◎郭惠群
初中化学计算题的类型很多,但近几年云南省学业水平考试涉及较多的是有关溶液中溶质质量分数的计算,题型不难,但学生的得分率不高,究其原因是思路不清晰,无从下手。针对这个问题,结合自己的教学实践,浅谈一点心得。
1.教学内容的分析 理解溶质质量分数的概念;掌握溶液中溶质质量分数的简单计算。通过溶质质量分数的学习,培养学生分析问题、解决问题的能力。让学生体会从量变到质变的辩证唯物主义的规律,初步发展严谨求实的科学精神。
2.考试说明中的要求 理解溶质质量分数的含义,会进行溶质质量分数的计算包括加水稀释的计算,了解溶质质量分数在生产、生活中的重要意义。
3.在本学科中的地位、作用 《溶质质量分数》是九年级《化学》(人教版)第九单元,课题3,第一课时内容。溶质质量分数是继化学是的计算、化学方程式的计算的又一重要的化学计算。学生对化学计算已有一定的经验,本部分知识所涉及的质量分数,在第四单元根据化学式的计算中,学过化合物中某元素的质量分数的计算;在第八单元含杂计算中,学过混合物中某纯净物的质量分数的计算;本课题有关溶质质量分数的计算与前面学过的这两种计算既有相同之处(分子、分母的确定),又有不同之处(关系量的范围不同);在今后综合计算中,仍然会涉及溶质质量分数的计算,使本课题的学习不断延伸。
4.内容特色 本课知识的得出与“前概念”有一定相似之处,具有较好的规律性、系统性。学生通过实验展开学习,在教师的引导、启发下,自行推出计算式,再运用反例、练习、概括解题方法等对获取信息进行加工,从而将所学知识转化成解决实际问题的能力,同时又为以后学习综合计算打下基础,做好铺垫。
1.溶质质量分数:是溶质质量与溶液质量之比.
2.主要计算依据:溶液质量=溶液体积×溶液密度.
3.常见题型及基本思路:
(1)溶液加水稀释的计算:
根据稀释前后溶质的质量相等,可用以下计算式计算:m(浓)×a%(浓)=[m(浓)+m(水)]×a%(稀)
(2)溶质质量分数不同的同溶质溶液混合问题:
一般可用下式计算:
m(浓)×a%(浓)+m(稀)×a%(稀)=m(混)×a%(混)
(3)求化学反应后所得溶液中溶质质量分数的问题:
通过化学反应计算出溶质质量,再分析各量间关系求出溶液总质量,运用公式计算出反应后溶液中溶质的质量分数.
求反应后所得溶液质量的一般方法:质量守恒法.溶液质量=m(反应物)-m↓-m↑.
例:100g某硫酸溶液恰好与13g锌完全反应。请计算:
(1)生成氢气的质量。
(2)完全反应后所得溶液中溶质的质量分数。[1]
拿到题目要思考的第一个问题是用什么来算?分析题目里可用的已知量。化学方程式表示纯净物之间的质量比,溶液属于混合物,一般参与反应的是溶液中的溶质,由化学方程式计算出的也只能是溶液中溶质的质量[2]。该题目中100g硫酸是溶液,是混合物不是纯量,不能用作已知量,所以要用13g的锌来作为已知量。
第二个要思考的问题是算什么?第一问直接算氢气的质量。但第二个问就要清楚,锌和硫酸完全反应后溶液中的溶质是什么?根据化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑即可看出,锌和硫酸完全反应后溶液中的溶质是反应生成的ZnSO4,所以要根据读出的已知量13g的锌算出ZnSO4的质量。根据公式:溶质的质量分数=溶质的质量/溶液的质量×100%,算出溶质的质量后,还需解决的就是反应后溶液的质量。反应后所得溶液的质量有两种求法:①分别求出溶质、溶剂的质量,二者之和即为溶液质量;②根据质量守恒定律,反应后所得溶液的质量=反应前物质的总质量-生成气体(沉淀)的质量[2]。
第三个问题才是怎么算?考虑清楚以上两个问题后我们要来规范怎么书写,怎么计算才能在考试中拿到满分。
【解】设:生成氢气的质量为X,反应后生成的ZnSO4的质量为Y。
方:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
关:65 161 2
13g Y X
比:65/13g=2/X 65/13g=161/Y
X=0.4g Y=32.2g
反应后溶液中溶质的质量分数 =32.2g÷(100g+13g-0.4g)×100%=28.6%
答:生成氢气0.4g;反应后溶液中溶质的质量分数为28.6%。
以此题为例,这样的思考方法同样可以运用于其他类型的化学计算题中。无论是含杂质的计算,又或是已知量用差量、图表、坐标等的形式出现,只要知道带入化学方程式中可用的已知量必须是纯量,找准用什么来算方向就不错。明白算什么?解题的思路就清晰。最后怎么算?是规范解题的格式,确保不被扣分。
[1]2015年云南省初中学业水平考试化学试题卷
[2]云南教育出版研究所组编 《云南省标准教辅优佳学案》九年级化学云南教育出版社出版
[3]王立强.溶质质量分数计算中应注意的三个问题[J].理科考试研究:初中版,2006(1):54-54.