初中化學競賽集訓教學設計8：《根據(jù)化學方程式的計算》一、核心知識點與命題意義本期內容聚焦《根據(jù)化學方程式的計算》核心模塊，該知識點是化學計算的重中之重，主要涵蓋以下四大要點：根據(jù)化學方程式推導反應物與生成物的質量比；純物質、不純原料（或產(chǎn)品）及混合物參與反應的計算；多步連續(xù)反應的計算；反應物過量問題的計算。從近年化學競賽命題趨勢來看，壓軸計算題多圍繞化學方程式展開，且多數(shù)試題需運用巧解技巧簡化計算流程、提升解題效率。因此，本教學設計重點剖析競賽中常用的四大巧解方法，結合典型例題深化理解，為競賽備考提供系統(tǒng)性參考。二、巧解方法剖析與典型例題（一）質量守恒法：抓守恒關系簡化計算質量守恒法的核心是利用化學反應前后某一元素（或原子團）的質量不變、物質總質量不變等守恒關系，跳過繁雜的中間步驟直接建立已知量與未知量的關聯(lián)?！纠?】有一在空氣中暴露過的KOH固體，經(jīng)分析測得其中含水2.8%、K?CO?37.3%。取1g該樣品投入10g質量分數(shù)為18.25%的鹽酸中，充分反應后，用10g質量分數(shù)為18.5%的KOH溶液中和多余的酸。求蒸發(fā)反應后溶液得到的固體質量。【解析】本題若采用常規(guī)解法，需分步計算K?CO?、原樣品中KOH、過量鹽酸與KOH反應生成的KCl質量，步驟繁瑣。通過分析反應本質可知：KOH、K?CO?與鹽酸反應的最終產(chǎn)物均為KCl，根據(jù)氯元素守恒，鹽酸中氯元素的質量與反應后KCl中氯元素的質量相等。建立關系式：HCl~KCl相對分子質量：HCl=36.5，KCl=74.5已知量：鹽酸質量=10g×18.25%設生成KCl的質量為x列比例式：[\frac{36.5}{74.5}=\frac{10g\times18.25%}{x}]解得：[x=\frac{10g\times18.25%\times74.5}{36.5}=3.725g]（二）平均值法：利用平均量篩選答案平均值法適用于混合物反應計算，通過計算混合物的平均相對分子質量（或平均組成、平均質量分數(shù)等），結合各組分的相關量與平均值的大小關系，快速篩選符合條件的選項?！纠?】取10g某碳酸鹽混合物與足量鹽酸充分反應，生成4.4g二氧化碳。該混合物可能是（）A.K?CO?和MgCO?B.Na?CO?和CaCO?C.MgCO?和BaCO?D.Na?CO?和K?CO?【解析】設混合物的平均化學式為MCO?（M代表金屬離子或銨根離子），平均相對分子質量為A。反應方程式：MCO?+2HCl=MCl?+H?O+CO?↑質量關系：A~44已知量：混合物質量=10g，CO?質量=4.4g列比例式：[\frac{A}{44}=\frac{10g}{4.4g}]解得：A=100即混合物中兩種碳酸鹽的相對分子質量需滿足“一種大于100，一種小于100”（或其中一種等于100）。對照各選項：K?CO?(138)、MgCO?(84)：138>100，84<100（符合）Na?CO?(106)、CaCO?(100)：106>100，100=100（不符合）MgCO?(84)、BaCO?(197)：84<100，197>100（符合）Na?CO?(106)、K?CO?(138)：均大于100（不符合）答案：A、C（三）關聯(lián)式法：整合多步反應找關系關聯(lián)式法適用于多步連續(xù)反應的計算，通過整合各步化學方程式，消去中間產(chǎn)物，建立已知量與最終未知量的直接關系式，簡化計算流程?！纠?】工業(yè)上常用“漂白粉中氯氣的質量分數(shù)（x%）”衡量漂白粉質量，x%=（漂白粉與酸反應生成的Cl?質量/漂白粉質量）×100%。漂白粉[主要成分為Ca(ClO)?和CaCl?]與稀硫酸反應的化學方程式為：Ca(ClO)?+CaCl?+2H?SO?=2CaSO?+2Cl?↑+2H?O為測定某漂白粉的x%，進行如下實驗：稱取2g該漂白粉，加水溶解配成250mL溶液；取出25mL溶液，加入適量KI溶液和過量稀硫酸，Cl?與KI完全反應生成I?；生成的I?恰好被31.6g質量分數(shù)為1%的Na?S?O?溶液消耗，反應方程式為：Cl?+2KI=2KCl+I?；2Na?S?O?+I?=Na?S?O?+2NaI試計算該漂白粉的x%?！窘馕觥慷嗖椒磻年P鍵是建立“Cl?與Na?S?O?”的直接關聯(lián)式，消去中間產(chǎn)物I?。整合反應方程式得關聯(lián)式：Cl?~2Na?S?O?相對分子質量：Cl?=71，2Na?S?O?=316已知量：Na?S?O?質量=31.6g×1%設25mL溶液中生成Cl?的質量為x列比例式：[\frac{71}{316}=\frac{x}{31.6g\times1%}]解得：x=0.071g則250mL溶液中Cl?的總質量為：[0.071g\times\frac{250mL}{25mL}=0.71g]漂白粉的x%為：[\frac{0.71g}{2g}\times100%=35.5%]（四）特殊值法：賦特殊值解無數(shù)據(jù)計算特殊值法適用于無明確數(shù)據(jù)（或數(shù)據(jù)不足）的計算，通過賦予關鍵物質特殊的質量、相對分子質量或物質的量（如1mol、式量數(shù)值等），將抽象計算轉化為具體數(shù)值計算?！纠?】向KI溶液中加入AgNO?溶液至沉淀完全，反應后溶液的質量恰好等于原KI溶液中溶質的質量。求該AgNO?溶液中溶質的質量分數(shù)。（反應方程式：KI+AgNO?=AgI↓+KNO?）【解析】根據(jù)反應方程式，1molKI與1molAgNO?反應生成1molAgI沉淀。由題意“反應后溶液質量=原KI溶液中溶質質量”，推導質量關系：反應前后溶液質量變化：m(KI溶液)+m(AgNO?溶液)m(AgI沉淀)=m(反應后溶液)已知m(反應后溶液)=m(KI溶質)，且m(KI溶液)=m(KI溶質)+m(溶劑)，代入得：m(AgNO?溶液)=m(AgI沉淀)賦予特殊值：設AgI的質量=其相對分子質量=235g（即1molAgI），則AgNO?溶液的質量=235g。由反應方程式可知，生成1molAgI需1molAgNO?，AgNO?的質量=其相對分子質量=170g（1molAgNO?的質量）。因此，AgNO?溶液中溶質的質量分數(shù)為：[\frac{170g}{235g}\times100%\approx72.3%]三、競賽強化練習由X、Y、Z三種物質各10g組成的混合物，加熱充分反應后，生成16gZ、8g新物質M，剩余若干克X。則X和Y反應的質量比是（）A.1:1B.1:3C.2:5D.3:55.85gNaCl樣品（混有少量某鹽類雜質），與足量AgNO?溶液反應后生成14.4g沉淀?？赡芑烊氲柠}是（）A.KClB.CaCl?C.BaCl?D.MgCl?在含1.17gNaCl和0.84gNaF的溶液中，加入過量AgNO?溶液，產(chǎn)生2.87g沉淀。由此可推斷（）A.AgF難溶于水B.NaCl全部參加反應C.NaF全部參加反應D.NaF和AgNO?不反應在天平兩端各放一個盛有等質量、等溶質質量分數(shù)鹽酸的燒杯，調平天平。向左邊燒杯中加入3.6g鋁粉，為使天平平衡，右邊燒杯中應加入鎂粉的質量為（）A.3.6gB.3.5gC.3.49gD.3.7g同溫同壓下，相同體積的任何氣體含相同數(shù)目的分子?，F(xiàn)有a升H?與CO的混合氣體，完全燃燒后消耗a/2升O?，則混合氣體中H?和CO的體積比是（）A.2:1B.1:2C.1:1D.任意比同溫同壓下，相同體積的任何氣體含相同數(shù)目的分子。在密閉容器中，H?、O?、Cl?的混合氣體經(jīng)電火花引爆后恰好完全反應，冷卻后所得溶液溶質質量分數(shù)為33.4%。原混合氣體中H?、O?、Cl?的分子數(shù)目比為（）A.1:1:1B.3:2:1C.1:2:3D.9:4:1取MnO?和KClO?的混合物加熱制取氧氣，初始時MnO?的質量分數(shù)為20%，加熱一段時間后變?yōu)?5%。求KClO?的分解率。鋅粉、鋁粉、鐵粉、鎂粉的混合物a克，與一定質量的25%稀硫酸恰好完全反應，蒸發(fā)水分后得到不含結晶水的固體b克。求反應生成氫氣的質量。由NaOH、NaHCO?和一種不反應、受熱不分解的雜質組成的固體混合物17.11g，放入密閉容器中加熱至250℃充分反應，生成的氣體通入過量澄清石灰水，得到2.500g白色沉淀。殘留固體冷卻后溶于水制成50.00mL溶液，取出10.00mL溶液，恰好與含1.825gHCl的25.00mL鹽酸中和至中性。求原混合物中雜質的質量分數(shù)。四、練習答案與解析C提示：根據(jù)質量守恒定律，反應前總質量=10g+10g+10g=30g，反應后總質量仍為30g。反應后含16gZ、8gM及剩余X，剩余X質量=30g16g8g=6g，參加反應的X質量=10g6g=4g，Y完全反應（質量10g），故X與Y的質量比=4g:10g=2:5。B、D提示：假設5.85g全為NaCl，與AgNO?反應生成AgCl沉淀14.35g。實際沉淀14.4g，說明雜質中氯元素質量分數(shù)大于NaCl（Cl%≈60.68%）。各選項Cl%：KCl≈47.65%、CaCl?≈63.96%、BaCl?≈34.17%、MgCl?≈74.77%，符合條件的為B、D。B、D提示：1.17gNaCl（0.02mol）完全反應生成0.02molAgCl（2.87g），與題中沉淀質量一致，說明NaCl全部反應；若NaF與AgNO?反應生成AgF沉淀，總沉淀質量會大于2.87g，故NaF不反應且AgF易溶于水。C提示：天平平衡的關鍵是兩端增重凈質量相等。鋁與鹽酸反應：2Al+6HCl=2AlCl?+3H?↑，3.6gAl反應增重=（48×3.6g）/54=3.2g。鎂與鹽酸反應：Mg+2HCl=MgCl?+H?↑，設需Mg質量為x，增重3.2g，則x=（24×3.2g）/22≈3.49g。D提示：反應方程式2H?+O?=2H?O、2CO+O?=2CO?，相同體積的H?或CO燃燒均消耗1/2體積O?，故無論體積比如何，總耗氧量均為混合氣體體積的1/2。D提示：反應為H?+Cl?=2HCl、2H?+O?=2H?O，HCl溶于水形成鹽酸。設Cl?分子數(shù)為x、O?為y，則H?分子數(shù)為x+2y，HCl分子數(shù)為2x，H?O分子數(shù)為2y。溶液質量分數(shù)=（73x）/（73x+36y）×100%=33.4%，解得x:y=1:4，故分子數(shù)比為（1+8）:4:1=9:4:1。63.8%提示：設初始混合物質量為m，MnO?質量=0.2m，反應后混合物質量=0.2m/25%=0.8m，生成O?質量=0.2m。由2KClO?=2KCl+3O?↑，得參加反應的KClO?質量=（245×0.2m）/96≈0.5104m，原KClO?質量=0.8m，分解率=（0.5104m/0.8m）×100%≈63.8%。（ba）/48提示：固體質量增加量（ba）g為硫酸根離子質量。由SO?2?~H?，得H?質量=2（ba）/96=（ba）/48g。2.98%提示：①由CaCO?=2.500g，得CO?=1.100g；②由2NaHCO?=Na?CO?+CO?↑+H?O，得分解的N