例析三種化學(xué)方程式計(jì)算中求溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的題型

高 鑫

(遼寧市第十二中學(xué) 111000)

化學(xué)方程式計(jì)算題有文字?jǐn)⑹鲂?，有圖像坐標(biāo)型，有表格型等幾種常見形式，都通過描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)或者實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來交代有關(guān)信息.主要側(cè)重考查學(xué)生的根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的能力.教師要教會(huì)學(xué)生如何提煉信息，并且抓住題中所給的關(guān)鍵物質(zhì)的量的變化，運(yùn)用平衡和轉(zhuǎn)化的思想建立數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系解決問題.

實(shí)際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，化學(xué)方程式計(jì)算中求溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是學(xué)生的短板.學(xué)生對于此類計(jì)算問題感到棘手，是個(gè)難點(diǎn).特別在求溶液質(zhì)量時(shí)，學(xué)生不能很好地運(yùn)用平衡和轉(zhuǎn)化的思想.筆者總結(jié)了三種常見的類型，直接型，減去氣體型，減去沉淀型.最后找到共性，總結(jié)出一個(gè)通用的公式.

在考察時(shí)，試題可能會(huì)以更加靈活的方式出現(xiàn)，但萬變不離其宗.一個(gè)規(guī)律可以完全解決問題.同時(shí)注重對實(shí)驗(yàn)過程或者解決生活生產(chǎn)中的實(shí)際問題的考察.深刻理解化學(xué)計(jì)算在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用.感受到化學(xué)有用.筆者設(shè)計(jì)了一節(jié)專項(xiàng)復(fù)習(xí)來突破這個(gè)難點(diǎn).

1.直接相加型

在解這個(gè)類型的化學(xué)計(jì)算時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生理解質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)，即用守恒的思想來看待化學(xué)變化.這個(gè)類型生成物都可溶，都不跑掉.對于沒有難溶性雜質(zhì)的類型講，有等式 “ 反應(yīng)前所有物質(zhì)的質(zhì)量和=反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量 ” 成立.所得溶液中的所有物質(zhì)或原子均來自于反應(yīng)物.

例1 用16 g溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氫氧化鈉溶液,恰好完全中和20 g的硫酸溶液.求反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解設(shè)生成的Na2SO4質(zhì)量為x，則

2NaOH+H2SO4= Na2SO4+2H2O

80 142

16 g×25%x

80/142=16 g×25%/x,x=7.1 g

則所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： 7.1 g /(16g+20g) ×100%=19.7%

2.減去氣體型

在解這個(gè)類型的化學(xué)計(jì)算時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生理解生成的氣體雖然逸散到空氣中，但依據(jù)質(zhì)量守恒定律，是生成物質(zhì)量的一部分.卻不是所得溶液的一部分，求溶液的質(zhì)量時(shí)要減掉.有等式 “ 反應(yīng)前所有物質(zhì)的質(zhì)量和=反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量+生成的氣體的質(zhì)量 ” 成立.從轉(zhuǎn)化角度來講，氣體中的原子都來自于反應(yīng)物；從守恒角度講，假設(shè)該裝置密閉，物質(zhì)質(zhì)量反應(yīng)前后是守恒的.

例2 把一定質(zhì)量的鋅放到100 g稀硫酸中兩者恰好完全反應(yīng)，最終收集到0.4 g氣體.求所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解設(shè)鋅的質(zhì)量為x,ZnSO4的質(zhì)量為y,則

Zn+H2SO4= ZnSO4+ H2↑，

65 161 2

xy0.4 g

65/2=x/0.4g,x=13.0 g

161/2=y/0.4g,y=23.2 g

所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： 23.2 g /(13.0g+100g-0.4g)×100%=20.6%.

3.減去沉淀型

在解這個(gè)類型的化學(xué)計(jì)算時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生理解生成的沉淀不是溶液的一部分，但其中的原子都由反應(yīng)物轉(zhuǎn)化而來.依據(jù)質(zhì)量守恒定律，是生成物質(zhì)量的一部分，卻不屬于溶液，求溶液的質(zhì)量時(shí)要減掉.有等式 “ 反應(yīng)前所有物質(zhì)的質(zhì)量和=反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量+生成的沉淀的質(zhì)量 ” 成立.

例3 將150 g Na2CO3溶液與50 g CaCl2溶液混合后,恰好完全反應(yīng).過濾得到10 g沉淀.求過濾后所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù).(結(jié)果精確到0.1%)

解設(shè)生成NaCl 的質(zhì)量為x,則

Na2CO3+CaCl2= CaCO3↓+ 2NaCl

100 117

10gx

100/117=10g/x,x=11.7 g

所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：11.7 g /(150g+50g-10g)×100%=6.2%

綜上所述，可以用一個(gè)公式概括三種情況：“ 反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量=反應(yīng)前所有物質(zhì)的質(zhì)量和-生成的沉淀或氣體的質(zhì)量 ” .其中沉淀或氣體有哪個(gè)減哪個(gè)，都有同時(shí)減.“沉淀”包括反應(yīng)物中難溶性雜質(zhì).

化學(xué)方程式計(jì)算中求溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的教學(xué)中，關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生深刻理解化學(xué)反應(yīng)的守恒和轉(zhuǎn)化關(guān)系.并從中提取出計(jì)算時(shí)所用的有用數(shù)值和信息，正確計(jì)算.從而提高分析問題能力，解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)學(xué)生核心化學(xué)素養(yǎng)的提升.

參考文獻(xiàn)：

[1]林燕嵐,衷明華.淺析化學(xué)計(jì)算題解題技巧之守恒法[J].江西化工,2015(2):219-221.

[2]王銳勇.守恒法和差量法巧解化學(xué)計(jì)算題[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究,2016(5):158.