根據化學式計算的試題類型與學法指導

摘 要：根據化學式計算是九年級化學教學的重點和難點，文章比較系統完整地歸納和總結了有關化學式計算的試題類型。運用一題多解指導學生理解和掌握根據化學式計算的題型及規范的解題格式，靈活應用數學思維完成化學計算的方法。讓學生達到熟練一題，融會貫通掌握一類的教學目的。

關鍵詞：化學式計算;試題類型;學法指導;解法分析及一題多解

在九年級化學教學中，化學計算是化學教學的重點和難點。掌握化學計算的技能和技巧，對學好化學能起到事半功倍的學習效果。我通過30多年的化學教學，總結歸納了有關化學式計算的試題類型，規范的解題格式和解題方法，供參加中考的同學及同仁借鑒。

學習目標：提綱挈領熟練一題，融會貫通掌握一類。以不變的解題格式、步驟、技能和技巧，應對變化多樣的中考試題。

知識準備：化學式表示的含義。

知識準備題：根據酒精的化學式（C2H5OH或C2H6O）完成下列問題：

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

根據化學式計算的學法指導及試題類型

學法指導：化學基礎知識與數學思維靈活結合。強調解題格式，完整解題步驟。

試題類型：

一、 計算物質的相對分子質量

化學式中各原子的相對原子質量總和，叫作相對分子質量，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）的相對分子質量是。

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

題型2：2KMnO4的相對分子質量是。

解：2KMnO4的相對分子質量=2×（39+55+16×4）=316。

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

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

CuSO4·5H2O的相對分子質量=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量比

題型1：氧化鐵（Fe2O3）中鐵與氧的質量比是。

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

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

解：蔗糖（C12H22O11）中各元素的質量比是：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比為2∶1。

氫元素和氧元素的質量比=H∶O=1×2∶16=1∶8。

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

解：設R的相對原子質量是x，則2x16×3=98，解得x=27，R元素的相對原子質量是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，氧元素的質量比就是原子個數比。氧元素的質量之比為（2.38-1.42）∶（3.66-1.42）=3∶7。選C。

解析二：氧化物Y中氧元素的質量比氧化物X中氧元素的質量多1.28克，氧化物Y比氧化物X中多的氧元素的質量與X中氧元素的質量比=1.28∶0.96=4∶3。氧元素的質量比就是原子個數比。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y個）與X中氧原子（設x個）比=yx=4+33=73（應用數學和比定律）。

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量分數

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

題型1：氧化鐵（Fe2O3）中鐵元素的質量分數是。氧元素的質量分數是。

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

氧化鐵（Fe2O3）中氧元素的質量分數=1-70%=30%。

題型2：某元素R的氧化物的化學式為RO3，其中R元素的質量分數為40%，則R元素的相對分子質量是。

解：設R元素的相對分子質量為x，則xx+48=0.4，解得x=32。

題型3：工業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，已知鐵元素的質量分數為56%，則CaCO3的質量分數可能是（）

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

解析：設混合物樣品100克，CaCO3中不含鐵元素。

1. 假設混合物只有FeO和CaCO3，混合物樣品100克中鐵元素的質量是56克，FeO的質量=56÷56/72=72克，CaCO3質量是28克，故CaCO3的質量分數是28%。2. 假設混合物只有Fe2O3和CaCO3。Fe2O3的質量=56÷112/160=80（克），CaCO3質量是20克，故CaCO3的質量分數是20%。20%

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

學法指導：

1. 公式法：根據元素在化合物中所占質量分數可得：

M元素=M化合物·a%（該元素的質量分數）

M化合物=M元素÷a%（該元素的質量分數）

2. 關系式法：找化合物和元素的關系。如：NH4NO3——2N

題型1：232噸Fe3O4中含鐵（Fe）噸。

解法一：公式法

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

解法二：關系式法

設：232噸Fe3O4中含鐵（Fe）x噸，

關系式 Fe3O4——3Fe

關系量23256×3

232x

列比例關系232∶232=56×3∶x，

解得x=168

題型2：克硝酸銨（NH4NO3）含氮56克。

解法一：硝酸銨的質量=56÷35%=160（克）。

解法二：關系式法

設：x克硝酸銨（NH4NO3）含氮56克，

關系式 NH4NO3——2N

關系量8014×2

x56

列比例關系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：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：關系式法

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

關系式 NH4NO3——2N——（NH4）2SO4

關系量80132

x132

列比例關系80∶x=132∶132，

解得x=80

五、 有關樣品（混合物）純度的計算

學法指導：純度=純凈物的質量混合物的質量×100%

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

學法指導：可假設樣品100（或a）克算出化合物和元素的質量。

解法一：設樣品a克，樣品a克中含氮元素的質量=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：設樣品100克，樣品100克中含氮元素的質量=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：關系式法

設：該化肥樣品含氮量為x，

關系式 （NH4）2SO4——樣品

關系量（純度）100%90%

（含氮量）28/132x

列比例關系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：某硝酸銨樣品經測定含氮量為30%，則該種化肥的純度為。

解法一：設樣品100克，

樣品100克中含氮元素的質量=100×30%=30（克），

硝酸銨的質量=30÷35%=85.71（克），

則該化肥的純度為=85.71/100×100%=85.71%。

解法二：關系式法

設：該化肥樣品純度為x，

關系式 NH4NO3——樣品

關系量（含氮量）28/8030%

（純度）100%x

列比例關系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？（小數點后保留2位有效數字）

解法一：設：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。等量關系是鐵元素質量相等。

160×80%×112/160=x·90%×168/232，

解得x=137.48

解法二：關系式法

設：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，

關系式 3Fe2O3——6Fe——2Fe3O4

關系量160×3232×2

160×80%x·90%

列比例式：480∶160×80%=232×2∶x·90%，

解得x=137.48

六、 根據化學式，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，氧化物的化學式是。

學法指導：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和為零。

解：設氧化物的化學式為NxOy。14x/16y=7/4，解得x/y=2/1。

（解題指導：化學式中各原子個數比為最簡整數比）

氧化物的化學式是N2O，氮元素的化合價為+1價。

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

解：設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]義務教育教科書，化學，九年級上冊，科學出版社，廣東教育出版社.

[2]義務教育教科書，化學教師教學用書，九年級上冊，化學教參編寫組編寫，科學出版社.

[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王家山中學。