化學計算中的解題方法和技巧探討

陳永闖●

山西省陽泉市交通職業(yè)學校 (045000)

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化學計算中的解題方法和技巧探討

陳永闖●

山西省陽泉市交通職業(yè)學校 (045000)

化學計算題是化學基礎知識與數(shù)學計算的融合產(chǎn)物，在高考中占據(jù)較大比重.對此，本文結合筆者多年教學經(jīng)驗，對化學計算題中常見的幾種解題方法進行了總結歸納，以期參考.

化學計算；解題方法；解題技巧

化學計算題是化學學習及高考過程中的常見題型，也是化學基礎知識與數(shù)學計算的融合產(chǎn)物.在這類題目的解題過程中，不僅要注重相關基礎知識，還要重視相關變量之間量的變化關系，在充分掌握了解題目各個已知條件后，努力挖掘隱藏條件，通過對相關條件的分析、推理等思維過程，形成規(guī)律性的、固定的卻又不失靈活的解題思路.

1.守恒法

守恒法是化學計算題目中較為常用的解題方法，通常是結合“物質發(fā)生化學變化時，總有某一特定的量不變”這一規(guī)律來解題，避免了復雜的計算過程，極大地簡化了解題思路，提升了答案的準確率.其優(yōu)點是通過宏觀的方程列式求解，不計較某些細小的差別，直接鎖定物質變化過程中的守恒關系，列出計算式解題.這種守恒關系主要包括：物質變化前后化合價升降總和守恒(化合價變化守恒)、反應物和生成物中每一原子的總數(shù)守恒(原子守恒)以及離子反應中各微粒所帶電荷(電荷守恒)等等，這些守恒規(guī)律是解題過程中建立等式的基礎.

例1將5.6 g Mg和Fe的混合物加入到500 mL 2 mol·L-1的HCl溶液中, 攪拌，至金屬溶解完全, 再加入一定量的4 mol/ L NaOH 溶液，若使沉淀量最大化，則應加入NaOH ( )mL.

A.200 mL B.250 mL C.425 mL D.無法計算

此題中，因化學反應結束時，溶液中所含的溶質僅有NaCl，依據(jù)電荷守恒定律可得：n(Na+)=n(Cl-)=1 mol，由此守恒式計算可得結果為B項，250 mL.

2.平均值法

平均值法是依據(jù)化學學習中常用到的平均值原理進行解題.在平均值法中最為簡便、快捷的是十字交叉法，這種解題方法多數(shù)用于二元混合物中某些組分的相對含量的計算，例如在一些物質變化過程中，求解某些物質的質量分數(shù)、氣體體積分數(shù)、物質的量分數(shù)等.

例2 現(xiàn)有由MgO和CuO組成的混合物，其中氧元素的質量分數(shù)為25%，依據(jù)題目所給出的條件，計算混合物中所含的MgO和CuO質量比.

解 MgO中，w(O)%=40%，CuO中，w(O)%=20%

3.差量法

差量法是依據(jù)反應前后，物質的含量變化的方程式，確定理論差量，并將此差量作為化學方程式的一項，利用已知差量(即所謂的實際差量)與化學方程式中的系數(shù)比(即理論差量)列成比例關系式，進行計算求解.

例3 加熱一定量的小蘇打，待其反應完全后，稱量剩余物A，可發(fā)現(xiàn)質量較初始減少了 3. 1 g . 若相同條件下，現(xiàn)加熱小蘇打與Na2CO3·xH2O的混合物，其中小蘇打質量與第一次相同，反應完全后，剩余物B較反應初始質量減少了12.1 g.現(xiàn)已知兩次剩余物的質量比為m(B)∶m(A)=2∶1. 計算Na2CO3·xH2O中x的數(shù)值.

解 2 mol NaHCO3加熱可生成1mol Na2CO3，1mol Na2CO3·xH2O加熱可生成1mol Na2CO3，現(xiàn)假設有2mol NaHCO3，則可得：

2NaHCO3～ Na2CO3Δm↓

168g 106g 62g

5.3g 3.1g

由題目條件，m(B) ∶m(A) =2∶1，且加入小蘇打質量與第一次相同，則可知由Na2CO3·xH2O生成的產(chǎn)物質量也為5.3g ，質量減少為12.1g-3.1g .

Na2CO3·xH2O ～ Na2CO3Δm↓

(106+18x)g 106g 18xg

5.3g 12.1g-3.1g

由此可得比例關系式：106g/5.3g=18x/(12.1g-3.1g)，解得x=10.

4.極端假設法

在化學計算題中，存在一類較為復雜的化學問題，這類題目往往根據(jù)極端假設法進行求解，將過程以及極值的方法考慮，簡化解題思路.采用這種極端問題的討論，能夠迅速、準確找到問題關鍵點，從而解決題目.此類方法往往用于混合物含量的計算、化學平衡變化前后物質含量的計算等等.

例4 0.03 mol Cu 完全溶于硝酸溶液后，所生成的氮的氧化物NO、NO2、N2O4的混合氣體總共0.05 mol. 根據(jù)已知條件計算可得，該混合氣體的平均相對分子質量約為( ).

A.30 B.46 C.50 D.66

此題解題過程中，應利用極限思維，求得兩個極值，如果混合氣體是NO ，NO2，則平均相對分子質量為最小值44.4；如果混合氣體為NO2，N2O4，則平均相對分子質量為最大值55.2，而此題中混合氣為 NO、NO2、N2O4，則該混合氣體的平均相對分子質量應介于這兩個極值之間，因此選 BC.

綜上所述，化學計算題的解題核心在于綜合分析題目給出的化學變化的反應過程，通過化學方程式及相關量的變化分析，打破常規(guī)思維，選擇最為恰當?shù)姆椒ǎ焖?、精準的得到題目答案.

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[2]曾兵芳,楊連志. 新課程高考化學實驗題的特點與啟示[J]. 教育測量與評價(理論版). 2011(05).

[3]劉海. 高考化學考前研究[J]. 科學咨詢(教育科研). 2015(05).

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1008-0333(2016)28-0086-01