压轴计算题因其区分度高、选拔性强,命题和立意特点鲜明,综合考查学生理解、应用、实验、探究、创新等多项能力,一直是中考化学的必考题型。纵观近两年全国各地的中考压轴计算题难度都有所降低,考查范围仍以根据化学方程式的计算+溶液计算的综合计算为主。计算题的呈现形式既有纯文字类、表格类、坐标图像类等传统题型,也有各种传感器+表格(或图像)+画图等创新题型。不管压轴计算题所考查内容如何变化,但计算形式变化不大,还是以“二合一”或“三合一”为主的综合计算。
一、审题、破题的技巧解计算题,审题是关键。审题时,第一遍尤为重要,一定要边读题边把关键的信息及时圈注出来,同时大脑中迅速收集相关知识,在草稿纸上写下(或画出)自己的思路,使隐性思维显性化,也有助于自己及时梳理和调整解题思路。第一遍读完,关于题目的解题框架也就基本搭建起来了。接下来,重点看清楚题目问的是什么,压轴计算题的问题一般设计成2问~3问,4问较少难度多数呈梯度上升。根据问题,结合题中所给的关键信息(数据、图像或坐标上的关键点)迅速找到解题的切入点。最后,计算题要算出结果,必然要建立等量关系,利用数据信息,结合化学方程式或元素守恒等关系列式解题。
二、典型题型及突破策略1.纯文字类该题型以文字叙述的方式给出相关信息,反应中一般有气体参与或生成,又或者生成物中有一种是沉淀,而且多数会给出该物质的质量,或者可通过质量守恒定律等简单计算求出其质量,因此找到这个关键量,是解该题型的突破口。
例1(年孝感)氯气可与氢氧化钠溶液反应,其反应的化学方程式为
2NaOH+Cl2==NaClO+NaCl+H2O2ΝaΟΗ+Cl2=ΝaClΟ+ΝaCl+Η2Ο
其中生成的次氯酸钠(NaClO)易溶于水,为“84”消毒液的有效成分。现向某g氢氧化钠溶液中通入一定量氯气,使之与氢氧化钠恰好完全反应,反应后的溶液质量为.1g。
(1)参加反应的氯气质量为__g。
(2)反应生成次氯酸钠的质量(请写出计算过程)。
解析通读题目。依据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,因此参加反应的氯气的质量:.1g-g=7.1g。根据氯气质量,结合化学方程式可求出生成的次氯酸钠质量为7.45g。
2.文字+坐标该题型除去以文字叙述的方式给出部分信息外,其余信息以坐标的方式给出。因此正确解读坐标中给出的相关信息是解此类题的关键。首先要看清楚题目所给的横、纵坐标表示的含义(同一道题给出的横、纵坐标不同,图像是不同的)。然后快速找出坐标中的一些关键“点”或“数据”。比如某一特征生成物(多为沉淀、气体)一般起点从零开始,如果不从零点开始,说明先发生了其他的化学反应;坐标中的线条从上升转变为与横坐标平行的点表示反应已经完全,该点对应纵坐标的数值即是完全反应时生成纵坐标所表示的物质的质量,该点对应横坐标的数值即是完全反应时消耗横坐标所表示的物质的质量,可以利用这些数值算出其他相关的量。
例2(年邵阳)某学校化学实验室有一杯含盐酸和氯化铜的废液,该校化学兴趣小组的同学取.8g废液于烧杯中,向其中逐滴加入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液与生成沉淀的质量关系如图1所示。
图1
(1)产生沉淀的总质量是__g;
(2).8g废液中氯化铜的质量是__g。
(3)计算加入g氢氧化钠溶液并充分反应后烧杯内所得溶液中溶质的质量分数。
解析通读题目,仔细读图。由图可知,前50gNaOH溶液与盐酸反应,后50gNaOH溶液与氯化铜反应。产生沉淀的总质量是9.8g;根据化学方程式:
CuCl2+2NaOH==Cu(OH)2?↓?+2NaClCuCl2+2ΝaΟΗ=Cu(ΟΗ)2↓+2ΝaCl
可求出CuCl2质量为13.5g,氢氧化钠溶液的溶质质量分数为16%。依据钠元素守恒,列出关系式:NaOH~NaCl可求出生成的NaCl总质量为23.4g,反应后的溶液质量为.8g+g-9.8g=g,NaCl的质量分数为:23.4gg×%=11.7%23.4gg×%=11.7%。
例3(年广东节选)胆矾(CuSO4·5H2O,相对分子质量为)广泛应用于生产生活中。
(2)将25.0g胆矾放在坩埚内加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图2所示。
①加热至__℃时,CuSO4开始分解。
②加热至0℃时,CuO开始分解,生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体,该气体为__。CuO完全分解时产生该气体的质量为__g。
③根据胆矾分解的化学方程式:
CuSO4?5H2O==△CuSO4+5H2OCuSΟ4?5Η2Ο=△CuSΟ4+5Η2Ο
计算图中x的值(写出计算过程)。
④下列物质均可作为炼铜的原料。理论上,冶炼等质量的下列物质得到铜最多的是__(填字母序号)。
a.CuSO4·5H2Ob.CuSO4
c.CuOd.Cu2O
解析通读题目,仔细读图。由固体质量与成分随温度变化的曲线可知,加热至℃时,CuSO4开始分解。能使带火星的木条复燃的气体为O2。根据图像和质量守恒定律,CuO完全分解时产生O2的质量为:8.0g-7.2g=0.8g。根据图像给出的胆矾的质量25.0g,再结合胆矾分解的化学方程式,可求出生成的硫酸铜的质量即x为16.0g。依据反应前后铜元素守恒,通过计算可知等质量的4种物质中,Cu2O得到的铜最多。
3.文字+表格该题型除去以文字叙述的方式给出部分信息外,其余信息以表格的方式呈现。表中的数据多是按一定规律变化的,一般会要求学生求出2种物质恰好完全反应时所消耗的其中一种物质质量,由此进行其他的计算。因此抓住这个变化规律展开计算,是解此题型的关键。
例4(年潍坊)洁厕灵的有效成分为HCl,李强同学测定某品牌洁厕灵中HCl的质量分数。他将.0g洁厕灵倒入锥形瓶,逐次加入等质量等质量分数的Na2CO3溶液,测出每次完全反应后溶液的总质量,实验数据记录见表1。
表1
第一次第二次第三次第四次第五次加入Na2CO3
溶液的质量/g
20.....0反应后溶液
的总质量/g
..8M..6请根据实验数据分析解答下列问题:
(1)表格中M的数值为__;
(2)恰好完全反应时消耗Na2CO3的质量;
(3)该洁厕灵中HCl的质量分数。
解析本题涉及的反应
2HCl+Na2CO3==2NaCl+H2O+CO2ΗCl+Νa2CΟ3=2ΝaCl+Η2Ο+CΟ2↑
分析表中数据,第一次加入Na2CO3溶液20g,产生的CO2质量为g+20g-.9g=1.1g;第二次继续加入Na2CO3溶液20g,产生的CO2的总质量为g+20g×2-.8g=2.2g。由此得出每20gNa2CO3溶液完全反应产生CO21.1g。因此第三次M的数值为g+20×3-1.1g×3=.7g。第五次后累计生成CO2的质量为g+20g×5-.6g=4.4g,故第四次加入碳酸钠溶液后,恰好完全反应。根据化学方程式可求出Na2CO3的质量为10.6g,HCl质量为7.3g,HCl质量分数为:7.3gg×%=7.3%7.3gg×%=7.3%。
4.实验流程图该题型所给的信息主要以流程图的方式呈现,同时考查学生的基础计算水平、证据推理和模型认知能力。对于文字阅读能力和抽象思维能力较弱的学生,此类题阅读起来更加直观、明了,只要能看懂图,相比其他题型学生解答起来更快捷。
例5(年齐齐哈尔)合金是重要的金属材料,常用来制造机械零件、仪表和日用品。某化学研究小组利用黄铜(铜、锌合金)进行了图3所示实验:
图3
计算:
(1)生成氢气的质量,黄铜中锌的质量。
(2)过滤后所得溶液的溶质质量分数。
解析仔细读图。可知H2的质量为10g+93.7g-.5g=0.2g。根据化学方程式
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑??Ζn+Η2SΟ4=ΖnSΟ4+Η2↑
可求出Zn质量为6.5g,ZnSO4质量为16.1g。依据质量守恒定律,所得溶液质量为6.5g+93.7g-0.2g=g,故过滤后所得溶液的溶质质量分数为:16.1gg×%=16.1%16.1gg×%=16.1%。
5.传感器+表格(或坐标)+画图该题型主要考查学生综合运用知识的能力和实验探究能力,是近年广东省中考备考的热点题型,具有极强的地域特色。
例6(广东)某实验小组探究了溶质的质量分数对H2O2分解速率的影响。实验装置如图4所示,用注射器加入不同浓度的H2O2溶液(见表2),实验中使用传感器装置测算生成O2的质量(圆底烧瓶内气压变化在安全范围),绘制氧气质量随时间变化的曲线,如图5所示。
表2
实验编号H2O2的
质量分数/%
H2O2溶液的
体积/mL
对应曲线Ⅰ3..0aⅡ2..0bⅢ1..0c(待绘制)(1)实验前需准备不同浓度的H2O2溶液,若要配制.0g质量分数为2.4%的H2O2溶液,需质量分数为30%的H2O2溶液______g。
(2)根据实验探究目的,从曲线a、b中,可得出的结论是__。
(3)计算实验Ⅰ条件下H2O2完全分解所得氧气的质量,并写出具体计算过程(1.5%~5.0%H2O2溶液的密度取值1.0g/mL)。
(4)在图5中画出曲线c的大致位置及趋势。
解析(1)考查的是有关溶液稀释的简单计算。根据稀释前后溶质质量不变,可求出30%H2O2溶液质量为8.0g。(2)H2O2的溶质质量分数越大,分解越快。(3)根据实验Ⅰ所给的相关数据可知H2O2的质量为10.0mL×1.0g/mL×3.4%=0.34g,结合化学方程式
2H2O2===MnO22H2O+O2↑??2Η2Ο2=ΜnΟ22Η2Ο+Ο2↑
可求出O2质量为0.16g。(4)曲线c如图6所示。
图6
例7(年佛山禅城区一模)中和反应是一类重要的化学反应。某同学利用图7(1)装置研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程。取50g稀盐酸(或氢氧化钠溶液),滴加氢氧化钠溶液(或稀盐酸)进行实验,并用pH和温度传感器测量反应过程中相关物理量的变化情况,得到图7(2)和图7(3)。已知所选稀盐酸的溶质质量分数为10%。
图7
(1)恰好反应时消耗稀盐酸溶液的质量是__。
(2)计算所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数,并写出计算过程。
(3)请在图7(4)中画出所滴加溶液质量与生成氯化钠的质量的关系图,在图中标出关键数据。
(4)由图7(3)可知,中和反应是放热反应,图中“f-g”温度下降的原因是__。
解析(1)根据图7(2)pH由大于7开始不断减小,说明是把稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,横坐标滴加溶液质量指的就是稀盐酸的质量。当滴入稀盐酸的质量为73g时,溶液的pH=7,说明73g稀盐酸与50g氢氧化钠溶液恰好完全反应,则恰好反应时消耗稀盐酸的质量是73g。(2)恰好完全反应时消耗稀盐酸的溶质(HCl)质量为73g×10%=7.3g,由化学方程式
NaOH+HCl==NaCl+H2OΝaΟΗ+ΗCl=ΝaCl+Η2Ο
可求出NaOH质量为8g,则NaOH的质量分数为:8g50g×%=16%8g50g×%=16%,生成NaCl质量为11.7g。(3)完成图如图8所示。
图8
(4)一是溶液自然冷却,二是加入冷的盐酸起到冷却作用。
综上,不论压轴计算题的考查内容和呈现方式如何变化,审题、破题一定要掌握技巧,思维才能像一把手术刀,迅速切中问题要害。这就要求教师平时在化学计算教学中要注意着力培养学生的审题意识,教会学生不同题型的突破策略。当学生对各种题型的解题方法熟烂于心,计算过程规范准确,不仅能提高题目的得分率,还可极大的增强学生的自信心,有效提高化学复习的质量和效率。
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