化學核心素養導向下“化學計算”中考題型淺析

【摘要】初中“化學計算”是中考的重點之一。“化學計算”是依據化學概念、原理、事實等進行定量推理、判斷的綜合應用。化學式計算建立思維模式，突破陌生物質；化學方程式計算運用平衡思想，正確書寫方程式；溶質質量分數計算深刻理解核心概念，準確把握質量分數；綜合計算融合核心知識，提升解題能力。

【關鍵詞】核心素養 化學計算 中考 題型

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）39-0158-02

中學化學核心素養強調宏觀辨析與微觀探析：能通過觀察、辨識一定條件下物質的形態及變化的宏觀現象，初步掌握物質及其變化的分類方法，并能運用符號表征物質及其變化。變化觀念與平衡思想：能用對立統一、聯系發展和動態平衡的觀點考察、分析化學反應，預測在一定條件某種物質可能發生的化學變化。證據推理與認知模型：能初步學會收集各種證據，對物質的性質及其變化提出可能的假設；基于證據進行分析推理，證實或證偽假設；能認識化學現象與模型之間的聯系，能運用多種模型來描述和解釋化學現象，預測物質及其變化的可能結果；能依據物質及其變化的信息建構模型，建立解決復雜化學問題的思維框架。梳理近幾年全國各地中考試題，發現對核心素養考查特別明顯，但學生處理此類問題并不理想，筆者試舉幾例化學計算的考題與同行分享。

化學計算主要考查以下幾個知識點：1.有關化學式計算；2.有關化學方程式計算（包括純物質計算和不純物質計算）；3.有關溶質質量分數計算；4.綜合計算。

一、建立思維模式，突破陌生物質

例1.碳酸乙烯酯（C3H4O3）可用作鋰電池電解液，下列有關碳酸乙烯酯的說法正確的是（ ）

A.碳酸乙烯酯的相對分子質量為（12×3+1×4+16×3）g

B.碳酸乙烯酯中C、H、O三種元素的質量比為12：1：16

C.碳酸乙烯酯中C、H、O三種原子的個數比為3：4：3

D.碳酸乙烯酯中碳元素的質量分數=■×100%

[解析]這是一道有關化學式計算的題目，相對分子質量是化學式中各原子的相對原子質量的總和，單位是1，故A不正確。化學式中元素的質量比是化學式中各原子相對原子質量之和的比，故B不正確。化學式中原子的個數比是各原子個數之和的比，故C正確。化學式中某元素的質量分數是把該元素的質量與物質的元素總質量之比，故D不正確。

[反思]化學式計算包括相對分子質量計算、求各元素間的質量比、各原子的個數比、求物質中某元素的質量分數等。化學式計算是化學計算的基礎，在考查過程設置的問題一般不難但所選物質的化學式比較陌生，在教學過程中要引導學生建立化學式計算的思維模式，讓學生在遇到陌生物質時用已經形成的思維模式解決問題，“萬變不離其宗”只要建立正確、有效的解題思維模式，就能解決此類問題，能做到舉一反三，觸類旁通，體現微觀探析學科核心素養的培養。

二、運用守恒思想，正確書寫方程式

（一）純物質計算

例2.汽車尾氣系統中使用催化轉化器，可降低CO、NO等有毒氣體的排放，其反應化學方程式為：2CO+2NO

2CO2+N2，當有5.6g CO被轉化時，計算同時被轉化的NO的質量。

[解析]該題是一道考查主干核心知識且具有學科特色的好題，已知其中一種反應物的質量，求另一種反應物的質量。這就要求學生在方程式計算學習中明確不單是反應物和生成物存在比例關系，而是參與反應的任何兩種物質間都存在比例關系，當然反應物之間也存在比例關系。根據方程式中CO與NO的相對分子質量之比為14：15，當CO為5.6g時，求得NO的質量為6g。

[反思]化學計算的重點是利用化學方程式的計算，如果化學方程式中的反應物、生成物寫錯了或者沒有配平，化學計算必然會得出錯誤結果。因此，正確書寫化學反應方程式是進行化學反應相關計算的基礎和關鍵。在教學過程中要求學生熟練書寫化學方程式并利用守恒思想配平，養成良好的化學思維習慣。

（二）不純物質計算

例3.某同學為了測定實驗室中氯酸鉀樣品的純度，取2.5g該樣品與0.5g二氧化錳混合。加熱該混合物t1時間后（假設雜質不參加反應），冷卻，稱量剩余固體質量，重復以上操作，依次稱得加熱t2、t3、t4時間后剩余固體的質量，記錄數據如下表：

[解析]該題反應的方程式為2KClO3 2KCl+3O2↑。加熱t3時間后，剩余固體質量沒有變化，故氯酸鉀已經完全反應。根據質量守恒定律可算出氧氣的質量m（O2）=（2.5+0.5-2.04）g=0.96 g。利用算出氧氣的質量，根據化學方程式算出氯酸鉀樣品中的有效成分為2.45g，通過有效樣品質量與樣品總質量之比便可算出氯酸鉀的純度為98%。在這道題目解題過程中容易出現的問題：1.化學方程式書寫不正確，特別是未將化學方程式最終配平。2.只利用一個分子的相對分子質量，而未計算幾個分子的相對分子質量之和。3.誤將實際質量乘以化學方程式中的計量數。

[反思]在化學方程式中所表示的反應物和生成物都是指純凈物，不純物質不能代入方程式進行計算。遇到不純物質時，需要將不純物質換算成純凈物質的質量，才能代入方程式，按質量比進行計算。計算不純物的純度，則先通過題中其他物質把不純物中的有效成分質量算出，再求不純物的純度。

學生在利用化學方程式進行計算時，往往容易忽視化學過程，不重視化學反應的實際意義，忽視利用化學方程式是進行正確計算的前提，只看重數學運用的結果，將利用化學方程式進行簡單計算簡化為數學比例式的簡單計算。

三、深刻理解核心概念，準確把握質量分數

例4.實驗室要配制360.0克10%的鹽酸，需要36%的濃鹽酸（密度為1.18克/厘米3） ________毫升，水__________毫升（精確到0.1）。

[解析]有關溶液稀釋計算，解題的關鍵點是：稀釋前后溶液中溶質質量不變。可算出36%的濃鹽酸質量為100g，再利用密度公式算出需要36%的濃鹽酸84.7ml。需要水260.0g，體積為260ml。

[反思]在溶質質量分數的教學中，首先要引導學生深刻理解、準確把握溶質質量分數核心概念，準確呈現分析問題的思維過程，運用概念分析問題、解決問題。除要求學生靈活運用化學等基礎知識，還要具有一定的審題辨析分析能力、數學運算能力、歸納表達能力。核心概念建立過程要幫助學生切實理解溶質的質量分數，并通過實驗、討論和例題等加深理解概念。關于溶質的質量分數的計算，大概包括以下四種類型：（1）已知溶質和溶劑的質量，計算溶質的質量分數；（2）要配制一定量的質量分數一定的溶液，計算所需溶質和溶劑的質量；（3）溶液稀釋和配制問題的計算；（4）講溶質的質量分數應用于化學方程式的計算。

四、融合核心知識，提升解題能力

例5.將Na2CO3和NaCl固體混合物32.9g放入燒杯中，此時總質量為202.9g，加入326.9g鹽酸，恰好完全反應，待沒有氣泡逸出后再次稱量，總質量為521.0g。計算所得溶液中溶質的質量分數（CO2的溶解忽略不計）。

[解析]這道題目融合了化學計算的精華，包括相對分子質量計算，化學方程式計算，溶質質量分數計算等，考查了對化學核心素養中的變化觀念與平衡思想，證據推理與模型認知的培養。首先利用變化觀念分析Na2CO3和NaCl中能與鹽酸發生反應的物質是碳酸鈉，完全反應后剩下的溶液中溶質是氯化鈉，而此時的氯化鈉由兩部分組成：一部分是原有固體混合物里的，另一部分是碳酸鈉與鹽酸反應生成的。求出氯化鈉的總質量再與反應后溶液總質量之比，便可算出溶質的質量分數為10%。

[反思]化學綜合計算綜合運用知識較多，強調分析推理，具有明顯的區分度。在實際教學中學生面對這種化學計算進行得并不理想，往往是由于學生對化學計算的特點認識不足造成的。化學計算題從“量”的角度來反映物質及其變化規律，包括化學和數學兩個因素，化學知識是化學計算的基礎，數學是化學計算的工具。

化學計算在初中化學教學中占有重要的位置，教學大綱指出：“進行化學計算能使學生從量的方面來理解物質及其變化的規律，掌握一些化學計算的基本技能和培養一些能力”。從近年中考“化學計算”的題型分析，我們不難看出，這些試題旨在挖掘學生各種各樣的創新潛能，引導師生在化學計算的教學中更關注思維方法的提煉，重視創新思維能力的培養，全面提高學生的計算水平，體現對學生化學核心素養的培養。面對新課標，新中考提出的要求，教師應改變照本宣科、死記硬背的舊式教學，多設置陌生情景的引入，滲透化學核心素養，以化學思想指導學生的學習。化學計算表面上是計算問題，實際上它是化學知識綜合的具體表現，也是學生綜合能力的反映。

參考文獻：

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[2]周來友.2016年中考化學計算常見的解題技巧[J]﹒教育實踐與研究（B），2017（06）：59-64

[3]李曉梅.化學計算的難點及其突破[J].教學與管理，2003（18）：63-64

作者簡介：

黃漸芬（1981.7-），大學本科學歷，中學一級化學教師，曾獲廣州市優秀班主任稱號、廣州市化學實驗技能大賽二等獎，番禺區化學骨干教師，主要從事九年級化學教學工作。