冉維
初中階段學生需要掌握的化學計算題類型,占據了整個中學階段所要學習的百分之八十以上,是學生學好高中化學計算的基礎,也是難點.其實,初中化學計算題沒有想象中的那么難掌握,關鍵在于處理好化學計算與培養能力的關系,注重題型的歸納總結,并掌握對應的解題方法,結合一定數量的練習,即可達到事半功倍的效果.下面結合實例對初中化學計算題類型及常用解題方法進行總結歸納.
一、根據化學式的計算
題型分類:根據化學式計算相對分子質量、元素質量比、元素質量分數.解題要點:(1)準確書寫化學式;(2)相對原子質量查找、使用要準確;(3)對于同一元素原子在不同原子團中的物質的化學式進行計算時,需要合并原子個數.例如,與50kg硝酸銨(NH4NO3)里所含氮元素質量相等的碳酸氫銨(NH4HCO3)的質量是多少?本題為根據化學式計算相對分子質量,也就是兩種不同物質中共同的氮元素含量.需要注意的是,其中硝酸銨(NH4NO3)在兩個原子團中含有氮元素,要合并原子個數.設碳酸氫銨(NH4HCO3)的質量為x.根據兩者所含氮元素質量相等,可列出如下等式:50kg×(2N/NH4NO3)×100%=x(N/NH4HCO3)×100%,解得:x=98.8kg.所以98.8kg碳酸氫銨與50kg硝酸銨所含氮元素質量相等.
二、根據化學方程式的計算
題型分類:簡單計算、含雜質的計算、多步反應的計算.解題要點:(1)理解并能熟練運用質量守恒定律;(2)掌握化學方程式計算的步驟;(3)“方程式要配平,需將純量代方程;關系式對關系量,計算單位不能忘;關系量間成比例,解設比答要牢記”.例如,元明粉的主要成分為Na2SO4,當質量分數不低于99.3%時,其質量等級可認定為特等品.為確定某批元明粉是否為特等品,質檢人員將28.6g樣品(雜質為可溶性氯化物)加適量水使其完全溶解,再向其中加入20%的BaCl2溶液至不再產生沉淀,過濾、洗滌、干燥,得白色沉淀46.6g.通過計算確定該批產品是否夠得上特等品.本題需要根據化學反應方程式,求得樣品中所含Na2SO4的質量,與其原始質量相比,得出質量分數并最終確定樣品等級.Na2SO4與BaCl2反應的化學方程式為Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl.設樣品中所含Na2SO4的質量為x.已知Na2SO4與BaSO4的分子質量分別為142和233,生成白色沉淀(BaSO4)為46.6g,可列出等式如下:142/x=233/46.6g,解得:x=24.4g.所以(24.4g/24.6g)×100%≈99.3%.所以該批產品可定為特等品.
三、有關溶液的計算
題型分類:溶質、溶劑、溶液質量與溶質質量分數的計算;溶液稀釋、濃縮、混合的計算;溶質質量分數與體積、密度有關計算;化學方程式和溶液的綜合計算.解題要點:(1)牢記以下關系等式:溶液質量=溶質質量+溶劑質量、溶液質量=溶液體積×溶液密度、溶液溶質質量分數=(溶質質量/溶液質量)×100%、飽和溶液中溶質的質量分數=(溶解度/(100g+溶解度))×100%、稀釋(或濃縮)前溶液中的溶質質量=稀釋(或濃縮)后溶液中的溶質質量;(2)化學方程式和溶液的綜合計算應以根據化學方程式計算的解題思路和方法為主,反應后所得溶液質量=參加反應的各溶液質量之和-生成氣體質量-生成沉淀質量,溶液代入化學方程式時應代入參加反應的溶質質量;(3)正確理解溶解度的含義,正確判斷溶質是不是完全溶解;(4)溶液體積混合一般不是簡單相加,應利用“溶液質量=溶液體積×溶液密度”先轉化為質量問題,再進行計算.
例如,10g碳酸鈣與稀鹽酸反應的關系如圖.(1)當加入73g稀鹽酸時,二者恰好完全反應.問:此時生成的氣體的質量?反應后溶液中溶質的質量分數?(2)當加入120g稀鹽酸時,溶液中的溶質是什么?本題為化學方程式和溶液的綜合計算,應以根據化學方程式計算的解題思路和方法為主.在計算時不能根據稀鹽酸的質量來進行,因為其非純凈物,而是混合物,化學方程式計算中所涉及的質量都是純凈物的質量.題中涉及的化學反應為碳酸鈣與稀鹽酸的反應,化學方程式為CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,生成物為氯化鈣、水和二氧化碳.反應后所得溶液中,溶質是可溶性的氯化鈣,生成的二氧化碳已經離開了溶液,不能算作溶液質量.因此,反應后所得溶液質量為反應前碳酸鈣質量加上稀鹽酸質量減去生成氣體質量.根據質量分數計算公式,可得出所得溶液中溶質質量分數.當加入120g稀鹽酸時,稀鹽酸不能完全反應,因此溶液中的溶質除了生成的氯化鈣外,還有未反應的氯化氫.