初中化學計算題的解題策略教學分析

摘要：對初中化學計算題的解題策略進行了分析.

關鍵詞：解題策略;計算題;初中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）14-0122-03

收稿日期：2022-02-15

作者簡介：黃曉春（1976.1-），男，江蘇省泰州人，本科，中學一級教師，從事初中化學教學研究.

計算題是初中化學教學中一類重要的題型，對初中生計算能力、思維能力具有較高要求，尤其是初中化學本身涉及到眾多的題型，不同題目涉及到不同求解思路與方法，甚至同一道化學題也可能會有不同種求解方法.但是不同求解方法的求解效率與準確度卻各不相同，為了使學生可以游刃有余地應對化學計算題，必須要注意切實將一些常用的解題策略傳授給他們，加強專項解題策略指導教學顯得尤為重要.

1 初中化學計算題的特征

計算題是初中化學考試中一種非常典型的類型題，是初中化學考試的必考內(nèi)容，其本身具有如下幾大基本特征：一是多樣化特性，即化學計算題具有眾多的種類，如溶液計算題、化合價計算題、化學式計算題、化學方程式計算題等等，不同類型計算題本身涉及到不同計算方法及技巧，所以必須要使學生掌握必要的解題技法.二是綜合性特征，化學計算題本身具有比較突出的綜合性特征，主要表現(xiàn)為各種化學計算題不單單是考查某一個化學知識點或者針對某一個化學問題，而是綜合了許多方面的化學知識點與問題，甚至需要學生本身強化學科融合理念，在求解化學計算題中充分地融入化學學科以外的相關學科知識.只有使學生掌握多學科理論知識，借助多樣化問題求解方法運用方可使他們快速求解問題.三是繁雜性，計算題常常作為初中化學考試的壓軸題存在，整體繁雜性強，對學生解題能力具有較高要求.

2 初中化學計算題的特征及解決思路

2.1 守恒法

守恒法是求解化學計算題中比較多用的一種方法，主要是以化學反應為基礎，根據(jù)反應前后各種反應物的“量”保持不變這一機理來列出求解問題的等式方程.其中的“量”主要體現(xiàn)在原子微粒數(shù)、電荷數(shù)、電子數(shù)、元素與質(zhì)量等方面，其中初中階段計算題求解中最為多用的是以質(zhì)量為指標的守恒，即在化學反應前后各種物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變.同理，化學反應前后元素、原子類別以及數(shù)目等也是維持不變的.但是要使初中生明確質(zhì)量守恒只能夠用來對化學變化進行解釋，不涉及分子個數(shù)、體積等方面守恒，也不涉及到那些沒有參與化學反應的雜質(zhì)或物質(zhì)的質(zhì)量.

例1某一學生在氧氣制取過程中采用混合一定量的二氧化錳與氯酸鉀，之后借助共同加熱的方式來進行氧氣制取，在反應之前已知二氧化錳在總混合物中所占比例為20%，試求反應達到二氧化錳占總混合物質(zhì)量25%的時候氯酸鉀的分解率.

解析在上述這一氧氣制取反應當中，二氧化錳起到催化作用，本身不參與化學反應，所以可以確定其質(zhì)量在整個反應中不會改變.假定加熱之前混合物的總質(zhì)量為a，那么其中二氧化錳質(zhì)量則是0.2a.假定化學反應完畢后混合物的總質(zhì)量為b，那么這時候二氧化錳質(zhì)量則相應地為0.25b.然后基于質(zhì)量守恒可知，0.2a=0.25b，即b=0.8a，在此基礎上可以繼續(xù)指導學生運用質(zhì)量守恒法來明確化學反應生成O的質(zhì)量實際上就是化學反應前后混合物質(zhì)量之差，即：a-b=a-0.8a=0.2a，并假定此時分解氯酸鉀的質(zhì)量為x，則可以相應地列出如下等式方程：

由此可知，反應達到二氧化錳占總混合物質(zhì)量25%的時候氯酸鉀的分解率為：0.51a÷0.8a×100%=0.64×100%=64%.

2.2 差量法

差量法也是以化學反應為基準，根據(jù)反應前后有關反應物或生成物等變化量和某些“差量”之間成正比例關系來構建求解問題等式方程的一種解題方法.具體的應用步驟如下：先將實際差量或者已知差量同其所對應化學方程式當中的理論差量來構建正比例關系式，之后再結(jié)合列出的比例式進行問題求解.通過對整個解題流程進行逐步簡化，可以提高問題求解的準確度.

例2在某一容器當中裝有10 g由氧化銅粉末和銅構成的混合物，在高溫條件下通入足量干燥氫氣，直至混合物的總質(zhì)量不再發(fā)生改變位置.在冷卻混合物之后發(fā)現(xiàn)剩余8.4 g殘余固體，試求原來容器中混合物當中氧化銅成分的質(zhì)量.

解析針對本道化學計算題的求解，由于涉及到2個已知的數(shù)據(jù)10 g和8.4 g，而沒有其他相關的解題條件.為了可以更好地求解問題，此時可以指導學生靈活地應用差量法來簡化問題求解過程，即：反應之后減少的固體質(zhì)量理論差值實際上就是氧化銅中氧元素成分的減少值（理論差量為80-64=16），而實際的減少差值則是10 g-8.4 g=1.6 g.然后可以假設原有混合物當中的氧化銅質(zhì)量為x，那么就可以結(jié)合如下的化學方程式來進行問題求解：

2.3 化學方程式法

化學方程式法也是求解化學計算題時比較多用的一種解題方法，其涉及到廣泛的應用范圍，實際運用中需要通過認真分析來明確題干中所涉及到的純凈物，之后再開展轉(zhuǎn)化.假定相應化學計算題中沒有直接給出純凈物參加反應的質(zhì)量或者生成物的質(zhì)量，那么就需要結(jié)合已知條件來進行分析，將它們相應地轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定純凈物的質(zhì)量，之后再將它們帶入到有關反應的化學方程式中進行求解.

例3現(xiàn)在有一種金屬物質(zhì)，其化合價是+a，相對原子質(zhì)量是b，在其同稀鹽酸反應之后生成的氫氣的量是1 g，試求該種金屬的質(zhì)量.

解析通過對題干信息進行剖析，可知其中涉及到一些相對較為抽象的內(nèi)容，許多學生可能求解中不知道如何下手.此時可以指導他們用化學方程式法求解問題，即借助設未知數(shù)的手段來解決問題.假設該種金屬為R，相應的質(zhì)量為x，基于題干信息可以相應地給出如下反應化學方程式：

由此可知，該金屬的質(zhì)量為b/ag.

2.4 關系式法

在化學計算題求解過程中，關系式法主要用來對涉及到多個反應步驟的化學反應計算題求解當中，具體就是緊密聯(lián)系化學反應的本質(zhì)，對有關物質(zhì)彼此之間的代數(shù)式或關系式進行確定，以此來將多步驟求解及計算進行簡化.

例4在充足的稀硫酸當中加入一定量鋅，通過化學反應會相應地生成氫氣，這時候在二氧化錳作為催化劑的情況下對12.25 g氯酸鉀進行完全催化來生成氧氣，要想使得2個化學反應中所生成的氧氣和氫氣彼此可以完全進行反應來生成水，試求這時候總計需要加入的鋅的質(zhì)量.

解析通過指導學生對整個計算題的題干信息進行分析，可知其中主要涉及到3個化學反應：

在列出上述3個化學方程式之后，可以繼續(xù)指導學生明確已知量與未知量之間的相關性，之后即可對問題進行快速求解，具體關系式如下：2KClO-3O-6H-6Zn.通過對其進行簡化之后可得：KClO-3Zn.緊接著可以指導學生假設反應中鋅的相應使用量是x，那么結(jié)合上述關系式即可確定如下的比例式：

故需要加入19.5 g鋅.

2.5 平均值法

所謂的平均值法主要是遵從A1<A-<A2這一基本思路，只要對A1和A2的相應數(shù)值進行確定之后即可對這一個值的對應取值范圍進行確定，尤其適用于選擇題的快速求解，可以很好地省去學生繁瑣的計算過程及流程，提高了整體的計算準確度與效率.

例5已知有8 g某一金屬氧化物與氧化鎂共同構成的混合物，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)其中包含有3.6 g氧元素，則該混合物中另一金屬氧化物是（）.

A.FeO₃B.CuO C.CaO D.AlO

解析經(jīng)過推理及分析可知，氧化鎂中所包含的氧元素質(zhì)量占比是40%，假定8 g的混合物都是由氧化鎂構成，那么這時候其中氧元素質(zhì)量則應該是：8 g×40%=3.2 g<3.6 g，所以可知混合物中另一種混合物中所包含的氧質(zhì)量分數(shù)必然會比氧化鎂中氧質(zhì)量分數(shù)更大，即要大于40%.通過對上述4個選項中給出的金屬氧化物中氧元素質(zhì)量占比進行計算可知僅有選項D中Al2O3的氧元素質(zhì)量占比大于40.0%（47.0%），這樣就可以使學生快速確定本道題的正確答案是選項D.

2.6 特殊值法

針對那些不包含具體數(shù)據(jù)的化學計算題，學生求解起來常常不知道該如何下手.而本種類型計算題求解中一般主要是確定一個比值，但是不涉及到具體數(shù)據(jù)，求解的關鍵是要使學生充分理解關鍵解題題意的基礎上，借助特殊值的導入來快速簡化問題求解流程，如數(shù)字“1”是比較常用的一種問題分析用特殊值，對簡化抽象計算題求解過程有積極意義，是簡化某些繁雜、抽象化學計算題中非常常用的一種求解問題的方法.

例6現(xiàn)有等質(zhì)量的三氧化硫與二氧化硫，試求二者氧原子數(shù)之比.

解析本道題沒有給出具體的質(zhì)量，所以學生從整體上進行剖析的過程中容易遇到問題，這時候可以將未給出的質(zhì)量相應地假設為“1”，這樣就可以對兩種物質(zhì)中氧原子數(shù)質(zhì)量之比進行確定，即：2/64∶3/80=5/6.通過這種引入特殊值的方式可以將抽象、繁雜的化學計算題求解過程進行簡化，這樣可以幫助學生更加高效地理解及掌握所學的化學知識，促進了他們化學計算題求解能力.但是該種解題方法應用的要點是要指導學生形成“靈變思維”，即可以在求解及分析化學計算題的過程中快速明確求解問題所必要的解題思路及突破口，保證可以快速簡化學生求解問題的過程，使他們解題能力不斷提升，避免因為解題思路不夠靈活或者解題方法選用不當而直接影響了最終的化學計算題求解效果.

參考文獻：

[1] 丁峰.化學計算題的基本解題思路和教學策略分析[J].中學生數(shù)理化（教與學），2020（12）：91.[責任編輯：季春陽]