夏詩燕
化學計算是中學化學教學的重點和難點,也是學生在化學考試中最難得分的一類題型.隨著新課改的不斷深入,化學計算題的難度不斷降低,但對學生解題思路和解題技巧的考查逐漸增強,需要學生具備較強的靈活性、變通性和創造性.在化學教學中,常用的化學計算題解題方法包括守恒法、差量法、極值法、關系式法等.下面結合初中化學教學實例探析化學計算題的解題技巧.
一、守恒法
守恒法是初中化學教學中常見的計算題解題技巧之一.通過對各類守恒原理的應用,能夠幫助學生提高解題速率.守恒法包括電荷守恒、電子移動守恒、物料守恒、質量守恒、體積守恒等.無論是什么守恒,只要學生抓住其中的守恒量,就能在化學計算題的求解中加以利用.對于化學反應而言,其實質是各類原子之間的重新組合,原子守恒即是化學守恒的核心.無論質量守恒、體積守恒,還是電子移動守恒,其實質都是原子守恒.
例1 常見的生活用品“84消毒液”可以用于災區的防疫工作,其主要成分是次氯酸.在制備“84消毒液”的過程中,我們常采用以下方法:2NaOH+XNaCl+NaClO+H2O,則X的化學式為().
A.H2B.Cl2C.O2D.HCl
解析:對于本題,最直接高效的解題方法就是原子守恒法.縱觀該化學方程式可以看出:較反應后,反應前減少的元素為氯元素.再結合其物質的量不變可知得知,反應前減少的氯元素的原子個數為2.于是容易猜想出該物質為氯氣,即是Cl2.由于氯氣是雙原子分子,故其表達形式必須是Cl2,而不能是2Cl.在判斷復雜化學方程式的守恒時,學生必須分清各類物質的表達形式,結合已學的化學知識進行仔細判斷.
二、差量法
差量法是指,觀察化學反應前后物質的量的變化過程,通過判斷出差值形成的原因,列出比例式進行求解的方法.在此方法中,我們常常將差量看成反應方程式的兩端,將給出的已知差量與對應差量列成比例式進行求解.
例2 將質量為40g的鐵片放入CuSO4溶液中,反應過一段時間后取出烘干,稱得質量為44g,有多少質量的鐵參與了該化學反應?
解析:對于本題,很多學生的第一反應就是寫出該反應的化學方程式,然后想通過置換出的質量進行求解.由于未知本題中的鐵片是否完全反應,所以上述方法行不通.對此,我們不妨嘗試利用差量法進行求解.從該反應變化中不難發現,反應固體變化的質量,即是鐵片被置換成銅片的質量.化學反應方程式:Fe+CuSO4Cu+FeSO4;反應前后對應差量:64(Cu)-56(Fe)=8;反應前后已知差量:44g-40g=4g;差量比例式:56∶x=8∶4,可得x=28g.(x為參與反應的鐵的質量)從上述關系式可以看出,每56g鐵反應,被64g銅置換所增加的質量為8g.現在已知增加的質量為4g,可知參與反應的鐵的質量為28g.
三、極值法
極值法是利用化學反應的極限狀態進行求解的方法.在實際的計算過程中,我們需要將化學方程式轉向兩個極端進行觀察,可以極端轉化成某一成分,或是極端假設成完全反應,從而確定反應過程中該混合體系中的物質的量、體積分數、質量分數等.
例3 某堿金屬單質與其普通氧化物的混合物共1.40g,與足量水完全反應后生成1.79g堿,則此堿金屬可能是().
A.NaB.KC.RbD.Li
解析:由于參與反應的物質由堿金屬單質及其普通氧化物,其中兩種物質可能都能與水反應,因此就給此反應過程的判斷帶來阻礙.若是學生照搬傳統的化學計算題求解過程,就會無功而返.對此,我們不妨嘗試利用極值法進行求解,嘗試判斷出該堿金屬的相對原子質量.首先假設該金屬單質為R,且假設1.40g混合物全是該堿金屬單質,可知R(1.40g)→ROH(1.79g).假設堿金屬單質的質量分數為x,則有x(R)∶17(OH)=0.39∶1.79,得到x=61.然后假設該混合物完全是堿金屬氧化物.由于選項中的堿金屬的氧化物都可以表示成R2O的形式,則有:R2O(1.40g)→2ROH(1.79g).假設堿金屬氧化物的相對分子質量為y,則有y(R2O)∶18=1.40∶0.39,得到y=24.3.綜上可知,堿金屬R的相對原子質量為24.3~61.答案為B.
總之,在初中化學計算中,解題技巧的應用能夠起到簡化求解過程、理清學生思路的作用,給化學計算題的求解注入了活力.當然,有效的化學計算題的解題技巧還有很多種.在初中化學教學中,教師要敢于創新實踐,引導學生不斷探究有效的化學解題技巧.endprint