撥開云霧見明月——化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中相關(guān)計(jì)算的復(fù)習(xí)

湖北

劉利娟

一、設(shè)計(jì)思路

近年來,高考化學(xué)計(jì)算常常與化學(xué)實(shí)驗(yàn)、元素化合物知識(shí)、化學(xué)平衡移動(dòng)等結(jié)合進(jìn)行考查,特別是與難度較大的化學(xué)工業(yè)流程題結(jié)合以后，具有數(shù)據(jù)多、關(guān)系復(fù)雜、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生感到無從下筆，也是學(xué)生們在測試和考試中最難得分的一類題。高考化學(xué)計(jì)算題注重對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用的考查，注重對(duì)計(jì)算思路和計(jì)算方法的考查，削減了數(shù)學(xué)計(jì)算的容量，恢復(fù)了化學(xué)計(jì)算的本質(zhì)。若能選擇合適的方法準(zhǔn)確快速地解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中的計(jì)算問題，不但可以縮短解題的時(shí)間，還有助于減小計(jì)算過程的出錯(cuò)率，對(duì)于提高學(xué)習(xí)成績，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率，有著重要意義。

二、考情分析

縱觀近幾年的高考試題，不難發(fā)現(xiàn)命題者更加重視對(duì)化學(xué)計(jì)算的考查，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)題中計(jì)算的考查?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)題中的計(jì)算題題型主要集中在以下三個(gè)方面：

1.測定樣品中某物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)或濃度；

2.計(jì)算產(chǎn)品的產(chǎn)率或回收率；

3.確定物質(zhì)的化學(xué)式。

題型一般為非選擇題，分值為2～4分。以下是近三年高考對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中計(jì)算的考查。

核心考查內(nèi)容考點(diǎn)集錦純度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算(2017·全國Ⅰ·26題)用凱氏定氮法測某甘氨酸(C2H5NO2)樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及樣品純度(2017·全國Ⅱ·26題)結(jié)合滴定法計(jì)算水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(2017·北京·27題)尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定(2016·浙江·29題)結(jié)合滴定實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)計(jì)算無水MgBr2產(chǎn)品的純度(2015·全國Ⅰ·36題)結(jié)合滴定實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(2015·浙江·29題)通過滴定實(shí)驗(yàn)計(jì)算海帶中碘的百分含量(2015·上海·36題)產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算

續(xù)表

三、學(xué)情分析

在化學(xué)《必修1》中學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)，也了解與物質(zhì)的量計(jì)算相關(guān)公式，但是教材中涉及的知識(shí)較簡單，實(shí)驗(yàn)流程簡單，計(jì)算題較單一。而高考題中涉及的化學(xué)計(jì)算通常結(jié)合了元素化合物知識(shí)、氧化還原反應(yīng)原理、酸堿中和滴定等多方面的知識(shí)，有些學(xué)生的思緒較雜亂，不知道該如何分析，無法將已知量與未知量聯(lián)系起來。因此，在遇到此類習(xí)題時(shí)常常選擇放棄。

四、教學(xué)方法

自主學(xué)習(xí)方法 討論法 教師引導(dǎo)講授法 練習(xí)法 歸納法

五、實(shí)驗(yàn)用品及教學(xué)設(shè)備

多媒體投影教學(xué) 導(dǎo)學(xué)案

六、教學(xué)過程

微點(diǎn)聚焦一 簡化過程 妙用守恒

所謂“守恒”就是物質(zhì)在發(fā)生變化或兩種物質(zhì)發(fā)生相互作用的過程中某些物理量的總量保持“不變”。一切化學(xué)反應(yīng)都遵循守恒定律，在化學(xué)變化中有著各種各樣的守恒，如質(zhì)量守恒、元素原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒、能量守恒等。

(一)由“元素守恒”確定關(guān)系式

1．在O2中灼燒0.44 g S和Fe組成的化合物，使其中的S全部轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，把這些SO2全部氧化轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4。這些H2SO4可以用20 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液完全中和。則原化合物中S的百分含量為

( )

A．18% B．46%

C．53% D．36%

【答案】D

【解析】明確S～SO2～SO3～H2SO4中硫元素守恒，根據(jù)酸堿中和求出與NaOH的關(guān)系。

全部反應(yīng)過程中，各物質(zhì)的量的關(guān)系可用下式表示：

S～SO2～SO3～H2SO4～ 2NaOH

32 g 2 mol

x(0.02×0.50)mol

(二)由“電子守恒”確定關(guān)系式

2．將4.9 g Mg和Fe的混合物在過量稀HNO3中完全反應(yīng)，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO氣體2.24 L，向反應(yīng)后的溶液中加入足量燒堿溶液充分反應(yīng)，求最后生成沉淀的質(zhì)量。

【答案】10 g

【解析】由題意知，整個(gè)過程中存在關(guān)系：

Fe～3e-～3OH-～Fe(OH)3

Mg～2e-～2OH-～Mg(OH)2

【解題模板】

微點(diǎn)聚焦二 解題捷徑 關(guān)系式法

關(guān)系式法是表示兩種或者多種物質(zhì)之間“物質(zhì)的量”關(guān)系的一種簡化式子。在多步反應(yīng)中，它可以把始態(tài)反應(yīng)物與終態(tài)生成物之間物質(zhì)的量關(guān)系表示出來，把多步計(jì)算簡化為一步計(jì)算。正確書寫關(guān)系式是關(guān)系式法解化學(xué)計(jì)算題的前提。

【答案】本題涉及的化學(xué)方程式或離子方程式為

5 2

n1(CaCO3)

aV2×10-3mol

n1(CaCO3)=2.5aV2×10-3mol

【解題模板】

微點(diǎn)聚焦三 巧思妙解 差量分析

差量法的實(shí)質(zhì)是算出反應(yīng)體系中某些化學(xué)量從始態(tài)到終態(tài)的差量，以此作為解題的突破口。按照差量的性質(zhì)來說，差量可以是質(zhì)量差、體積差、物質(zhì)的量的差值、壓強(qiáng)差等。從任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，均可以找到一個(gè)或多個(gè)有關(guān)量的差值，因此運(yùn)用此法解題時(shí)，必須仔細(xì)分析題意，理清思路，選好相關(guān)物理量的差值，根據(jù)題意確定理論差值，再根據(jù)題目提供的實(shí)際差值，列出比例式，然后求解。

(一)確定含量

(二)確定組成

5．CuSO4·5H2O樣品0.80 g受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示。

試確定200 ℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式(要求寫出推斷過程)。

250 18n

0.80 g 0.80 g-0.57 g=0.23 g

【解題模板】