【“建模法”在化学方程式计算中的运用】运用化学方程式计算
时间：2019-01-07 03:24:14 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 化学计算是初中化学教与学的难点，本文简述了一种有效的突破方法――构建计算题模型。 关键词： 化学方程式计算 计算难点 建构模型 化学计算是化学教与学的难点，因为涉及知识面广，综合性强，对学生分析问题解决问题能力要求高，其核心部分是根据化学方程式的计算。
例1：（2010年北京市中考35题）将NaCO和NaCl的混合物32.9g放入烧杯中，此时总质量为202.9g，加入326.9g盐酸，恰好完全反应，待没有气泡逸出后再次称量，总质量为521.0g。计算所得溶液中溶质的质量分数（CO的溶解忽略不计）。
此题考查知识点有：含杂质的混合物反应的化学方程式计算（杂质不参加反应），质量守恒定律的运用，溶液的组成，溶质质量分数的求法，等等。考查的能力点有：阅读、分析、思维。考查的技巧有：用质量守恒定律求反应后溶液的质量等。
与学生复习时所见的综合计算题比较，此题难度不算大，情境没有陌生度，但学生得分率并不高。究其原因，学生分析能力和计算能力较差。如何实施有效的化学计算教学，提高学生计算能力？我认为，在平时教学和复习中帮助学生建立一套完整的思维模式很重要，建构模型有助于突破计算难点。有关化学方程式计算的可归纳为以下四种模型。
一、简单的化学方程式计算――已知一种纯物质的质量求另一种纯物质的质量。
通常有两种情况：教材内化学反应和教材外化学反应（即信息方程式），考查的重点是有关化学方程式计算的解题格式：“设、写、找、列、求、答”。
例2：电解32g水理论上可得到多少克氢气？
例3：（2010年北京市中考34题）汽车尾气使用催化转化器，可降低CO和NO等有毒气体的排放，其反应的化学方程式为：2CO+2NO2CO+N，当有5.6gCO被转化时，计算同时被转化的NO的质量。
下面以例3为重点求解。
解：设被转化的NO的质量为x
2CO+2NO2CO+N
56-60
5.6gx
56∶5.6g=60∶x
x=6g
答：测得CO的质量为0.28g。
此类题型的教学要注意抓好落实，让学生一开始学习时就养成良好的思维习惯（找已知物和待求物之间的质量关系）和按格式规范解题的习惯。
二、含杂质的A物质加入C溶液后发生反应（杂质不溶于水也不溶于C的溶液）。
例4：晴晴同学为测定某石灰石中碳酸钙的质量分数（杂质不与酸反应），向10.0g石灰石样品中逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止，共生成二氧化碳气体3.3g。试计算：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为多少?
解析：根据石灰石与盐酸反应的化学方程式和二氧化碳的质量不难求出10.0g石灰石样品中碳酸钙的质量7.5g，进而可换算成碳酸钙的质量分数，为75%。
此类问题一般两步。
第一步：根据化学方程式和已知的纯物质质量求另一纯物质质量；
第二步：换算：纯度=纯物质质量÷样品的质量×100%
三、A与B两种固体物质混合物中加入C的溶液，其中A与C反应可生成B（溶于水），即有关除杂的计算。
这就是上述2010年北京市中考第35题（见例1）。
解：根据质量守恒定律可知生成CO的质量=202.9g+326.9g-521.0g=8.8g
设原混合物中碳酸钠的质量为x，生成的氯化钠的质量为y
NaCO+2HCl2NaCl+HO+CO↑
106 117 44
x y8.8g
106∶x=44∶8.8g 117∶y=44∶8.8g
x=21.2g y=23.4g
原混合物中氯化钠的质量=32.9g-21.2g=11.7g
反应后溶质氯化钠的质量分数为
（23.4g+11.7g）÷（32.9g+326.9g-8.8g）×100%=10%
答：所得溶液中溶质质量分数为10%。
这类题解题要点：
（1）弄清反应后溶液中的溶质是什么，由哪几部分组成。
（2）根据化学方程式计算时要找到纯净物的质量如生成的气体或沉淀。若题中所给数据全部是混合物质量，一般可根据质量守恒定律用“加加减”的方法，求得纯净物的质量。
四、A与B混合溶液中加入C的溶液，发生两个反应，且生成物中都含一种相同物质D。
例5：（2009年北京市大兴区一模35题）在一烧杯中盛有100gCuSO和HSO的混合溶液，向其中逐渐滴加NaOH溶液，沉淀的质量与所滴入NaOH溶液的质量关系曲线如下图所示。请根据题意回答下列问题：（2NaOH+CuSO=NaSO+Cu（OH）↓）。
（1）在实验过程中加入agNaOH溶液时，溶液中的溶质是 。
（2）求所加的NaOH溶液的溶质质量分数。（写出计算过程）
（3）在实验过程中加入80gNaOH溶液时所得溶液中溶质的质量为 g。
解析：向CuSO和HSO的混合溶液中逐渐滴加NaOH溶液时，氢氧化钠先与硫酸发生中和反应，不生成沉淀；当硫酸消耗完了时，再与硫酸铜反应生成沉淀。所以从坐标图可知，（1）在实验过程中加入agNaOH溶液时，硫酸反应完了，而硫酸铜还没有反应完，此时溶质是NaSO、CuSO。
（2）设40g氢氧化钠溶液中溶质质量为x，生成的质量NaSO为y
2NaOH+CuSO=Cu（OH）↓+NaSO
8098142
x4.9gy
80∶98=x∶4.9g98∶4.9g=142∶y
x=4gy=7.1g
NaOH溶液中溶质质量分数=4g÷40g×100%=10%。
（3）由图可知，HSO消耗的NaOH溶液与CuSO消耗的NaOH溶液质量相同，根据钠元素守恒，加入80gNaOH溶液时所得溶液中溶质NaSO的质量7.1g×2=14.2g。
守恒法在此题中的运用是本题的一个技巧。
学生在运用这些模型解题时，也需要老师帮助他们不断完善，达到“柳暗花明又一村”境界。
例6：（2009年北京市中考35题）某兴趣小组同学将530g碳酸钠溶液加入到280g石灰乳（水与氢氧化钙的混合物）中，使之恰好完全反应，所得溶液中溶质质量分数为1%，计算加入的碳酸钠溶液中溶质质量分数。
解析：此题可看成是模型一和模型二的综合。一般思路是，由于题目中所给质量均为混合物，需设一个纯物质的质量，如设生成碳酸钙沉淀的质量为x，那么题中所有的量都与它有关系。
NaCO+Ca（OH）=CaCO↓+2NaOH
10610080
106x/100x80x/100
反应后溶液中溶质质量分数1%=80x÷100÷（530g+280g-x）
解之得x=10g
所以，碳酸钠溶液中溶质质量分数为：
106x÷100÷530g×100%=2%
答：（略）
例7：（2010年北京市海淀区一模35题）取25g石灰石样品与一定质量的14.6%的稀盐酸恰好完全反应，将反应所得混合物蒸干得到固体27.2g（不含结晶水）。设该样品中的杂质既不与稀盐酸反应也不溶于水。试计算：（计算结果精确到1%）
（1）该反应中生成的气体的质量。
（2）反应所用盐酸的质量。
（3）反应后所得溶液中溶质的质量分数。
解析：本题属于模型二类，解题方法较多。第一个难点是分析出混合物蒸干后含氯化钙和原样品中的杂质，用差量法可大大简化解题步骤。
CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO↑△m
100111 11
x 27.2g-25g=22g
100∶11=x∶22g
x=20g
然后根据根据化学方程式和碳酸钙20g，求二氧化碳、盐酸中溶质、生成的氯化钙的质量分别为8.8g、14.6g、22.2g。进而换算出盐酸的质量=14.6g/14.6%=100g。
反应后所得溶液的质量求算是此题的第二个难点，一般根据质量守恒定律比较方便，这就是碳酸钙的质量+盐酸的质量-二氧化碳的质量=20g+100g-8.8g=111.2g，再求算氯化钙的质量分数=22.2g÷111.2g×100%=20%。
例8：（2010年北京市石景山区一模35题）取一定质量的氢氧化钠和碳酸钠混合物完全溶于水中，得到51g溶液，再向溶液中滴加石灰水，产生沉淀的质量与加入石灰水的质量关系如图所示。若氢氧化钠和碳酸钠混合物中钠元素的质量为0.92g。试计算：
（1）混合物中氢氧化钠的质量。
（2）恰好反应时，所得溶液中溶质的质量分数。
解析：本题属于模型三类。结合混合物中某元素质量考查了识图能力和计算能力。
（1）设混合物中碳酸钠的质量为x，生成氢氧化钠的质量为y
NaCO+Ca（OH）=CaCO↓+2NaOH
10610080
x1gy
==
x=1.06gy=0.8g
1.06g碳酸钠中钠元素的质量：1.06g×=0.46g
混合物中氢氧化钠的质量：（0.92g-0.46g）÷=0.8g
（2）所得溶液中氢氧化钠的质量分数：
×100%=0.32%
答：（略）
总之，只有逐步内化了这些模型，才会灵活运用所建模型解决问题，才能在解决计算问题的过程不断巩固基本概念和基本理论，才能做到一题多解、融会贯通，逐步提高计算能力和各种思维能力。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
