陳永闖●

山西省陽泉市交通職業(yè)學(xué)校 (045000)

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化學(xué)計(jì)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(xué)校 (045000)

化學(xué)計(jì)算題是化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與數(shù)學(xué)計(jì)算的融合產(chǎn)物，在高考中占據(jù)較大比重.對(duì)此，本文結(jié)合筆者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)化學(xué)計(jì)算題中常見的幾種解題方法進(jìn)行了總結(jié)歸納，以期參考.

化學(xué)計(jì)算；解題方法；解題技巧

化學(xué)計(jì)算題是化學(xué)學(xué)習(xí)及高考過程中的常見題型，也是化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與數(shù)學(xué)計(jì)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(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，還要重視相關(guān)變量之間量的變化關(guān)系，在充分掌握了解題目各個(gè)已知條件后，努力挖掘隱藏條件，通過對(duì)相關(guān)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(xué)計(jì)算題目中較為常用的解題方法，通常是結(jié)合“物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，總有某一特定的量不變”這一規(guī)律來解題，避免了復(fù)雜的計(jì)算過程，極大地簡化了解題思路，提升了答案的準(zhǔn)確率.其優(yōu)點(diǎn)是通過宏觀的方程列式求解，不計(jì)較某些細(xì)小的差別，直接鎖定物質(zhì)變化過程中的守恒關(guān)系，列出計(jì)算式解題.這種守恒關(guān)系主要包括：物質(zhì)變化前后化合價(jià)升降總和守恒(化合價(jià)變化守恒)、反應(yīng)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(yīng)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(chǔ).

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(yīng)加入NaOH ( )mL.

A.200 mL B.250 mL C.425 mL D.無法計(jì)算

此題中，因化學(xué)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，溶液中所含的溶質(zhì)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(jì)算可得結(jié)果為B項(xiàng)，250 mL.

2.平均值法

平均值法是依據(jù)化學(xué)學(xué)習(xí)中常用到的平均值原理進(jìn)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(duì)含量的計(jì)算，例如在一些物質(zhì)變化過程中，求解某些物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等.

例2 現(xiàn)有由MgO和CuO組成的混合物，其中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，依據(jù)題目所給出的條件，計(jì)算混合物中所含的MgO和CuO質(zhì)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(yīng)前后，物質(zhì)的含量變化的方程式，確定理論差量，并將此差量作為化學(xué)方程式的一項(xiàng)，利用已知差量(即所謂的實(shí)際差量)與化學(xué)方程式中的系數(shù)比(即理論差量)列成比例關(guān)系式，進(jìn)行計(jì)算求解.

例3 加熱一定量的小蘇打，待其反應(yīng)完全后，稱量剩余物A，可發(fā)現(xiàn)質(zhì)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(zhì)量與第一次相同，反應(yīng)完全后，剩余物B較反應(yīng)初始質(zhì)量減少了12.1 g.現(xiàn)已知兩次剩余物的質(zhì)量比為m(B)∶m(A)=2∶1. 計(jì)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(shè)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(zhì)量與第一次相同，則可知由Na2CO3·xH2O生成的產(chǎn)物質(zhì)量也為5.3g ，質(zhì)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(guān)系式：106g/5.3g=18x/(12.1g-3.1g)，解得x=10.

4.極端假設(shè)法

在化學(xué)計(jì)算題中，存在一類較為復(fù)雜的化學(xué)問題，這類題目往往根據(jù)極端假設(shè)法進(jìn)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(zhǔn)確找到問題關(guān)鍵點(diǎn)，從而解決題目.此類方法往往用于混合物含量的計(jì)算、化學(xué)平衡變化前后物質(zhì)含量的計(jì)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(jì)算可得，該混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量約為( ).

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

此題解題過程中，應(yīng)利用極限思維，求得兩個(gè)極值，如果混合氣體是NO ，NO2，則平均相對(duì)分子質(zhì)量為最小值44.4；如果混合氣體為NO2，N2O4，則平均相對(duì)分子質(zhì)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(duì)分子質(zhì)量應(yīng)介于這兩個(gè)極值之間，因此選 BC.

綜上所述，化學(xué)計(jì)算題的解題核心在于綜合分析題目給出的化學(xué)變化的反應(yīng)過程，通過化學(xué)方程式及相關(guān)量的變化分析，打破常規(guī)思維，選擇最為恰當(dāng)?shù)姆椒?，快速、精?zhǔn)的得到題目答案.

[1]張東明. 新時(shí)期高考化學(xué)復(fù)習(xí)的幾點(diǎn)建議[J]. 吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(07).

[2]曾兵芳,楊連志. 新課程高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)與啟示[J]. 教育測量與評(píng)價(jià)(理論版). 2011(05).

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

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1008-0333(2016)28-0086-01