化学计算应用题专题突破

赵经启

摘 要：化学计算应用题是河北省理科综合试卷中化学部分必考的题型，对审题能力、数据处理能力和综合分析能力等学科素养进行综合考查，充分体现了“从生活走进化学，从化学走向社会”的理念。通过考点解读、命题趋势分析、试题归类解析、方法点拨等方面进行总结归纳，为指导中考专题复习提供导向作用。

关键词：化学计算；题型解析；方法点拨

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2018）08-0045-05

一、考点解读

化学计算从量的方面反映了物质间的相互关系及其变化规律，是化学研究的重要途径。考查形式主要有选择题、填空题、计算应用题，其中计算应用题是初中化学计算题的重点，也是河北省理科综合试卷中化学部分必考的压轴题型。这类试题题型灵活，近几年（如表1）已不是单纯的考查计算，而是以与生产、生活实际紧密联系的重点化学反应为切入点，以实验为载体，通过实验情景展示、图表、图像等不同种形式间接提供信息，将化学方程式和溶质的质量分数计算结合在一起，对学生们的审题能力、信息搜集能力、数据处理能力、综合分析能力和应用能力等学科素养进行综合考查，充分体现了“从生活走进化学，从化学走向社会”的理念，具有较好的区分度。

二、题型解析

类型一：文字叙述型计算应用题

【特点分析】该类试题通常用简练的语言描述一个实验内容或化学反应过程，直接或间接提供数据信息，最后提出需要计算的问题，要求学生按要求进行作答。此类试题常以化学方程式和溶质的质量分数结合计算的形式出现，考查学生审题的能力和分析问题的能力。

【典型示例】为测定某硫酸溶液中溶质的质量分数，化学小组同学取10g该硫酸溶液，向其中加入21.2gBaCl2溶液，二者恰好完全反应，过滤后称得滤液的质量为28.87g。请计算：（温馨提示：H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl）

（1）反应后生成沉淀的质量是________ g；

（2）该硫酸溶液中溶质的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

【剖析】问题（1）根据质量守恒定律，反应前硫酸溶液和氯化钡溶液的质量之和与反应后滤液质量之差即为生成硫酸钡的质量，即10g+21.2g-28.87g=2.33g；问题（2）根据化学方程式，利用生成物硫酸钡的质量可计算出参加反应的硫酸的质量，进而依据溶质质量分数的计算公式计算出硫酸溶液中溶质的质量分数。

【参考答案】

（1）2.33

（2）解：设硫酸溶液中溶质质量为

硫酸溶液中溶质的质量分数：

答：该硫酸溶液中溶质的质量分数9.8%。

【方法点拨】解答此类试题，应在理解题意的基础上，以简要流程图的形式呈现化学反应过程，然后结合化学方程式进行分析和解答。对于两种溶液反应后生成沉淀质量的计算，可根据质量守恒定律，利用反应前的物质质量总和与反应后所得溶液质量之差求出生成沉淀的质量。

类型二：含杂质型计算应用题

【特点分析】此类试题常借助与生产、生活实际联系紧密的纯碱、合金、矿石等含有杂质的物质，通过具体的化学反应（杂质不参加反应）设置情景，将化学方程式与物质纯度或溶质质量分数的计算综合在一起，考查学生解决实际问题的能力，充分体现了化学与生产、生活实际紧密联系的学科特点。

【典型示例】日常使用的金属材料，大多数属于合金。黄铜是以锌作主要添加元素的铜合金。弹壳的黄铜只含有锌和铜。将22g弹壳放在盛有100g稀硫酸的烧杯中（恰好完全反应），当弹壳不再溶解后，烧杯中物质的质量是121.8g。计算：

（1）产生氢气的质量为______g；

（2）稀硫酸中溶质的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

【剖析】问题（1）根据题意可知，反应前各物质的总质量为22g+100g=122g，弹壳不再溶解后，产生的氢气逸出，剩余所有物质的质量为121.8g，反应前后质量之差122g-121.8g=0.2 g即为产生氢气的质量。问题（2）铜锌合金中只有锌与稀硫酸反应，根据锌与硫酸反应的化学方程式，利用生成的0.2g氢气（已知纯物质的质量），计算出100g稀硫酸中溶质的质量，再根据溶质质量分数的计算公式计算稀硫酸的溶质质量分数。

【参考答案】（1）0.2；（2）10.0%（计算过程略）。

【方法点拨】化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系，因此解题时需要将混合物中实际参加反应的物质质量代入化学方程式进行计算。对于生成的气体质量的计算，可根据质量守恒定律，利用差量法进行求解，即反应后减少的质量为生成气体的质量。

类型三：标签型计算应用题

【特点分析】该类试题的特点是利用标签的形式提供有关信息，以物质的纯度计算或溶液浓度的判断为主要问题形式，考查学生对信息的提取能力和解决实际问题的能力。该类试题很好地体现了学以致用的学科思想。

【典型示例】如图1是某胃药标签上的部分内容，某化学兴趣小组取10片该药品研碎放入烧杯中，再向烧杯中滴加稀盐酸至恰好完全反应（杂质不溶于水，也不参加反应），共消耗稀盐酸23g，测得反应后烧杯内物质的总质量为25.8g。请计算：

（1）反应共生成气体的质量为 g；

（2）所用盐酸中溶质的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

【剖析】問题（1）碳酸氢钠与盐酸反应放出气体二氧化碳，根据质量守恒定律，反应前后质量差即为生成气体二氧化碳的质量，即（50g÷100）×10+23g-25.8g=2.2g；问题（2）根据碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式，利用生成的2.2g二氧化碳的质量计算出23g稀盐酸中氯化氢的质量，再根据溶质质量分数的计算公式进行计算。

【参考答案】（1）2.2；（2）15.9%（计算过程略）。

【方法点拨】首先，挖掘标签中的有用信息是解决此类问题的关键所在。其次，注意解题格式，如果试题要求对物质纯度或溶液浓度等进行判断，要用简练的语言做出正确解释。

类型四：实验情景型计算应用题

【特点分析】实验情景型计算题是近来年出现的较新题型。此类试题通过化学实验过程图示的方式提供数据信息和设置问题，考查学生的数据提取和分析能力。

【典型示例】某化学兴趣小组在实验室用碳酸钠溶液和熟石灰制取少量氢氧化钠溶液。他们的实验过程和相关数据如图2所示，请计算：

（1）实验中生成沉淀的质量为__________g；

（2）所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到1%）

【剖析】问题（1）根据质量守恒定律，反应后减少的质量即为实验中生成沉淀碳酸钙的质量，即195.6g-185.6g=10g；问题（2）根据化学方程式，利用生成沉淀碳酸钙的质量可求出生成的氢氧化钠质量，计算溶液的质量需要将烧杯的质量去除，再求出反应后所得氢氧化钠溶液溶质的质量分数。

【参考答案】（1）10；（2）10%（计算过程略）。

【方法点拨】此类试题的解题关键是依据化学方程式对每个装置变化前后的实验数据进行对比分析，提取有用数据进行解答。

类型五：函数图像型计算应用题

【特点分析】函数图像不仅能表示化学反应，还能较好地反映化学变化的过程。此类试题的特点是借助数学方法中的坐标系，把多个对化学反应具有影响的因素用曲线图的形式表示出来，计算隐含在图像之中的所需数据，通过设置问题情景，考查学生的读图能力和分析能力。

【典型示例】化學兴趣小组用一瓶久置的过氧化氢溶液制取氧气并测量过氧化氢质量分数。称量68g过氧化氢溶液和0.1g二氧化锰进行实验，反应前后质量随时间变化关系如图3。请计算：

（1）制得氧气的质量是_________________g；

（2）过氧化氢溶液的溶质质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

【剖析】问题（1）根据过氧化氢分解的化学方程式并结合函数图像分析可知：过氧化氢溶液和二氧化锰混合物在反应后减少的质量即为氧气的质量，即68.1g-67.3g=0.8g；问题（2）根据过氧化氢分解的方程式，利用生成的氧气质量可求出参加反应的过氧化氢的质量，再根据溶质质量分数的计算公式求出过氧化氢溶液中溶质的质量分数。

【参考答案】（1）0.8；（2）2.5%（计算过程略）。

【方法点拨】解答该类试题，首先应该明确坐标系中横、纵坐标所建立的是哪两个量之间的关系，其次根据化学方程式分析“三点一趋势”表示的意义，即起点、拐点、终点和图像变化趋势的含义（拐点表示对应两种物质恰好完全反应），最后通过对图像的综合分析，准确提取有用信息进行解答。

类型六：表格数据型计算应用题

【特点分析】表格数据型计算应用题是利用数学方法对化学实验数据进行处理，并以表格为载体将解题信息呈现出来。试题往往给出多组数据或条件，通过对数据或条件的对比分析解答有关问题。此类试题的特点是实验数据较多，信息量较大，注重实验过程分析，侧重分析能力的考查，试题难度较大。

【典型示例1】某学习小组的同学用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，他们取10g石灰石放入烧杯，再把80g稀盐酸分四次加入烧杯中，实验过程所得数据如下表（已知石灰石样品中含有的杂质既不溶于水，也不与稀盐酸反应）。

分析表中数据，完成下列问题：

（1）表中m的数值为________；

（2）计算稀盐酸的溶质质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到1%）

【剖析】问题（1）根据稀盐酸与碳酸钙反应方程式，结合表格提供的实验数据，比较第1次和第2次实验数据可以得出“20g稀盐酸中的溶质HCl与3g（10g-7g）CaCO3恰好完全反应”，比较第2次和第3次实验数据可以得出“第3次所用的稀盐酸过量，即石灰石中的CaCO3已完全反应，剩下2.6g固体为既不溶于水，也不与稀盐酸反应的杂质”，因此得出第4次的数据m值为2.6；问题（2）通过上述分析可知，第1次和第2次实验中稀盐酸中HCl已被完全反应，可以通过第1次或第2次实验中消耗的CaCO3的质量求出HCl的质量，并根据溶质质量分数公式计算出稀盐酸溶质的质量分数。

【参考答案】（1）2.6；（2）11% （计算过程略）。

【典型示例2】“黄铜”是铜、锌合金，为了测定某黄铜样品中锌的质量分数，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，实验数据如下：（烧杯均为56g）

请回答下列问题：

（1）_________________同学取用的稀盐酸和样品恰好完全反应，他制取的氢气的质量是___________________；

（2）计算黄铜样品中锌的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

【剖析】问题（1）根据锌与稀盐酸反应的化学方程式和表格提供的数据，比较甲和丙实验数据可以得出“甲同学所用盐酸有剩余”，比较乙和丙实验数据可以得出 “乙同学所用的黄铜过量”，综合甲、乙、丙三位同学实验数据分析可知丙同学取用的稀盐酸和样品恰好完全反应，再根据丙同学的实验数据计算出氢气的质量为“129g+20g-148.8g=0.2g”；问题（2）根据丙同学的数据，利用氢气的质量计算出20g合金中锌的质量，再计算出黄铜样品中锌的质量分数。

【参考答案】（1）丙，0.2g；（2）32.5%（计算过程略）。

【方法点拨】对于此类计算题，解题的关键是对图表所提供的数据进行对比分析，从“变化”中找“不变”，从“不变”中找“变化”，寻找各组数据之间内在的变化规律，再从中选取关键的数据（一般是某一种完全反应的物质或二者恰好完全反应的物质的数据）进行解答。

类型七：表格、图像型计算应用题

【特点分析】搜集整理和信息处理能力是新课程标准要求培养的一种基本能力，是中考考查的重点，在近几年中考试题中出现的以表格和图像为载体的化学计算应用题便是其最突出的体现。此类试题以表格和函数图像结合在一起的形式将解题信息呈现出来，着重考查学生对某一化学反应从不同角度进行分析的能力。

【典型示例】钙是人体中的常量元素，缺钙时可通过食用保健药剂来增加摄入量。某补钙药剂主要成分为碳酸钙。现将100g盐酸分成5等份，逐次加到用40g该补钙剂制成的粉末中（其他成分不与盐酸反应），得到部分数据与图像（图4）。请根据有关信息回答问题：

（1）a的数值为______________________；

（2）计算该盐酸中溶质的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

【剖析】问题（1）根据碳酸钙与稀盐酸的反應方程式和图表数据分析可知，第四次加入盐酸后，补钙剂中的碳酸钙与所加的盐酸恰好完全反应，故此时剩余的20g固体是补钙剂中的非碳酸钙成分，第1次至第4次中每次加入20g盐酸，参加反应的碳酸钙质量均为5g，所以第三次加入稀盐酸后反应的碳酸钙质量为15g，故a值为25；问题（2）在前4次的每一次反应中，20g盐酸中的溶质均已完全反应，故可根据每一次反应的碳酸钙的质量求出20g盐酸中溶质的质量，由此再求出盐酸中溶质的质量分数。

【参考答案】（1）25；（2）18.3%

（计算过程略）。

【方法点拨】解答此类试题的关键是培养学生对具体化学反应进行多角度分析的能力，此类试题可以通过专题训练，总结正确的解题方法，提高学生对表格和图像的综合分析能力。

三、突破策略

化学计算应用题虽然题型较多，但都是以化学方程式计算为主，并结合溶质质量分数或物质纯度等综合计算，解题时应注意以下问题：

（一）正确书写化学方程式是得分关键，对计算中涉及的化学反应必须依据事实写出相关的化学方程式，尤其是要注意配平方程式，只有根据正确的化学方程式进行计算，其结果才可能是正确的。

（二）化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系，对于含有杂质的反应物或生成物（杂质不参加反应），要换算成纯净物质的质量再代入方程式进行计算。

（三）步骤要完整，格式要规范，单位要一致。

（四）对于化学方程式与溶质的质量分数相结合的综合计算，解题时首先应明确溶液中的溶质是什么，其次应明确所求溶液的质量如何计算，最后运用公式计算溶质的质量分数。此类试题解题的关键是掌握生成溶液质量的计算方法，即生成溶液的质量=反应前各物质的质量总和-难溶性杂质（或不参加反应的物质）的质量-生成物中非溶液（生成的沉淀或气体）的质量。

（五）对于函数图像、表格、标签、实验情景型综合计算题，解题时要充分利用题给信息，并善于分析和判断题中有用的数据，排除无关数据的干扰，最后找到物质之间正确的数量关系进行解答。

总之，只要抓好化学方程式的正确书写和基本的计算，加强分类练习，熟练掌握不同情境下的分析方法，细心作答，就能使问题迎刃而解。