綜合計算壓軸題

張波

遼寧省各市的中考化學試卷最后一道壓軸題很多都是以計算題收尾的。計算題除了考查方程式的計算，還綜合了有關溶液的相關計算。

化學方程式計算的依據：理論依據是質量守恒定律;基本依據是化學方程式中反應物與生成物之間的質量關系，即質量比不變。

有關溶液的計算需要認識溶解現象，知道溶液是由溶質和溶劑組成的，了解飽和溶液和溶解度的含義，能進行溶質質量分數的簡單計算。

真題呈現

例1 （2021·遼寧·大連）現有氯酸鉀、氯化鉀和二氧化錳的混合物27.7 g，對其進行回收利用。將混合物充分加熱得到4.8 g氧氣。向反應后的固體中加入一定質量的水，充分溶解，得到8.0 g二氧化錳和質量分數為0.5%的氯化鉀溶液，該溶液可作植物葉面肥。

（1）根據化學方程式計算27.7 g混合物中氯酸鉀的質量。

（2）計算向反應后的固體中加入水的質量。

名師解析

1.解題思路：本類型題是關于質量守恒定律的計算題，主要利用物質間的化學反應關系進行分析并解決有關問題，要求同學們具備較強的數據分析能力，同時還要注意解題過程的規范書寫。

2.解題要點：（1）利用化學方程式中各物質之間恒定的質量關系，找量計算（溫馨提示：一定要找準）。已知生成4.8 g氧氣，代入化學方程式中，計算參加反應的氯酸鉀的質量。（2）催化劑二氧化錳在化學反應前后的質量不改變，反應前后都是8.0 g。（3）反應后所得氯化鉀溶液中的溶質一部分來自原來混合物含有的氯化鉀，另一部分是由氯酸鉀反應生成的。（4）根據溶液的溶質質量分數，已知溶質氯化鉀的質量，計算出溶液的總質量及溶劑水的質量。

答案：解：（1）設混合物中氯酸鉀的質量為x。

2KClO3 [? ? ?MnO2? ? △] 2KCl + 3O2↑

245? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 96

x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.8 g

[245x]? =? [964.8 g]? ? x = 12.25 g

（2）氯化鉀的質量27.7 g - 4.8 g - 8.0 g =14.9 g，氯化鉀溶液的質量為14.9 g ÷0.5% = 2980 g，加入水的質量為2980 g - 14.9 g = 2965.1 g。

答：混合物中氯酸鉀的質量為 12.25 g，向反應后的固體中加入水的質量為2965.1 g。

總結提升

攻克此類綜合計算題需要具備以下知識儲備：

一、熟練掌握化學方程式計算的步驟

1.設未知量x或y（無單位）;

2.寫出化學方程式;

3.標出已知量、未知量（溫馨提示：代入化學方程式計算的質量一定是純凈物的質量。找準已知量、未知量，算準相對分子質量）;

4.列比例式（溫馨提示：此步驟最關鍵，要帶單位列式，數據上下對齊）;

5.簡明寫答。

化學方程式計算的步驟，可簡記為口訣：一解二設最后答，方程式書寫不能差;準確找到質量比，純量代入不摻假;所有單位要一致，列式計算解決它。

二、溶質質量分數的相關知識點

1.溶質質量分數

（1）定義：溶液中溶質質量與溶液質量之比。

（2）計算公式：

所有溶液：溶質質量分數 = [溶質質量溶液質量] × 100%。

飽和溶液：溶質質量分數 = [溶解度溶解度 + 100 g] × 100%。

（3）特別提醒：①溶液質量 = 溶質質量 + 溶劑質量，但溶液體積 ≠ 溶劑體積 + 溶質體積;②計算溶液中溶質質量分數時，溶質質量只能計已溶解的部分，未溶解的部分不能作為溶質質量計算。

2.有關溶液稀釋的計算

（1）原理：溶液加水稀釋時，溶液的質量發生變化，而稀釋前后溶質的質量不變。

（2）公式：m1 × a% = m2 × b%。（a%、b%分別表示稀釋前后溶液的溶質質量分數，m1、m2分別為稀釋前后溶液的質量）

三、有關化學方程式的5種帶“量”計算

溫馨提示：帶*號的各地考試要求不同

1.給量計算——有一種物質是完全反應的，直接代數計算。

例2 13 g鋅和足量稀硫酸反應，生成氫氣的質量是多少？答案：0.4 g。

2.找量計算——給定的數據都不能直接運算，需先求出能運用方程式計算的已知量。

例3 氯酸鉀、二氧化錳的混合物26.5 g，加熱到不再產生氣體，稱得剩余固體的質量為16.9 g。（1）求生成氧氣的質量;（2）求原混合物中二氧化錳的質量。

提示：題中的26.5 g及16.9 g均為混合物質量，二者之差為生成氧氣的質量，可作為已知量代入化學方程式計算。答案：9.6 g;2 g。

*3.選量計算——給定的量中有一個量是完全反應的，需提前判斷。

例4 3 g碳在10 g氧氣中充分燃燒，生成二氧化碳的質量是多少？答案：11 g 。

*4.無量計算——無數據計算，可設定質量或質量比。

例5 碳酸鈣和銅的混合物在空氣中充分燃燒后，所得固體質量與原混合物質量相等，求原混合物中兩種成分的質量比。

提示：與銅反應的氧氣質量 = 碳酸鈣分解生成二氧化碳的質量，可分別設碳酸鈣和銅的質量為x、y，生成二氧化碳質量為[44x100]，參加反應的氧氣質量為[32y128]，可求x∶y值。答案：25∶44。

*5.差量計算——利用反應物和生成物的質量差進行計算。

例6 將56 g鐵投入一定量硫酸銅溶液中，待反應完全后，測得固體質量為60 g，求生成銅的質量。

提示：每56份質量的鐵與足量硫酸銅反應生成64份質量的銅，質量增加8份質量，題中質量增加60 g - 56 g = 4 g，設參加反應的鐵的質量為x，則有[56x] = [84 g]，x = 28 g。答案：32 g。

變式探究

做電解水實驗時，為了加快電解速率，可在水中加入少量的硫酸鈉增強其導電性。當在93.6 g質量分數為5%的硫酸鈉溶液中通電一段時間后，正極上產生3.2 g氧氣。

（1）根據化學方程式計算負極上產生的氫氣的質量。

（2）由于電解速率較慢，又繼續向通電后的溶液中加入硫酸鈉，若要使溶液中溶質的質量分數變為10%，則需要加入硫酸鈉固體的質量是多少？

答案：（1）負極上產生的氫氣的質量為0.4 g （2）需要加入硫酸鈉固體的質量為4.8 g

（作者單位：遼寧省大連南金實驗學校）