桑付剛

摘 要： 利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算，是初中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。很多學(xué)生掌握課本介紹的步驟和方法后，練習(xí)過程仍然經(jīng)常出錯，感覺利用化學(xué)方程式易學(xué)難用，逐漸對此類題目產(chǎn)生畏懼感。文章從基本化學(xué)知識的準(zhǔn)備、解題思路、化學(xué)方程式的書寫、格式規(guī)范、計(jì)算能力、圖像圖表閱讀等多個角度闡述了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忽視的幾個方面，幫助學(xué)生正確認(rèn)識有關(guān)化學(xué)方程式的簡單計(jì)算，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)方程式;簡單計(jì)算;教學(xué)

中圖分類號： G633.8??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A??? 文章編號： 1673-8918（2022）08-0135-04

利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算在《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中的要求并不高：①能根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行簡單的計(jì)算;②認(rèn)識定量研究對化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重大作用。但它是學(xué)習(xí)化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)的一個重要組成部分，也是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究化學(xué)反應(yīng)的基本技能。它不僅能讓學(xué)生從定量的觀點(diǎn)加深對化學(xué)反應(yīng)的理解認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生形成完善的化學(xué)知識體系，而且能培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力以及思維能力、計(jì)算能力。在中考試題中，利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算經(jīng)常是區(qū)分度最大的題目，因此，在初中化學(xué)教學(xué)過程中，利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算一直占有突出的地位。

在實(shí)際教學(xué)過程中，教師一般都采取面向全體、結(jié)合學(xué)情、放慢速度、減小臺階、小步慢走、以練為主的教學(xué)設(shè)計(jì)，因此課堂教學(xué)都能比較順利地完成，但練習(xí)時(shí)，很多學(xué)生還是反映本課題學(xué)習(xí)困難，逐漸對利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算產(chǎn)生回避、畏難情緒，最后出現(xiàn)明顯的學(xué)習(xí)分化現(xiàn)象，這也成為初中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中最大的一個分化點(diǎn)。文章從基本化學(xué)知識的準(zhǔn)備、解題思路、化學(xué)方程式的書寫、格式規(guī)范、計(jì)算能力、圖像圖表閱讀等方面，多角度分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生感覺困難的原因，試圖尋找突破掌握利用化學(xué)方程式簡單計(jì)算的方法。

一、 學(xué)習(xí)利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算前的相關(guān)化學(xué)知識準(zhǔn)備

利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算的學(xué)習(xí)過程，既是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算能力的過程，也是培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)基本概念和理論、元素化合物知識、實(shí)驗(yàn)基本操作技能等知識的綜合應(yīng)用過程，因此，計(jì)算既是方法，也是綜合知識掌握結(jié)果的體現(xiàn)，相關(guān)化學(xué)知識掌握不牢，是學(xué)習(xí)利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算出現(xiàn)困難的最大原因。

【例1】?? 測定雞蛋殼的主要成分碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)如下：將雞蛋殼洗凈、干燥并搗碎后，稱取8.0 ?g放在燒杯里，然后往燒杯中加入足量的稀鹽酸55 ?g，充分反應(yīng)后，稱得反應(yīng)剩余物為 ?59.92 ?g （假設(shè)其他物質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)）。請回答：

（1）產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量為????? ??g。

（2）計(jì)算該雞蛋殼中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【分析】? 解答（1）時(shí)，學(xué)生通過閱讀題目都能寫出該題化學(xué)方程式：

CaCO 3+2HCl CaCl 2+H 2O+CO 2↑

學(xué)生們也都知道“反應(yīng)剩余物”為生成的CaCl 2、H 2O以及不參加反應(yīng)的“其他物質(zhì)”形成的混合物，因此不會把題目中“55 ?g”這一數(shù)據(jù)代入化學(xué)方程式展開計(jì)算，但容易忽視“鹽酸”是氯化氫氣體的水溶液，也是混合物這一基礎(chǔ)知識，把試題中“稀鹽酸55 ?g”誤認(rèn)為化學(xué)方程式中“HCl”的質(zhì)量，將這一數(shù)據(jù)代入化學(xué)方程式，展開計(jì)算，求解產(chǎn)生的二氧化碳質(zhì)量，造成出錯。該問題的實(shí)質(zhì)是考查質(zhì)量守恒定律的理解、應(yīng)用，放入的物質(zhì)總質(zhì)量為雞蛋殼與稀鹽酸質(zhì)量和，這與書寫的化學(xué)方程式反應(yīng)物為CaCO 3和HCl對應(yīng)，所以，反應(yīng)前物質(zhì)總質(zhì)量為：

8.0 ?g+55 ?g=63.0 ?g

二氧化碳通常為氣體狀態(tài)，反應(yīng)生成后從燒杯中逸出，所以，減少的質(zhì)量即為生成的二氧化碳質(zhì)量：

63.0 ?g-59.92 ?g=3.08 ?g。

題目中提到的反應(yīng)容器“燒杯”也不能忽視，若學(xué)生忘記燒杯是較大量試劑的反應(yīng)容器這一基本用途，產(chǎn)生的氣體易從燒杯口逸出這一實(shí)情，也不容易聯(lián)想到用質(zhì)量守恒定律解答問題（1）。所以，利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算，“計(jì)”在前，考慮相關(guān)化學(xué)基礎(chǔ)知識應(yīng)用為先，“算”在后。

【例2】?? 某鋼鐵廠每天需消耗5000 ?t含F(xiàn)e 2O 3 76 % 的赤鐵礦石，該廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e 98 % 的生鐵的質(zhì)量是多少？（利用化學(xué)方程式計(jì)算）

【分析】? 部分學(xué)生寫完“解：設(shè)日產(chǎn)生鐵的質(zhì)量為x”后，開始茫然無措，不知道物質(zhì)發(fā)生什么化學(xué)反應(yīng)得到生成物，不能寫出化學(xué)方程式，不知往下如何解答。實(shí)際該練習(xí)涉及的基本反應(yīng)原理為：

在高溫下，一氧化碳奪取氧化鐵里的氧，將鐵還原出來，化學(xué)方程式為：

Fe 2O 3+3CO 高溫 2Fe+3CO 2

若不掌握煉鐵基本原理，寫不出原理化學(xué)方程式，利用化學(xué)方程式計(jì)算步驟、方法掌握再熟練，也無用武之地。

二、 正確書寫化學(xué)方程式

化學(xué)方程式是對化學(xué)反應(yīng)最簡潔、全面的描述。它是建立在對化學(xué)反應(yīng)相關(guān)知識的高度認(rèn)識掌握基礎(chǔ)上的結(jié)果，不是簡單的文字轉(zhuǎn)換字母的游戲。它不僅表示化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件（即化學(xué)反應(yīng)“質(zhì)”的關(guān)系），還能表示反應(yīng)物、生成物各物質(zhì)之間的質(zhì)量比，表示反應(yīng)物、生成物各種粒子的相對數(shù)量關(guān)系（即化學(xué)反應(yīng)“量”的關(guān)系），其中，化學(xué)方程式表示的反應(yīng)物、生成物之間的質(zhì)量比是化學(xué)方程式計(jì)算最直接的依據(jù)。正確書寫化學(xué)方程式是利用化學(xué)方程式簡單計(jì)算的根本前提之一，這就要求學(xué)生不僅相關(guān)化學(xué)反應(yīng)知識要全面掌握，而且對元素符號、化學(xué)式等化學(xué)用語更得有充分的認(rèn)識、理解、應(yīng)用能力。

學(xué)生實(shí)際練習(xí)過程中，常出現(xiàn)的化學(xué)方程式書寫錯誤有以下幾種：①漏落或添加反應(yīng)物、生成物;②錯寫反應(yīng)物、生成物化學(xué)式;③不寫、漏寫反應(yīng)條件;④忘記或錯標(biāo)生成物狀態(tài);⑤化學(xué)方程式未配平。這些錯誤的出現(xiàn)，有時(shí)并不影響計(jì)算數(shù)值結(jié)果，因此具有更大的欺騙性，學(xué)生往往在完成解答后，發(fā)現(xiàn)除了“設(shè)”正確，其余一錯到底，不由感覺利用化學(xué)方程式計(jì)算太復(fù)雜、太難，產(chǎn)生畏難情緒。

【例3】?? 欲測定一瓶標(biāo)簽破損的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，現(xiàn)取30 ?g稀硫酸樣品于燒杯中，將15 % 的NaOH溶液逐滴加入燒杯中，邊加邊攪拌，隨著NaOH溶液的不斷加入，溶液pH的變化如圖所示：

回答下列問題：

（1）a點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是 ?????;（填化學(xué)式）

（2）該稀硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算過程，結(jié)果精確到0.1 % ）

【分析】? 問題（2）解答，學(xué)生閱讀圖像可獲得，稀硫酸與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液pH=7，此時(shí)消耗的氫氧化鈉質(zhì)量為：

8 ?g×15 % =1.2 ?g，

寫完正確的“解：設(shè)硫酸質(zhì)量為x”后，化學(xué)方程式寫作：

H 2SO 4+2NaOH Na 2SO 4+H 2O

在不犯其他錯誤情況下，一氣呵成，數(shù)值結(jié)果與答案也相同，教師批改錯誤后，學(xué)生往往認(rèn)為自己粗心大意，犯的是小錯，只要結(jié)果正確就行，其他如：利用氯酸鉀分解制取氧氣反應(yīng)計(jì)算時(shí)，書寫的化學(xué)方程式中催化劑、加熱等反應(yīng)條件漏寫，氧氣氣體符號漏標(biāo)，把碳酸鈉化學(xué)式錯寫為NaCO 3等錯誤時(shí)時(shí)出現(xiàn)，學(xué)生不認(rèn)真改正基礎(chǔ)知識錯誤，只一味計(jì)算數(shù)值，造成類似錯誤不斷重復(fù)，進(jìn)而對利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算產(chǎn)生畏難情緒。

三、 建立正確的解題思路

陶行知先生說過“我們特別注意自動力之培養(yǎng)，使它關(guān)注于全部的生活學(xué)習(xí)工作之中”，這一思想同樣適用于化學(xué)方程式計(jì)算的學(xué)習(xí)。利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算課題學(xué)習(xí)時(shí)，多數(shù)教師把教學(xué)重點(diǎn)放在完整步驟總結(jié)上：

（1）設(shè)未知量;

（2）寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;

（3）寫出相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)與相對分子質(zhì)量的乘積以及已知量、未知量;

（4）列出比例式，求解;

（5）簡明地寫出答案。

學(xué)生學(xué)習(xí)過程感覺清晰明了，很容易理解并掌握例題步驟內(nèi)容、要求，但實(shí)際練習(xí)時(shí)，只要練習(xí)題比例題有較大改變，學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)僅能完成第一步解、設(shè)、表達(dá)，往下開始茫然無措情況。出現(xiàn)這種情況的原因是學(xué)生并沒有建立正確的利用化學(xué)方程式進(jìn)行簡單的計(jì)算思路，把教材解答時(shí)規(guī)范的書寫步驟當(dāng)作解題思路機(jī)械套用。更有學(xué)生讀題時(shí)，根本不找題目中的化學(xué)反應(yīng)，把利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)扔在一邊，先查找已知量值，然后看題目最后求解內(nèi)容，機(jī)械寫出未知量為x。

【例4】?? 鋅與稀鹽酸（HCl）反應(yīng)生成氫氣和氯化鋅，實(shí)驗(yàn)室用6.5 ?g鋅與足量稀鹽酸反應(yīng)，可制得氫氣和氯化鋅的質(zhì)量各是多少？

【分析】? 不少同學(xué)匆忙讀完題目，順利寫出“解：設(shè)制得的氫氣質(zhì)量為x，氯化鋅質(zhì)量為y”，然后，就再也做不下去了。究其原因，學(xué)生并沒有建立正確的解題思路。

正確的利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算思路一般為：

（1）認(rèn)真讀題，弄清楚題目中涉及的化學(xué)反應(yīng)原理。

該練習(xí)中“鋅與鹽酸（HCl）反應(yīng)生成氫氣和氯化鋅”，即是告知學(xué)生題目計(jì)算依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理。

（2）正確書寫化學(xué)方程式

Zn+2HCl ZnCl 2+H 2↑

由此可見，認(rèn)真讀題，是要求學(xué)生通過讀題先找出題目中相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，并寫出正確的化學(xué)方程式，而不簡單機(jī)械套用課本例題書寫格式，把書寫格式當(dāng)作解題思路?；瘜W(xué)方程式及其含義這一學(xué)習(xí)對化學(xué)方程式計(jì)算的學(xué)習(xí)有著促進(jìn)作用。如果缺乏這一學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，化學(xué)方程式計(jì)算的學(xué)習(xí)就只能停留在對一般問題的解決上，不能達(dá)到化學(xué)問題解決的更高層次的學(xué)習(xí)。

四、 扎實(shí)的數(shù)學(xué)計(jì)算能力

利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算，應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識并不難，基本為小學(xué)數(shù)學(xué)四則運(yùn)算和比例式計(jì)算。進(jìn)行基本數(shù)學(xué)計(jì)算知識測試，在四則運(yùn)算知識方面學(xué)生間沒有明顯的差距，但在解答比例式的計(jì)算過程中，學(xué)生間表現(xiàn)出明顯差別，表現(xiàn)在利用化學(xué)方程式簡單計(jì)算時(shí)，解答步驟在比例式列出時(shí)，所用時(shí)間基本相等，正確率幾乎一樣，到求解比例式時(shí)，一些同學(xué)需要花費(fèi)更多時(shí)間進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果還往往出現(xiàn)錯誤，基本是計(jì)算能力差的同學(xué)對比例式意義、計(jì)算時(shí)數(shù)據(jù)間的約分等計(jì)算技巧應(yīng)用方面差距大造成的。

【例5】?? 實(shí)驗(yàn)室制得的純堿樣品中通常含有少量的氯化鈉，現(xiàn)有含氯化鈉雜質(zhì)的純堿樣品 ?22.8 ?g， 溶于308.6 ?g水中完全溶解，向該溶液中加入208 ?g的氯化鋇溶液，恰好完全反應(yīng)，生成沉淀質(zhì)量為39.4 ?g。

求：（1）原樣品中的碳酸鈉的質(zhì)量;（2）反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【分析】? 以（1）解答為例，前面幾步解答，學(xué)生間沒有差距：

解：設(shè)原樣品中碳酸鈉質(zhì)量為x：

Na 2CO 3+BaCl 2? BaCO 3↓+2NaCl

106 197

x 39.4 ?g

106 197 = x 39.4 ?g

解答比例式求解：

x= 106×39.4 ?g 197

解答到此步，學(xué)生間沒有明顯差距，但部分學(xué)生在求解x的計(jì)算過程中，先把分子上兩個數(shù)據(jù)相乘：

106×39.4 ?g=4176.4 ?g

再用分子乘積4176.4 ?g除以分母197，花費(fèi)更多時(shí)間才得出結(jié)果21.2 ?g，并且其中部分學(xué)生分子乘積運(yùn)算時(shí)就出錯，辛辛苦苦計(jì)算完，結(jié)果還不正確，產(chǎn)生計(jì)算難的挫折感。計(jì)算能力強(qiáng)的同學(xué)，早觀察到分子上的乘數(shù)之一39.4與分母197之間存在可約分關(guān)系，立即用197當(dāng)作約數(shù)，分母約分為1，39.4約分為0.2，再用0.2×106，口算就能得出正確得數(shù)21.2。這就要求計(jì)算能力差的學(xué)生一定要把小學(xué)學(xué)過、用過的一些計(jì)算技巧應(yīng)用到化學(xué)計(jì)算過程中，利用好數(shù)學(xué)知識。

五、 培養(yǎng)嚴(yán)格規(guī)范的書寫格式意識

利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算，是以化學(xué)方程式為基本根據(jù)，結(jié)合其他化學(xué)知識，從定量觀點(diǎn)認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，不能簡單認(rèn)為計(jì)算為根本。初期掌握程度比較優(yōu)秀的部分學(xué)生，明知該類題目有嚴(yán)格有序的規(guī)范書寫要求，還經(jīng)常省略解、設(shè)等步驟書寫，將規(guī)范的書寫格式要求棄之腦后。這種情況的持續(xù)存在給學(xué)生后續(xù)的高中化學(xué)計(jì)算學(xué)習(xí)留下了隱患。

【例6】?? 某石灰水中含有氫氧化鈣2.22 ?g，要使該石灰水中的氫氧化鈣全部反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，至少需要二氧化碳的質(zhì)量是多少？

【分析】? 該練習(xí)是一道典型的利用化學(xué)方程式簡單計(jì)算的基礎(chǔ)題目，涉及的化學(xué)反應(yīng)原理清晰，計(jì)算量也不大，部分學(xué)生在練習(xí)時(shí)出現(xiàn)如下書寫結(jié)果：

Ca（OH） 2+CO 2 CaCO 3↓+H 2O

x= 2.22×44 74 =1.32 ?g

只草草了了的寫了兩行，這樣的練習(xí)根本達(dá)不到化學(xué)練習(xí)目的，反而適得其反。規(guī)范的解答格式和詳細(xì)的步驟書寫，不僅體現(xiàn)出學(xué)習(xí)者嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，更能提高學(xué)習(xí)者科學(xué)的解答思考能力，還能在任何級別的考試中從容面對挑剔的閱卷者，要堅(jiān)決杜絕類似情況的再出現(xiàn)。

六、 提高圖像圖表閱讀能力

化學(xué)方程式通過相對分子質(zhì)量（或相對原子質(zhì)量）可以表示各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，即各物質(zhì)之間的質(zhì)量比。若實(shí)驗(yàn)者把反應(yīng)中能主動加以操縱、控制并對被試的反應(yīng)可能產(chǎn)生影響的物質(zhì)設(shè)為自變量x，因自變量改變而改變的變量，就是實(shí)驗(yàn)者觀察的因變量y，兩者的關(guān)系可以一一對應(yīng)，可建立函數(shù)關(guān)系。如：在反應(yīng)Zn+H 2SO 4 ZnSO 4+H 2↑中，若設(shè)在足量的稀硫酸中加入鋅的質(zhì)量為自變量x，生成的氫氣質(zhì)量為因變量y，兩者之間即可建立出如下一次函數(shù)關(guān)系：

y= 2 65 x

此函數(shù)關(guān)系可以用列表法、圖像法等形式表達(dá)出，在此不再詳表。

圖像圖表充分體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)的嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)學(xué)思想，具有簡明、直觀、形象的特點(diǎn)，既讓學(xué)生加深對化學(xué)基礎(chǔ)知識的理解，也有助于培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析解決問題能力。

【例7】?? 將氯化鈉和氯化鎂的固體混合物 ?30 ?g ?放入燒杯中，加入245.6 ?g水使其完全溶解，再加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)過程中滴加氫氧化鈉溶液的質(zhì)量與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。請計(jì)算：

（1）m的值為 ?????;

（2）恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗氫氧化鈉的質(zhì)量 ?????????克;

（3）恰好完全反應(yīng)時(shí)，所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出具體計(jì)算過程）

【分析】? 問題（1）：由圖中信息可知，20 ?g氫氧化鈉溶液完全反應(yīng)生成2.9 ?g沉淀，加入氫氧化鈉溶液60 ?g以后仍然產(chǎn)生沉淀，說明加入60 ?g氫氧化鈉溶液時(shí)，氫氧化鈉完全反應(yīng)，生成氫氧化鎂質(zhì)量是2.9 ?g×3=8.7 ?g。

（2）、（3）略

圖像圖表題一直是各地中考化學(xué)試卷中的熱門題型，很多文章都有精彩闡述、分析，在此不再贅述。

學(xué)習(xí)方法是終身學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)，掌握了學(xué)習(xí)方法，才能從根本上發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，從而做到“以不變應(yīng)萬變”。化學(xué)方程式的簡單計(jì)算，不是單純靠模仿例題能解決的，學(xué)生一定要養(yǎng)成全面、認(rèn)真、扎實(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)，這樣學(xué)習(xí)利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算就容易多了。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳先榮.《根據(jù)化學(xué)方程式的簡單計(jì)算》學(xué)習(xí)條件的研究[D].長沙：湖南師范大學(xué)，2014.

[2]周瑜.初中生化學(xué)計(jì)算學(xué)習(xí)障礙研究[D].上海：上海師范大學(xué)，2014.