化学计算题解题技巧探析

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  化学计算是中学化学教学的重点和难点,也是学生在化学考试中最难得分的一类题型.随着新课改的不断深入,化学计算题的难度不断降低,但对学生解题思路和解题技巧的考查逐渐增强,需要学生具备较强的灵活性、变通性和创造性.在化学教学中,常用的化学计算题解题方法包括守恒法、差量法、极值法、关系式法等.下面结合初中化学教学实例探析化学计算题的解题技巧.
  一、守恒法
  守恒法是初中化学教学中常见的计算题解题技巧之一.通过对各类守恒原理的应用,能够帮助学生提高解题速率.守恒法包括电荷守恒、电子移动守恒、物料守恒、质量守恒、体积守恒等.无论是什么守恒,只要学生抓住其中的守恒量,就能在化学计算题的求解中加以利用.对于化学反应而言,其实质是各类原子之间的重新组合,原子守恒即是化学守恒的核心.无论质量守恒、体积守恒,还是电子移动守恒,其实质都是原子守恒.
  例1 常见的生活用品“84消毒液”可以用于灾区的防疫工作,其主要成分是次氯酸.在制备“84消毒液”的过程中,我们常采用以下方法:2NaOH XNaCl NaClO H2O,则X的化学式为().
  A.H2B.Cl2C.O2D.HCl
  解析:对于本题,最直接高效的解题方法就是原子守恒法.纵观该化学方程式可以看出:较反应后,反应前减少的元素为氯元素.再结合其物质的量不变可知得知,反应前减少的氯元素的原子个数为2.于是容易猜想出该物质为氯气,即是Cl2.由于氯气是双原子分子,故其表达形式必须是Cl2,而不能是2Cl.在判断复杂化学方程式的守恒时,学生必须分清各类物质的表达形式,结合已学的化学知识进行仔细判断.
  二、差量法
  差量法是指,观察化学反应前后物质的量的变化过程,通过判断出差值形成的原因,列出比例式进行求解的方法.在此方法中,我们常常将差量看成反应方程式的两端,将给出的已知差量与对应差量列成比例式进行求解.
  例2 将质量为40g的铁片放入CuSO4溶液中,反应过一段时间后取出烘干,称得质量为44g,有多少质量的铁参与了该化学反应?
  解析:对于本题,很多学生的第一反应就是写出该反应的化学方程式,然后想通过置换出的質量进行求解.由于未知本题中的铁片是否完全反应,所以上述方法行不通.对此,我们不妨尝试利用差量法进行求解.从该反应变化中不难发现,反应固体变化的质量,即是铁片被置换成铜片的质量.化学反应方程式:Fe CuSO4Cu FeSO4;反应前后对应差量:64(Cu)-56(Fe)=8;反应前后已知差量:44g-40g=4g;差量比例式:56∶x=8∶4,可得x=28g.(x为参与反应的铁的质量)从上述关系式可以看出,每56g铁反应,被64g铜置换所增加的质量为8g.现在已知增加的质量为4g,可知参与反应的铁的质量为28g.
  三、极值法
  极值法是利用化学反应的极限状态进行求解的方法.在实际的计算过程中,我们需要将化学方程式转向两个极端进行观察,可以极端转化成某一成分,或是极端假设成完全反应,从而确定反应过程中该混合体系中的物质的量、体积分数、质量分数等.
  例3 某碱金属单质与其普通氧化物的混合物共1.40g,与足量水完全反应后生成1.79g碱,则此碱金属可能是().
  A.NaB.KC.RbD.Li
  解析:由于参与反应的物质由碱金属单质及其普通氧化物,其中两种物质可能都能与水反应,因此就给此反应过程的判断带来阻碍.若是学生照搬传统的化学计算题求解过程,就会无功而返.对此,我们不妨尝试利用极值法进行求解,尝试判断出该碱金属的相对原子质量.首先假设该金属单质为R,且假设1.40g混合物全是该碱金属单质,可知R(1.40g)→ROH(1.79g).假设碱金属单质的质量分数为x,则有x(R)∶17(OH)=0.39∶1.79,得到x=61.然后假设该混合物完全是碱金属氧化物.由于选项中的碱金属的氧化物都可以表示成R2O的形式,则有:R2O(1.40g)→2ROH(1.79g).假设碱金属氧化物的相对分子质量为y,则有y(R2O)∶18=1.40∶0.39,得到y=24.3.综上可知,碱金属R的相对原子质量为24.3~61.答案为B.
  总之,在初中化学计算中,解题技巧的应用能够起到简化求解过程、理清学生思路的作用,给化学计算题的求解注入了活力.当然,有效的化学计算题的解题技巧还有很多种.在初中化学教学中,教师要敢于创新实践,引导学生不断探究有效的化学解题技巧.
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