化学计算是从量的方面来反映物质的变化及其规律的。通过化学计算,既能获得化学计算的基本技能,又能加深对化学基本概念、化学基本定律和化学基本理论的理解,更好地掌握元素及其化合物的性质,进一点提高运用化学知
化学计算是从量的方面来反映物质的变化及其规律的。通过化学计算,既能获得化学计算的基本技能,又能加深对化学基本概念、化学基本定律和化学基本理论的理解,更好地掌握元素及其化合物的性质,进一点提高运用化学知识分析、解决一些化学实际问题的能力;同时,化学计算在化学考试,特别是在高考、中考中,也同样占有十分重要的地位。所以,化学计算题是化学练习题中最具特色的题型之一。作为一个中学生,无论从掌握化学基础知识的需要出发,还是从适应各种考试的角度来考虑,都必须对化学计算给予足够的重视,都应该把化学计算学好。为此,本文特就初中化学计算的复习方法作如下探讨,供同学们学习时参考。
要搞好初中化学计算的复习,我认为主要应注意抓住以下几个方面:
一、必须抓住化学计算的知识结构
初中化学计算虽然涉及的内容较丰富、题型也多变,但总体来讲,初中化学计算包括:化学式、化学方程式、溶液以及几者的综合计算四个部分,其详细情况见下图:
二、抓解答化学计算题的一般程序
解答化学计算题,一般都要经过下列程序:
1.审题审题就是阅读原题,理解题意,了解题目的特点、类型、弄清已知数和未知数。审题是解题的第一步,也是解题中最重要、最关键的一步。要尽力做到:认真阅读全题,仔细分析题意,反复推敲关键的字句,以达到全面、准确理解题意的目的。
2.析题析题就是剖析原题,即在审题的基础上对全题进行分析和解剖,应用化学知识沟通已知数和未知数,弄清已、未知数的关系。析题时既可从已知数追溯到未知数,也可以从未知数回溯到已知数,并找出它们的内在联系,探寻解题的突破口,以确定解题的思路、方案和途径,所以,析题是解题中最关键的一步。
3.解题解题是在审题和析题的基础上,根据已知、未知条件,选择适当的计算方法和计量单位,按照正确的解题思路,简捷准确地进行解答,以获得题目的正确答案。
4.检查检查是根据化学反应原理和题意核实解答过程及答案的正确性。其方法是:
(1)对照所用的条件是否符合题目的已知条件;
(2)对照题目需要解答的问题,检查回答得是否全面,有无遗漏;
(3)核对所用化学概念、原理、反应规律等是否正确;
(4)复查解题思路是否正确,解答层次和步骤是否清楚,书写是否符合规范要求;
(5)验算计算结果是否准确。
三、抓化学反应的原理
化学计算虽然包括化学知识和数学运算两个方面,是化学知识和数学运算的有机结合。但它不同于一般的数学计算题,它涉及的数学知识并不复杂。化学计算必须以化学原理,即:化学基本概念,基本定律、基本原理、物质的性质为依据,以数学计算为工具,并紧紧抓住反应中量的变化。可以毫不夸张地说:化学计算必须抓化学反应原理这一关键,否则,其他一切活动都可能是徒劳的。因此,我们在复习中应该学会在理解化学反应原理的基础上,灵活运用数学计算方法,从而迅速准确地解答化学计算题。
四、抓题型,掌握解题规律
要真正熟练、规范地掌握化学计算的规律和方法,决非一朝一夕的功夫,故在复习中要反复训练、反复强化,这样才能达到解答化学计算题准确、规范、熟练的境地。同时,每做完一道题后,无论结果正确与否,都应该回过头去好好看看,认真地进行总结,并通过典型习题的训练和分析,熟练掌握各类计算的特点和解题规律,形成娴熟的解题技能,达到举一反三,触类旁通的目的。
五、抓技巧,掌握解题的方法
要提高解答计算题的能力,复习中还必须熟悉各类计算的解题技巧,注意巧找突破口,巧设未知数,巧立关系式,学会在不同的情况下选择最佳的解题方法。
下面结合实例来说明初中化学中常用的解题方法。
1.算术法算术法是解答化学计算题的基本方法。用算术法解题的关键是将题意与有关的化学概念、化学定律、化学原理等紧密联系起来,用四则运算来进行运算和求解。
例1 硝酸铵的化学式是NH4NO3,求其中各元素的质量比。
分析 根据化学式,将化合物中所含各元素原子数合在一起,计算出各自原子量的总和,列成比例,化为最简整数比即得化合物中各元素的质量比。
解 由硝酸铵的化学式NH4NO3得氮、氢、氧元素的质量比为:
14×2∶1×4∶16×3=28∶4∶48=7∶1∶12
2.比例法此法是解答化学计算题最常用的方法。根据题意,找出物质质量间的对应关系,列成比例式即可进行计算。
例2 煅烧4000千克碳酸钙,可以制得多少千克二氧化碳?
分析 该题已知反应物的质量,求生成物的质量,根据题目条件,设所求的量为x千克,列出正比例式即可求解。
解 设可制得二氧化碳x千克。
CaCO3=「高温」CaO+CO2↑
100……………………… 44
4000千克 ……………x千克
100∶4000=44∶x
X=4000×44÷100=1760「千克」
答:可生成二氧化碳1760千克。
比例式列法有三种不同的形式:上下相比,左右相比或以分数的形式表示。
3.公式法此法也是解化学题常用的方法之一。初中化学计算中,用公式法进行计算的内容主要是“关于溶解度的计算”、“有关溶液百分比浓度的计算”等等。在运用公式解题时,应做到“三要三忌”:一要搞清楚每个化学计算公式的含义,切忌死记硬背公式;二要做到灵活应用公式,切忌乱用公式;三要联系题意选用恰当的公式(注意公式的适用范围),切忌生搬硬套公式。
例3 137毫升70%的硝酸溶液(密度=1.41克/厘米3)与1升17.1%的硝酸溶液混合(密度=1.10克/厘米3),所得溶液的百分比浓度是多少?
分析 这是一道溶液稀释的计算题,解答时可以依据溶液百分比浓度的稀释公式,
W浓A%浓+W稀B%稀=「W浓+W稀」C%混
和W溶液=Vρ
得V浓ρ浓A%浓+V稀ρ稀B%稀=「V浓ρ浓+V稀ρ稀」C%混,
根据此式即可计算求解。
解 因溶液稀释前后溶质质量相等,即:
V浓ρ浓A%浓+V稀ρ稀B%稀=「V浓ρ浓+V稀ρ稀」C%混
得:137×1.41×70%+1000×1.10×17.1%=「137×1.41+1000×1.10」×C%混
∴C%混=323.32÷1293.17×100%=25%
答:混合溶液的百分比浓度是25%。
4.关系式法此法是解化学计算题的一种简捷方法,它是在理解题意的基础上,根据化学基本知识,通过分析找出关系式和关系量,然后列比例式求解。
这种方法的优点是解题过程清楚,简明扼要,节约时间。
例4 多少千克硫铵和2.4千克碳铵的含氮量相等?
分析 硫铵的化学式是「NH4」2SO4,碳铵的化学式是NH4HCO3,只要抓住二者中“含氮量相等”,写出关系式即可求解。
解:设x千克的硫铵与2.4千克碳铵的含氮量相等,由题意得:
关系式 (NH4」2SO4–2N–2NH4HCO3
关系量 132 ……………2×14…. 2×79
已未知量x千克……………….. 2.4千克
132:x=2×79:2.4
X=132×2.4÷2×79=2(千克)
答:2千克硫铵与2.4千克碳铵含氮量相等。
5.差量法此法根据化学方程式,应用反应前后物质质量之差,与参加反应的物质质量或生成的物质质量成正比的关系,列比例式求解。
例5 把质量为5克的铜片放在硝酸银溶液中浸一段时间,然后取出并洗净、烘干,称得质量为5.5克。问:(1)有多少克铜参加了反应;(2)铜片上附有多少克银?
分析 这类题的特点是已知反应前物质的质量和反应后物质的质量,但不知道反应中反应物参加反应的量或生成物生成物的量。解答这类题目时可设参加反应的物质或生成物的质量为x或y,求出反应前物质质量和反应后物质质量的差值,并用差量与有关反应物或生成物的量列比例进行计算。
解 设有x克铜参加反应,析出y克银。
Cu+2AgNO3=Cu「NO3」2+2Ag,质量增加
64……………………………. 2×108 152
X克……………………y克 ……0.5克
64∶x=152∶0.5
2×108∶y=152∶0.5
X=0.21(克)
y=0.71(克)
答:有0.21克铜参加反应,析出0.71克银。
6.表解法此法常用于解答有关溶解度和百分比浓度的计算题。它可以帮助我们迅速找准相应量和相关项,使计算时列式准确。
例6 60℃的CuSO4饱和溶液70克,蒸干得20克无水硫酸铜,计算60℃时CuSO4的溶解度。
分析 用列表的方法,将题目中的有关各量一一列出,便能正确地找出溶剂和溶质、溶液之间量的关系。
解 设60℃时CuSO4的溶解度为x克,即100克水最多能溶解CuSO4 x克,则:
(70-20)∶100=20∶x
X=100×20÷50=40克
答:60℃时CuSO4的溶解度为40克
7.特定未知数法此法是在化学方程式或化学式中,先用某些字母表示所要确定的未知数,然后根据一些条件或要求来确定这些未知数,从而使问题得以解决。
例7 某铁的氧化物含Fe72.36%,求这种铁的氧化物的化学式。
分析 由于铁的氧化物比较复杂,有FeO、Fe2O3、Fe3O4等,若采用对所有氧化物的含量逐一计算淘汰,则比较烦琐。因此,可设铁的氧化物为FexOy,然后再列方程求解。
解 设铁的氧化物的化学式为FexOy,则
56x÷「56+16y」×100%=72.36%
X/Y=3/4
∴铁的氧化物为Fe3O4
8.列方程组法根据化学基本概念,原理和物质的性质,按照题目要求,设了多个未知数,所以只有列成方程组才能求解。
例8 某溶液含硝酸铜和硝酸银,其溶质含量为5%,取一定量的该溶液,往溶液中插入铜片,待反应完全后,测得溶液中仅有硝酸铜,其浓度为3.48%,问原溶液中硝酸银的百分含量是多少?
分析 此题中反应物和生成物都没有给出已知量,故可用差量法求解,但题中只给了反应前后溶液的百分比浓度,没有给出溶液的质量,所以必须设多个未知数列方程组求解。
解 设取用的溶液质量为W克,此溶液中硝酸银的百分含量为y,反应后生成的硝酸铜质量为z克,溶液质量减轻x克,则反应后溶液质量为(w-x)克。
2AgNO3+Cu=Cu「NO3」2+2Ag 质量减轻
2×170 …………….188 ………………152
Wy克 ………………z克………………. x克
340∶Wy=188∶z…①
340∶Wy=152∶x…②
又因反应后溶液中硝酸铜质量=反应前溶液中混合物质量-硝酸银质量+生成的硝酸铜质量。即:
「w-x」×3.48%=「W×5%-Wy」+Z……③
联解①、②、③得:y=3.53%
答:该溶液中硝酸银的百分含量为3.53%。
9.综合法综合法就是在解答一道题时运用了多种基本方法。化学综合题涉及的化学知识面较广,往往要用这种解题方法才能完成题目的解答。
例9 使含有杂质的氯酸钾65克完全分解,得到24克氧气,求氯酸钾的纯度(杂质不分解)。
分析 解答本题可根据氯酸钾分解的化学方程式,找出氧气与纯氯酸钾的关系,列比例计算出24克氧气所需纯氯酸钾的质量,然后代入计算纯度的公式,
物质纯度(%)=纯物质的质量÷不纯物质的质量×100% 得出氯酸钾的纯度。
解:设x克氯酸钾分解后可得到24克氧气。
2KClO3=「催化剂」2KCl+3O2↑
2×122.5 …………………..3×32
X克…………………..24克
245∶x=96∶24
X=61.25「克」
KClO3的纯度=61.25÷65×100%=94.23%
答:氯酸钾的纯度是94.23%
本题采用了两种基本的解题方法才得到答案,即是说,解此题运用了综合法。
在复习中除了应抓住上述几点外,还应注意改进学习方法,要抓紧课堂45分钟,课堂上要认真听讲、记录、思考、理解,课后要加强练习,强化基础,巩固提高,并注意深入习题,要“小题大做”,“一题多解”,“多题一解”,以达到一练多得。同时,要注意剖析解题中的错误,弄清错误的原因,以便“吃一堑长一智”,防止一错再错。还要注意解题的准确和规范,做到依据准确,取数准确,运算准确,使化学计算的过程清楚,思路清晰,层次分明,方法正确,步骤简练,书写规范。
总之,只要同学们抓住了以上几个方面,并注意加强训练,形成和掌握化学计算的技能,就一定能搞好化学计算的复习和学习。