冉维
初中阶段学生需要掌握的化学计算题类型,占据了整个中学阶段所要学习的百分之八十以上,是学生学好高中化学计算的基础,也是难点.其实,初中化学计算题没有想象中的那么难掌握,关键在于处理好化学计算与培养能力的關系,注重题型的归纳总结,并掌握对应的解题方法,结合一定数量的练习,即可达到事半功倍的效果.下面结合实例对初中化学计算题类型及常用解题方法进行总结归纳.
一、根据化学式的计算
题型分类:根据化学式计算相对分子质量、元素质量比、元素质量分数.解题要点:(1)准确书写化学式;(2)相对原子质量查找、使用要准确;(3)对于同一元素原子在不同原子团中的物质的化学式进行计算时,需要合并原子个数.例如,与50kg硝酸铵(NH4NO3)里所含氮元素质量相等的碳酸氢铵(NH4HCO3)的质量是多少?本题为根据化学式计算相对分子质量,也就是两种不同物质中共同的氮元素含量.需要注意的是,其中硝酸铵(NH4NO3)在两个原子团中含有氮元素,要合并原子个数.设碳酸氢铵(NH4HCO3)的质量为x.根据两者所含氮元素质量相等,可列出如下等式:50kg×(2N/NH4NO3)×100%=x(N/NH4HCO3)×100%,解得:x=98.8kg.所以98.8kg碳酸氢铵与50kg硝酸铵所含氮元素质量相等.
二、根据化学方程式的计算
题型分类:简单计算、含杂质的计算、多步反应的计算.解题要点:(1)理解并能熟练运用质量守恒定律;(2)掌握化学方程式计算的步骤;(3)“方程式要配平,需将纯量代方程;关系式对关系量,计算单位不能忘;关系量间成比例,解设比答要牢记”.例如,元明粉的主要成分为Na2SO4,当质量分数不低于99.3%时,其质量等级可认定为特等品.为确定某批元明粉是否为特等品,质检人员将28.6g样品(杂质为可溶性氯化物)加适量水使其完全溶解,再向其中加入20%的BaCl2溶液至不再产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀46.6g.通过计算确定该批产品是否够得上特等品.本题需要根据化学反应方程式,求得样品中所含Na2SO4的质量,与其原始质量相比,得出质量分数并最终确定样品等级.Na2SO4与BaCl2反应的化学方程式为Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl.设样品中所含Na2SO4的质量为x.已知Na2SO4与BaSO4的分子质量分别为142和233,生成白色沉淀(BaSO4)为46.6g,可列出等式如下:142/x=233/46.6g,解得:x=24.4g.所以(24.4g/24.6g)×100%≈99.3%.所以该批产品可定为特等品.
三、有关溶液的计算
题型分类:溶质、溶剂、溶液质量与溶质质量分数的计算;溶液稀释、浓缩、混合的计算;溶质质量分数与体积、密度有关计算;化学方程式和溶液的综合计算.解题要点:(1)牢记以下关系等式:溶液质量=溶质质量+溶剂质量、溶液质量=溶液体积×溶液密度、溶液溶质质量分数=(溶质质量/溶液质量)×100%、饱和溶液中溶质的质量分数=(溶解度/(100g+溶解度))×100%、稀释(或浓缩)前溶液中的溶质质量=稀释(或浓缩)后溶液中的溶质质量;(2)化学方程式和溶液的综合计算应以根据化学方程式计算的解题思路和方法为主,反应后所得溶液质量=参加反应的各溶液质量之和-生成气体质量-生成沉淀质量,溶液代入化学方程式时应代入参加反应的溶质质量;(3)正确理解溶解度的含义,正确判断溶质是不是完全溶解;(4)溶液体积混合一般不是简单相加,应利用“溶液质量=溶液体积×溶液密度”先转化为质量问题,再进行计算.
例如,10g碳酸钙与稀盐酸反应的关系如图.(1)当加入73g稀盐酸时,二者恰好完全反应.问:此时生成的气体的质量?反应后溶液中溶质的质量分数?(2)当加入120g稀盐酸时,溶液中的溶质是什么?本题为化学方程式和溶液的综合计算,应以根据化学方程式计算的解题思路和方法为主.在计算时不能根据稀盐酸的质量来进行,因为其非纯净物,而是混合物,化学方程式计算中所涉及的质量都是纯净物的质量.题中涉及的化学反应为碳酸钙与稀盐酸的反应,化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,生成物为氯化钙、水和二氧化碳.反应后所得溶液中,溶质是可溶性的氯化钙,生成的二氧化碳已经离开了溶液,不能算作溶液质量.因此,反应后所得溶液质量为反应前碳酸钙质量加上稀盐酸质量减去生成气体质量.根据质量分数计算公式,可得出所得溶液中溶质质量分数.当加入120g稀盐酸时,稀盐酸不能完全反应,因此溶液中的溶质除了生成的氯化钙外,还有未反应的氯化氢.