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+×2
a=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.24 B.40 C.56 D.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.答案选A.
4.十字交*法
例4 取100克胆矾,需加入多少克水才能配成溶质质量分数为40%的硫酸铜溶液?
解析：结晶水合物(CuSO4*5H2O)可看成CuSO4的溶液,其溶质质量分数为×100%=×100%=64%.设加水(溶质质量分数可看成0%)的质量为x,则
x=60克
5.估算法
例5 将13.2克可能混有下列物质的(NH4)2SO4样品,在加热的条件下,与过量的NaOH反应,可收集到4.3升NH3(密度为17克/22.4升),则样品中不可能含有的物质是( )
A.NH4HCO3、NH4NO3 B.(NH4)2CO3、NH4NO3
C.NH4HCO3、NH4Cl D.NH4Cl、(NH4)2CO3
解析：假设样品为纯(NH4)2SO4,则由(NH4)2SO4→2NH3可知,能产生4.48升NH3,大于4.3升.因此样品中的杂质造成样品NH4+的含量小于纯(NH4)2SO4中NH4+的含量.这就要求选项的两种物质中至少有一种物质的NH4+含量小于(NH4)2SO4中NH4+的含量,都大于是不可能的.可将备选答案化学式变形后进行估算：NH4HCO3→(NH4)2(HCO3)2,NH4NO3→(NH4)2(NO3)2,NH4Cl→(NH4)2Cl2.部分“式量”：(HCO3)=122,(NO3)2=124,Cl2=71,CO3=60,而(NH4)2SO4中,SO4=96,故答案选D.
6.差量法
例6 4.0克+2价金属的氧化物与足量的稀盐酸反应后,完全转化为氯化物,测得氯化物的质量为9.5克,通过计算指出该金属的名称.
解析：反应后物质质量增加是由于参加反应氧化物的质量小于生成氯化物的质量.设金属氧化物化学式为RO,式量为m,
则RO→RCl2 质量增加
m 55
4.0克 (9.5-4.0)克
m=40.故金属的相对原子质量为40-16=24,属于镁元素.
