摘要:初中化学计算,是在学生学习了相对原子质量概念之后,才引出的。相对原子质量是一切化学计算的数量基础,根据化学方程式计算,是初中化学学习的难点和重点,在实际的教育教学过程中,有很多学生往往不能准确书写化学方程式,而无法进行根据化学方程式的计算。事实上,学生若能把化学计算的基础量(相对原子质量,相对分子质量)的含义及其数量加以理解和应用,用化学式也可通解许多化学方程式的计算,可以不用书写化学方程式,并且列式简单,运算简便,节省时间,可大大提升学习效率,并且可培养学生化学学习的核心素养和计算能力。
关键词:基础量 理解和应用 通解化学方程式的计算 不用书写方程式 列式简单,运算简便 节省时间 提升学习效率 培养学生化学学习的核心素养和计算能力。
基础量1:相对原子质量,可看做一个原子的质量
如:一个氢原子的质量是1,可表示为:H—1
一个碳原子的质量是12,可表示为:C-12
则有:24个氢原子的质量=一个镁原子的质量=二个碳原子的质量=质量均为[24]
关系式:24H =1Mg =2C=[24]
一个铜原子的质量=二个硫原子的质量=四个氧原子的质量=质量均为[64]
关系式:1Cu =2S =4O =[64]
离子:带电的原子或原子团。一个离子的质量就是一个原子的质量
如:一个氢离子的质量是1,可表示为:H+-1
一个钠离子的质量是23,可表示为:Na+-23
基础量2:相对分子质量,可看做一个分子的质量
如:一个氢分子的质量=1×2=2 可表示为:H2=2
一个水分子的质量=1×2+16=18 可表示为:H2O=18
则有:9个氢分子的质量=一个水子的质量 =质量均为[18]
关系式: 9H2 = 1H2O =[18]
二个氧分子的质量=一个二氧化硫分子的质量=一个Cu原子的质量=质量均为[64]
关系式: 2 O2 = 1SO2 = 1Cu =[64]
基础量3:相对分子质量的数值含义
如:H2O=18 18的含义是:每取18份的水,里面含氢元素2份,含氧元素16份。
物质的质量 元素的质量
关系式: H2O(水) =2H(氢元素) =O(氧元素)
18 2 16
物质的质量 元素的质量
关系式: CO(NH2)2 = 1C =1O =2N =4H
60 12 16 28 4
60克 X X=28克
在理解了这些基础量知识的前提下,就可进行类似如下的化学计算:
具体:⑴可建立一定质量的某物质中含某元素的质量关系的计算。
例如:计算取9克水中,含氢元素的质量是多少克?
解:设9克水中含氢元素的质量为X
物质的质量 元素的质量
关系式: H2O(水) = 2H (氢元素)
18 2
9克 X X=1克 答:略
练习:某化合物完全燃烧,需要4.8克氧气,同时只生成4.4克CO2和2.7克H2O,则该氧化物中含( )种元素。
⑵可建立一定质量分数的某物质中某元素的质量分数关系
(因为物质的纯度与物质中含某元素的质量分数成正比)
例1:生活中18K戒指,其黄金的纯度是多少?
解:设18K黄金的纯度是为a%
物质的纯度 元素的含量
纯黄金 100% 24K
a% 18K a%=75%
例2:有一不纯的石灰石样品(杂质不含C,Ca元素),分析可知Ca%=30%,则样品中CaCO3的纯度是多少?样品中C%是多少?
解:设样品中CaCO3的纯度是a%,C%为x%
物质的纯度 元素的含量
CaCO3% = Ca% = C%
纯 100% 40% 12%
不纯 a% 30% x% a%=75% x%=9% 答:略。
练习:某硝酸铵NH4NO3样品中,含N%=34.3%(杂质不含N元素),则样品的纯度是多少?
⑶可建立不同物质中含某元素的质量相等关系
例1:在实验室用一氧化碳还原2.0克赤铁矿石样品,反应后生成的二氧化碳跟足量的澄清石灰水反应,生成了3.0克白色沉淀。求赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数?
解:设赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数为a%
Fe2O3中的O元素要被CO还原,Fe2O3中的3个O原子,需3个CO分子还原,则有1Fe2O3=3CO,又因为CO中的C元素和CO2中的C元素相等, 则有CO=CO2,而CO2中的C元素和CaCO3中的C元素相等,则有CO2=CaCO3
总关系式:1Fe2O3=3CO=3CO2=3CaCO3
160 3×100
[2.0×a%] 3.0克 a%=80% 答:略。
练习:计算1吨CO(NH2)2中含氮量与多少吨NH4HCO3中含氮量相当?
⑷可建立不同物质质量相等关系
例1:若取物质SO2 和物质SO3质量相等,求:1:它们含分子个数之比?2:它们含硫元素的质量比?3:它们含氧元素的质量比?
解:由题意建立物质SO2 和物质SO3质量相等的关系式。
关系式: 80SO2 = 64SO3 =质量相等均为[64×80]
1:它们含分子个数之比 80 : 64
2:它们含硫元素的质量比 80 : 64
3:它们含氧元素的质量比 80×2 : 64×3
练习:取等质量的Fe2O3和Fe3O4,求:1:它们含分子个数之比?2:它们含硫元素的质量比?3:它们含氧元素的质量比?
⑸由化学式确定各物质的质量关系
例1:人教版,义务教育化学(上)P103页-选择题(1)。
4克氧气可与( )克氢气完全反应?
分析:氧气与氢气反应生成水,而生成的水中的氢元素来自于氢气,水中的氧元素来自于氧气,且氢元素的质量等于参加反应的氢气的质量,氧元素的质量等于参加反应的氧气的质量
解:设参加反应的氢气的质量为X,
关系式: H2O(水)=2H(氢气) =O(氧气)
18 2 16
X克 4克 X=0.5克 选( B )
例2:人教版,义务教育化学(上)P103页-选择题(2)。
铝在氧气中燃烧生成氧化铝。求:这个反应中铝,氧气,氧化铝的质量比( )
分析:铝与氧气反应生成氧化铝,而氧化铝中的铝元素,氧元素分别来自于铝,氧气,且氧化铝中的铝元素质量等于参加反应的铝的质量,氧化铝中的氧元素质量等于参加反应的氧气的质量
解:由题意分析,则有关系式: 2Al(铝) =3O(氧气) =Al2O3(氧化铝)
54 48 102
同乘以2: 108 96 204 选(D)
练习:人教版,初中义务教育化学(下)P21页-----第5题,第6题。
参考文献:
[1]钱研士.初探初中化学教学中学生深度学习的引导[J].化学教与学,2020(03):84-86.
[2]金新宇.初中化学演示实验教学创新的案例分析[J].化学教与学,2020(03):87-88+39.