初中化學(xué)質(zhì)量求解類計(jì)算問題的一般解題思路

吳甫紅

(江蘇省如皋市丁堰鎮(zhèn)丁堰初級(jí)中學(xué),江蘇 如皋 226521)

隨著化學(xué)科學(xué)的發(fā)展,質(zhì)量求解類計(jì)算問題在化學(xué)中占據(jù)著重要的位置[1].解題思路一般包括:①寫出化學(xué)方程式并配平;②計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量;③設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x;④列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.可以根據(jù)已知的化學(xué)方程式和反應(yīng)物的質(zhì)量,推導(dǎo)出產(chǎn)物的質(zhì)量以及反應(yīng)的量比關(guān)系,這種計(jì)算思路在初中化學(xué)中被廣泛應(yīng)用.對(duì)初中化學(xué)質(zhì)量求解類計(jì)算問題進(jìn)行研究,不僅可以提高學(xué)生的解題能力,還能深化對(duì)化學(xué)概念的理解和應(yīng)用,為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2].

1 含雜質(zhì)類的質(zhì)量求解計(jì)算

含雜質(zhì)類質(zhì)量求解計(jì)算在化學(xué)中是一類常見的問題,在解題時(shí),要仔細(xì)閱讀題目,確定雜質(zhì)的種類和存在位置.在計(jì)算過程中要注意使用正確的化學(xué)方程式,根據(jù)反應(yīng)的量比關(guān)系進(jìn)行計(jì)算.嚴(yán)格按照解題的一般思路,能夠更好地理解和應(yīng)用化學(xué)知識(shí),提高解題的準(zhǔn)確性和效率[3].

解析本題可根據(jù)一般解題思路進(jìn)行步驟化求解.

第一步:寫出化學(xué)方程式并配平.

化學(xué)方程式如下:

第二步:計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量.

Fe2O3的相對(duì)分子質(zhì)量是:56×2+16×3=160;2Fe的相對(duì)分子質(zhì)量是56×2=112.

第三步:設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x.

本題中,需要求解的是鐵的質(zhì)量,故設(shè)該項(xiàng)的質(zhì)量為x.

第四步:列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.

點(diǎn)評(píng)本題較為簡單,可完全根據(jù)質(zhì)量求解類計(jì)算題的一般解題思路進(jìn)行步驟化計(jì)算,但是含雜質(zhì)的條件應(yīng)該進(jìn)行反復(fù)確認(rèn),主要確認(rèn)雜質(zhì)是原始反應(yīng)物的還是生成物的.

例2 某鋼鐵廠每天消耗5 000 t含氧化鐵76%的赤鐵礦石,該廠理論上可日產(chǎn)含鐵98%的生鐵的質(zhì)量是多少?(精確到0.1)

解析依然按照步驟進(jìn)行.

第一步:寫出化學(xué)方程式并配平.

第二步:計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量.

Fe2O3的相對(duì)分子質(zhì)量是:56×2+16×3=160;2Fe的相對(duì)分子質(zhì)量是56×2=112.

第三步:設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x.

本題中,需要求解的是生鐵的質(zhì)量,故設(shè)該項(xiàng)的質(zhì)量為x.

第四步:列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.

點(diǎn)評(píng)本題與例1結(jié)合來看,可以得出,注意純物質(zhì)和不純物質(zhì)的轉(zhuǎn)化是解答該類問題的關(guān)鍵.通過列出反應(yīng)化學(xué)方程式、計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量、假設(shè)未知數(shù)以及列出未知數(shù)的條件方程,可以較為簡便地解出答案,易錯(cuò)點(diǎn)在于判斷反應(yīng)物或者生成物的純度,即題目中所含百分?jǐn)?shù)的條件如何使用.然而易錯(cuò)點(diǎn)并非難點(diǎn),只要在遇見該類問題時(shí),能夠厘清純度關(guān)系,并理解題目所求變量到底是反應(yīng)物還是生成物,含雜質(zhì)還是不含雜質(zhì),即可完全解決該類問題.

2 混合反應(yīng)中的質(zhì)量求解計(jì)算

混合反應(yīng)中的質(zhì)量求解計(jì)算是化學(xué)中另一類常見的問題,需要確定反應(yīng)過程才能進(jìn)行計(jì)算.但是無論何種變化,這些基本的解題思路都是不變的.在解題過程中,需要靈活運(yùn)用化學(xué)知識(shí),善于轉(zhuǎn)換思維,準(zhǔn)確理解題目的要求,以便用正確的方法解決問題.

值得注意的是,在混合反應(yīng)中,需要明確定義混合反應(yīng)的反應(yīng)過程.在解題時(shí),需要根據(jù)題目提供的信息判斷混合反應(yīng)中的物質(zhì)以及反應(yīng)的先后順序,并根據(jù)不同情況選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法.然后根據(jù)反應(yīng)過程,確定反應(yīng)物和生成物的量比關(guān)系[4].這一步是解題的關(guān)鍵,需要仔細(xì)理解題目所給的化學(xué)方程式,并根據(jù)化學(xué)方程式中的物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量比進(jìn)行計(jì)算.最后根據(jù)質(zhì)量守恒定律,利用化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系,以及相應(yīng)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量,計(jì)算出混合反應(yīng)中所涉及的各種物質(zhì)的質(zhì)量.

例3 將2.8 g鐵粉放入一定量的硫酸與硫酸銅的混合溶液中,三者恰好完全反應(yīng),除去其中的不溶物,再將所得的溶液蒸干,最后可得固體( ).

A.3.2 g B.7.6 g C.8.0 g D.15.2 g

2017年，廣西新增城鎮(zhèn)綠色建筑竣工面積約1760.012萬平方米，竣工房建工程面積5497.54萬平方米，城鎮(zhèn)綠色建筑占新建建筑比重達(dá)32.015%，較2016年綠色建筑面積比重15.49%同比增長了16.525%。2018上半年，全區(qū)城鎮(zhèn)竣工民用建筑面積約2652.24萬平方米，折合節(jié)能量46.89萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤；城鎮(zhèn)新增報(bào)建綠色建筑面積約1720.85萬平方米，綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)項(xiàng)目27個(gè)。

解析該題是混合反應(yīng),根據(jù)題意,涉及兩個(gè)反應(yīng),此時(shí)依然可以按照步驟進(jìn)行.

第一步:寫出化學(xué)方程式并配平.

由于題目中沒有給出化學(xué)方程式,則該步需要自行寫出化學(xué)方程式并配平.化學(xué)方程式為:

第二步:計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量.

這一步是本題的關(guān)鍵,因?yàn)樯婕盎旌戏磻?yīng),因此,需要確定該步驟中應(yīng)該尋找誰的相對(duì)分子質(zhì)量.可以比較簡單地確認(rèn),鐵的相對(duì)分子質(zhì)量一定要求,因?yàn)轭}目中的2.8 g是鐵的質(zhì)量,是本題的重要條件.比較困難的是最后生成的固體,根據(jù)“固體”的條件,很容易想到可能是FeSO4,也可能是Cu,但是仔細(xì)閱讀題干就可以發(fā)現(xiàn),Cu已經(jīng)先被除去,然后再進(jìn)行的烘干.因此,最后的固體即為FeSO4.根據(jù)鐵元表守恒可得關(guān)系式為:

Fe——FeSO4

第三步:設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x.

本題中,需要求解的是FeSO4的質(zhì)量,故設(shè)該項(xiàng)的質(zhì)量為x.

第四步:列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.

點(diǎn)評(píng)通過解題步驟可以看出,解題的一般思路萬變不離其宗,仍是四步法進(jìn)行步驟化解題.但是從解析的篇幅分布來看,明顯第二步更加豐富,而第四步更加簡潔.對(duì)比含雜質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算,混合反應(yīng)的質(zhì)量求解更注重反應(yīng)的過程,該類題目的易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)皆在于此.在解題過程中,不僅需要按部就班地進(jìn)行步驟化解題,還需要在第二步確認(rèn)反應(yīng)物和生成物的成分.因此,與例1和例2不同,只要確認(rèn)了反應(yīng)物和生成物的成分,列式計(jì)算并不是該類題目的難點(diǎn).

A.80∶63 B.80∶49 C.80∶7 D.16∶7

解析該題也是混合反應(yīng),同樣涉及兩個(gè)反應(yīng),此時(shí)依然可以按照步驟進(jìn)行.

第一步:寫出化學(xué)方程式并配平.

該步的化學(xué)方程式與例3相同,如下:

第二步:計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量.

前已述及,該步驟是本題的解題關(guān)鍵,重在確認(rèn)反應(yīng)過程,通過反應(yīng)過程將反應(yīng)物和生成物確定下來.Fe依然是本題中的重要反應(yīng)物,通過和H2SO4與CuSO4分別反應(yīng),將Cu提取出來.

根據(jù)題目中的反應(yīng)過程,可以確認(rèn)以下兩種情況:

(1)mg鐵粉已經(jīng)將硫酸銅廢液中的H2SO4和CuSO4全部反應(yīng),可由“得到的固體一部分能被磁鐵吸引”得知,得到的固體為Cu和Fe的混合物.

因此,需要確認(rèn)的相對(duì)分子質(zhì)量有Fe-56,H2SO4-98,CuSO4-160以及Cu-64.

第三步:設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x.

不同于例3,本題并未要求求解一個(gè)確定的質(zhì)量,只要求求解比值,因此,可將問題中的物質(zhì)分別做設(shè),然后尋求質(zhì)量關(guān)系.

不妨設(shè)與硫酸銅反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x,硫酸銅的質(zhì)量為y,硫酸的質(zhì)量為z,此時(shí)只需要求解y與z的比值即可.

第四步:列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.