2019年高考含量類計(jì)算題剖析

云南

通過對2019年全國卷Ⅰ、全國卷Ⅱ、全國卷Ⅲ、北京卷、天津卷、江蘇卷六套高考化學(xué)試卷上含量類型計(jì)算題的分析可以看出，這種類型的計(jì)算題是高考必考的綜合類核心計(jì)算題。含量類計(jì)算題對化學(xué)系統(tǒng)知識的掌握和綜合計(jì)算能力要求較高，但分值也就是2～3分，被稱為高考化學(xué)中的“雞肋”——棄之可惜，食之無味。本文對含量類型的綜合計(jì)算題從所需的化學(xué)系統(tǒng)知識和綜合計(jì)算能力的培養(yǎng)兩個(gè)方面進(jìn)行剖析，望對讀者有所幫助。

一、2019年含量類計(jì)算高考真題

【例1】(2019·全國卷Ⅰ·27·節(jié)選)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實(shí)驗(yàn)室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下(略)?；卮鹣铝袉栴}：

(5)采用熱重分析法測定硫酸鐵銨晶體樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù)，將樣品加熱到150℃時(shí)失掉1.5個(gè)結(jié)晶水，失重5.6%。硫酸鐵銨晶體的化學(xué)式為________。

【例2】(2019·全國卷Ⅱ·26·節(jié)選)立德粉ZnS·BaSO4(也稱鋅鋇白)，是一種常用白色顏料。回答下列問題：

【例3】(2019·全國卷Ⅲ·27·節(jié)選)乙酰水楊酸(阿司匹林)是目前常用藥物之一。實(shí)驗(yàn)室通過水楊酸進(jìn)行乙?；苽浒⑺酒チ值囊环N方法如下：

水楊酸醋酸酐乙酰水楊酸熔點(diǎn)/℃157～159-72～-74135～138相對密度/(g·cm-3)1.441.101.35相對分子質(zhì)量138102180

實(shí)驗(yàn)過程：在100 mL錐形瓶中加入水楊酸6.9 g及醋酸酐10 mL，充分搖動(dòng)使固體完全溶解。緩慢滴加0.5 mL濃硫酸后加熱，維持瓶內(nèi)溫度在70℃左右，充分反應(yīng)。稍冷后進(jìn)行如下操作。

①在不斷攪拌下將反應(yīng)后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固體，過濾。

②所得結(jié)晶粗品加入50 mL飽和碳酸氫鈉溶液，溶解、過濾。

③濾液用濃鹽酸酸化后冷卻、過濾得固體。

④固體經(jīng)純化得白色的乙酰水楊酸晶體5.4 g。

回答下列問題：

(6)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是________%。

【例4】(2019·北京卷·26·節(jié)選)化學(xué)小組用如下方法測定經(jīng)處理后的廢水中苯酚的含量(廢水中不含干擾測定的物質(zhì))。

Ⅰ.用已準(zhǔn)確稱量的KBrO3固體配制一定體積的amol·L-1KBrO3標(biāo)準(zhǔn)溶液；

Ⅱ.取v1mL上述溶液，加入過量KBr，加H2SO4酸化，溶液顏色呈棕黃色；

Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2mL廢水；

Ⅳ.向Ⅲ中加入過量KI；

Ⅴ.用bmol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ⅳ中溶液至淺黃色時(shí)，滴加2滴淀粉溶液，繼續(xù)滴定至終點(diǎn)，共消耗Na2S2O3溶液v3mL。

已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

Na2S2O3和Na2S4O6溶液顏色均為無色

(7)廢水中苯酚的含量為________g·L-1(苯酚摩爾質(zhì)量：94 g·mol-1)。

【例5】(2019·天津卷·9·節(jié)選)Ⅱ.環(huán)己烯含量的測定

在一定條件下，向ag環(huán)己烯樣品中加入定量制得的bmol Br2，與環(huán)己烯充分反應(yīng)后，剩余的Br2與足量KI作用生成I2，用cmol·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液vmL(以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素)。

測定過程中，發(fā)生的反應(yīng)如下：

(5)滴定所用的指示劑為淀粉溶液。樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用字母表示)。

【例6】(2019·江蘇卷·18·節(jié)選)聚合硫酸鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m廣泛用于水的凈化。以FeSO4·7H2O為原料，經(jīng)溶解、氧化、水解聚合等步驟，可制備聚合硫酸鐵。

②計(jì)算該樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過程)。

以上六題為2019年不同省份高考試卷中的含量類計(jì)算題，通過比對可以發(fā)現(xiàn)：

1.六套考卷中的含量類計(jì)算題都出于工藝流程大題或?qū)嶒?yàn)大題；

2.除江蘇卷要求寫計(jì)算過程外，其他五卷都是要求直接寫結(jié)果的填空題；

3.全國卷Ⅰ、全國卷Ⅲ和江蘇卷是純數(shù)值的計(jì)算，全國卷Ⅱ是數(shù)值和字母的混合計(jì)算表達(dá)，北京卷和天津卷是純字母的計(jì)算表達(dá)；

4.除全國卷Ⅰ是用一句話說明題意(初看上去好像有點(diǎn)條件不足的感覺)外，其他五卷都是系統(tǒng)地描述實(shí)驗(yàn)過程，并在實(shí)驗(yàn)過程中又衍生出滴定終點(diǎn)、誤差分析等常見的實(shí)驗(yàn)問題，稍不留神就會(huì)掉入陷進(jìn)；

5.全國卷Ⅰ和全國卷Ⅲ中化學(xué)知識點(diǎn)的設(shè)計(jì)比較簡單、直觀，主要考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力，而全國Ⅱ卷、北京卷、天津卷和江蘇卷在化學(xué)知識點(diǎn)的設(shè)計(jì)上綜合性較強(qiáng)，除考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力外，還考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；

6.全國卷Ⅰ、全國卷Ⅲ和天津卷對考查“陌生”反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫要求不高，題中直接給出化學(xué)方程式，只需要掌握計(jì)算原理即可，而全國卷Ⅱ、北京卷和江蘇卷不但考查計(jì)算原理的掌握情況，還著重考查“陌生”化學(xué)方程式的書寫情況。

二、知識點(diǎn)剖析

1.含量計(jì)算題的常見類型

含量就是指特定物質(zhì)中所包含的某種微粒成分的量。中學(xué)化學(xué)中常見含量類型的計(jì)算有：

(1)百分含量：某種微粒成分的百分含量等于該微粒成分的質(zhì)量與特定物質(zhì)總質(zhì)量的比值，如例2、例5、例6。

(2)濃度含量：單位體積溶液里所含微粒成分的物質(zhì)的量或質(zhì)量，如例4。

(3)結(jié)晶水含量：晶體中所含結(jié)晶水的質(zhì)量與晶體總質(zhì)量的比值，如例1。

(4)產(chǎn)品含量：實(shí)際所得產(chǎn)品質(zhì)量與理論可得產(chǎn)品質(zhì)量的比值，如例3。

2.含量計(jì)算的常用方法

化學(xué)計(jì)算的核心思維過程是依據(jù)化學(xué)式或化學(xué)方程式找到物質(zhì)之間的特定關(guān)系，然后根據(jù)關(guān)系式求出所需物質(zhì)的質(zhì)量，再用含量公式進(jìn)行計(jì)算得出結(jié)果。

(2)熟練掌握化學(xué)方程式中各物理量之間的當(dāng)量計(jì)算

2×27 2 2 3×Vm

m10-3cV1nV2

若Al的質(zhì)量為m，NaOH溶液的濃度為c，體積為V1，生成NaAlO2的物質(zhì)的量為n，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積為V2。則

(3)準(zhǔn)確確定物質(zhì)轉(zhuǎn)換之間的數(shù)量關(guān)系。

①依據(jù)化學(xué)方程式確定

如：確定Na、Mg、Al與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的數(shù)量關(guān)系

②依據(jù)元素原子跟蹤法確定

如：確定用硫鐵礦(FeS2)生產(chǎn)硫酸的數(shù)量關(guān)系

FeS2～2SO2、SO2～SO3、SO3～H2SO4，

所以得FeS2～2H2SO4。

③依據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒確定

如：確定Na、Mg、Al與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的數(shù)量關(guān)系

1 mol Na在反應(yīng)中失去1 mol e-，產(chǎn)生1 mol H2需要得到2 mol e-，據(jù)得失守恒得：2Na～H2。

1 mol Mg在反應(yīng)中失去2 mol e-，產(chǎn)生1 mol H2需要得到2 mol e-，據(jù)得失守恒得：Mg～H2。

1 mol Al在反應(yīng)中失去3 mol e-，產(chǎn)生1 mol H2需要得到2 mol e-，據(jù)得失守恒得：2Al～3H2。

3.含量計(jì)算題中數(shù)值的處理方法

化學(xué)中的計(jì)算問題也可看成是對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)問題：

(1)注意單位的換算；

(2)根據(jù)題意合理保留有效數(shù)字，如果題目沒有直接說明，通常根據(jù)題中的有效數(shù)字位數(shù)進(jìn)行處理；

(3)計(jì)算時(shí)注意使用約分、化簡等技巧對計(jì)算進(jìn)行簡化。

4.含量計(jì)算題的解題思路

(1)審題

①認(rèn)真審清題中所問含量：是某種元素的含量，還是某種微?；蛭镔|(zhì)的含量；是某種微粒物質(zhì)的量的含量，還是質(zhì)量或體積的含量；是反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的量所占反應(yīng)物總量的百分含量(轉(zhuǎn)化率)，還是實(shí)際生成的產(chǎn)物所占理論生成的產(chǎn)物的百分含量(產(chǎn)率)等。

②認(rèn)真審清題中所給信息：是物質(zhì)被溶解，還是物質(zhì)被沉淀；是物質(zhì)被氧化，還是物質(zhì)被還原；是物質(zhì)一步轉(zhuǎn)化，還是物質(zhì)分兩步或多步轉(zhuǎn)化；是同一物質(zhì)連續(xù)轉(zhuǎn)化，還是不同物質(zhì)交叉轉(zhuǎn)化等。

(2)構(gòu)建物質(zhì)間的定量轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行當(dāng)量計(jì)算

①寫出物質(zhì)變化過程中的化學(xué)方程式(或離子方程式)確定物質(zhì)間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系。

②根據(jù)原子守恒(原子跟蹤法)確定物質(zhì)間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系。

③根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降總數(shù)相等(得失電子守恒法)確定物質(zhì)間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系。

(3)利用公式計(jì)算得出結(jié)果

三、2019高考真題剖析

1.例1的解析

2.例2的解析

32 g 1 mol 2 mol 1 mol

xgn1mol 0.1×V×10-3moln2mol

3.例3的解析

(6)設(shè)理論上生成乙酰水楊酸的質(zhì)量為x，則有：

4.例4的解析

n2b×v3×10-3

5.例5的解析

(5)此題與北京卷非常相似，但題干描述比較直白，并且直接給出所涉及的三個(gè)化學(xué)方程式，所以難度較小。根據(jù)三個(gè)化學(xué)方程式可以確定物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的定量關(guān)系。設(shè)ag環(huán)己烯樣品中含環(huán)己烯的質(zhì)量為xg，反應(yīng)消耗Br2的物質(zhì)的量為n1，I-消耗Br2的物質(zhì)的量為n2，則可得：

6.例6的解析