替液态氧，代替液态氧， 它具有相对高的沸点和较低的凝固点，而且没有毒性，它具有相对高的沸点和较低的凝固点，而且没有毒性， 和醇反应时也能放出很高的能量。现有一液体推进剂以和醇反应时也能放出很高的能量。现有一液体推进剂以 醇醇( (含碳含碳5252、含氢、含氢l3l3、含氧、含氧3535) )为燃料，质量分数为为燃料，质量分数为 9090的过氧化氢做氧化剂，欲使的过氧化氢做氧化剂，欲使1kg1kg该醇燃料完全燃烧，该醇燃料完全燃烧， 计算需消耗质量分数为计算需消耗质量分数为9090的过氧化氢的质量的过氧化氢的质量( (提示：可提示：可 按按2H2H 2 2 OO 2 2 =2H=2H 2 2 O+OO+O 2 2 得到的氧气与醇反应来计算得到的氧气与醇反应来计算) )。 燃料与燃烧问题 四、生活与社会素材的命题 四、生活与社会素材的命题 四、生活与社会素材的命题 四、生活与社会素材的命题 解：设氢气体积分数为解：设氢气体积分数为x x 管道煤气实际提供热能等于水升温所需热能：管道煤气实际提供热能等于水升温所需热能： 6012.21036012.2103x x+0.1512.1103+(0.61-+0.1512.1103+(0.61-x x) ) 3810385%70%3810385%70% = (42-12) 4.185000 = (42-12) 4.185000 x x=0.477=0.477 即即HH 2 2 的体积分数为的体积分数为47.7%47.7%，CHCH 4 4 的体积分数为的体积分数为13.3%13.3% 四、生活与社会素材的命题 无机工业问题 四、生活与社会素材的命题 四、生活与社会素材的命题 有机物的计算 四、生活与社会素材的命题 四、生活与社会素材的命题 五、化合物的混合计算 例例1 1、（、（20082008年复赛）现有年复赛）现有16g Fe16g Fe 2 2 OO 3 3 和和CuOCuO的混合的混合 物，进行如下实验；把混合物全部加入到物，进行如下实验；把混合物全部加入到100g100g足量的硫足量的硫 酸溶液中，完全溶解。然后滴加酸溶液中，完全溶解。然后滴加150 g 16 %150 g 16 %的氢氧化钠的氢氧化钠 溶液，沉淀质量不再改变。试计算所用硫酸溶液溶质的溶液，沉淀质量不再改变。试计算所用硫酸溶液溶质的 质量分数。质量分数。 五、化合物的混合计算 例例2 2、（、（20092009年复赛）将年复赛）将10gCuO10gCuO粉末加入到粉末加入到100g100g一一 定质量分数的稀硫酸中，微热至氧化铜全部溶解再向蓝定质量分数的稀硫酸中，微热至氧化铜全部溶解再向蓝 色溶液中加入色溶液中加入m gm g铁粉，充分反应后，过滤，将滤渣烘铁粉，充分反应后，过滤，将滤渣烘 干得到干燥固体物质干得到干燥固体物质m gm g。 求：求：(1)(1)所加稀硫酸的溶质的质量分数；所加稀硫酸的溶质的质量分数； (2)(2)当当mm取何值时，才能满足加入的铁粉和得到的固体取何值时，才能满足加入的铁粉和得到的固体 质量相等。质量相等。 五、化合物的混合计算 例例3 3、（、（20072007年复赛）常温下年复赛）常温下, ,在在2.0g2.0g盐酸和硫酸混盐酸和硫酸混 合液中合液中, ,逐滴加入逐滴加入17.1%17.1%的氢氧化钡溶液。当碱液滴加至的氢氧化钡溶液。当碱液滴加至 20g,20g,硫酸钡沉淀达到最大值硫酸钡沉淀