化学核心素养导向下“化学计算”中考题型浅析

发布时间:2018-12-06  点击量:

作者:黄渐芬
  【摘要】初中“化学计算”是中考的重点之一。“化学计算”是依据化学概念、原理、事实等进行定量推理、判断的综合应用。化学式计算建立思维模式,突破陌生物质;化学方程式计算运用平衡思想,正确书写方程式;溶质质量分数计算深刻理解核心概念,准确把握质量分数;综合计算融合核心知识,提升解题能力。
  【关键词】核心素养 化学计算 中考 题型
  【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)39-0158-02
  中学化学核心素养强调宏观辨析与微观探析:能通过观察、辨识一定条件下物质的形态及变化的宏观现象,初步掌握物质及其变化的分类方法,并能运用符号表征物质及其变化。变化观念與平衡思想:能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点考察、分析化学反应,预测在一定条件某种物质可能发生的化学变化。证据推理与认知模型:能初步学会收集各种证据,对物质的性质及其变化提出可能的假设;基于证据进行分析推理,证实或证伪假设;能认识化学现象与模型之间的联系,能运用多种模型来描述和解释化学现象,预测物质及其变化的可能结果;能依据物质及其变化的信息建构模型,建立解决复杂化学问题的思维框架。梳理近几年全国各地中考试题,发现对核心素养考查特别明显,但学生处理此类问题并不理想,笔者试举几例化学计算的考题与同行分享。
  化学计算主要考查以下几个知识点:1.有关化学式计算;2.有关化学方程式计算(包括纯物质计算和不纯物质计算);3.有关溶质质量分数计算;4.综合计算。
  一、建立思维模式,突破陌生物质
  例1.碳酸乙烯酯(C3H4O3)可用作锂电池电解液,下列有关碳酸乙烯酯的说法正确的是( )
  A.碳酸乙烯酯的相对分子质量为(12×3+1×4+16×3)g
  B.碳酸乙烯酯中C、H、O三种元素的质量比为12:1:16
  C.碳酸乙烯酯中C、H、O三种原子的个数比为3:4:3
  D.碳酸乙烯酯中碳元素的质量分数=■×100%
  [解析]这是一道有关化学式计算的题目,相对分子质量是化学式中各原子的相对原子质量的总和,单位是1,故A不正确。化学式中元素的质量比是化学式中各原子相对原子质量之和的比,故B不正确。化学式中原子的个数比是各原子个数之和的比,故C正确。化学式中某元素的质量分数是把该元素的质量与物质的元素总质量之比,故D不正确。
  [反思]化学式计算包括相对分子质量计算、求各元素间的质量比、各原子的个数比、求物质中某元素的质量分数等。化学式计算是化学计算的基础,在考查过程设置的问题一般不难但所选物质的化学式比较陌生,在教学过程中要引导学生建立化学式计算的思维模式,让学生在遇到陌生物质时用已经形成的思维模式解决问题,“万变不离其宗”只要建立正确、有效的解题思维模式,就能解决此类问题,能做到举一反三,触类旁通,体现微观探析学科核心素养的培养。
  二、运用守恒思想,正确书写方程式
  (一)纯物质计算
  例2.汽车尾气系统中使用催化转化器,可降低CO、NO等有毒气体的排放,其反应化学方程式为:2CO+2NO
  2CO2+N2,当有5.6g CO被转化时,计算同时被转化的NO的质量。
  [解析]该题是一道考查主干核心知识且具有学科特色的好题,已知其中一种反应物的质量,求另一种反应物的质量。这就要求学生在方程式计算学习中明确不单是反应物和生成物存在比例关系,而是参与反应的任何两种物质间都存在比例关系,当然反应物之间也存在比例关系。根据方程式中CO与NO的相对分子质量之比为14:15,当CO为5.6g时,求得NO的质量为6g。
  [反思]化学计算的重点是利用化学方程式的计算,如果化学方程式中的反应物、生成物写错了或者没有配平,化学计算必然会得出错误结果。因此,正确书写化学反应方程式是进行化学反应相关计算的基础和关键。在教学过程中要求学生熟练书写化学方程式并利用守恒思想配平,养成良好的化学思维习惯。
  (二)不纯物质计算
  例3.某同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度,取2.5g该样品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物t1时间后(假设杂质不参加反应),冷却,称量剩余固体质量,重复以上操作,依次称得加热t2、t3、t4时间后剩余固体的质量,记录数据如下表:
  [解析]该题反应的方程式为2KClO3 2KCl+3O2↑。加热t3时间后,剩余固体质量没有变化,故氯酸钾已经完全反应。根据质量守恒定律可算出氧气的质量m(O2)=(2.5+0.5-2.04)g=0.96 g。利用算出氧气的质量,根据化学方程式算出氯酸钾样品中的有效成分为2.45g,通过有效样品质量与样品总质量之比便可算出氯酸钾的纯度为98%。在这道题目解题过程中容易出现的问题:1.化学方程式书写不正确,特别是未将化学方程式最终配平。2.只利用一个分子的相对分子质量,而未计算几个分子的相对分子质量之和。3.误将实际质量乘以化学方程式中的计量数。
  [反思]在化学方程式中所表示的反应物和生成物都是指纯净物,不纯物质不能代入方程式进行计算。遇到不纯物质时,需要将不纯物质换算成纯净物质的质量,才能代入方程式,按质量比进行计算。计算不纯物的纯度,则先通过题中其他物质把不纯物中的有效成分质量算出,再求不纯物的纯度。
  学生在利用化学方程式进行计算时,往往容易忽视化学过程,不重视化学反应的实际意义,忽视利用化学方程式是进行正确计算的前提,只看重数学运用的结果,将利用化学方程式进行简单计算简化为数学比例式的简单计算。
  三、深刻理解核心概念,准确把握质量分数
  例4.实验室要配制360.0克10%的盐酸,需要36%的浓盐酸(密度为1.18克/厘米3) ________毫升,水__________毫升(精确到0.1)。

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