初中化學(xué)計算題的解題方法探尋

陳五周

【摘要】化學(xué)屬于初中學(xué)習(xí)階段一門關(guān)鍵又特殊的科目，計算題則是一類常見的題型，既可以培養(yǎng)學(xué)生的運算能力與邏輯思維能力，又能夠幫助他們鞏固知識的掌握與運用。鑒于此，文章主要對初中化學(xué)計算題的解題方法進行了認真探尋，同時提出了一系列有效的解題方法

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué);計算題;解題方法

計算題在初中化學(xué)教學(xué)中占據(jù)著重要地位，而且在考試中所占的分值比重較大，但是涉及的化學(xué)物質(zhì)、反應(yīng)、公式較多。有的學(xué)生思維水平不高，學(xué)習(xí)能力不強，無法真正理解題意，以至于喪失學(xué)習(xí)興趣與自信。初中化學(xué)教師在計算題教學(xué)中，需傳授學(xué)生一些簡便、高效的解題方法，減輕他們的負擔(dān)，使其掌握更多的計算題解題技巧，從而不再懼怕化學(xué)。

一、守恒法

守恒法是初中化學(xué)解決計算題時最為常用的一種方法，主要利用化學(xué)變化前后部分量保持不變的這一原理來求解。守恒范圍包括物質(zhì)的質(zhì)量、元素守恒，電子、電荷與原子微粒數(shù)守恒等。其中，質(zhì)量守恒在解題中應(yīng)用的頻率最高，指的是在化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)在反應(yīng)前后質(zhì)量總和保持不變，元素種類、原子種類與數(shù)目也不變;不過需要注意的是，質(zhì)量守恒只能用來解釋化學(xué)變化，不包括分子體積、個數(shù)的守恒，以及沒有反應(yīng)的物質(zhì)和雜質(zhì)的質(zhì)量。

例1：在制取氧氣時，可以把一定量的氯酸鉀與二氧化錳混合在一起，通過共同加熱來制取，反應(yīng)開始時二氧化錳的質(zhì)量占據(jù)混合物總質(zhì)量的20%，當(dāng)反應(yīng)進行至二氧化錳的質(zhì)量占25%時，請問氯酸鉀的分解率是多少？

解答：在該反應(yīng)中，二氧化錳的作用是催化劑，其在反應(yīng)前后質(zhì)量是不會發(fā)生改變的，如果設(shè)兩者加熱之前的質(zhì)量是a，那么二氧化錳的質(zhì)量是0.2a，設(shè)反應(yīng)結(jié)束后混合物的質(zhì)量是b，那么二氧化錳的質(zhì)量是0.25b。根據(jù)二氧化錳的質(zhì)量守恒能夠得出0.2a=0.25b，則b=0.8a，再結(jié)合質(zhì)量守恒定律得出生成氧氣的質(zhì)量是反應(yīng)前后固體質(zhì)量的差，得出a-b=a-0.8a=0.2a。此時，設(shè)氯酸鉀分解的部分占x，則有：

所以，氯酸鉀的分解率是0.512a÷0.8a×100%=0.64×100% = 64%，也就是說氯酸鉀在反應(yīng)中的分解率是64%。

教師指導(dǎo)學(xué)生運用質(zhì)量守恒法處理計算題時，需找到題目中的隱性條件，即二氧化錳的質(zhì)量由始至終都沒有發(fā)生改變，起到催化劑的作用，理清關(guān)系后按照常規(guī)方法計算，寫出化學(xué)方程式，使其思路清晰，提高解題效果。

二、差量法

差量法就是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后的某些“差量”同反應(yīng)物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。差量包括固體和液體質(zhì)量差，氣體體積差，即氣體物質(zhì)的量之差等。在初中化學(xué)計算題教學(xué)中，教師指導(dǎo)學(xué)生采用差量法解題時，關(guān)鍵在于準確找出題目中的理論差量，具體步驟如下：先把已知差量或者實際差量同其相對應(yīng)的化學(xué)方程式的理論差量建立正比例關(guān)系，再根據(jù)列出的比例式展開求解，由此簡化解題流程，提高正確率。

例2：現(xiàn)一容器內(nèi)盛放有重量是10克銅與氧化銅粉末的混合物，高溫下通入干燥的氫氣，直至質(zhì)量不再變少為止，當(dāng)混合物冷卻后的殘余固體質(zhì)量是8.4克，那么原混合物中氧化銅的質(zhì)量是多少？

解答：假設(shè)原混合物中氧化銅的質(zhì)量是x克，則有：

例3：把10克含有雜質(zhì)的鐵同50克稀硫酸混在一起進行完全反應(yīng)，其中雜質(zhì)不同稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，也不溶于水，反應(yīng)后去除雜質(zhì)，一共得到重量是55.4克的反應(yīng)液體，那么鐵的純度是多少？

解答：把鐵的純度設(shè)成x，則有：

學(xué)生運用差量法，根據(jù)物質(zhì)變化前后某種量發(fā)生變化的化學(xué)方程式或關(guān)系式，找出所謂的“理論差量”，十分適用于解答混合物間的反應(yīng)，且反應(yīng)前后存在差量的反應(yīng)體系，使其抓住造成差量的實質(zhì)，仔細分析題意后選定差量，達到化難為易、化繁為簡的效果。

三、關(guān)系式法

在初中化學(xué)計算題教學(xué)中，關(guān)系式法主要用來計算有多個步驟的化學(xué)反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)切入，確定有關(guān)物質(zhì)之間量的關(guān)系式或代數(shù)式，將多步驟煩瑣的計算變得簡單。初中化學(xué)教師引導(dǎo)學(xué)生使用關(guān)系式時，先結(jié)合題意寫出各步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式，當(dāng)前一個反應(yīng)的生成物是下一個反應(yīng)的反應(yīng)物時，立馬調(diào)整反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式系數(shù)，讓有關(guān)聯(lián)的各個化學(xué)方程式中相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式系數(shù)一樣，由此找到關(guān)系式，然后根據(jù)關(guān)系量來計算。

例4：現(xiàn)把一定量的鋅放入到足量的稀硫酸中，通過反應(yīng)生成氫氣，再把12.25克的氯酸鉀在二氧化錳催化下完全分解后生成氧氣，要想讓產(chǎn)生的氫氣和氧氣能夠發(fā)生完全反應(yīng)后生成水，求實驗中所需鋅的質(zhì)量是多少克？

解答：根據(jù)題意可知，在上述實驗中共涉及三個反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式分別是：

這是尋找關(guān)系式的主要依據(jù)，絕對不能省略掉不寫。學(xué)生通過觀察，發(fā)現(xiàn)這三個化學(xué)反應(yīng)方程式之間存在微妙的關(guān)系，應(yīng)該找出其中未知量和已知量之間的關(guān)系，然后就能夠快速計算出答案，具體關(guān)系式是“2KClO3-3O2-6H2-6Zn”，整理后是“KClO3——3Zn”。接著，把鋅的使用量設(shè)成x，根據(jù)上述說明和關(guān)系式能夠列出一些比例式：

教師在指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用關(guān)系法解決計算題時，關(guān)鍵是掌握尋找關(guān)系式的方法，對連續(xù)發(fā)生的多步化學(xué)反應(yīng)，可以根據(jù)前后某元素的原子、離子的數(shù)量不變找到關(guān)系式，然后進行計算，讓學(xué)生省去多步計算的煩瑣和比較復(fù)雜的運算，由此減少出錯的環(huán)節(jié)。

四、化學(xué)方程式法

在解決初中化學(xué)計算題時，化學(xué)方程式法應(yīng)用范圍廣泛，先找出題目中的純凈物，再進行轉(zhuǎn)化。假如題目中沒有直接給出參加或生成純凈物的質(zhì)量，要分析已知條件，轉(zhuǎn)化成為純凈穩(wěn)定質(zhì)量，轉(zhuǎn)化成功后代入化學(xué)方程式進行計算。同時，初中化學(xué)教師可引領(lǐng)學(xué)生尋找題目中的差量，考慮物質(zhì)質(zhì)量在反應(yīng)前后發(fā)生的變化情況和原因，通過質(zhì)量變化和原量之間的關(guān)系計算。也可以提示學(xué)生把雜質(zhì)質(zhì)量設(shè)為未知數(shù)x，使其依據(jù)條件假設(shè)確定解題思路。

例5：某金屬的化合價為+a，相對原子質(zhì)量為b，當(dāng)該金屬和稀鹽酸發(fā)生充分反應(yīng)后可以生產(chǎn)1克氫氣時，該化學(xué)反應(yīng)中金屬的質(zhì)量是多少？

解答：從題目具體內(nèi)容來看，學(xué)生使用化學(xué)方程式法時，要選擇設(shè)未知數(shù)的方式來求解，設(shè)該金屬是R，質(zhì)量是x，結(jié)合題意列出化學(xué)方程式：

反思：當(dāng)采用充足的酸和金屬發(fā)生反應(yīng)時，所生成1克氫氣的金屬質(zhì)量是金屬相對原子質(zhì)量和化合價的比，由此得出常見金屬同酸發(fā)生反應(yīng)生成1克氫氣的質(zhì)量，如：鐵28克，鋅32.5克，鎂12克，鋁9克，鈉23克。另外，在本次計算中，把金屬的化合價假設(shè)成偶數(shù)，如果化合價是奇數(shù)，則化學(xué)方程式是，無論偶數(shù)還是奇數(shù)，均不會影響到解題思路。

上述案例，當(dāng)學(xué)生掌握這一規(guī)律后，形成基本的分析思路，循序漸進地找到解題方法，就可以快速解決金屬質(zhì)量和酸發(fā)生反應(yīng)生成氫氣的相關(guān)問題，體會到化學(xué)方程式的妙用。

總之，在初中化學(xué)知識學(xué)習(xí)中，計算題不僅占據(jù)的數(shù)量比重較大，分值也較高，教師需指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)具體題目選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}方法，使其在正確思路下高效處理計算題，進而提高解題水平。

【參考文獻】

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