初中化学竞赛题巧妙计算方法
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化学竞赛计算题的解题方法和技巧初中化学竞赛试题中常设置新颖、灵活的计算题,借以考查学生的灵活性和创造性。
为了提高解题速率,提高学生的逻辑、抽象思维能力和分析、解决问题的能力,掌握化学计算的基本技巧非常必要。
现将化学竞赛计算题的解题方法和技巧归纳如下,供参考。
1.守恒法例1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。
解析:在混合物中,元素的正价总数=元素的负价总数,因此,Mg原子数×Mg元素的化合价数值=Br原子数×Br元素的化合价数值+O原子数×O元素的化合价数值。
设混合物的质量为100克,其中Br元素的质量为a克,则×2=×1+×2a=40(克)故Br%=40%。
2.巧设数据法例2将w克由NaHCO3和NH4HCO3组成的混合物充分加热,排出气体后质量变为w/2克,求混合物中NaHCO3和NH4HCO3的质量比。
解析:由2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑和NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑可知,残留固体仅为Na2CO3,可巧设残留固体的质量为106克,则原混合物的质量为106克×2=212克,故mNaHCO3=168克,mNH4HCO3=212克-168克=44克。
=3.极植法例3取3.5克某二价金属的单质投入50克溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中,反应结束后,金属仍有剩余;若2.5克该金属投入与上述相同质量、相同质量分数的稀盐酸中,等反应结束后,加入该金属还可以反应。
该金属的相对原子质量为()A.24B.40C.56D.65解析:盐酸溶液中溶质的质量为50克×18.25%=9.125克,9.125克盐酸溶质最多产生H2的质量为=0.25克。
由题意知,产生1克H2需金属的平均质量小于3.5克×4=14克,大于2.5克×4=10克,又知该金属为二价金属,故该金属的相对原子质量小于28,大于20。
初中化学竞赛解题方法大全1.理清题意:首先要仔细阅读题目,理解问题的要求,确定所给条件和所求的结果。
化学竞赛往往会通过改变条件,求出其中一种现象的原因,或者通过给出现象,推断原因等形式出题。
理清题意是解题的第一步,也是解题的关键。
2.运用知识:有了清晰的问题意识后,就需要使用所掌握的化学知识来解答问题。
在解题过程中,要注意运用化学的基本理论知识和规律,把握实验事实和实验数据,并进行分析和综合。
同时,在解题过程中,要特别注重题目中的细节和条件,它们往往是解题的关键。
3.灵活运用公式:化学是一门实验科学,公式在化学中扮演着非常重要的角色。
在解题过程中,学生要能够活学活用各种化学公式,将问题转化为具体的计算。
对于已知条件和未知结果之间的关系,可以通过公式计算出来。
4.利用周期表和元素特性:周期表是化学竞赛中非常重要的工具,因为每个元素都有自己的特性和规律。
学生们在解题过程中可以通过对周期表和元素特性的了解和运用,推测元素的位置,找出元素间的关系,解决一些化学问题。
5.掌握解题技巧:在解题过程中,有些问题可能需要一些特殊的解题技巧。
比如,对于反应方程式的平衡问题,可以使用代数法或者简单的推理来解决;对于优化问题,可以通过求导数来找到极值点等。
学生们应该多注意这些技巧,并进行训练和实践。
6.多做题目和模拟考试:解题是需要经验的,只有通过多做题目和参加模拟考试,才能有效地提高解题能力。
参加化学竞赛前,可以刷一些历年的竞赛题目和模拟考试题目,通过不断地练习,可以熟悉解题的思路和方法,并培养出一定的应试能力。
7.学会团队协作:在解题的过程中,有些问题可能需要多个人一起合作来解决。
在参加化学竞赛时,要学会与队友和其他选手进行讨论和交流,在分享思路和解答过程中,可以互相促进、共同进步。
总之,初中化学竞赛解题方法需要学生们在掌握基本知识的基础上,灵活运用公式,善于分析问题,灵活运用各种解题技巧,并通过多做题目和模拟考试的方式进行实践。
初中化学竞赛计算题各类方法集合一、差量法差量法是常用的解题技巧之一,它是根据物质反应前后质量(或气体体积、物质的量等)的变化,利用差量和反应过程中的其他量一样,受反应体系的控制,与其他量一样有正比例的关系来解题。
解题的关键是做到明察秋毫,抓住造成差量的实质,即根据题意确定“理论差值”,再根据题目提供的“实际差值”,列出正确的比例式,求出答案。
在一个反应中可能找到多个化学量的差值,差量法的优点是:思路明确、步骤简单、过程简捷。
解题指导例题1:有NaCl和NaBr的混合物16.14g,溶解于水中配成溶液,向溶液中加入足量的AgNO3溶液,得到33.14g沉淀,则原混合物中的钠元素的质量分数为()A.28.5% B.50% C.52.8% D.82.5%【思路点拨】该反应及两个反应:NaCl + AgNO3→ AgCl↓ + NaNO3,NaBr + AgNO3→ AgBr↓ + NaNO3。
即NaCl → AgCl NaCl → AgBr中的银元素替换成了钠元素,因此沉淀相比原混合物的增重部分就是银元素相比钠元素的增重部分。
设Na元素的质量为aNa → Ag △m23 108 108-23=85A 33.14g-16.14g=17g23 a =10817解得a=4.6g所以Na% =4.616.14×100% = 28.5%【答案】A例题2:在天平左右两边的托盘上各放一个盛有等质量、等溶质质量分数足量稀硫酸的烧杯,待天平平衡后,想烧杯中分别加入铁和镁,若要使天平仍保持平衡,求所加铁和镁的质量比为。
【思路点拨】本题因硫酸足量,故铁和镁全参加反应:Fe + H2SO4→ H2↑ + FeSO4 , Mg + H2SO4→ H2↑ + FeSO4由反应方程式可知,影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气。
分别敬爱如铁和镁后,只有当天平两端增加的质量相同时,天平才仍能保持平衡。
Fe + H2SO4→ H2↑ + FeSO4△m56 2 56-2=54x aMg + H2SO4→ H2↑ + FeSO4△m24 2 24-2=22y a即:x=5654ay=2422ax y =56542422aa=7781一、极值法(极端分析法)所谓极值发,就是对数据不足、无从下手的计算或混合物的组成的判断,极端假设恰好为某一成分,或者极端假设恰好为完全反应,以确定混合物各成分的名称、质量分数、体积分数的解题方法。
初中化学竞赛计算题各类方法集合一、差量法差量法是常用的解题技巧之一,它是根据物质反应前后质量(或气体体积、物质的量等)的变化,利用差量和反应过程中的其他量一样,受反应体系的控制,与其他量一样有正比例的关系来解题。
解题的关键是做到明察秋毫,抓住造成差量的实质,即根据题意确定“理论差值”,再根据题目提供的“实际差值”,列出正确的比例式,求出答案。
在一个反应中可能找到多个化学量的差值,差量法的优点是:思路明确、步骤简单、过程简捷。
解题指导例题1:有NaCl和NaBr的混合物16.14g,溶解于水中配成溶液,向溶液中加入足量的AgNO3溶液,得到33.14g沉淀,则原混合物中的钠元素的质量分数为()A.28.5% B.50% C.52.8% D.82.5%【思路点拨】该反应及两个反应:NaCl + AgNO3→ AgCl↓ + NaNO3,NaBr + AgNO3→ AgBr↓ + NaNO3。
即NaCl → AgCl NaCl → AgBr中的银元素替换成了钠元素,因此沉淀相比原混合物的增重部分就是银元素相比钠元素的增重部分。
设Na元素的质量为aNa → Ag △m23 108 108-23=85A 33.14g-16.14g=17g23 a =10817解得a=4.6g所以Na% =4.616.14×100% = 28.5%【答案】A例题2:在天平左右两边的托盘上各放一个盛有等质量、等溶质质量分数足量稀硫酸的烧杯,待天平平衡后,想烧杯中分别加入铁和镁,若要使天平仍保持平衡,求所加铁和镁的质量比为。
【思路点拨】本题因硫酸足量,故铁和镁全参加反应:Fe + H2SO4→ H2↑ + FeSO4 , Mg + H2SO4→ H2↑ + FeSO4由反应方程式可知,影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气。
分别敬爱如铁和镁后,只有当天平两端增加的质量相同时,天平才仍能保持平衡。
Fe + H2SO4→ H2↑ + FeSO4△m56 2 56-2=54x aMg + H2SO4→ H2↑ + FeSO4△m24 2 24-2=22y a即:x=5654ay=2422ax y =56542422aa=7781一、极值法(极端分析法)所谓极值发,就是对数据不足、无从下手的计算或混合物的组成的判断,极端假设恰好为某一成分,或者极端假设恰好为完全反应,以确定混合物各成分的名称、质量分数、体积分数的解题方法。
第二十三讲化学竞赛中几种巧解方法一、观察法例1.已知由CuS、CuSO3、CuSO4组成的混合物中,硫元素的质量分数为x,则混合物中氧元素的质量分数为()A.1-3xB.1-2xC.1-xD.无法计算分析:通过对混合物中各成分化学式的观察可以看出,三种化合物中Cu、S的原子个数比固定为1:1,质量比固定为2:1(铜的相对原子质量是硫的两倍)。
由于混合物中硫元素的质量分数为x,因此,铜元素的质量分数为2x,氧元素的质量分数为1- x -2x=1-3x。
符合题意的选项为A。
二、整体法(2002年全国)例2. 由NaHS、MgSO4、NaHSO3组成的混合物中,已知S元素的质量分数w(S)=a%,则O元素的质量分数w(O)为()A.1.75a%B.1-1.75a%C.1.25a%D.无法计算分析:由于Na和H的相对原子质量和等于Mg的相对原子质量,所以可以从质量角度将“NaH”视为一个与Mg等效的整体。
根据Mg、S质量比为24:32以及硫的质量分数为a%,可得出混合物中Mg(Na、H)的质量分数为3a/4%,氧的质量分数为1-a%-3a/4%=1-1.75a%。
三、转化法例3.已知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中,铁与氧的质量比为21:8,则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可能是()A. 9:20:5B. 9:20:33C. 2:5:3D. 5:6:3分析本题已知的是混合物中铁、氧两种元素的质量比,要求的是混合物中三种物质的质量比,然而单纯从质量关系的角度出发,却很难找到一条顺畅的答题思路。
如果能抓住已知条件,将质量比转化为原子个数比,问题的解答就会由“疑无路”进入“又一村”的境界:由铁与氧的质量比为21:8,可得出混合物中铁与氧的原子个数比为21/56:8/16=3:4。
由于混合物的成分之一Fe3O4中的铁氧原子数比与这一比值一致,因此,混合物中Fe3O4的质量无论多少,都不会影响混合物中铁原子与氧原子的个数比为3:4。
初中化学竞赛计算题各类方法集合一、差量法差量法是常用的解题技巧之一,它是根据物质反应前后质量(或气体体积、物质的量等)的变化,利用差量和反应过程中的其他量一样,受反应体系的控制,与其他量一样有正比例的关系来解题。
解题的关键是做到明察秋毫,抓住造成差量的实质,即根据题意确定“理论差值”,再根据题目提供的“实际差值”,列出正确的比例式,求出答案。
在一个反应中可能找到多个化学量的差值,差量法的优点是:思路明确、步骤简单、过程简捷。
解题指导例题1:有NaCl和NaBr的混合物16.14g,溶解于水中配成溶液,向溶液中加入足量的AgNO3溶液,得到33.14g沉淀,则原混合物中的钠元素的质量分数为()A.28.5% B.50% C.52.8% D.82.5%【思路点拨】该反应及两个反应:NaCl + AgNO3→ AgCl↓ + NaNO3,NaBr + AgNO3→ AgBr↓ + NaNO3。
即NaCl → AgCl NaCl → AgBr中的银元素替换成了钠元素,因此沉淀相比原混合物的增重部分就是银元素相比钠元素的增重部分。
设Na元素的质量为a Na → Ag △m23 108 108-23=85a33.14g-16.14g=17g23 a =10817解得a=4.6g 所以Na% =4.616.14×100% = 28.5% 【答案】A例题2:在天平左右两边的托盘上各放一个盛有等质量、等溶质质量分数足量稀硫酸的烧杯,待天平平衡后,想烧杯中分别加入铁和镁,若要使天平仍保持平衡,求所加铁和镁的质量比为。
【思路点拨】本题因硫酸足量,故铁和镁全参加反应:Fe + H2SO4→ H2↑ + FeSO4 , Mg + H2SO4→ H2↑ + FeSO4由反应方程式可知,影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气。
分别敬爱如铁和镁后,只有当天平两端增加的质量相同时,天平才仍能保持平衡。
Fe + H2SO4→ H2↑ + FeS O4△m56 2 56-2=54x aMg + H 2SO 4 → H 2↑ + FeSO 4 △m 即:x=5654a y=2422a 24 2 24-2=22y a== == 一、极值法(极端分析法) 所谓极值发,就是对数据不足、无从下手的计算或混合物的组成的判断,极端假设恰好为某一成分,或者极端假设恰好为完全反应,以确定混合物各成分的名称、质量分数、体积分数的解题方法。
运用此方法解题,可收到化繁为简、化难为易的效果。
例题3: 8.1g 碱金属R 及其氧化物R 2O 组成的混合物与水充分反应后,蒸发反应后的溶液得到12g 无水晶体,通过计算确定该金属的名称。
【思路点拨】该题若用常规方法很难完成,而用极端分析法则可以事半功倍。
设R 的相对原子质量为M ,假设8.1g 全为碱金属或全为氧化物,有如下关系:2R + 2H 2O → 2ROH + H 2↑ R 2O + H 2O → 2ROH2M 2(M+17) 2M+16 2(M+17)8.1g 12g 8.1g 12g得M=35.3 M=10.7因为混合物由碱金属和其氧化物组成,故金属的相对原子质量应介于10.7和35.3之间,因此该金属是钠。
例题4:t ℃时CuSO 4在水中的溶解度为25g ,将32gCuSO 4白色粉末加入mg 水中形成饱和CuSO 4溶液并有CuSO 4·5H 2O 晶体析出,则m 的取值范围是( )A .18≤m≤128B .38<m <180C .18<m <128D .36≤m≤180【思路点拨】该题中CuSO 4溶于水时形成饱和溶液且有部分晶体析出,即它处于饱和溶液和晶体之间,用极端分析法解此题可带来很大方便。
假设恰好形成饱和溶液,根据溶解度有如下关系:100:25=m :32,解得m=128g假设恰好全部形成晶体,则有:CuSO 4 + 5H 2O → CiSO 4·5H 2O160 9032g mg 解得:m=1856542422a a x y 7781由于两种假设都处于极端状态,而题目所给的情况是介于两者之间,不包括两个极端值,故m应为18<m<128。
三、估算法所谓估算法,就是根据有关的化学只是、抓住试题的某些特点或本质,对数据进行近似处理或心算而获得结果的一种解题方法。
估算法是一种应用范围极广的简单方法,估算法在化学计算型选择题的解答中尤其重要。
如果选择题的四个选项的数值有明显的悬殊,一般可用估算法。
例题5:温度为t1℃和t2℃时某物质的溶解度为30g和154g,现将t2℃时该物质的饱和溶液131g冷却到t1℃,析出晶体的质量为(不含结晶水)()A.63.7g B.74.6g C.92.7g D.104.1g【思路点拨】如果t2℃时某物质的饱和溶液有254g(t2℃时154g溶质溶解在100g水中形成的饱和溶液),从t2℃冷却到t1℃析出的晶体有154g-30g=124g,现有t2℃时该物质的饱和溶液131g,比254g的一半稍多些,根据饱和溶液中溶液中溶质质量和溶液质量成正比,则131g t2℃的饱和溶液冷却到了t1℃,析出晶体也比124g的一半稍多。
【答案】A四、平均值法平均值法是依据M1<M<M2,只要求出(或已知)平均值M,就可以判断M1和M2的取值范围,从而巧妙且快速的解出答案。
混合物的计算是化学计算中常见的比较复杂的题型,有些混合物的计算用平均值法,利用相对原子质量或相对原子质量的平均值、体积平均值、组成平均值来确定混合物的组成,则可化难为易、化繁为简,进而提高解这类题的能力。
例题6:铝、锌组成的混合物和足量的盐酸反应,产生氢气0.25g,则混合物的质量可能为()A.2g B.4g C.8.5g D.10g【思路点拨】这是典型的平均值法题型,一定要注意方法。
分别计算出生成0.25g氢气需要单独的铝、锌各多少,最后选两个数值的平均值。
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑54 6 65 2x 0.25g y 0.25g解得:x=2.25g y=8.125g则混合物的质量为2.25g~8.125g。
五、等效法对于一些用常规方法不易解决的问题,通过变换思维角度,作适当假设,进行适当代换等,使问题得以解决,称为等效思维法。
等效思维法的关键在于其思维的等效性,即所设的假设、代换都必须符合原题意。
等效思维法是一种解题技巧,有些题只有此法可解决,有些题用此可解得更巧、更快。
例题7:在320℃时,某+1价金属的硫酸盐饱和溶液的溶质质量分数为36.3%,向此溶液中投入2.6g 该无水硫酸盐,结果析出组成为R 2SO 4·10H 2O 的晶体21.3g 。
求此金属的相对原子质量。
【思路点拨】由题意可构造如图所示饱和溶液:析出的饱和溶液26g −−−−−−→加入无水硫酸盐晶体 剩余的饱和溶液由等效法可知,析出的21.3g 晶体由2.6g.无水硫酸盐和18.7g 饱和溶液组成,根据题目条件可求出18.7g 饱和溶液中溶质质量为:18.7g×36.3%=6.8g ,溶剂质量为18.7g-6.8g=11.9g ,所以21.3g 晶体中含(6.8+2.6)gR 2SO 4、11.9g 结晶水,再根据下列关系式求解相对原子质量。
设金属R 的相对原子质量为MR 2SO 4 ~ 10H 2O = 2M+96 180 (6.8+2.6)g 11.9g 解得M = 23六、整体法所谓整体法,是指将化学问题作为一个整体,对问题的整体结构、形式或整个过程进行分析研究,抓住构成问题的各个子因素与整体之间的联系及他们在整体中的作用,对题设进行变形、转代,以达到简化思维程序、简化答题过程的目的。
在化学竞赛中,要延伸和拓展的重要方式是运用富含一定思维容量的理论和试验试题,突破化学竞赛中的难点。
例题8:已知酸式盐可以和碱发生化学反应Ca (OH )2 + NaHCO 3 → CaCO 3↓ + NaOH + H 2O ,由Na 2CO 3、NaHCO 3、CaO 和NaOH 组成的混合物27.2g ,把它们溶于足量的水中,充分反应后,溶液中Ca 2+、CO 22-、HCO -均转化为沉淀,将反应容器内的水分蒸干,最后得到白色固体物质共29g ,则原混合物中含Na 2CO 3的质量是( )A .10.6gB .5.3gC .15.9gD .无法确定【思路点拨】本题涉及的反应多,题目所提供的数据都是混合物的量,如果逐一分析每个反应显得非常复杂,若从整体分析则一目了然。
从整个反应的过程看,生成的白色固体质量比2966.8 2.6M ++18011.9反应前的混合物质量多了(29g-27.2g )=1.8g ,多出来的1.8g 物质恰好为参与反应的水的质量。
分析NaHCO 3反应的原理:① CaO + H 2O → Ca (OH )2,②Ca (OH )2 + NaHCO 3→ CaCO 3↓ + NaOH + H 2O 。
把①+②得CaO + NaHCO → CaCO 3↓ + NaOH ,可知NaHCO 3转化为沉淀最终和1.8g 水无关。
同样分析Na 2CO 3反应的原理:③CaO + H 2O → Ca (OH )2,④Ca (OH )2 + Na 2CO 3 → CaCO 3↓ + 2NaOH 。
③+④得CaO + H 2O + Na 2CO 3→ CaCO 3↓ + 2NaOH,可知Na 2CO 3转化为沉淀正好消耗1.8g 水。
设混合物中含Na 2CO 3的质量为xH 2O ~ Na 2CO 3 = 18 106 1.8g x 解得x=10.6g练习:1.t ℃时,将一定量KNO 3的不饱和溶液平均分为三份,分别恒温蒸发出水的质量为10 g 、20 g 、30 g ,已知蒸发10 g 、20 g 水时析出KNO 3晶体的质量分别为3g 、12 g ,求蒸发30克水时得到KNO 3晶体的质量2. 在同温同压下,将镁、铝分别投入质量分数相同的质量相等稀硫酸中,反应结束后,两种溶液的质量仍相等,则投入镁、铝两种金属的质量比是10.已知FeO 、Fe 2O 3组成的混合物中,铁与氧的质量比为21:8,则混合物中FeO 、Fe 2O 3两种物质的质量比是106x181.8初中化学推断题例谈专题一、分别从条件和题中特殊物质出发,寻找突破口例1、下面是几种物质的转化关系。
阅读后,用化学式回答下列问题:⑴若E、F皆为蓝色,则C 是。
如果B是水,那么A 是;如果B是酸溶液,而A不溶于水,则A是,此时,A与B反应的类型是;⑵若E为棕黄色,F为红褐色,则C 是。
如果B是水,那么A 是;如果B是酸溶液,而A不溶于水,则A 是,A与B反应的方程式是。