1、化学式计算的解题技巧关于化学式的计算是初中同学学习化学后接触的第一类重要计算,也是初中化学计算三种基本类型(关于化学式的计算、关于溶液的计算、关于化学方程式的计算)之一。教材上列出的关于化学式计算的基本类型有三种:类型一、根据化学式求式量;类型二、根据化学式求化合物中各元素的质量比;类型三、 根据化学式求某元素的质量分数对于这三类基本题型, 同学们只要正确理解元素符号和化学式的含义,规范书写解题步骤,掌握起来并不困难。而对于教材中未列举的题型和一些计算型的选择题则常彩下列特殊方法来化难为易、化繁为简。化学计算在中考化学试题中所占的分值比例并算大, 但计算过程往往会消耗学生大量时间。而且试题形式
2、灵活多样。对学生的思维能力、分析、逻辑判断能力都有了较高的要求。为了提高解题速率、 解题能力, 掌握一定的化学计算解题技巧是非常有必要的。 下面就谈谈化学式计算中常见的解题技巧。要想在解题过程中迅速准确,必须针对题目的特点选择最有效的解题方法,甚至是多种方法的综合运用, 以达到减少运算量、 增强运算准确率的效果。 下面为同学们介绍几种化学计算中常用到的解题方法和技巧,把它们运用到解题过程中可以达到事半功倍的效果。一、逆向思维化为基本题型例 1 在氮的一种氧化物中氮元素与氧元素的质量比为7 20,则该氧化物的化学式可能是()。(A. )N 2O ( B )N 2O3( C) NO 2( D) N
3、2O5分析:若逆向思维,则已知化学式,求各元素质量比,即类型二。可设该氧化物的化学式为NxOy。14x 16y=7 20,解得, x y=2 5。解:选( D )。例 2. 实验室分析某氮的氧化物,已知其中氮元素的质量分数为的氧化物的化学式是36.83%,则正确表示这种氮( )( A ) NO2 ( B )NO( C) N 2O5 (D ) N2O3分析:若逆向思维,则化为类型三,即已知化学式,求某元素质量分数。因此可设化学式为NxOy。二、稍加增补靠拢基本题型例 3.用杂质的质量分数为 30%的赤铁矿(主要成份为 Fe2O3,杂质不含铁) 炼铁,若日产 120t 铁(假设为纯净的铁),理论上
4、每天至少消耗赤铁矿多少吨?分析:求Fe2O3 中铁元素质量分数是基本题型。在此基础上只需要再理解两点(1) Fe2O3的质量和铁元素质量分数相乘即得铁元素质量。(2)本题中所给的赤铁矿不纯,必须先打折扣,才成为纯Fe2O3 质量。解:设每天消耗赤铁矿的质量为x。解之x=244.9t三、巧作引申理清比例关系例 4 当氨肥硝酸铵 NH 4NO3 和尿素 CO(NH 2)2 所含氮元素质量相同时,它们的质量比是( )( A ) 1 1( B) 8 3( C) 4 3(D ) 23分析: 若所含氮元素质量相同,则所含氮原子个数相同。根据化学式, NH 4NO 3 与 CO(NH 2)2中若所含氮原子个
5、数比为1 1,则它们的分子个数之比也为1 1,因此它们的质量比即式量比。解:选(C)。四、巧算估算节省解题时间例 5、下列物质中铁元素的质量分数最高的是()( A ) FeO( B) Fe2 334(D ) FeSO( C) Fe O分析: FeS 中 S 元素的相对原子质量为32,恰为氧的 2 倍,即可将它看作 FeO2,这样四个先项的差别便在于Fe 与 O 的原子个数之比不同,比值越大, 则 Fe 元素质量分数越大, ( A )为 1 1,( B )为 2 3,( C)为 3 4,( D )为 1 2。解:选( A )。例 6、 R、 X 两元素形成多种化合物在RX 中 R 元素的质量分数
6、为49.7%,则下列化合物中R元素质量分数大于43%的是()( A ) RX 22X322X5( B) R(C) R X(D )R分析: R、 X 两元素的原子个数之比越大,R 元素的质量分数越大。RX 中, R 与 X 原子个数之比为 1 1,( A)中为 12,( B)中为 23,( C)中为 2 1,( D)中为 2 5。( C)为最大, R2X 中 R 元素质量分数必大于49.7%,当然也就大于43%。但也可能存在 R 元素质量分数介于 43% 与 49.7%之间的符合题意的选项,此时可将49.7%近似处理成 50%五、极端假设判断混合物的组成例7、一包氯化铵(NH 4Cl) 化肥中,
7、混入了少量某种其它化肥,此包氯化铵化肥中的含氮量为27.5%,则入的化肥可能是()。( A ) CO(NH 2)2(B ) (NH 4)2SO4( C) NH 4HCO 3( D )KNO 3分析:先假设此包化肥为纯的氯化铵,则其中氮元素的质量分数为26.2% 27.5%,那么混入的杂质中氮元素的质量分数应大于27.5%。解:选( A )。技巧一:转换法学式计算有三种类型:即求相对分子质量、求元素质量比、求某一元素的质量分数。转换法就是对这三种计算进行综合,提炼出来的一种方法。在化合物里,各元素的质量比 =相对原子质量之比 对应的原子个数之比。已知其中任意两个量,都可求出第三个量。例 1:某元
8、素R 的氧化物中,已知R: O=1 :1,R元素的相对原子质量为32 ,求R 氧化物的化学式。解析:求物质的化学式,实际上就是确定物质的组成元素和各元素的原子个数比。本题中,R 的氧化物的组成元素是已知的,所以求化学式,实际上就是求出R 元素和 O 元素的原子个数比。解答:设 R 的氧化物的化学式为RXOY, 由题可得:,求得所以 R 氧化物的化学式即为RO2小结:利用转换法,将比例式转换成乘积式,只要将题中相关的已知量和待求量输入公式,取可求出。技巧二:关系式法关系式法, 就是寻求题中已知量和待求量之间的内在联系,将其表达在相互关联的两个化学式之间,达到简化解题步骤,节约解题时间的目的。例
9、2:求等质量的二氧化硫和三氧化硫中氧元素的质量比。解析:化合物中, 物质的质量可用相对分子质量来表示, 物质质量等即相对分子质量总和等。根据题意, 我们可以在 SO2 和 SO3 前配上适当的系数, 以保证他们的相对分子质量总和相等。解答: 80SO264SO3氧元素的质量比即为技巧三:平均值法在数学上,我们算过求平均数的题目,可表达为:80162: 64163=5 : 6m=(a+b)/2 ,且 a b 0时, a m b 。我们把它引入化学计算中,能使很多题目转繁为简,化难为易。例 3:由氧化铁(能是()A、 FeB、 FeOFe2O3 )的杂技C、 Fe3O4R 组成的混合物中含铁元素的
10、质量分数为D 、 FeCO3E 、Cu68% ,则R可解析:本题是一道综合性推断题。由题可知, 68% 为 Fe2O3 和 R 中铁元素的平均值,根据平均值法的解题思路, “中 ”为分界点, “大 ”找 “小 ”, “小”找 “大 ”。 题中已知的 Fe2O3 中铁元素的质量分数为 70%68% ,所以 R 中所含铁元素的质量分数应该小于 68% ,根据选项中各物质中铁元素的质量分数大小即可确定正确答案。参考答案: D、E一、巧妙变形法例题 1在氧化亚铁(FeO)、氧化铁( Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)这三种铁的氧化物中,铁的质量分数由大到小的顺序是()A Fe3O4、 Fe2O3、
11、 FeO B FeO、Fe3O4、 Fe2O3C FeO、 Fe2O3、 Fe3O4 D Fe2O3、 Fe3O4、 FeO解析:设铁的氧化物通式为 FeOx,则 Fe 的质量分数 = 56/( 56+16x) 100% ,显然 x 值越小,铁的质量分数越大。将 FeO、 Fe2O3、Fe3O4 分别变形为 FeO、 FeO3/2、FeO4/3,因为14/33/2 ,故可推知答案选B。练习 1下列硫酸盐中,金属元素的质量分数最小的是()A MgSO4 B Al2(SO4)3 C FeSO4 D Na2SO4例题 2在 FeO、 Fe2O3、 Fe3O4 三种化合物中,与等质量铁元素结合的氧元素
12、的质量比为( )A 69 8 B 12 8 9 C 2 3 6 D 1 3 4解析: 要求三种化合物中铁元素的质量相等,则铁原子的个数也应相等。在铁原子个数相等的条件下,与铁元素结合的氧元素的质量比就是氧原子的个数比。把FeO、Fe2O3、 Fe3O4变形为 Fe6O6、 Fe6O9、 Fe6O8,从中看出氧元素的质量比为6 9 8,故答案选 A 。练习 2在 N2O 、 NO、 N2O3 、NO2 、 N2O5 五种化合物中,与等质量的氮元素结合的氧元素的质量比为( )A 12 4 35 B 1 2 34 5C 2 1 2 12 D 1 1 34 5例题 3要使 Fe2O3 和 Fe3O4
13、含有相同质量的铁元素,则Fe2O3 和 Fe3O4 的质量比为()A 32 B 2 3 C 29 30 D 30 29解析: 要使两种化合物中铁元素的质量相等,则铁原子的个数也应相等。在铁原子个数相等的条件下, Fe2O3 和 Fe3O4 的质量比就是3Fe2O3 和 2Fe3O4 的相对分子质量之比,从而Fe2O3 和 Fe3O4 的质量比为 3160 2232=30 29,故答案选 D。练习 3要使 N2O3 和 NO2 含有相同质量的氮元素,则N2O3 和 NO2 的质量比为( )A 23 B 3 2 C 19 23 D 23 19例题 4相同质量的 SO2 和 SO3 中所含氧原子的个
14、数之比是()A 32 B 2 3 C 5 6 D 6 5解析:先找出SO2 和 SO3 两种化合物的相对分子质量的最小公倍数320,按它们相对分子质量等于 320时应扩大的倍数进行变形为5SO2 和 4SO3,通过比较可知,氧原子个数比为5 6,故答案选C。练习 4含原子个数相等的SO2 和SO3 的质量比为()A 34 B 4 3 C 16 15 D 15 16二、拆分转化法例题 5已知由Na2S、 Na2SO3、 Na2SO4 三种物质组成的混合物中,钠元素的质量分数为46%,则氧元素的质量分数为()A 46% B 22% C 32% D 64%解析: 从三种化合物的化学式 Na2S、Na
15、2SO3 、 Na2SO4 看,它们有共同的部分 “ Na2S”,并且都存在如下关系:2Na S46 32设该混合物中硫元素的质量分数为x,2Na S46 3246% x46/46%=32/ xx=32%所以该混合物中氧元素的质量分数为练习 5由 FeSO4 和 Fe2(SO4) 3则铁元素的质量分数为()146% 32%=22% ,答案选B。组成的混合物,测得该混合物中硫元素的质量分数为a%,A a% B 2a% C 3a% D 1 3a%例题 6由硫化亚铁 (FeS)和溴化亚铁 ( FeBr2)组成的混合物中铁元素的质量分数为则溴元素的质量分数为()46.2%,A 72.6% B 27.4
16、% C 34.3% D 36.3%解析: 利用相对原子质量间的数量关系,以 5 个S 代替2 个Br完成转化:FeBr2 FeS4S,即FeS 和FeBr2FeS 和FeS 4S因 FeS 的质量分数为46.2% 88/56=72.6% ,则 4S 的质量分数为1 72.6%=27.4%, 故 Br质量分数为27.4 5/4=34.3% ,选 C。练习 6已知乙炔( C2H2 )、苯( C6H6 )、乙醛( C2H4O )的混合气体中含氧元素的质量分数为 8%,则混合气体中碳元素的质量分数为()的A 84% B 60% C 91% D 42%提示: C2H4O C2H2 H2O 、C6H6 3
17、C2H2即C2H2 、 C6H6 、C2H4OC2H2 、 3C2H2 、C2H2 H2O赏析两例 :1(巧妙变形法)5.85 g NaCl样品(其中含少量下列一种盐),测知氯元素的质量为3.59g,则可能混入的盐是()A KCl B FeCl2 C MgCl2 6H2O D AlCl3解析: 5.85 g 纯净的 NaCl 含氯元素的质量为3.55 g,故样品中的杂质所含氯元素的质量分数应大于纯净的NaCl 中氯元素的质量分数,即当含35.5 g Cl 时所含杂质的质量应小于23g 。将选项中的四种物质的化学式分别变形成:A KCl 、BFe1/2Cl、CMg1/2Cl 3H2O 、DAl1
18、/3Cl ,不难看出对应 35.5 g Cl元素的其余元素的质量和只有D 的小于 23 g ,故选 D。2(拆分转化法) 由 NaHS、MgSO4、NaHSO3 组成的混合物中, 硫元素的质量分数为 32%,则混合物中氧元素的质量分数为()A 32% B 64% C 44% D 84%解析:利用相对原子质量间的数量关系,以 1 个 Mg 代替 1 个 Na 和 1 个 H 完成转化: NaHS MgS 、 NaHSO3 MgSO3 ,从 MgS 、 MgSO4 、MgSO3 三种化合物的化学式看,它们有共同的部分 “ MgS ”,并且都有如下对应关系: Mg S24 32设该混合物中镁元素的质
19、量分数为x,Mg S24 32 x 32%24/x=32/32%x=24%所以该混合物中氧元素的质量分数为132% 24%=44% ,故答案选C。通过上述几例,我们可以看出:解题时,若能抓住不同化学式之间的某些特征(如通式、原子个数之比和量的关系、混合物组成成分之间的定量关系等),灵活、巧妙地将它们进行变形或拆分转化,往往可以速解某些化学式计算型选择题。附练习题答案:练习 1 B 练习 2 B 练习 3 C练习 4C 练习 5 D 练习 6 A例 1:下列铁的氧化物中,含铁量由高到低排列正确的是( )(A)FeO Fe2O3 Fe3O4(B)Fe2O3 Fe3O4 FeO(C)Fe3O4 Fe
20、2O3 FeO(D)FeO Fe3O4 Fe2O3解析:本题可以利用元素质量分数的公式(某元素的质量分数=化合物中某元素的相对原子质量 原子个数 /化合物的相对分子质量100%) 分别求出三种物质中铁元素的质量分数,然后比较大小, 但运算麻烦。 也可以将三种物质中铁元素的原子个数配成相等的关系,使公式中的分子相同,然后比较分母的大小判断。先把化学式变形为:FeO FeO3/2 FeO4/3比较氧原子的个数:1 3/2 4/3铁原子的个数相同,氧原子的个数越少则铁元素的质量分数越大。答案: (D)例 2:已知碳酸钙和另一物质组成的混合物含碳量大于 12%,则另一物质可能是 ( ) (A)Na2C
21、O3 (B)MgCO3(C)KHCO3 (D) K2CO3解析:本题可以利用平均值法,首先计算出纯净的碳酸钙中的含碳量等于12%,根据题意混合物中的含碳量应大于12%,则所含的另一物质含碳量必大于12%。在选项中物质含碳量为 Na2CO3 小于 12%, MgCO3 大于 12%, KHCO3 等于 12%, K2CO3 小于 12%。答案: (B)例 3:36g 水通电分解可以产生氧气的质量为。解析:本题可以采用元素守恒的思想。水通电分解中产生氢气和氧气,氧气由氧元素组成 , 而 这 些 氧 元 素 全 部 来 自 水 , 那 么 氧 气 的 质 量 等 于 水 中 氧 元 素 的 质 量
22、。 所 以m(O2)=m(H2O) O%=36g(O/H2O)=36g (16/18)=32g 。答案: 32g例 4:已知 NaHSO4 、 MgS 、MgSO4 组成的混合物中,硫元素的质量分数为48%,则混合物中氧元素的质量分数为。解析:本题可以采用等量变换的方法,从相对原子质量的等量关系入手“Na+H=Mg” 。则原混合物中的NaHSO4 可以变形为 MgSO4 。可以建立如下的关系式:原混合物中Mg S质量关系24 32根据硫元素的质量分数为48%,利用质量关系求出镁元素的质量分数为36%。则 O%=100%-S%-Mg%=100%-48%-36%=16%答案: 16%例 5:在 X2Y 中 Y 的质量分数为 40%,在 YZ2 中 Y 的质量分数为 50%,则在 X2YZ3中 Y 的质量分数为 ( )(A)20% (B)25% (C)30% (D)35%解析:本题可以采用为元素赋值的方法,假设某元素的相对原子质量为一定值,再由已知条件计算其他元素的相对原子质量来求解。本题根据X2Y 中 Y 的质量分数为40% 这一条件,假设Y 的相对原子质量为40,则 X 的相对原子质量为30;根据 YZ2 中 Y 的质量分数为 50%,求出 Z 的相对原子质量为20。再将 X 、Y 、Z 的相对原子质量带入X2YZ3 中,可求出 Y 的质量分数为25%。答案: (B)