2010届九年级化学竞赛计算专题讲座.doc

九年级化学竞赛 计算专题 可能用到的相对原子质量：H：1 O：16 C：12 N：14 Na：23 Mg：24 S：32 Cl：35.5 Cu：64 Ba：137 Ag：108 一、差量法差量问题是指存在某种量的差值并能利用此差量进行计算的问题。差量可以是质量差、气体体积差、百分率差和溶解度差等。它包括： 固体残余物的计算， 有关气体分析的计算， 溶液质量增加或减少的计算， 改变温度时晶体析出量和溶解量的计算， 利用差量判断过量。其解法有： 比例差量法， 代数差量法等。1加热3.24 g Na2CO3和NaHCO3的混合物至质量不再变化，剩余固体的质量为2.51 g。计算原混合物中Na2CO3的质量分数。（已知碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、二氧化碳和水）2在一定量的BaCO3和BaSO4的混合物中，逐滴加入盐酸，直到CO2不再产生为止，蒸干后得到的固体质量比原来混合物质量增加2.79%，则原混合物中BaCO3的质量分数约为 多少？3一根铁棒100 g，插入100 g一定浓度的CuSO4溶液中，充分反应后取出烘干得100.8 g， 求该CuSO4溶液中溶质的质量分数。二、守恒法守恒计算问题是指利用某种量的相等关系进行技巧计算的一类问题，从微观来看是电子、原子的行为，从宏观来看是化合价和质量的结果(电子 化合价，原子 质量)。守恒问题包括总质量守恒、电荷守恒、电子守恒、原子守恒和总价数相等关系。（一）总质量守恒这是针对化学反应，从整体来看的，这种技巧计算的根据是质量守恒定律。在化学反应中，反应物的总质量一定等于生成物的总质量。【一般化学反应的计算】4将金属镁和氢氧化镁的混合物在空气中灼烧，混合物的质量在冷却后没有变化，求原混合物中镁元素的质量分数。(Mg(OH)2MgOH2O) 5向KI溶液中加入AgNO3溶液，直到反应完全为止。结果反应后溶液的质量恰好等于原碘化钾溶液的质量，则该AgNO3溶液中溶质的质量分数为多少？（已知：KI AgNO3 AgI KNO3）6向AgNO3溶液中加入适量的盐酸，恰好使Ag+沉淀完全。所得溶液的质量也恰好等于原AgNO3溶液的质量。所加盐酸的溶质质量分数为 ( )A 36.5%B 25.4% C21.5%D37.1%7在反应 X2YR2M 中，已知R和M的相对分子质量之比为229，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，则在此反应中Y和M的质量之比为 ( )A169 B239 C329 D4698将一定量有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收，经过滤得到沉淀20 g，滤液质量比原石灰水减少5.8 g，该有机物可能是 ( ) A C2H4 BC2H6O2 CC2H6O D C2H4O29将一含有化合物A 10 g，化合物B 10 g 和C 10 g 的混合物，加热生成4 g 新化合物D，同时发现C增加8 g，而A正好用完。(1) 如果没有其它物质生成，在这一反应中A与B反应时反应的质量比是多少？(2) 如果原混合物在反应前含100 g A、10 g B和10 g C，计算在反应后将有多少克D生成？10把金属铜和氧化铜的混合物0.92 g，装入试管，在不断通入氢气的情况下加热试管，在反应不再发生后，停止加热，并继续通H2直到试管冷却，称量得0.752 g固体物质。求反应前的混合物中含铜和氧化铜各多少克？ 11含有碳酸镁、石英杂质的石灰石1 g，加入5 g 36%的HCl溶液充分反应后，过滤，将沉淀物烘干称重为0.29 g，称滤液为5.38 g。求此石灰石的纯度。【溶液质量守恒】规律一：在一定条件下，一种饱和溶液析出晶体，只要温度不变，析晶前后的溶液浓度不变，即原饱和溶液与母液的浓度相等。溶解度不变。规律二：在一定温度下，如果向一不饱和溶液加入某种能形成结晶水合物的无水溶质，则析出的结晶水合物中增加的部分的浓度，与原溶液的浓度相同。析出的结晶水合物中，溶质与结晶水合物之比，应符合结晶水合物分子组成之比。12某温度下，某盐饱和溶液的质量分数为A%，取一定量的该饱和溶液，向其中加入W g该无水盐，在温度不变的情况下，析出m g含一定量结晶水的该盐晶体。则从饱和溶液中析出溶质的质量为 ( )A WA% g B mA% g C(mW) A% g D(mW) A% g13将20.0 g不纯的氯化钡粉末(杂质不溶于水，也不能反应)放入一定量硫酸钠溶液中恰好完全反应，反应后得质量分数为12.0%的溶液97.5 g。求：(1) 反应后溶液中溶质质量；(2) 混合物中氯化钡的质量分数；(3) 反应前硫酸钠溶液质量。14把47 g由一种非金属单质和一种氧化物组成的黑色固体混合物隔绝空气加热，充分反应后，称得剩余固体质量为36 g，该固体也是由一种单质和一种氧化物组成。向此剩余固体中加入100 g稀H2SO4恰好完全反应，过滤后所得滤渣呈红色。回答：(1) 原混合物由什么物质组成？(2) 原混合物中含有单质多少克？(3) 过滤后所得的滤液需要蒸发掉多少克水，才能形成t时的饱和溶液？( t时此溶液中溶质的溶解度为16 g)【溶液中溶质的质量守恒】（1）溶液的稀释和混合稀释规则：稀释前后溶质的质量不变。 m (浓溶液)w(浓溶液) m (稀溶液)w (稀溶液)混合规则：混合前后溶质的质量不变。m 1w1 m 2w2 m 3w3 ，式中， m 1m 2 m 315200 g含NaOH 10%的溶液，要增至20%时，应加入固体氢氧化钠_ g；若要降至5%，应加水_ mL。 （2）溶液中结晶水合物的析出及溶解16有20时的饱和硫酸铜溶液200 g，在蒸发掉40 g水后，再冷却至20。试计算能析出多少克硫酸铜晶体？(20时无水硫酸铜的溶解度为20 g) 17某温度下，饱和硫酸铜溶液中投入6.875 g无水硫酸铜后，析出12.5 g胆矾晶体。此饱和硫酸铜溶液的溶质质量分数为 ( )A 9%B 55%C20% D 64%18某温度下，硫酸铜的饱和溶液192 g与质量分数为10%的氢氧化钠溶液恰好完全反应，生成蓝色沉淀19.6 g。求：(1) 该温度下硫酸铜的溶解度；(2) 反应后所得溶液中的溶质的质量分数。答案：1解法一：2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2可把H2OCO2看成H2CO3，n(H2OCO2) moln(NaHCO3)2n(H2OCO2)2 mol molm(NaHCO3)n(NaHCO3)M(NaHCO3) mol84 g / mol1.978 gNa2CO3%100%38.95%解法二：利用差量关系解题。设原混合物中NaHCO3的物质的量为x，2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2 Dn 2x x x x (18 g / mol44 g / mol )x3.24 g2.51 g62x0.73 g， 2x mol，以下同解一。解法三：代数法。设原混合物中NaHCO3和Na2CO3的物质的量各为x、y，2x84 g / moly106 g / mol3.24 gx106 g / moly106 g / mol2.51 gx(168106) g / mol3.24 g2.51 g (这也是差量关系的计算方法)2x mol，以下同解一。答：碳酸钠为38.9% 。2解析：BaCO32HClBaCl2H2OCO2 Dm60 71 11x 11x2.79%x， BaCO3%19750%3解：(1) FeCuSO4FeSO4Cu (2) 设参加反应Fe的物质的量为x，则64 g / molx56 g / molx100.8 g100 g，8x0.8 mol，x0.1 mol，被还原的物质是CuSO4，n (CuSO4)n(Fe)0.1 mol，m (CuSO4)0.1 mol160 g / mol16 g。(3) w (CuSO4)100%16%4 解析：根据质量守恒定律，反应前后镁元素的质量不变，混合物总质量不变。剩余物为MgO，故MgO中Mg元素的质量分数即为原混合物中镁元素的质量分数。 Mg%60%。572.3%解析：KI AgNO3 AgI KNO3溶液 W1 W2 W3 W4 x x x x 因为W1W4 ，所以W2W3235x (g)，AgNO3%100%72.3% 。故应选D。6解析：m(AgNO3溶液)m(盐酸)m(AgCl)m(HNO3溶液)，又m(AgNO3溶液)m(HNO3溶液)，故m(盐酸)m(AgCl)。设盐酸中HCl为1 mol，根据关系“HCl AgCl”知，m(盐酸)143.5 g，即w(盐酸)100%25.4%。7解析：A。选项中后一个值均为9，因为R2M的质量之比为119，反应后总质量为11920，故反应物之一的Y的质量应小于20，只能选16。另解：n(R)n(M)12，故m(R)m(M)22292218，当生成4.4 g R时生成M的质量为4.4 g3.6 g，由质量守恒得：m(X)m(Y)m(R)m(M) ，m(Y)3.6 g4.4 g1.6 g6.4 g，m(Y)m(M)6.4 g3.6 g169。8解一：20 g沉淀为CaCO3，物质的量为0.20 mol，Ca(OH)2 CO2 CaCO3H2O 0.20 0.20 0.20 0.2 14.8 g 8.8 g 20 g 3.6 g 滤液质量为14.8 g5.8 g9.0 g。本来反应前后质量应相等，但由于燃烧生成的水蒸气溶于溶液中，故而出现：冷凝水14.8 g8.8 g20 g9 g，冷凝水为29 g23.6 g5.4 g，其物质的量为0.3 mol，CO2为0.2 mol，C、H物质的量之比为26，故可能是C2H6O2与C2H6O，应选BC。解二：上解中，实际产生的水为3.6 g，而滤液为9.0 g，说明有水蒸气冷疑使滤液增重，此为9.0 g3.6 g5.4 g，即0.3 mol水。 解三：Ca(OH)2转变为CaCO3，失去的是CaO，故CaO为0.2 mol，11.2 g，但实际上减少5.8 g，说明有燃烧生成的水冷凝于滤液中，为11.2 g5.8 g5.4 g，其物质的量为0.3 mol，其余同上。解四：CO2和H2O进入溶液会使溶液增重，而CaCO3的析出会使溶液质量减轻。故有：m(CaCO3)m(CO2)m(H2O)5.8 g，由n(C)0.2 mol，m(C)8.8 g，可得m(H2O)5.6 g，n(H)0.6 mol，C、H物质的量之比为26。9分析：本题题意灵活，用算术法解答思路清晰，解法简捷。应先分析反应前后各物质的质量关系，然后根据质量守恒定律，计算出消耗B的质量，进而可计算出反应物A和B的质量比。在解答(2)时，根据反应物的质量比，判断反应物中哪一种物质过量，并以完全反应的物质计算生成物的量。解：(1) A B C D C反应前(g) 10 10 10 反应后(g) 0 4 108根据质量守恒定律：反应物总质量生成物总质量。所以，消耗A的质量消耗B的质量生成物D的质量增加C的质量。则消耗B的质量 (生成物D的质量增加C的质量)消耗A的质量(4 g8 g)10 g2 g。所以，反应物的质量比：AB10251。(2) 因为AB5150 g10 g，所以，反应物A 100 g 过量，应按B物质10 g计算D的量。由(1)可知，BD2412，现有B物质10 g，则BD1020 ，即可生成D物质20 g。10 解一：利用质量守恒定律，氧为：0.92 g0.752 g0.168 g，原混合物中含CuO：0.168 g0.84 g，Cu：0.92 g0.84 g0.08 g。 解二：差量法。CuO H2 Cu H2O D m Dm0.0105 mol，n (CuO)0.0105 mol， m (CuO)0.0105 mol64 g / mol0.84 g。 解三：设Cu的质量为x，CuO的质量则为0.92 gx CuO H2 Cu H2O 80 64 0.92 gx 0.752 gx 解得：x0.08 g，CuO为0.84 g。11解析：根据质量守恒定律，减少的质量为CO2的。m (CO2)1 g5 g - 0.29 g - 5.38 g0.33 gn (CO2)0.0075 mol设MgCO3和CaCO3的物质的量分别是x、y，xy0.0075 molx84 g / moly100g / mol1 g - 0.29 g0.21 g解得y0.005 molm (CaCO3）0.005 mol100g / mol0.5 gw (CaCO3)100%50%12解析：根据析出晶体前后温度不变和溶液中溶质的质量分数不变的规律可知(mW) g必定是饱和溶液减少的质量，所含溶质的质量分数为A%，即从饱和溶液中析出溶质的质量为(mW) A%，应选D。13解：(1) 反应后溶液中溶质的质量为：97.5 g12.0%11.7 g(2) 设混合物中氯化钡和生成硫酸钡的质量分别为x和y，BaCl2Na2SO4BaSO42NaCl208 233 117 x y 11.7 g 208x11711.7 g，x20.8 gw(BaCl2)100%80%(3) 233y11711.7 g，y23.3 g硫酸钠溶液质量为：97.5 g23.3 g20.8 g100 g(溶液质量守恒)答：(1) 溶液中有11.7 g NaCl，(2) 氯化钡的质量分数为80%，(3) 硫酸钠溶液质量为100 g。14分析：此是涉及元素化合物性质的计算题。由黑色固体混合物隔绝空气加热可得红色固体，可知此混合物由CuO和C组成，生成物为Cu和CO2。由剩余固体能与稀硫酸反应，说明上述反应不完全，剩余固体中还混有CuO。解：(1) 原混合物由CuO和C组成。(2) 根据质量守恒定律，m(CO2)47 g36 g11 g设原混合物中含碳的质量，以及与C反应的CuO的质量分别为x和y，C2CuOCO22Cu12 160 44 x y 11 g 12x4411 g，x3 g160y4411 g，y40 g剩余CuO的质量为：47 g(40 g3 g)4 g(3) 设生成的CuSO4的质量为z，CuOH2SO4CuSO4H2O 80 160 4 g z804 g160z，z8 g反应后所得溶液的质量为：4 g100 g104 g反应后所得溶液中水的质量为：4 g100 g8 g96 g(即溶液的质量守恒)设需蒸发掉质量为w的水才能恰好形成饱和溶液：100 g16 g(96 gw)8 g，w46 g答：(1) 原混合物由CuO和C组成，(2) 原混合物中含碳3 g，(4) 蒸发掉滤液46 g，便可形成t时的饱和溶液。15 解析：设应加入NaOH固体质量为x，加水为y mL。根据溶质质量守恒可得： 200 g10%x(200 gx)20%，x25 g；200 g10%(200 gy)5%，y200 g。答案：25；200。16 提示：本题中的200 g溶液在计算中可以不用。析出无水硫酸铜(即溶质