化学计算题的特点及解答的一般思维程序
时间:2016-01-19 15:18 来源: 作者:熊振典 点击:次 所属专题: 方程式计算
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化学计算是从“量”的方面来反映物质及其变化的规律,通过计算能加深有关概念的理解和对理论的认识,并能进一步掌握及运用有关元素化合物的知识,提高分析问题和解决问题的能力。
1 化学计算题的共同特点
(1)概念性强 准确地掌握概念,这是化学计算的基点。很多基本计算题就是概念题,很多综合计算题,也是结合多项概念找出相关关系才采取计算手段的。通过对概念的深入理解,可以灵活、正确地进行计算,通过计算又可巩固和深化概念。在解题时,必须克服重视数学运算而轻视化学概念的错误认识和重视计算的技能技巧而轻视解题的化学思想的错误倾向。
(2)量化性强 化学计算的基础是对相关化学知识的正确理解和应用,计算是工具和手段。要进行化学计算,必须弄清“质”与“量”的相互关系,从两者的紧密结合上去进行分析和解答。“明确化学涵义”与“理解量的关系”两者密不可分。前者应明确化学概念、原理的涵义,元素化合物的性质,化学反应的实质等;后者应理解数量、质量、体积、物质的量在化学物质或化学反应中的计算、表示或相互关系等。
(3)方法性强 由于化学计算涉及化学与数学2个方面,可能需组合运用较多的化学基础知识和数学知识;又因题目可能包容着隐含的关系式、关系量,思维性较强等原因,故化学计算题灵活程度较大,多数有一定难度。题目有些需要挖掘题示,弄清题意;有些需要分析推理、讨论;有些需要巧设未知,信息转换;有些需用一题多法来答一题多问,解题时要注意优化解法。
总之,解化学计算题没有一成不变的方法模式,重要的是要建立解决化学问题的基本思维模式,或者说是解题基本步骤。
(4)规范性强 规范是任何一门科学的重要准则,在很大程度上体现一个人的知识素质和科学素质。在解答计算题的过程中一定要注意对有效数字和国际单位制的要求。
①各种物理量符号的书写要规范,大写与小写字母的意义各不同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示物质的质量;“N”表示粒子数,而“n”表示物质的量。在题设中不仅要正确运用各物理量的符号表示,且要注明所代表的物质(或粒子)。如设参加反应的盐酸溶液的体积为V(HCl(aq))。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaCl溶液的体积和物质的量浓度求NaCl的质量时,就应表示为: m(NaCl)=c(NaCl)×V(HCl(aq))×M(NaCl)。
③用已知量代入计算式中计算时,都要带入单位,如:20g/40g·mol-1=0.5mol。
2 解答化学计算题的一般思维程序
一般可概括为“审、思、答、查”4个程序。
(1)审 一审粗知大概(粗读题,知其大概内容),二审数字位排(有效数字是否要求),三审关键所在(抓关键,细分析题目)。
(2)思 已知未知搭桥(找出已知、未知,建立联系),概念由大化小(概念解剖,各个“击破”),分析对比提高(对比概念内容确定方案)。
(3)答 计算设方列解(写设、列方程、解方程),过程精简准确(计算过程简明、准确),清晰规范书写(字迹清晰,书写规范)。
(4)查 解答符合题意(倒推重审,不走题),符号配平搞齐(方程式配平),量值单位切题(量、单位与要求相符)。
在解题过程中,审题要周全,思考是关键,答题应规范,复查应全面。同时,解答完题目后还必须学会总结。主要从解题依据、解题关键、解题规律、错解分析等方面入手。
例1 过氧化钙是一种安全无毒的氧化物,通常含有部分CaO,且带有数量不等的结晶水。为分析某过氧化钙的组成,进行了如下实验:①称取0.270g样品,灼热使其完全分解,生成CaO、O2和H2O,得到的O2在标准状况下的体积为33.6mL。②另取0.120g样品,溶于稀盐酸,加热煮沸,使生成的H2O2完全分解,然后将溶液中Ca2+完全转化为CaC2O4沉淀,经过滤洗涤后,将沉淀溶于热的稀盐酸,用0.020 0mol·L-1KMnO4溶液滴定,共用去30.10mL。反应的化学方程式为: 2KMnO4+5CaC2O4+8H2SO4=K2SO4+2MnsO4+5CaSO4+10CO2↑+8H2O。
(1)写出CaO2受热分解的化学方程式。
(2)计算样品中CaO2的质量分数。
(3)计算样品中CaO2·xH2O的x值。
解析:思路①正确写出CaO2受热分解的化学方程式。②由CaO2受热分解放出O2的量计算样品中CaO2的质量及质量分数。③由KMnO4的量求出CaC2O4的量,由CaC2O4的量及CaO2的质量分数可求出CaO的量,进而可求出结晶水的质量或CaO2·xH2O中的x值。
答案:
(1)
(2)
(3)n(CaC2O4)=n(Ca2+)=31.0×10-3L×0.020 0mol·L-1×5÷2=0.001 55mol
其中CaO2所含的
x=1/2。
误区 (1)反应方程式写错(没悟透反应原理);(2)列式正确,计算有误(运算能力差);(3)不会运用有效数字,时而取2位有效数字,时而取3位、4位有效数字;错解题意,导致解答错误。
评析 此题充分体现了化学计算的特色。即用计算题的形式考查了化学原理、化学过程、化学概念,具体计算则处于次要地位。
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