張長淑
化學計算是初中化學知識的重要組成部分,是每年中考的必考題。約占中考知識比例的百分之十。化學計算是初中化學知識的一大難點,大多數學生在歷次考試中都以失敗告終。若每次考試中計算題能算對的學生成績一般來說都較優秀,多數學生對計算題是感到出手無策,無從下筆,從而考不出優異成績。特別是“有關溶質質量分數在化學方程式中的計算”,是初中化學最難的計算題,很多學生都感到頭痛,教師也覺得難教,介于此,根據自己多年的教學經驗和刻苦努力,對如何突破“有關溶質質量分數在化學方程式中的計算”這個難點知識談一些看法,與大家共勉。
一、準備工作
在學習溶液的概念時,一定要給學生講清什么是溶液?什么是溶質?什么是溶劑?最重要的是怎么識別溶液及溶質、溶劑?特別是有關化學反應前后溶液、溶質和化學反應后溶液、溶質的變化,為了給后面“有關溶質質量分數在化學方程式中的計算”知識打下基礎,也為突破這個難點知識做下鋪墊。自己在講完溶液知識后,特為學生設置了思考題:
1 32、5克鋅和100克稀硫酸恰好完全反應,設問①生成氫氣的質量為多少?②稀硫酸中的溶質是什么?其質量為多少?溶劑是什么?其質量為多少?③反應后得到的是什么溶液?其質量為多少?溶質是什么?央質量為多少?
2 為測定石灰石中碳酸鈣的質量分數,某學生小組做了如下實驗:取石灰石12、5克,加入盛有100克稀鹽酸的燒杯中,兩者恰好完全反應(假設其它雜質不和鹽酸反應也不溶解),燒杯內物質的質量變為108、1克。①寫出反應的化學方程式?②生成二氧化碳的質量是多少?③12、5克石灰石含碳酸鈣多少克?石灰石中碳酸鈣的質量分數是多少?④100克稀鹽酸中的溶質是什么?其質量是多少?⑤完全反應后燒杯內還有多少克不溶雜質?,燒杯內生成什么溶液?其質量是多少?溶質是什么?其質量又是多少?收集學生課后思考的信息,結果很差。多數學生主要是對生成什么溶液及溶質找不到,憑想象很抽象,當然質量也就無法計算了。根據這個實際情況,從化學實驗的直觀性出發。
首先,在課堂上給學生演示了一個實驗:取少量碳酸鈉于試管中,然后滴加稀鹽酸至恰好完全反應,學生觀察到有許多氣泡,后來碳酸鈉消失了,在試管中得到什么溶液,其溶質、溶劑是什么?讓學生寫出化學方程式然后結合實驗分析很快快就找出了反應前的稀鹽酸中溶質是氯化氫、溶劑是水,而反應后的溶液是氯化鈉溶液、溶質是氯化鈉、溶劑是水。緊接著在分別讓學生演示上述兩個題的實驗,讓學生通過動手觀察分析,第一題反應前的溶液是稀硫酸,其溶質是硫酸,溶劑是水,而反應后鋅和稀硫酸消失了,即發生了化學反應變成了硫酸鋅和氫氣,當然稀硫酸這個溶液中的溶劑(即水)并沒有參加化學反應仍然留在試管中(即硫酸鋅這個溶液中),也就成了硫酸鋅溶液中的溶劑。同理第二題反應前的溶液是稀鹽酸,溶質是氯化氫,溶劑是水,反應后氯化氫和碳酸鈣已消失,變成了氯化鈣、水和二氧化碳,但二氧化碳已逸出,所以試管中留下的是氯化鈣溶液(溶質是氯化鈣、溶劑是水)和石灰石中的不溶雜質,設問:試管中的雜質是試管中溶液的組成部分嗎?學生根據實驗回答,雜質既不是溶質也不是溶劑,那么也就不是溶液的組成部分了。這樣學生對上述兩題的理解就容易多了。提醒學生注意化學方程式中的量是純量,如果針對溶液來說,化學方程式中的量只代表溶質的質量,而溶劑一般是水且并沒有參加化學反應,所以不包括溶劑的質量。通過實驗的觀察、再加以教師的引導、分析使學生知道了如何找化學反應前后的溶液、溶質,從而為學習“有關溶質質量分數在化學方程式中的計算”打下了堅實的基礎。
二、深入理解“溶質質量分數”的概念
溶質質量分數是指溶質質量與溶液質量之比。其公式為:溶質質量分數=溶質質量/溶液質量×100%=溶質質量/(溶質質量+溶劑質量)×100%,公式變形:溶質質量=溶液質量×溶質質量分數=溶液密度×溶液體積×溶質質量分數,溶液質量=溶質質量÷溶質質量分數。注意:①溶質質量與溶液質量必須對應,即溶質質量必須是該溶液質量中的溶質質量,如氯化氫的質量/氯化氫的溶液質量(即鹽酸的質量)×100%就是鹽酸中溶質的質量分數,氯化鈉的質量/氯化鈉溶液的質量(即食鹽水質量)×100%就是氯化鈉溶液中溶質的質量分數,如用氯化鈉的質量/鹽酸的質量×100%就不知是什么了?②可以把溶質質量分數的公式看成數學上的方程,無論怎么變,只要是設計溶質質量分數,就把溶質質量、溶液質量帶入該方程,不管已知、未知如何變化,萬變不離其宗。只要知其一就能算其二。
總之,化學計算是初中學生感到較薄弱的一個環節知識。也是中考必考的知識,特別是溶質質量分數的有關計算。要如何提高學生的計算能力,是一個化學教師面臨的難題。我覺得首先要讓學生掌握化學概念、理解有關化學基礎知識,培養學生分析問題、解決問題的能力,交給學生解題方法。其次是在教學中精講多練,對一題常作變式分析,激發學生的興趣和思維,對于難點的計算題在教學中分層次不斷深入淺出,由易到難、由簡到繁,不斷加強練習,隨時反饋,矯正。只有這樣才能提高初中學生的化學計算能力,從而為大面積提高初中化學教學質量奠定基礎。
(作者單位:重慶市木洞中學)
(責任編校:白水)