用情景法解析初中化學(xué)數(shù)據(jù)分析計(jì)算題

■武漢市高建萍名師工作室 宋永輝

用情景法解析初中化學(xué)數(shù)據(jù)分析計(jì)算題

■武漢市高建萍名師工作室 宋永輝

初中化學(xué)中涉及到的化學(xué)計(jì)算包括有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算、化學(xué)方程式的計(jì)算、溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算及綜合計(jì)算等，其中以綜合計(jì)算難度最大，而在綜合計(jì)算中又以數(shù)據(jù)分析類別的計(jì)算題更是讓很多學(xué)生望而卻步。作為教師，應(yīng)該以學(xué)生認(rèn)知規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，充分運(yùn)用教學(xué)思想和手段，讓學(xué)生以題目中實(shí)驗(yàn)者或主人公的身份來進(jìn)行一次虛擬實(shí)驗(yàn)操作，在這一“實(shí)驗(yàn)”過程中明確每一個(gè)步驟、每一個(gè)數(shù)據(jù)的真正意義，從而輕松解題。

一、精審細(xì)讀，讀出情景信息

很多計(jì)算題，特別是綜合計(jì)算題已脫離了已知、求解的老套路，而是將它融入到了一定的生活情景或是實(shí)驗(yàn)情景之中，既考查了學(xué)生的計(jì)算能力，更考查了學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際或理論應(yīng)用于生活的能力，所以這一類綜合計(jì)算也成為了考試的重點(diǎn)題型。那么，教師在教學(xué)中也要刻意地訓(xùn)練學(xué)生在讀題過程中能有效地讀出相關(guān)的情景，并能有效地與理論形成聯(lián)系，直至形成直觀的空間想象。要學(xué)生做到這一點(diǎn)，就一定要求學(xué)生有一定的閱讀能力以及一定的生活經(jīng)歷與實(shí)驗(yàn)技能。在平時(shí)的訓(xùn)練中，教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生審題能力的訓(xùn)練，給時(shí)間讓學(xué)生去讀題，去從題目中找信息。

二、合理推敲，實(shí)現(xiàn)情景轉(zhuǎn)變

讀完題、讀懂了題還不能算萬事俱備，要將讀的信息整合起來，并轉(zhuǎn)化為生活情景或?qū)嶒?yàn)信息，只有達(dá)到這一步，才能開始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地分析。這也正是一些學(xué)生雖然讀懂了題，但對(duì)于一組數(shù)據(jù)卻無能為力的原因。例如有這樣一道題：東方中學(xué)課外活動(dòng)小組在測定由氯化鈉和硫酸鈉形成混合物的組成時(shí)，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：取20g混合物全部溶于水，將得到的溶液等分為4份，然后分別加入一定量未知質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鋇溶液，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：

?

若有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)為：Na2SO4+ BaCl2=BaSO4↓+2NaCl，請(qǐng)計(jì)算：

⑴未知氯化鋇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

⑵原混合物中硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

在此題中，涉及的情景比較復(fù)雜，先是取樣溶解后，又將溶液平均分成四份，那么一般的同學(xué)會(huì)在腦海中形成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)情景如下：

而對(duì)于一些想象力較差的同學(xué)，往往會(huì)對(duì)著題目“發(fā)呆”，不明白題目的含義，那么這類孩子我們可以讓他（或她）在草稿紙上繪出相關(guān)的儀器草圖（如上圖），將文字信息轉(zhuǎn)換成直觀的圖形或?qū)嵨镄畔ⅲ@樣有助于對(duì)題目的理解，有助于進(jìn)一步分析表格中的數(shù)據(jù)。

三、想象實(shí)驗(yàn)，科學(xué)分析

當(dāng)題目情景了然于胸或是了然于紙時(shí)，即將進(jìn)入關(guān)鍵的分析數(shù)據(jù)階段，但是題目中所給的數(shù)據(jù)意味著什么？能說明什么問題呢？所以我們要讓學(xué)生徹底融入到情景之中，讓他們親身參與到實(shí)驗(yàn)過程去，形成“我”在做探究實(shí)驗(yàn)一樣，并在虛擬的想象中去得出一個(gè)個(gè)題中所給的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)正是“我”在實(shí)驗(yàn)過程中所記錄下來的，那么題目中的每一個(gè)數(shù)據(jù)字都由“我”得出，它們的意義不就一目了然了嗎？

接下來要做的就是對(duì)數(shù)據(jù)的分析了。還是以上題為例，當(dāng)“我”在第一個(gè)燒杯里加入15克氯化鋇溶液時(shí)，得到1.40克的硫酸鋇沉淀，那么15克氯化鋇溶液是否完全反應(yīng)呢？此時(shí)還不確定，然后又在第二個(gè)燒杯中加入了更多的氯化鋇溶液，結(jié)果產(chǎn)生的沉淀也相應(yīng)地增加了，此時(shí)方能肯定第一次實(shí)驗(yàn)中15克氯化鋇完全反應(yīng)，且硫酸鈉還有過量……以此類推后面的兩組數(shù)據(jù)，由三四次實(shí)驗(yàn)就發(fā)現(xiàn)2.33克沉淀是最大值了，也就是硫酸鈉全部反應(yīng)完了，因?yàn)闊o論加更多的氯化鋇，沉淀也是2.33克了。題目分析到這一步就完全徹底地呈現(xiàn)在我們面前了，求什么、怎么求就已水到渠成了。

讓我們用上述環(huán)節(jié)和方法再來看這樣一道題：在一燒杯中盛有100gBa-Cl2和HCl的混合溶液，向其中逐漸滴加溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的Na2CO3溶液，混合溶液的質(zhì)量與所滴入Na2CO3溶液的質(zhì)量關(guān)系曲線如圖所示：

請(qǐng)根據(jù)題意回答問題：

（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，有氣體放出，還可以看到的明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______。

（2）在實(shí)驗(yàn)過程中放出氣體的總質(zhì)量為__________g。

（3）當(dāng)?shù)稳隢a2CO3溶液至圖中B點(diǎn)時(shí)，通過計(jì)算求此所得不飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

一是先讀題：首先把題目的條件和目的搞清楚：通過實(shí)驗(yàn)過程中測量的數(shù)據(jù)繪出的函數(shù)圖像，求某時(shí)刻的溶液組成；其次，從題目信息中的實(shí)驗(yàn)操作涉及兩個(gè)主要的化學(xué)反應(yīng)，而且反應(yīng)有先后之分；第三，觀察圖像，0→A點(diǎn)、A→B點(diǎn)、B點(diǎn)以后的三條線段，其低斜率都是不一樣的；二是讀出題中情景：取氯化鋇與稀鹽酸的混合溶液樣品，向其中滴加已知濃度的碳酸鈉溶液，測出所得溶液的質(zhì)量，并繪圖；第三、四步讓“我”來親自實(shí)驗(yàn)：

第五步，結(jié)合函數(shù)圖像，分析：0→A點(diǎn)時(shí)，溶液增加的量比加入碳酸鈉溶液少了產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量；A→B點(diǎn)時(shí)，溶液增加的量比加入碳酸鈉溶液少了產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量，且相應(yīng)的沉淀比相應(yīng)的氣體質(zhì)量更大，故增加幅度減緩；而B點(diǎn)以后，加入多少碳酸鈉溶液就增加多少質(zhì)量，增加的幅度最大。

最終得出第一次加入的106g碳酸鈉溶液（含碳酸鈉10.6g）與混合溶液中的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，第二次加入的106g碳酸鈉溶液與混合溶液中的氯化鋇恰好完全反應(yīng)，生成的氯化鈉可用方程式計(jì)算而出（此為基礎(chǔ)），此題可解了。

化學(xué)計(jì)算是初中化學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)，在布盧姆的目標(biāo)分類學(xué)中我想應(yīng)把計(jì)算題知識(shí)作為一種策略性知識(shí)和認(rèn)知任務(wù)的知識(shí)，它包括了情景性知識(shí)和條件性知識(shí)。作為初中化學(xué)教師，要在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算綜合應(yīng)用能力的過程中，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)的認(rèn)知“工具”，應(yīng)當(dāng)從多元化的思想對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)與訓(xùn)練，提高學(xué)生的思維能力與解題能力。

責(zé)任編輯 王愛民