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文檔簡介
溶液綜合題型分類解析
41官窟[重點難點易錯點互立精通】
一、溶液綜合計算的題型特點
將溶液計算與化學方程式計算及實驗探究等知識點綜合在一起,形成一種綜合性的計算
題。此類試題改變了以往的單一以文字敘述的形式呈現(xiàn)試題的方式,而是以表格、圖像、實
驗探究等方式呈現(xiàn)試題。其特點是借助數(shù)學模型,從圖表中正確讀取、利用有關信息來分析
和解決化學計算中的有關問題。
二、解題攻略
綜合型計算主要是以化學方程式為核心,結合化學式、溶液中溶質的質量分數(shù)等問題的
綜合計算,它往往會被安排在整個考試的最后部分。解綜合計算的思路一般是這樣的:
1.抓住題給的化學反應,寫出正確的化學方程式,這是解題的關鍵;
2.以化學方程式為基礎,將綜合性計算逐個分解,變化為若干個簡單的小問題,再將這些
小問題重新串聯(lián)起來,從而正確解答;
3.解題時要找準突破口,從題干信息中獲取有效數(shù)據(jù)進行計算。
三、,試題類型
1.開放性試題
由于題目所給的已知條件開放(一般提供多種備選條件),導致結論開放(不唯一)。如
有的題目給出很多配制溶液所需的定量的一些實驗藥品和必備的實驗儀器,要求設計出配制
方案并寫出解答過程。
2.圖象型試題
此類題型以與溶液相關的考點、難點作為主干知識,以圖象作為試題的呈現(xiàn)方式,將直
角坐標系知識融入化學知識中。例如,試題中常出現(xiàn)如下圖所示的類似的圖象,要求根據(jù)圖
象以及相關數(shù)據(jù)進行計算。
解這類題時,首先要弄清楚自變量和因變量到底是什么,然后根據(jù)所學知識分析概念、
圖象、數(shù)值三者之間.的關系。
3.數(shù)據(jù)分析型
此類試題的特點是題干中通常會給出大量的數(shù)據(jù)或者表格等,如:
次數(shù)1234
加入稀硫酸質量/g50505050
剩余固體質量/g8.576.66.6
解決此類試題的關鍵,就是能夠對題目中的數(shù)據(jù)信息進行準確地分析和比較。最常用的
數(shù)據(jù)分析方法為對比法。
4.實驗探究型
此類題型與計算相結合時,增大了試題的難度。計算屬于實驗的一部分,一般放在題干
末尾,但計算所需的數(shù)據(jù)卻與前面的實驗探究緊密相連。最常見的形式是題目中有一系列形
如“[****】”的提示語,如:
【查閱資料】(資料內容解決一些遷移運用類時常??梢灾苯邮褂茫?/p>
【方案設計】(提供多種方案:方案一、方案二、方案三……)
【數(shù)據(jù)分析】(一般給出圖表或圖象等信息,同時還要求計算,如常見的計算溶質質量分數(shù),
計算產率等等)
【反思與評價】
解答實驗探究型計算題時,需要對實驗原理和實驗數(shù)據(jù)進行準確分析和理解。
j1真愚難黑名校題題題經典】
題型1實驗數(shù)據(jù)分析型計算題
例題1某?;瘜W興趣小組欲對本地盛產的石灰石進行檢驗,測定其純度。取用了4克石
灰石樣品,把20克稀鹽酸分4次加入,(樣品中其它成分不參加反應,也不溶于水)、充分反
應后測得相關數(shù)據(jù)如下表所示:
稀鹽酸用量第一次5克第二次5克第三次5克第四次5克
剩余固體質量3211
(1)石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)是
(2)所用稀鹽酸的質量分數(shù)是多少?(寫出計算過程,計算結果保留一位小數(shù))
解析:對比表中前三次數(shù)據(jù),不能發(fā)現(xiàn),每5克鹽酸可與1克樣品反應,按此規(guī)律,最
后第四次加入時,剩余固體質量應為0,樣品純度為100%,而表中數(shù)據(jù)顯示為1,說明此1
克應該是不參與反應,不溶于水的雜質。故碳酸鈣的質量應為3克,其質量分數(shù)為:亞X100%
4g
=75%;稀鹽酸中溶質質量分數(shù)則可根據(jù)第一次反應中碳酸鈣,的質量求得HC1的質量,再計算
5g稀鹽酸中的溶質質量分,數(shù)。
答案:(1)75%
(2)解:設5克鹽酸中溶質的質量為x,則有關系:
CaCO3-2HC1
10073
lgx
100_lg
57=
x=0.73g
則所用稀鹽酸的溶質質量分數(shù)為空空X100%=14.6%
5g
題型2圖像型計算題
例題2過氧化氫溶液長期保存會自然分解,使得溶質質量分數(shù)減小。小軍從家中拿來一
瓶久置的醫(yī)用過氧化氫溶液,和同學們一起測定溶質質量分數(shù)。他們取出該溶液51g,加入適
量二氧化鎰,生成氣體的質量與反應時間的關系如圖所示:
(1)完全反應后生成氧氣的質量為—。
(2)計算該溶液中溶質的質量分數(shù)。
解析:此題是化學計算與圖像相結合的題。根據(jù)圖像信息,圖中的轉折點是圖像由曲線
變成水平線的時候,氧氣量達到最大值,預示著反應到達終點。由此可知:51g的H◎一共
釋放出氧氣的質量為0.48g,進而根據(jù)化學反應方程式和已知相關量,可求出參加反應的HQ
的質量。
答案:⑴0.48g
(2)解:設51g過氧化氫溶液中含過氧化氫的質量為X。
MnO2
2H202^=2H20+02t
6832
x0.48g
68_x
至一0.48g
0.48gx68
x=----------=1.02g
32
過氧化氫溶液中溶質的質量分數(shù)為:又迎xl00%=2%
51g
答:該溶液中溶質的質量分數(shù)為2%。
點撥:圖像型計算題的解題關鍵是學會在題給圖像中提取有用的解題信息。要弄清楚自
變量和因變量到底是什么,然后根據(jù)所學知識分析概念、圖像、數(shù)值三者之間的關系。有如
下方法或供參考:一是認真審題,獲取信息;二是結合問題,處理信息;三是依據(jù)有效信息
并結合學過的知識,解決問題。
【拓展總結+提升防分必讀】
【方法提煉】
巧用元素質量守恒解溶液綜合計算題
質量守恒定律是進行化學計算的基礎和依據(jù),其核心是反應物的質量總和等于生成物的
質量總和。定律在化學反應過程中存在一定的守恒關系,有元素質量守恒、原子個數(shù)守恒、
電荷守恒等,比如碳單質可以轉化為二氧化碳,二氧化碳又可轉化為碳酸鈣沉淀,那么碳酸
鈣中的碳元素的質量與之前的二氧化碳中碳元素的質量,以及最初的碳單質的質量是相等的。
利用元素質量守恒,找到反應物與生成物的直接關系,建立關系式,可以化繁為簡,事半功
倍。
例題3.6g鐵鋅混合物與100g稀硫酸剛好完全反應,反應后將所得溶液蒸干后,得固體
物質共13.2go求所用硫酸溶液的溶質質量分數(shù)。
解析:本題涉及到兩個化學反應,一是鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣,另一個反應
是鋅和硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣,反應后所得固體是硫酸亞鐵和硫酸鋅的混合物。欲求所
用硫酸的溶質質量分數(shù),就需要知道參加反應的純硫酸的質量,但本題中提供的數(shù)據(jù)都是混
合物的質量,且因題中涉及兩個反應方程,所以用常規(guī)的方法解題就變得非常繁瑣和困難。
但如果利用質量守恒定律求解,解題就變得非常簡單了。因為化學反應前后元素的質量保持
不變,所以反應后所得固體硫酸亞鐵和硫酸鋅中所含有的金屬元素就是反應前鐵鋅混合物的
質量,為3.6g;因此13.2g—3.6g=9.6g,就是反應中所消耗的硫酸根離子的質量。設消耗
溶質硫酸的質量為x,可得如下關系式:
S0『?H2S04
9698
9.6gx
所以所用硫酸的質量分數(shù)為2邈X100%=9.8%
100g
點撥:本題的反應物和生成物都是混合物,其質量均不能帶入化學方程求解,且題中涉
及多個反應、多步計算,抓住元素質量守恒,可使解題過程變得簡單易行。
[即學即剜鞏固提升】
(答題時間:30分鐘)
**1.現(xiàn)有一包由鐵粉、木炭粉、鎂粉組成的固體混合物5g,向其中加入一定溶質質量分數(shù)
的稀鹽酸100g,充分反應后過濾,得到濾液103.8g,濾渣Igo下列說法中正確的是()
A.生成氫氣的質量是0.1g
B.濾液中一定含有氯化鎂、氯化亞鐵和鹽酸
C.稀鹽酸的溶質質量分數(shù)大于或等于7.3%
D.若濾渣的成.分是木炭粉,則混合物中鐵、鎂的質量比為1:1
**2.現(xiàn)有鋅和另一種金屬組成的合金6.5g,洋洋同學向此合金中加入100g—■定溶質質量
分數(shù)的稀鹽酸,充分反應后,發(fā)現(xiàn)金屬完全消失,若產生氫氣的質量為m。則下列判斷正確的
是
A.如果合金為鋅和鐵,則m一定等于0.2g
B.反應后溶液中的溶質只有兩種
C.如果合金為鋅和鎂,則m可能是0.1g
D.如果合金為鋅和鐵,所加稀鹽酸溶質質量分數(shù)一定大于7.3%
*3.有CO、CO?和Nz的混合氣體120g,其中碳元素的質量分數(shù)為20%。使該混合氣體與足
量的灼熱氧化鐵完全反應,再將氣體通入過量的澄清石灰水中,充分反應后得到白色沉淀的
質量為()
A.50gB.100gC.150gD.200g
4.取10g碳酸鈣與溶質質量分數(shù)為10%的稀鹽酸反應,恰好完全反應時得到溶液的質量為
ag;另取10g碳酸鈣高溫完全分解后,取生成的CaO與上述同濃度的稀鹽酸反應,恰好完全
反應時得到溶液的質量為bg,則a與b的大小關系為()
A.a=bB.a>bC.a<bD.不能確定
5.將7.3g已部分氧化的鋅粉,加入到98gl0%的稀硫酸中,恰好完全反應。則所得溶液中
溶質的質量為
A.14.5gB.15.5gC.16.1gD.15.3g
6.(山東東營)鈣是人體中的常量元素,缺鈣時可通過食用保健藥劑來增加攝入量。某補
鈣藥劑說明書的部分信息如下圖所示?,F(xiàn)將100g鹽酸分成5等份,逐次加到用40片該藥劑
制成的粉末中(其他成分不與鹽酸反應),得到部分數(shù)據(jù)與圖象如下。請根據(jù)有關信息回答問
題。
“XX”牌
有效成分ICaCO;
凈重t100g
100片瓶
第1次第3次第4次
加入鹽.酸的質量(g)202020
剩余固體的質量(g)35a20
鹽酸的質量g
(1)人體缺鈣易出現(xiàn)的疾病是,這時除在醫(yī)生指導下服用保健藥劑外,
日常生活中要多攝入等食物。
(2)該品牌補鈣藥劑中CaCOs的質量分數(shù)是,a的數(shù)值為。
(3)求該鹽酸中溶質的質量分數(shù)為(寫出計算過程,計算結果保留一位小數(shù))。
7.(天津改編)某混合物中含有碳酸鈣和氯化鈣(氯化鈣不與稀鹽酸反應),取該混合物6g,
向其中加入一定質量的質量分數(shù)為10%的稀鹽酸,恰好完全反應,產生2.2g氣體。(假設氣體
全部逸出)。
計算:
(1)所取混合物中碳酸鈣的質量;
(2)所加稀鹽酸的質量;
(3)反應后所得溶液中的質量分數(shù)(計算結果精確到0.1%)。
*8.小夏在實驗室取10g鋅粒和93.7g稀硫酸放在氣體發(fā)生裝置中制取氫氣,實驗過程中,
收集到的氫氣與反應時間關系如圖所示,求反應后所得硫酸鋅溶液的溶質質量分數(shù)。
[氫氣的質量g
00.156B寸間min
9.銅鎂合金常用作飛機天線等導電材料。欲測定合金的組成(其他元素忽略不計),進行
如下實驗:取銅鎂合金10g放入燒杯,將200g稀硫酸分4次加入燒杯中,充分反應后,測得
剩余固體的質量記錄如下。請計算:
次數(shù)1234
加入稀硫酸質量/g50505050
剩余固體質量/g8.576.66.6
(1)銅鎂合金中銅的質量。
(2)求所加稀硫酸中溶質的質量分數(shù)。(寫出計算過程)
10.為了節(jié)約林木資源,近幾年興起的石頭紙,石頭紙可用沿海水產養(yǎng)殖中產生的大量廢
棄貝殼制得。為了測定某種貝殼中碳酸鈣的質量分數(shù),取貝殼25g,加入200g的稀鹽酸,恰
好完全反應,稱得反應后物質的總質量為216.2g(假設貝.殼中其他物質不與鹽酸反應且不溶
于水)。請你計算:
(1)貝殼中碳酸鈣的質量分數(shù);
(2)反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)(精確到0.1%)。
I.C解析:根據(jù)質量守恒定律,反應前后的物質質量差就是反應中生成的氫氣的質量,
為5g+100g-103.8g-lg=o.2g,A錯誤;若正好完全反應,則無鹽酸,B錯誤;然后再次利用
質量守恒定律,根據(jù)反應前后元素質量保持不變,氫氣中氫元素質量全來自于稀鹽酸,算出
參加反應的鹽酸質量至少等于7.3g,確定了鹽酸的濃度,C正確,;D則需要通過計算才能得
出;設混合物中鐵粉和鎂粉的質量分別是x,y,由鐵粉、鎂粉與稀鹽酸反應方程式可得:
Fe+2HCl=FeCl2+H2tMg+2HCl=MgCl2+H2t
562242
2x2y
x一gy-g
5624
又根據(jù)x+y=5gTg=4g,得x=2.8g,y=l.2g,故x:y=7:3,D錯誤。
2.D解析:解本題需用到假設法和極值法。下面逐項進行分析:A中,可假設6.5g金屬
分別都是鋅和鐵,則6.5g鋅與足量酸反應產生氫氣0.2g,6.5g鐵與足量酸反應產生氫氣質
量約為0.23g,即若此合金為鋅和鐵,則m取值范圍在0.2g<m<0.23g,一定不是0.2g,A
錯誤;由題可知,合金完全反應,因此溶液中肯定存在兩種鹽,但若加入的稀鹽酸過量,則
溶質還有剩余的HC1,B錯誤;C中,根據(jù)A項分析方法可知m取值范圍應為0.2g<m<0.54g,
m不可能是0.1g,C錯誤;D中,根據(jù)A項分析方法計算可知,若6.5g全部為Zn,則恰好反
應時所用HC1的質量為7.3g,溶質質量分數(shù)為7.3%,若6.5金屬全為鐵,則恰好反應時消耗
HC1的質量約為8.5g,即鹽酸濃度為8.5%,綜合分析,6.5g合金與酸若恰好完全反應,則消
耗鹽酸的質量取值范圍為7.3g〈鹽酸中的溶質質量<8.5g,即鹽酸的溶質質量分數(shù)取值范圍
在7.3%〈鹽酸的溶質質量分數(shù)<8.5%之間,故一定大于7.3%,D正確。
3.D解析:根據(jù)在反應過程中碳元素守恒可知,混合氣體中的碳元素全部轉化到白色沉
淀CaCOs中,反應前后碳元素的質量不變,都為120gx20%=24g,則最終形成碳酸鈣的質量
=24g4-x100%=200go
100
4.A解析:根據(jù)元素守恒,通過分析題意,兩份碳酸鈣的質量都為10g,
則兩份中鈣元素的質量相等;化學反應后鈣元素都全部與氯元素結合成氯化鈣,則結合氯元
素的質量相等;氯元素全部來自于鹽酸,結合氯元素的質量相等,則反應需要鹽酸的質量相
等;兩份碳酸鈣的質量都為10g,其中的碳元素全部轉化為了二氧化碳,則產生的二氧化碳的
質量相等。所以先和鹽酸反應的溶液的質量(10g碳酸鈣+鹽酸的質量一二氧化碳的質量)=
先高溫分解的溶液的質量(10g碳酸鈣一二氧化碳的質量+鹽酸的質量),故選A。
5.C解析:參加反應的硫酸質量為9.8g,鋅粉變質生成氧化鋅,鋅和氧化鋅與硫酸反應
都生成硫酸鋅,所以最終所得溶液為硫酸鋅溶液,且可根據(jù)質量守恒定律,可由硫酸質量算
出硫酸鋅的質量為16.Igo7.3g已部分氧化的鋅粉為混合物,不能直接帶入計算。
6.(1)骨質疏松;蝦皮或海帶或牛奶或骨頭湯等;(2)50%;25;
(3)解:設第4次加入鹽酸后反應的氯化氫的質量為x,第4次加入鹽酸后,生成的二
氧化碳的質量為8.8go
CaC03+2HCl=CaCl2+C02f+H20
7344
X8.8g
73_44
列比例式得:解得:x=14.6g
x8.8g
則反應的鹽酸中溶質的質量分數(shù)為:100%=18.3%o
80g
解析:此題結合圖表綜合考查了化學計算和化學生活知識。(1)人體中缺鈣時易患骨質
疏松;在生活中要多吃蝦皮或海帶或牛奶或骨頭湯等富含鈣的食物;(2)分析圖象和表格,
第4次加入鹽酸后,補鈣藥劑中的碳酸鈣恰好完全反應,故此時剩余的20g是補鈣藥劑中的
非碳酸鈣成分,40片的質量共40g,則補鈣藥劑中CaCOs的質量分數(shù)是50%;每次加入20g鹽
酸反應的碳酸鈣質量為5g,故此第3次加入后反應的碳酸鈣質量為15g,故a值為25;(3)
解:設第4次加入鹽酸后反應的氯化氫的質量為x
已知第4次加入鹽酸后,生成的二氧化碳的質量為8.8g
CaC03+2HCl=CaCl2+C02t+H20
7344
X8.8g
7344
列比例式得:一=——;解得:x=14.6g
x8.8g
則反應的鹽酸中溶質的質量分數(shù)為:好”X100%=18.3%。
80g
7.解:(1)設所取混合物中碳酸鈣的質量為x;所加稀鹽酸中溶質的質量為y;生成的氯
化鈣的質量為z
CaCO3+2HCl=CaCl2+H20+C02t
1007311144
xyz2.2g
1007311144
xyz2.2g
x=5gy=3.65gz=5.55g
(2)所加稀鹽酸的質量為:3.65g4-10%=36.5g
(3)反應后所得溶液中溶質的質量為:(6g-5g)+5.55g=6.55g(既有反應生成的,也
有原混合物中不參與反應的)
反應后所得溶液的質量為:6g+36.5g-2.2g=40.3g
反應后所得溶液的溶質質量分數(shù)為:"莖xlOO%=16.3%
40.3g
答:(1)所取混合物中碳酸鈣的質量為5g;(2)所加稀鹽酸的質量為36.5g;(3)反應
后所得溶液中的質量分數(shù)16.3%o
解析:經分析可知2.2g氣體為產生的二氧化碳的質量,根據(jù)化學方程式可以求出所取混
合物中碳酸鈣的質量為5g,反應的稀鹽酸的溶質的質量為3.65g,生成的氯化鈣的質量為
5.55g,根據(jù)稀鹽酸的溶質質量分數(shù)可以求出所加稀鹽酸的質量為36.5g,由于所取混合物中
含有氯化鈣,所以反應后溶液的質量為(6g-5g)+5.55g=6.55g;反應后溶液的質量為
6g+36.5g-2.2g=40.3g,根據(jù)溶質的質量分數(shù)計算公式可以求出所得溶液的溶質質量分數(shù)為
16.3%o
8.16.1%,
解析:此題考查了化學計算知識。
分析圖中數(shù)據(jù),完全反應后生成氫氣的質量為0.2g。
設反應的鋅的質量、生成的硫酸鋅的質量分別為x、y,
Zn+H2s。4=^nSCh+Hzf
651612
x
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