例談數軸法在初中化學解題中的應用

王鑫彤

(江蘇省常州市正衡中學 213003)

數軸是規定了原點、正方向和長度單位的直線，數軸上的點與實數具有一一對應的關系.當賦予數軸特定的化學意義時，數軸上的點就具有了特殊的化學涵義.在中考一些選擇題目的計算中，時間是必須要把控的，如果利用數軸法來進行計算，省時準確率又高，往往起到事半功倍的效果.

一、關于金屬活動性順序的應用

例1(2017年常州中考)向盛有氯化亞鐵和氯化銅混合溶液的燒杯中加入一定量的鋅粉，充分反應后，得到固體M和溶液N.下列敘述錯誤的是( ).

A．鋅有剩余時，M中一定有Fe、Cu和Zn

B．鋅有剩余時，N中一定沒有FeCl2和CuCl2

C．鋅無剩余時，M中一定有Cu、可能有Fe

D．鋅無剩余時，N中一定有ZnCl2和FeCl2

表1

如圖1所示，用數軸法來表示，簡單清晰明了并且準確率非常高，如果鋅有剩余就是第5種情況，M中一定有銅、鐵和鋅，N中的溶質一定有ZnCl2，一定沒有FeCl2和CuCl2，選項AB都是正確的，如果鋅無剩余，就是前4種情況，M中一定有銅可能有鐵，N中的溶質一定有ZnCl2，可能有CuCl2和FeCl2，選項C正確，選D.

圖1

二、關于反應物過量計算的應用

例2 (2018年郴州中考)9g碳與16g氧氣在密閉容器中點燃，充分反應，生成CO2的質量是( ).

A.11g B.22g C.23g D.32g

分析首先判斷哪種反應物過量，如果碳和氧氣恰好完全反應生成二氧化碳時，碳和氧氣的質量比為6∶16，通過已知條件可知題目中碳過量3g，根據氧氣的質量算出生成二氧化碳的質量為22g，而生成的二氧化碳還會與剩余的3g碳發生反應生成一氧化碳，在這個反應中消耗了11g的二氧化碳，所以最終得到的二氧化碳的質量為11g，選A.如果每次都這樣計算，發生的是什么反應，十分耗時，為了方便判斷，簡化總結，再用一條數軸來表示，很快就會選出正確答案.首先確定兩個端點，當碳和氧氣恰好完全反應生成二氧化碳時，碳和氧氣的質量比為12∶32，當碳和氧氣恰好完全反應生成一氧化碳時，碳和氧氣的質量比為24∶32，由此可以分為5種情況：

①m(C)∶m(O2)<12∶32,生成物為二氧化碳，氧氣剩余；

②m(C)∶m(O2)=12∶32,恰好只生成二氧化碳；

③12/32

④m(C)∶m(O2)=24∶32,恰好只生成一氧化碳；

⑤m(C)∶m(O2)>24∶32，只生成一氧化碳，碳有剩余

如圖2所示，根據數軸能迅速判斷出題目中屬于第三種情況，說明碳是過量的，先后發生碳和氧氣生成二氧化碳和碳和二氧化碳生成一氧化碳這兩個反應了，然后再通過定量的計算，便會很快確定選項，選擇A.

圖2

三、關于金屬和酸反應的計算

例3 在托盤天平的左右兩盤上，各放一只盛有相同質量、相同溶質質量分數的稀硫酸.天平平衡，在左杯中放入mg鐵粉，在右杯中放入mg鋅粉，充分反應后，兩杯中都有金屬剩余，此時天平指針( ).

A.偏右 B.指在中央 C.偏左 D.無法確定

分析根據題目的條件，加入鐵粉和鋅粉的量是相同的，如果按照mg鋅粉恰好完全反應消耗的稀硫酸的量為98mg/65，按照mg鐵粉恰好完全反應消耗的稀硫酸的量為98mg/56，可以分為以下5種情況：

①m(H2SO4)<98mg/65,稀硫酸的量不足，鋅粉和鐵粉都有剩余，生成氫氣的質量相等；

②m(H2SO4)=98mg/65,鋅粉恰好完全反應，鐵粉有剩余，生成的氫氣質量相等；

③98m g/65

④m(H2SO4)=98mg/56,對于鋅粉來講，稀硫酸過量，對于鐵粉來講，稀硫酸恰好，所以鋅粉產生的氫氣量小于鐵粉的；

⑤m(H2SO4)>98mg/56，鋅粉和鐵粉量都不足，稀硫酸都是過量的，所以鋅粉產生的氫氣量小于鐵粉的.

畫出的數軸如圖3所示.

圖3

根據題目可知，屬于第一種情況，所以反應前所有物質的質量相等，反應后產生的氫氣的質量相等，所以天平平衡，選擇B.

所以，初中化學教學的工作應該突破學科限制，將其他學科中可以利用的優秀教學方法借鑒過來，優化自己的教學質量，提高自己的教學水平.數軸法正是這一做法的良好體現.通過數軸法的應用，初中化學學習將變得更加簡單，一些難點、易混淆點可以更加簡單清晰地展現給學生，使學生真正依靠理解來記憶知識點，為日后高中的化學學習打下了堅實的基礎.