化學(xué)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下“化學(xué)計(jì)算”中考題型淺析

【摘要】初中“化學(xué)計(jì)算”是中考的重點(diǎn)之一。“化學(xué)計(jì)算”是依據(jù)化學(xué)概念、原理、事實(shí)等進(jìn)行定量推理、判斷的綜合應(yīng)用。化學(xué)式計(jì)算建立思維模式，突破陌生物質(zhì)；化學(xué)方程式計(jì)算運(yùn)用平衡思想，正確書寫方程式；溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算深刻理解核心概念，準(zhǔn)確把握質(zhì)量分?jǐn)?shù)；綜合計(jì)算融合核心知識，提升解題能力。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng) 化學(xué)計(jì)算 中考 題型

【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）39-0158-02

中學(xué)化學(xué)核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)宏觀辨析與微觀探析：能通過觀察、辨識一定條件下物質(zhì)的形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象，初步掌握物質(zhì)及其變化的分類方法，并能運(yùn)用符號表征物質(zhì)及其變化。變化觀念與平衡思想：能用對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展和動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)考察、分析化學(xué)反應(yīng)，預(yù)測在一定條件某種物質(zhì)可能發(fā)生的化學(xué)變化。證據(jù)推理與認(rèn)知模型：能初步學(xué)會收集各種證據(jù)，對物質(zhì)的性質(zhì)及其變化提出可能的假設(shè)；基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，證實(shí)或證偽假設(shè)；能認(rèn)識化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，能運(yùn)用多種模型來描述和解釋化學(xué)現(xiàn)象，預(yù)測物質(zhì)及其變化的可能結(jié)果；能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。梳理近幾年全國各地中考試題，發(fā)現(xiàn)對核心素養(yǎng)考查特別明顯，但學(xué)生處理此類問題并不理想，筆者試舉幾例化學(xué)計(jì)算的考題與同行分享。

化學(xué)計(jì)算主要考查以下幾個(gè)知識點(diǎn)：1.有關(guān)化學(xué)式計(jì)算；2.有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算（包括純物質(zhì)計(jì)算和不純物質(zhì)計(jì)算）；3.有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算；4.綜合計(jì)算。

一、建立思維模式，突破陌生物質(zhì)

例1.碳酸乙烯酯（C3H4O3）可用作鋰電池電解液，下列有關(guān)碳酸乙烯酯的說法正確的是（ ）

A.碳酸乙烯酯的相對分子質(zhì)量為（12×3+1×4+16×3）g

B.碳酸乙烯酯中C、H、O三種元素的質(zhì)量比為12：1：16

C.碳酸乙烯酯中C、H、O三種原子的個(gè)數(shù)比為3：4：3

D.碳酸乙烯酯中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=■×100%

[解析]這是一道有關(guān)化學(xué)式計(jì)算的題目，相對分子質(zhì)量是化學(xué)式中各原子的相對原子質(zhì)量的總和，單位是1，故A不正確?；瘜W(xué)式中元素的質(zhì)量比是化學(xué)式中各原子相對原子質(zhì)量之和的比，故B不正確?；瘜W(xué)式中原子的個(gè)數(shù)比是各原子個(gè)數(shù)之和的比，故C正確。化學(xué)式中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是把該元素的質(zhì)量與物質(zhì)的元素總質(zhì)量之比，故D不正確。

[反思]化學(xué)式計(jì)算包括相對分子質(zhì)量計(jì)算、求各元素間的質(zhì)量比、各原子的個(gè)數(shù)比、求物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等?；瘜W(xué)式計(jì)算是化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)，在考查過程設(shè)置的問題一般不難但所選物質(zhì)的化學(xué)式比較陌生，在教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生建立化學(xué)式計(jì)算的思維模式，讓學(xué)生在遇到陌生物質(zhì)時(shí)用已經(jīng)形成的思維模式解決問題，“萬變不離其宗”只要建立正確、有效的解題思維模式，就能解決此類問題，能做到舉一反三，觸類旁通，體現(xiàn)微觀探析學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、運(yùn)用守恒思想，正確書寫方程式

（一）純物質(zhì)計(jì)算

例2.汽車尾氣系統(tǒng)中使用催化轉(zhuǎn)化器，可降低CO、NO等有毒氣體的排放，其反應(yīng)化學(xué)方程式為：2CO+2NO

2CO2+N2，當(dāng)有5.6g CO被轉(zhuǎn)化時(shí)，計(jì)算同時(shí)被轉(zhuǎn)化的NO的質(zhì)量。

[解析]該題是一道考查主干核心知識且具有學(xué)科特色的好題，已知其中一種反應(yīng)物的質(zhì)量，求另一種反應(yīng)物的質(zhì)量。這就要求學(xué)生在方程式計(jì)算學(xué)習(xí)中明確不單是反應(yīng)物和生成物存在比例關(guān)系，而是參與反應(yīng)的任何兩種物質(zhì)間都存在比例關(guān)系，當(dāng)然反應(yīng)物之間也存在比例關(guān)系。根據(jù)方程式中CO與NO的相對分子質(zhì)量之比為14：15，當(dāng)CO為5.6g時(shí)，求得NO的質(zhì)量為6g。

[反思]化學(xué)計(jì)算的重點(diǎn)是利用化學(xué)方程式的計(jì)算，如果化學(xué)方程式中的反應(yīng)物、生成物寫錯(cuò)了或者沒有配平，化學(xué)計(jì)算必然會得出錯(cuò)誤結(jié)果。因此，正確書寫化學(xué)反應(yīng)方程式是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)相關(guān)計(jì)算的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。在教學(xué)過程中要求學(xué)生熟練書寫化學(xué)方程式并利用守恒思想配平，養(yǎng)成良好的化學(xué)思維習(xí)慣。

（二）不純物質(zhì)計(jì)算

例3.某同學(xué)為了測定實(shí)驗(yàn)室中氯酸鉀樣品的純度，取2.5g該樣品與0.5g二氧化錳混合。加熱該混合物t1時(shí)間后（假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)），冷卻，稱量剩余固體質(zhì)量，重復(fù)以上操作，依次稱得加熱t(yī)2、t3、t4時(shí)間后剩余固體的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)如下表：

[解析]該題反應(yīng)的方程式為2KClO3 2KCl+3O2↑。加熱t(yī)3時(shí)間后，剩余固體質(zhì)量沒有變化，故氯酸鉀已經(jīng)完全反應(yīng)。根據(jù)質(zhì)量守恒定律可算出氧氣的質(zhì)量m（O2）=（2.5+0.5-2.04）g=0.96 g。利用算出氧氣的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式算出氯酸鉀樣品中的有效成分為2.45g，通過有效樣品質(zhì)量與樣品總質(zhì)量之比便可算出氯酸鉀的純度為98%。在這道題目解題過程中容易出現(xiàn)的問題：1.化學(xué)方程式書寫不正確，特別是未將化學(xué)方程式最終配平。2.只利用一個(gè)分子的相對分子質(zhì)量，而未計(jì)算幾個(gè)分子的相對分子質(zhì)量之和。3.誤將實(shí)際質(zhì)量乘以化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)。

[反思]在化學(xué)方程式中所表示的反應(yīng)物和生成物都是指純凈物，不純物質(zhì)不能代入方程式進(jìn)行計(jì)算。遇到不純物質(zhì)時(shí)，需要將不純物質(zhì)換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量，才能代入方程式，按質(zhì)量比進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算不純物的純度，則先通過題中其他物質(zhì)把不純物中的有效成分質(zhì)量算出，再求不純物的純度。

學(xué)生在利用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，往往容易忽視化學(xué)過程，不重視化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際意義，忽視利用化學(xué)方程式是進(jìn)行正確計(jì)算的前提，只看重?cái)?shù)學(xué)運(yùn)用的結(jié)果，將利用化學(xué)方程式進(jìn)行簡單計(jì)算簡化為數(shù)學(xué)比例式的簡單計(jì)算。

三、深刻理解核心概念，準(zhǔn)確把握質(zhì)量分?jǐn)?shù)

例4.實(shí)驗(yàn)室要配制360.0克10%的鹽酸，需要36%的濃鹽酸（密度為1.18克/厘米3） ________毫升，水__________毫升（精確到0.1）。

[解析]有關(guān)溶液稀釋計(jì)算，解題的關(guān)鍵點(diǎn)是：稀釋前后溶液中溶質(zhì)質(zhì)量不變。可算出36%的濃鹽酸質(zhì)量為100g，再利用密度公式算出需要36%的濃鹽酸84.7ml。需要水260.0g，體積為260ml。

[反思]在溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的教學(xué)中，首先要引導(dǎo)學(xué)生深刻理解、準(zhǔn)確把握溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)核心概念，準(zhǔn)確呈現(xiàn)分析問題的思維過程，運(yùn)用概念分析問題、解決問題。除要求學(xué)生靈活運(yùn)用化學(xué)等基礎(chǔ)知識，還要具有一定的審題辨析分析能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、歸納表達(dá)能力。核心概念建立過程要幫助學(xué)生切實(shí)理解溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并通過實(shí)驗(yàn)、討論和例題等加深理解概念。關(guān)于溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，大概包括以下四種類型：（1）已知溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量，計(jì)算溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；（2）要配制一定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定的溶液，計(jì)算所需溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量；（3）溶液稀釋和配制問題的計(jì)算；（4）講溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算。

四、融合核心知識，提升解題能力

例5.將Na2CO3和NaCl固體混合物32.9g放入燒杯中，此時(shí)總質(zhì)量為202.9g，加入326.9g鹽酸，恰好完全反應(yīng)，待沒有氣泡逸出后再次稱量，總質(zhì)量為521.0g。計(jì)算所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（CO2的溶解忽略不計(jì)）。

[解析]這道題目融合了化學(xué)計(jì)算的精華，包括相對分子質(zhì)量計(jì)算，化學(xué)方程式計(jì)算，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算等，考查了對化學(xué)核心素養(yǎng)中的變化觀念與平衡思想，證據(jù)推理與模型認(rèn)知的培養(yǎng)。首先利用變化觀念分析Na2CO3和NaCl中能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是碳酸鈉，完全反應(yīng)后剩下的溶液中溶質(zhì)是氯化鈉，而此時(shí)的氯化鈉由兩部分組成：一部分是原有固體混合物里的，另一部分是碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的。求出氯化鈉的總質(zhì)量再與反應(yīng)后溶液總質(zhì)量之比，便可算出溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。

[反思]化學(xué)綜合計(jì)算綜合運(yùn)用知識較多，強(qiáng)調(diào)分析推理，具有明顯的區(qū)分度。在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生面對這種化學(xué)計(jì)算進(jìn)行得并不理想，往往是由于學(xué)生對化學(xué)計(jì)算的特點(diǎn)認(rèn)識不足造成的?；瘜W(xué)計(jì)算題從“量”的角度來反映物質(zhì)及其變化規(guī)律，包括化學(xué)和數(shù)學(xué)兩個(gè)因素，化學(xué)知識是化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)是化學(xué)計(jì)算的工具。

化學(xué)計(jì)算在初中化學(xué)教學(xué)中占有重要的位置，教學(xué)大綱指出：“進(jìn)行化學(xué)計(jì)算能使學(xué)生從量的方面來理解物質(zhì)及其變化的規(guī)律，掌握一些化學(xué)計(jì)算的基本技能和培養(yǎng)一些能力”。從近年中考“化學(xué)計(jì)算”的題型分析，我們不難看出，這些試題旨在挖掘?qū)W生各種各樣的創(chuàng)新潛能，引導(dǎo)師生在化學(xué)計(jì)算的教學(xué)中更關(guān)注思維方法的提煉，重視創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，全面提高學(xué)生的計(jì)算水平，體現(xiàn)對學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。面對新課標(biāo)，新中考提出的要求，教師應(yīng)改變照本宣科、死記硬背的舊式教學(xué)，多設(shè)置陌生情景的引入，滲透化學(xué)核心素養(yǎng)，以化學(xué)思想指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)?；瘜W(xué)計(jì)算表面上是計(jì)算問題，實(shí)際上它是化學(xué)知識綜合的具體表現(xiàn)，也是學(xué)生綜合能力的反映。

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作者簡介：

黃漸芬（1981.7-），大學(xué)本科學(xué)歷，中學(xué)一級化學(xué)教師，曾獲廣州市優(yōu)秀班主任稱號、廣州市化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽二等獎(jiǎng)，番禺區(qū)化學(xué)骨干教師，主要從事九年級化學(xué)教學(xué)工作。