根據(jù)化學(xué)式計算的試題類型與學(xué)法指導(dǎo)

摘 要：根據(jù)化學(xué)式計算是九年級化學(xué)教學(xué)的重點和難點，文章比較系統(tǒng)完整地歸納和總結(jié)了有關(guān)化學(xué)式計算的試題類型。運用一題多解指導(dǎo)學(xué)生理解和掌握根據(jù)化學(xué)式計算的題型及規(guī)范的解題格式，靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)思維完成化學(xué)計算的方法。讓學(xué)生達到熟練一題，融會貫通掌握一類的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞：化學(xué)式計算;試題類型;學(xué)法指導(dǎo);解法分析及一題多解

在九年級化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)計算是化學(xué)教學(xué)的重點和難點。掌握化學(xué)計算的技能和技巧，對學(xué)好化學(xué)能起到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。我通過30多年的化學(xué)教學(xué)，總結(jié)歸納了有關(guān)化學(xué)式計算的試題類型，規(guī)范的解題格式和解題方法，供參加中考的同學(xué)及同仁借鑒。

學(xué)習(xí)目標：提綱挈領(lǐng)熟練一題，融會貫通掌握一類。以不變的解題格式、步驟、技能和技巧，應(yīng)對變化多樣的中考試題。

知識準備：化學(xué)式表示的含義。

知識準備題：根據(jù)酒精的化學(xué)式（C2H5OH或C2H6O）完成下列問題：

1. 表示物質(zhì)。2. 表示該物質(zhì)由、、三種元素組成。3. 表示該物質(zhì)的一個。4. 表示該物質(zhì)的每個分子由個碳原子，個氫原子，個氧原子構(gòu)成的。5. 該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量是。6. 表示該物質(zhì)中碳、氫、氧元素的質(zhì)量比是。7. 表示該物質(zhì)中每種元素的質(zhì)量分數(shù)為碳占、氫占、氧占。8. 2C2H6O表示。

根據(jù)化學(xué)式計算的學(xué)法指導(dǎo)及試題類型

學(xué)法指導(dǎo)：化學(xué)基礎(chǔ)知識與數(shù)學(xué)思維靈活結(jié)合。強調(diào)解題格式，完整解題步驟。

試題類型：

一、 計算物質(zhì)的相對分子質(zhì)量

化學(xué)式中各原子的相對原子質(zhì)量總和，叫作相對分子質(zhì)量，其中“各原子”指的是各個原子而不是各種原子，相對分子質(zhì)量也是一個比值，單位也為1。

題型1：硫酸銨（（NH4）2SO4）的相對分子質(zhì)量是。

解：硫酸銨（（NH4）2SO4）的相對分子質(zhì)量=（14+1×4）×2+32+16×4=132。

題型2：2KMnO4的相對分子質(zhì)量是。

解：2KMnO4的相對分子質(zhì)量=2×（39+55+16×4）=316。

題型3：碳酸鈉晶體（Na2CO3·10H2O）的相對分子質(zhì)量是硫酸銅晶體（CuSO4·5H2O）的相對分子質(zhì)量是。

解：Na2CO3·10H2O相對分子質(zhì)量=23×2+12+16×3+10×（1×2+16）=286。

CuSO4·5H2O的相對分子質(zhì)量=64+32+16×4+（1×2+16）×5=250或64+32+16×9+1×10=250。

二、 計算組成化合物各元素的質(zhì)量比

題型1：氧化鐵（Fe2O3）中鐵與氧的質(zhì)量比是。

解：Fe2O3中各元素的質(zhì)量比：鐵元素質(zhì)量∶氧元素質(zhì)量=56×2∶16×3=7∶3。

題型2：蔗糖（C12H22O11）中各元素的質(zhì)量比是，葡萄糖（C6H12O6）和淀粉（C6H10O5）n中氫原子和氧原子個數(shù)比為，氫元素和氧元素的質(zhì)量比為，因此糖類稱為碳水化合物。

解：蔗糖（C12H22O11）中各元素的質(zhì)量比是：C∶H∶O=12×12∶1×22∶16×11=72∶11∶88。

葡萄糖（C6H12O6）和淀粉（C6H10O5）n中氫原子和氧原子個數(shù)比為2∶1。

氫元素和氧元素的質(zhì)量比=H∶O=1×2∶16=1∶8。

題型3：某氧化物R2O3中，R元素與氧元素的質(zhì)量比為9∶8，則R元素的相對原子質(zhì)量是。

解：設(shè)R的相對原子質(zhì)量是x，則2x16×3=98，解得x=27，R元素的相對原子質(zhì)量是27。

題型4：1.42克R元素可與氧元素組成2.38克氧化物X或組成3.66克氧化物Y，則X和Y的化學(xué)式可能是（）

A. R20和R2O5B. R2O5和R2O3

C. R2O3和R2O7D. R20和R2O3

解析一：在X和Y的氧化物中，氧元素的質(zhì)量比就是原子個數(shù)比。氧元素的質(zhì)量之比為（2.38-1.42）∶（3.66-1.42）=3∶7。選C。

解析二：氧化物Y中氧元素的質(zhì)量比氧化物X中氧元素的質(zhì)量多1.28克，氧化物Y比氧化物X中多的氧元素的質(zhì)量與X中氧元素的質(zhì)量比=1.28∶0.96=4∶3。氧元素的質(zhì)量比就是原子個數(shù)比。Y中多的氧原子與X中氧原子比為4∶3。推出Y中氧原子（設(shè)y個）與X中氧原子（設(shè)x個）比=yx=4+33=73（應(yīng)用數(shù)學(xué)和比定律）。

解析三：觀察選項，R元素的化合價最高+7價，化合價最高+7價的有錳和氯種兩元素，錳只有在KMnO4中顯最高+7價，猜想R元素為氯。氧化物ClxOy中，氯的相對原子質(zhì)量是35.5，得35.5x16y=1.420.96，xy=23或35.5x16y=1.422.24，xy=27。選C。

三、 計算化合物中某一元素的質(zhì)量分數(shù)

化合物中某一元素質(zhì)量分數(shù)等于該化合物中某一元素占有的總的相對原子質(zhì)量與該化合物相對分子質(zhì)量之比。即：某元素的質(zhì)量分數(shù)=該原子的相對原子質(zhì)量×該原子的個數(shù)化合物的相對分子質(zhì)量×100%

題型1：氧化鐵（Fe2O3）中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是。氧元素的質(zhì)量分數(shù)是。

解：氧化鐵（Fe2O3）中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)=56×2/（56×2+16×3）×100%=70%。

氧化鐵（Fe2O3）中氧元素的質(zhì)量分數(shù)=1-70%=30%。

題型2：某元素R的氧化物的化學(xué)式為RO3，其中R元素的質(zhì)量分數(shù)為40%，則R元素的相對分子質(zhì)量是。

解：設(shè)R元素的相對分子質(zhì)量為x，則xx+48=0.4，解得x=32。

題型3：工業(yè)上用鐵礦石和石灰石的混合物煉鐵，鐵礦石主要成分FeO、Fe2O3等，石灰石主要成分CaCO3。在FeO、Fe2O3和CaCO3的混合物中，已知鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為56%，則CaCO3的質(zhì)量分數(shù)可能是（）

A. 10%B. 25%C. 30%D. 35%

解析：設(shè)混合物樣品100克，CaCO3中不含鐵元素。

1. 假設(shè)混合物只有FeO和CaCO3，混合物樣品100克中鐵元素的質(zhì)量是56克，F(xiàn)eO的質(zhì)量=56÷56/72=72克，CaCO3質(zhì)量是28克，故CaCO3的質(zhì)量分數(shù)是28%。2. 假設(shè)混合物只有Fe2O3和CaCO3。Fe2O3的質(zhì)量=56÷112/160=80（克），CaCO3質(zhì)量是20克，故CaCO3的質(zhì)量分數(shù)是20%。20%

四、 已知化合物的質(zhì)量（或化合物中某一元素的質(zhì)量），求某一元素的質(zhì)量（或化合物的質(zhì)量）

學(xué)法指導(dǎo)：

1. 公式法：根據(jù)元素在化合物中所占質(zhì)量分數(shù)可得：

M元素=M化合物·a%（該元素的質(zhì)量分數(shù)）

M化合物=M元素÷a%（該元素的質(zhì)量分數(shù)）

2. 關(guān)系式法：找化合物和元素的關(guān)系。如：NH4NO3——2N

題型1：232噸Fe3O4中含鐵（Fe）噸。

解法一：公式法

232噸Fe3O4中鐵元素的質(zhì)量=232×（56×3）/（56×3+16×4）=168（噸）。

解法二：關(guān)系式法

設(shè)：232噸Fe3O4中含鐵（Fe）x噸，

關(guān)系式 Fe3O4——3Fe

關(guān)系量23256×3

232x

列比例關(guān)系232∶232=56×3∶x，

解得x=168

題型2：克硝酸銨（NH4NO3）含氮56克。

解法一：硝酸銨的質(zhì)量=56÷35%=160（克）。

解法二：關(guān)系式法

設(shè)：x克硝酸銨（NH4NO3）含氮56克，

關(guān)系式 NH4NO3——2N

關(guān)系量8014×2

x56

列比例關(guān)系80∶x=28∶56，

解得x=160

題型3：克硝酸銨（NH4NO3）和132克硫酸銨[（NH4）2SO4]含氮量相同。

解法一：設(shè)：x克硝酸銨（NH4NO3）和132克硫酸銨[（NH4）2SO4]含氮量相同。

x·35%=132×28/132，

解得x=80

解法二：關(guān)系式法

設(shè)：x克硝酸銨（NH4NO3）和132克硫酸銨[（NH4）2SO4]含氮量相同。

關(guān)系式 NH4NO3——2N——（NH4）2SO4

關(guān)系量80132

x132

列比例關(guān)系80∶x=132∶132，

解得x=80

五、 有關(guān)樣品（混合物）純度的計算

學(xué)法指導(dǎo)：純度=純凈物的質(zhì)量混合物的質(zhì)量×100%

題型1：某（NH4）2SO4化肥樣品純度為90%，其他雜質(zhì)中不含氮元素，則該化肥樣品含氮量為。

學(xué)法指導(dǎo)：可假設(shè)樣品100（或a）克算出化合物和元素的質(zhì)量。

解法一：設(shè)樣品a克，樣品a克中含氮元素的質(zhì)量=a·90%×28/132=0.191a（克），則該化肥樣品含氮量=0.191a/a×100%=19.1%。

解法二：設(shè)樣品100克，樣品100克中含氮元素的質(zhì)量=100×90%×28/132=19.1（克），則該化肥樣品含氮量=19.1/100×100%=19.1%。

解法三：關(guān)系式法

設(shè)：該化肥樣品含氮量為x，

關(guān)系式 （NH4）2SO4——樣品

關(guān)系量（純度）100%90%

（含氮量）28/132x

列比例關(guān)系100%∶90%=28/132∶x，

解得x=19.1%。

解法四：該化肥樣品含氮量=28/132×90%=19.1%。

題型2：某硝酸銨樣品經(jīng)測定含氮量為30%，則該種化肥的純度為。

解法一：設(shè)樣品100克，

樣品100克中含氮元素的質(zhì)量=100×30%=30（克），

硝酸銨的質(zhì)量=30÷35%=85.71（克），

則該化肥的純度為=85.71/100×100%=85.71%。

解法二：關(guān)系式法

設(shè)：該化肥樣品純度為x，

關(guān)系式 NH4NO3——樣品

關(guān)系量（含氮量）28/8030%

（純度）100%x

列比例關(guān)系28/80∶30%=100%∶x，

解得x=85.71%。

解法三：該化肥樣品純度=30%÷35%=85.71%。

題型3：160噸純度為80%赤鐵礦石（主要成分Fe2O3）與多少噸純度為90%的磁鐵礦石（主要成分Fe3O4）煉鐵相同？（小數(shù)點后保留2位有效數(shù)字）

解法一：設(shè)：160噸純度為80%赤鐵礦石與x噸純度為90%的磁鐵礦石煉鐵相同。等量關(guān)系是鐵元素質(zhì)量相等。

160×80%×112/160=x·90%×168/232，

解得x=137.48

解法二：關(guān)系式法

設(shè)：160噸純度為80%赤鐵礦石與x噸純度為90%的磁鐵礦石煉鐵相同，

關(guān)系式 3Fe2O3——6Fe——2Fe3O4

關(guān)系量160×3232×2

160×80%x·90%

列比例式：480∶160×80%=232×2∶x·90%，

解得x=137.48

六、 根據(jù)化學(xué)式，求化合物中某元素的化合價

題型1：有一種氮的氧化物，氮和氧的質(zhì)量比為 7∶4，則此氧化物中氮元素的化合價為，氧化物的化學(xué)式是。

學(xué)法指導(dǎo)：化合物中，氧元素化合價通常為-2價，氫元素化合價通常為+1價，元素正負化合價的代數(shù)和為零。

解：設(shè)氧化物的化學(xué)式為NxOy。14x/16y=7/4，解得x/y=2/1。

（解題指導(dǎo)：化學(xué)式中各原子個數(shù)比為最簡整數(shù)比）

氧化物的化學(xué)式是N2O，氮元素的化合價為+1價。

題型2：R元素的氧化物R2O3a-2對應(yīng)水化物是一種酸，其化學(xué)式為HaRO2a-1，則R元素的化合價為。

解：設(shè)R元素的化合價為x，則有：

2x-2（3a-2）=0或a+x-2（2a-1）=0，解得x=3a-2。

R元素的化合價為3a-2價。

參考文獻：

[1]義務(wù)教育教科書，化學(xué)，九年級上冊，科學(xué)出版社，廣東教育出版社.

[2]義務(wù)教育教科書，化學(xué)教師教學(xué)用書，九年級上冊，化學(xué)教參編寫組編寫，科學(xué)出版社.

[3]元素周期表.

作者簡介：

葉仲賢，甘肅省白銀市，甘肅省白銀市平川區(qū)王家山中學(xué)。