发布时间:2023-09-21 10:01:01
导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇化学原子质量分数范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!
(1)分子质量
相对分子质量等于化学式中各原子相对原子质量的总和.其中结晶水合物的相对分子质量等于无水物的相对分子质量与结晶水相对分子质量的总和.
(2)元素质量比
化合物中各元素的质量比,等于化学式中各元素原子的相对原子质量总和之比.两种元素组成的化合物中两种元素质量比等于两元素相对原子质量之比乘以原子个数比,其关系如下:
元素质量比相对原子质量之比×相对原子质量之比÷原子个数比
(3)元素质量分数
R元素的质量分数=R的相对原子质量×化学式中R的原子个数相对分子质量×100%
(4)化合物中某种元素的质量
化合物中R元素质量=化合物质量×化合物中R元素的质量分数
2.溶液稀释相关计算
稀溶液质量×稀溶液溶质质量分数=浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数
3.化学方程式的相关计算
化学方程式计算一般会结合化学方程式的书写、化学式的推断、化学式的计算等进行考查,命题趋向与生活实例相结合.Www.21miSHu.
例1为测定某硝酸银溶液中硝酸银的含量,取20g溶液于烧杯中,加入5.5g盐酸(足量)使溶液中的硝酸银完全反应,将产生的白色沉淀过滤、洗涤、干燥后,质量为2.87g.
(1)求上述20g溶液中AgNO3的质量.
(2)在实验操作中,通常是通过量取液体的体积来取用一定量的液体.查得上述盐酸在实验条件下的密度为1.1g/mL,则在本实验中所用的5.5g盐酸的体积是多少毫升?
解:设溶液中AgNO3的质量为xg.
AgNO3+HCl=AgCl+HNO3
170143.5
x2.87g
170x=143.52.87gx=3.4g
盐酸的体积为5.5g1.1g/mL=5mL.
化学方程式是表示纯净物之间的质量关系,而在实际生产中所用的原料和产品一般含有杂质,因此,要将不纯物换算成纯净物,才能代入方程式计算.
例2将12.5g含杂质的石灰石与与100g稀盐酸放入烧杯中,两者恰好完全反应杂(杂质不与盐酸反应也不溶于水),反应后经过滤所得滤液为105.6g.求:
(1)二氧化碳质量.
(2)稀盐酸质量分数.
(3)反应后滤液的溶质质量分数.
(4)石灰石中碳酸钙的质量分数.
解:设CaCO3的质量为x,HCl质量为y,生成CaCl2的质量为z.
由题意知,CO2=x+100g-105.6g
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
1007311144
xyzx-5.6g
10044=xx-5.6gx=10g
10073=10gyy=7.3g
100111=10gzz=11.1g
生成CO2的质量为10g-5.6g=4.4g
盐酸中溶质质量分数为7.3g100g×100%=7.3%
反应后滤液的溶质质量分数为11.1g105.6g×100%=10.5%
石灰石中碳酸钙的质量分数为10g12.5g×100%=80%.
4.数据分析题
有关化学式计算是化学科学中最基础的知识,是九年级化学教学的重点内容和难点内容,化学学科的后续学习都要在具备清晰、熟练的化学式计算技能的条件下才能顺利地进行。化学教师对有关化学式的计算教学进行了一定程度的研究,提出了一些具有一定理论的、有一定效果教学方法,但从学生学习和教学实际来看,有关化学式计算的教和学的效率都不是太高。探讨有关化学式计算教学的原理对于指导中学化学的教学具有很好的实际意义。
一、有关化学式计算的学习条件分析
化学式是用元素符号或元素符号与数字的组合表示物质组成的式子,是一种可以表达多种含义的化学符号:表示某种物质、表明了这种物质的元素组成、表明一种物质的分子(对于分子化合物)、表明分子的原子构成情况等。表明物质元素组成及分子的原子构成是有关化学式计算的基础。
有关化学式计算看上去十分简单,但由于是在分子和原子层次上认识化学式并进行计算,所以在学生学习中并不如想象的那么容易。学生必须具备以下几项条件:
1.学生必须明了化学式表明了物质最小组成
任何数量的物质都是这种组成的按整倍数的扩大,这一最小部分就代表了整个物质,同样这一小部分的相关量计算就代表了整个物质相关量的计算”这一认知基础。
2.清晰的原子概念
学习者必须具备清晰的原子概念,必须知道原子在化学反应中是一个不“破裂”的球,而且任何同种原子的质量都相同,物质的最小组成就是由化学式所表示的原子种类和各种原子的数目。
3.清晰的相对原子质量概念
由于原子的质量很小,其质量是用相对原子质量表示的,而不用千克(kg)质量单位来表示原子的质量。
二、有关化学式计算学习困难原因的调查研究
有关化学式计算类型较多,常见的有关化学式计算类型及各种计算类型学习过程中产生的困难原因调查分析如下:
1.对分子质量计算
这是最简单,最基础的有关的化学式计算。这一计算在学生的学习中相对来说是简单,约90%的学生可以在课堂内掌握概念和计算方法,因为相对分子量是直接将化学式中各原子相对原子质量加和。但是仍然有部分学生学习困难。经访谈得知,原来学生并不清楚原子的概念,他们对原子是球形不清楚,对化学式里的符号与符号所表示的原子不能进行转换,因而没法学习相对分子质量的计算。这些学生不能用思维来掌握原子的形貌,因此也没法认识物质的组成,对化学式的来源和表达物质组成的意义不清楚。例如,有的学生在计算H2O的相对分子质量时,因为只知道“H2O”表示水的化学式,将其理解成表示水的符号,而不能理解为表示水分子的原子组成表达,不知道“H”“O”这两个符号在整个化学式中既可以表示宏观的水的组成元素,也可以表示微观的分子的原子构成,不理解符号可以表示氢原子和氧原子,从而无法下笔进行计算。
2.根据化学式求组成元素中各元素的质量分数
这种计算类型有两个原理必须掌握,一是要理解对于物质来说其组成是用“元素”而非原子表示的,在分子中讲原子构成,但对于物质而言讲元素组成。二是化学式所表示的原子构成是物质组成的最小单位,因此,计算物质中各元素的百分含量的原理就是计算化学式中各种原子质量占化学式中全部原子质量的总和百分数。对于百分数的计算,绝大部分学生是熟悉的,学生学习中出现的问题主要是不能将物质中元素的质量转换为化学式中原子的相对原子质量,将物质中元素质量比转化为一个分子中原子的相对质量比。对学生进行访谈显示,出现这些问题的原因在于学生学习分子、原子、元素、化学式等概念时,知识机械的记忆理解概念,不会对宏观的元素与微观的原子这两个概念进行联系,以及对化学式是表示分子组成的符号,在表观上表示物质的组成单元的这一原理进行深度解析、二次加工。例如,在计算SO3中氧元素的质量分数时,要理解SO3分子是三氧化硫这一物质的组成单元,三氧化硫这一物质就是若干个SO3分子聚集而成的,SO3分子中氧原子的质量分数就代表了氧元素在整个三氧化硫这种物质中的质量分数。
3.根据化学式计算物质中各元素质量比
此类问题同样是从物质组成单元(即化学式)中各元素原子的质量比而推论为物质中各元素的质量比。化学式表示物质的最小组成单元(包括分子组成),而整个物质中各元素的原子组成与化学式中各元素的原子组成是一致的,因此只要求出了化学式中各元素的原子质量比,这个各元素的原子质量比,就是物质中各元素的质量比。对于这类有关化学式的计算,学生出现的主要问题是没有理解化学式的宏观含义可以表示一种物质以及表示该物质的元素组成,不能将物质中各元素的质量比转化为化学式中各原子的质量比。究其原因,除了前面几项学习中所产生的问题,学生对于化学式表示物质的单元(分子)组成,而单元(分子)组成与整个物质的组成是一致的这个原理不甚理解,因而造成了在计算物质中各元素质量比时出现概念指向不明及质量与微粒数目概念混淆的问题。
4.根据化学式计算一定量物质中所含某元素的质量
这类计算是在前面三类计算的基础上发展的较为高级的计算,其计算较之前三类计算多了一项计算技能,就是在已知某物质中M元素含量为b%的基础上,求a kg物质中所含M元素的质量。进行此项内容的学习,学生必须有这样的知识,即分子是物质组成的最小单位,表示物质的化学式其实也是表示了这种物质的最小组成单位,然后转化成所有物质的组成就是这些小单位的无限重复。这类计算也可以看成是一个比例式的计算,只要将其换个形式理解,即百分含量是指每个组成单元中某元素原子的含量,这种计算就很容易被学生理解和接受了。
三、有关化学式计算的教学原理
有关化学式计算教学的研究说明,根据化学式进行计算需要两方面的基本技能,一方面是数学技能,另一方面是化学的基本概念要清晰。对数学技能的要求不高,主要是比例的计算,九年级学生进行比例计算是较为熟悉的,但将比例计算技能运用到化学式计算中产生困难的主要原因乃是化学基本概念掌握不牢固。在有关化学式的计算教学当中,学生掌握原子的形貌和化学式所表达的意思是基础,因为无论是分子或是化学组成单元,首先必须使学生理解到这些都是由不改变的原子组成的,而且每个原子的形貌和质量都是固定且不改变的,这样学生可以对分子和物质的组成单元就可以清晰地从原子的角度理解,各种有关质量的计算中就可以从他们的原有知识出发解决问题。其次是准确地理解相对原子质量,对相对原子质量应该理解为也是表示原子的质量的一个量,只不过相对原子质量不是以kg做单位,而是以一个化学科学中设定的一个值―― 一个碳原子质量的十二分之一的质量为一个单位来衡量原子的质量。如果学生将相对原子质量理解非表示原子的质量,那么有关化学式计算就丧失了学习的基础。
参考文献:
[1]周忠立.化学计算技能的培养[J].读与写,2008(5):147-158.
例1 某铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为7∶3,此氧化物的化学式为( )
(A)FeO(B)Fe2O3(C) Fe3O4 (D)无法确定
解析 :设此氧化物的化学式为FexOy,则根据题意知:
56x∶16y=7∶3,可得x∶y=2∶3,即该氧化物的化学式为Fe2O3,应选答案(B).
二、据化合物中某元素的质量分数确定物质的化学式
例2 某铁的氧化物中,铁元素的质量分数为70%,此氧化物的化学式为()
(A) FeO(B) Fe2O3 (C)Fe3O4 (D) 无法确定
解析 :设此氧化物的化学式为FexOy,则根据题意知:
56x/(56x+16y)=70%解得x∶y=2∶3,即该氧化物的化学式为Fe2O3,应选答案(B).
例3 X、Y两种元素组成甲、乙两种化合物,甲的化学式为XY4,其中X的质量分数为75%,乙中X的质量分数为80%,试确定乙的化学式.
解析 :设乙的化学式为XmYn,X的相对原子 质量为x,Y的相对原子质量为y,则mx/ny=80%/20% ①,因为A的化学式为XY4,则
x/4y=75%/25%,x/y=12/1②,将②代入①得m/n=1/3,则B的化学式为XY3.
三、据物质中元素的质量比和元素的相对原子质量比确定化学式
例4 在由X、Y两种元素组成的某化合物中X与Y元素的质量比为2∶3,若X与Y的相对原子质量比为2∶1,则这种化合物的化学式为 .
解析 :由化合物中元素的质量之比/化合物中原子的相对原子质量之比=原子个数比,得2∶3/2∶1=1∶3,即这种化合物的化学式为XY3,
四、据原子的结构示意图确定物质的化学式
例5 纳米技术的研究是当前世界科技研究的一个热点.1998年中国科学家合成了纳米氮化镓,已知镓和氮的原子结构示意图如下:则氮化镓的化学式为()
(A)Ga5N2 (B)Ga3N2(C)Ga2N3(D)GaN
解析 :据两种原子的结构示意图可知,镓原子最外层有3个电子,易失3个电子,化合价为+3,氮原子最外层有5个电子,易得3个电子,化合价为-3,所以该物质的化学式为GaN.
五、据化合价确定化学式
例6 X、Y、Z三种元素的化合价分别为+1、+4、-2,这三种元素形成化合物的化学式可能为( )
(A)XYZ2 (B) X4YZ3 (C) X2YZ3 (D) X3YZ3
解析 :据在化合物中元素化合价的代数和为零,可推断该物质的化学式为C
六、根据质量守恒定律确定物质的化学式
例7 在化学反应X+2O2 点燃 CO2+2H2O,确定X的化学式.
解析 :据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,则X的化学式为CH4
二、教学策略实施和评析
(一)借助模型操作,直观认识“质量分数”含义
引入:我们已经知道,水由氢元素和氧元素组成。
饼图模型展示:这是水中氢氧元素分布模型。红色部分代表氢元素。(如图1)
问题:水中氢元素的质量分数如何用模型来直观表达?
学生动手操作:请一位学生来移动模型,展示水中氢元素的质量分数。
学生甲:操作演示(如图2),学生乙:操作演示(如图3),学生丙评价:我认为甲同学是错的,因为水中氢元素的质量分数是氢元素质量在水的质量中所占的百分比,而甲同学的操作表达的意思是氢元素质量占氧元素质量的百分比了。所以我认为乙同学的是正确的。
师生小结:元素的质量分数,即元素质量与物质总质量的比,一般用百分数表示。
评析:如何让学生透过文字来理解和认识“质量分数”这个概念,本节课采用了自制的模型教具(泡沫板切割成型并在内部嵌入小磁铁),学生通过动手操作移动模型的过程,来感知和理解“质量分数”的含义,对学生直观理解概念起到了很好的效果。
(二)借助动画模拟,根据化学式确定元素质量分数
转接:如果不知道这瓶水的质量,也不知道水中氢元素的质量,能否仅仅根据水的化学式来确定水中氢元素的质量分数呢?
学生茫然!不知如何解决。
教师:同学们觉得有困难,不要紧,我们一起来看一段动画演示,然后再思考。
动画模拟演示,并引导分析:
演示步骤1:这是一瓶蒸馏水,现从一瓶水中取出一滴水。
设问:这滴水中氢元素的质量分数与一瓶水中氢元素的质量分数相同吗?
演示步骤2:把这滴水不断放大,这时,我们看到了肉眼看不到的水分子。许许多多的水分子聚集成了这滴水,这些分子在不断运动。
教师:如果取出其中一个水分子,这个水分子中氢原子的质量分数是多少?
学生:氢原子的质量与水分子的质量比。
教师:由于原子和分子质量都很小,国际上统一用相对原子质量和相对分子质量来表示原子、分子的质量,所以,根据水的分子式,得出水分子中氢原子的质量分数是×100%
学生:水分子中氢原子的质量分数与水中氢元素的质量分数一致,所以我们可以通过水的分子式,直接得出水中氢元素的质量分数啦!
评析:如何根据化合物的化学式(或分子式)来确定化合物中某元素的质量分数,学生最大的问题是不能理解为什么物质中元素质量比就可以用一个分子中原子的相对质量比来代替。基于此,设计动画模拟展示教学环节,通过对一瓶水、一滴水、一个水分子这样从宏观到微观的层层分析,一步步引导学生认识了水分子中氢原子的质量分数与水中氢元素的质量分数的一致性。
(三)问题串引导归纳,深化理解概念
教师:精心设置问题串
问题1:从这瓶水中取出1g水,则其中氢元素是多少克?
问题2:多少克水中含有11.1g氢元素?
问题3:根据水的化学式,如何确定水中氢元素质量分数?
问题4:根据化学式,你能确定水中氢元素与氧元素的质量比吗?
问题5:化合物中各元素质量比=相应元素的相对原子质量×原子个数之比
学生:根据对概念的理解,运用数学计算,轻松得出答案。并尝试进行归纳。
归纳1.元素质量=化合物质量×化合物中元素的质量分数
归纳2.化合物质量=元素质量/化合物中元素质量分数
归纳3.化合物中某元素质量分数=该元素的相对原子质量(Ar)×原子个数/化合物的相对分子质量(Mr)×100%
归纳4.化合物中各元素质量比=相应元素的相对原子质量×原子个数之比
评析:学生理解了概念,已经为进行化学式相关计算打下了坚实基础。此时,通过设计具体层层递进的问题串,引导学生尝试进行归纳,在归纳中进一步从量的方面来理解和深化概念。
知识与技能:了解原子的构成及构成各粒子的特征。初步了解相对原子质量的概念,会查表找到相对原子质量。
过程与方法:通过学习,学会分析图表。
情感态度与价值观:建立物质是无限可分的唯物主义观点。
【教学重点】原子的构成及构成各粒子的特征
【教学难点】建立物质是无限可分的唯物主义观点
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、思维联想、引入新授
1、分子和原子有何本质区别?
2、原子是最小的粒子吗?
二、进入新授
1、原子的构成
1)思考并回答:分子和原子都是构成物质的一种粒子,水是由构成,水分子由构成。铁由构成,那么原子能否再分?原子怎样构成的?
2)学生阅读教材P68-69第一自然段,交流对原子的构成的了解。
(每一个带一个单位的电荷)
原子核(不带电)
原子
(每一个电子带一个单位的电荷)
3)讨论:⑴在原子中有带正电荷的质子和带负电荷的电子,为什么整个原子不显电性?⑵你能画出氢原子的模型吗?
4)观察分析表4-2,你从中获得哪些信息?
A、核电荷数=
B、
C、
2、相对原子质量
1)写一写一个氢原子、一个氧原子的质量,思考:这样书写方便吗?原子的质量又该怎样衡量?
2)引入相对原子质量
概念:
理解:
3)练习查相对原子质量。71页练习3
4)相对原子质量的计算方法。
A、根据定义计算:
相对原子质量=原子的质量/一种碳原子质量的1/12
B、由质子数和中子数计算:
相对原子质量=质子数+中子数
想一想:相对原子质量为什么是质子数和中子数之和?
三、课堂练习
1、1999年度诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德:泽维尔,开创了“飞秒”化学的新领域,使运用激光光谱技术观察化学反应时分子中原子的运动成为可能,你认为该技术不能观察到的是()
A化学变化中反应物分子的分解
B反应中原子的运动
C化学变化中生成物分子的形成
D原子核的内部结构
2、原子中决定相对原子质量大小的是()
A质子数和中子数B质子数和电子数
C中子数和电子数D核电荷数和电子数
3、硫原子的相对原子质量为32,质子数是16,则中子数是,电子数是,核电荷数是。
4、已知1个碳12原子原子质量为nkg,1个A原子的质量为mkg,则A原子的相对原子质量可表示为。
5、1个碳12原子的质量是1.993×10-26kg,1个氯原子的质量是5.888×10-26kg,则氯原子的相对原子质量是;相对原子质量为M,核内中子数为N的原子A,其核外电子数是。
6、下列关于原子的说法中,错误的是()
A原子是化学变化中的最小粒子B原子是最小的粒子
C原子核带正电荷,但原子不显电性D分子能直接构成物质,而原子不能
四、反思与体会
【教学后记】
课题2元素
【教学目标】
知识与技能:了解元素的概念,理解元素与原子的区别与联系。
过程与方法:通过学习,学会认识物质组成与构成不同。
情感态度与价值观:将对物质的宏观组成与微观的认识统一起来。
【教学重点】元素的概念,元素与原子的区别与联系
【教学难点】学会认识物质组成与构成不同
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、回顾旧识,引入新授
(1)一个碳-12原子质量为mKg,某原子质量为nKg,则该原子的相对原子质量为。
(2)原子是怎样构成的?相同的原子有什么共同点?
二、进入新授
1、元素的概念
阅读并讨论P71第二自然段
小结对元素的理解
2、元素与原子的比较:试一试列表比较元素与原子。
元素
原子
区别
适用范围
联系
3、地壳中各元素的含量
⑴按质量分数计算,在地壳中含量前几位的元素依次是、、、_________。记忆:“养闺女贴盖”
⑵并不是含量少作用就小。
三、讨论P71[讨论]
四、活动与探究
⑴阅读资料,了解生物细胞中元素的含量。
⑵从生物学或科普书刊中查找几种食品的元素组成,并列表说明。
五、反思与体会
通过这节课的学习,我的收获和体会是:
【教学后记】
课题2元素
【教学目标】
知识与技能:了解元素符号所表示的概念,学会正确书写元素符号。记住一些常见的元素符号和名称。
过程与方法:采用师生合作的方式进行授课,教给学生必要的方法和技巧。
情感态度与价值观:使学生初步了解科学思想和科学方法。
【教学重点】正确书写元素符号
【教学难点】记住一些常见的元素符号和名称
【教学方法】师生合作法
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、回忆旧知,引入新授:
某药品说明书中标明:本品每克含铁15毫克,铜2毫克,锌1.5毫克。锰1毫克这里所标的所标的各成分是指()
A、分子B、原子C、元素D、无法确定
二、进入新授
1、元素符号
为了便于交流,国际上规定了一套符号来表示一百多种元素。
⑴定义:
书写规则:
练习书写
钙元素镁元素氧元素铁元素
⑵元素符号表示的意义:
A、表示某元素
B、表示该元素的一个原子
C、表示相对原子质量
练习C、S、Fe、Ar等表示的意义。
思考:如何表示几个原子?
⑶常见元素符号的记忆歌诀(讨论记忆方法)
⑷元素周期表简介
阅读教材P74填写下列空白。
①科学家们根据,把它们科学有序地排列起来,得到元素周期表。
②元素周期表按元素递增的顺序给元素编号,叫做原子序数。
得等式===。
③编排结构
周期:
族:
元素周期表共个周期,个族。
④颜色分区:对金属非金属用不同颜色分区,并标有元素的相对原子质量。
三、活动与探究
教材P74“活动与探究”
四、课堂练习:P75/1、2、3、4
五、课外拓展:
讲述116、118号元素失踪的新闻报道,引导学生讨论。
六、板书设计
元素符号
为了便于交流,国际上规定了一套符号来表示一百多种元素。
一、定义:
书写规则:
练习书写
钙元素镁元素氧元素铁元素
二、元素符号表示的意义:
A、表示某元素
B、表示该元素的一个原子
C、表示相对原子质量
【教学后记】
课题3离子
【教学目标】
知识与技能:了解原子的核外电子是分层排布的。
过程与方法:边看边叙述或边讲边图式,用创设情景来展示电子分层运动,离子的形成等知识内容。
情感态度与价值观:通过对离子的形成的学习,使学生形成量变引起质变的辨证唯物主义观点。
【教学重点】核外电子分层运动的特点
【教学难点】离子的形成
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、回顾旧知:
1、以竞赛方式回忆1-20号元素符号的书写。
2、原子的结构及所带电荷的情况如何?
二、引入新授:电子在核外的空间里作高速的运动,那么,这些电子是怎样排布在核外空间的呢?
三、进入新授:
(一)核外电子的排布
1、阅读教材P76第二自然段后小结:
⑴电子层:核外电子经常出现的。
⑵核外电子的分层排布:。
⑶元素原子核外电子最少有1层,最多的有层,第一层离核最近,最外层电子数最多不超过个(只有一层的不超过2个)
2、认识钠原子结构示意图
你知道各部分的含义吗?(阅读教材第三自然段)
3、观察表4-4后得出:
4、核外电子排布规律:
⑴第一层最多排个电子,
⑵第二层上最多排个电子,
⑶最外层最多排个电子。
(二)原子结构与元素化学性质的关系。
(1)、阅读教材P76第四自然段至第一自然段后讨论:
理解:⑴稀有气体原子最外层电子数为8个(He为2个)为一种相对稳定结构,相对稳定性结构是指。在化学反应中一般,化学性质不活泼。
⑵金属元素原子最外层一般少于个电子,在化学反应中一般易,使次外层变为最外层而达到电子的相对稳定结构,化学性质活泼。
⑶非金属原子最外层一般电子,在化学反应中一般易,使最外层达到电子的相对稳定结构,化学性质活泼。
(2)、小结:元素的性质与原子核外电子的排布,特别是有密切的关系。
三:练习:试一试画出氦、氖、氩,钠、镁、铝,氧、硫、磷的原子结构示意图,并分析它们的化学性质。讨论如果要变成相对稳定结构会怎样?
四、板书设计
一、核外电子的排布
1、阅读教材P76第二自然段后小结:
⑴电子层:核外电子经常出现的。
⑵核外电子的分层排布:。
⑶元素原子核外电子最少有1层,最多的有层,第一层离核最近,最外层电子数最多不超过个(只有一层的不超过2个)
2、原子结构示意图
3、核外电子排布规律:
⑴第一层最多排个电子,
⑵第二层上最多排个电子,
⑶最外层最多排个电子。
(二)原子结构与元素化学性质的关系
【教学后记】
课题3离子
【教学目标】
知识与技能:了解离子的概念,并掌握它的形成规律及与原子的区别。
过程与方法:采用指导阅读、组织讨论来进行教学,让抽象思维变换为形象思维。
情感态度与价值观:培养学生微观想象能力,推倒思维方法。
【教学重点】了解离子的概念
【教学难点】离子的表示
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、复习旧知:
⑴回忆在原子中:核电荷数===
⑵分析讨论金属元素、非金属元素、稀有气体元素的原子结构与化学性质的关系。
二、、引入新授:
分析11号、17号元素的原子结构示意图,分析其最外层电子数特点后印入。
三、进入新授:
(一)离子的形成
(1)定义:带电的原子或原子团。可分为阳离子和阴离子。
(2)表示方法——离子符号
书写要求:先写上元素符号,再在元素符号的右上角标明所带的电荷数,数字前,符号后,是“1”省略不写。
(3)练习书写离子符号:
氢离子H+镁离子Mg2+铝离子Al3+氟离子F-氧离子O2-硫离子S2-
(4)离子符号的含义
例:2Mg2+表示:一个镁离子表示:每一个镁离子带两个单位的正电荷
(5)阴、阳离子由于引力作用而形成不显电性的化合物,列如:NaCl等。
(二)离子与原子的比较
*
相互转化
(三)小结:构成物质的粒子有、、。
由原子直接构成的物质:例:
由分子构成的物质:例:
由离子构成的物质:例:
三、课堂练习P78/1、2
四、板书设计
(一)离子的形成
(1)定义:带电的原子或原子团。可分为阳离子和阴离子。
(2)表示方法——离子符号
书写要求:先写上元素符号,再在元素符号的右上角标明所带的电荷数,数字前,符号后,是“1”省略不写。
(3)练习书写离子符号:
氢离子H+镁离子Mg2+铝离子Al3+氟离子F-氧离子O2-硫离子S2-
(4)离子符号的含义
例:2Mg2+表示:一个镁离子表示:每一个镁离子带两个单位的正电荷
(5)阴、阳离子由于引力作用而形成不显电性的化合物,列如:NaCl等。
(二)离子与原子的比较
原子
离子
阳离子
阴离子
概念
电性
表示方法
相互转化
【教学后记】
课题4化学式与化合价
【教学目标】
知识与技能:了解化学式的概念及涵义,掌握一些简单化学式的写法和读法,理解化学式前和化学式中有关数字的不同涵义。
过程与方法:多采用组织讨论、指导阅读、讲练结合等方式进行教学。
情感态度与价值观:通过化学式的引入,对学生进行实事求是的科学态度的教育。
【教学重点】简单化学式的写法和读法
【教学难点】化学式的写法
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、复习旧知
⑴默写常见元素符号的记忆歌诀。
⑵写出物质分类表,每种物质各举两例,写出该物质的名称。
二、引入新授:
物质的名称很难表示一种物质的组成,为了便于认识和研究物质,在化学上常用元素符号来表示物质的组成。
三、进入新课:
(一)化学式
阅读教材P79后小结:
⑴定义:用元素符号来表示物质组成的示子。
⑵理解:
小组对话:H2O表示的各种意义。
想一想:CO2表示什么意义呢?
⑶小结:化学式表示的意义。
A、表示某种物质B、表示该物质的一个分子
C、表示组成物质的元素的种类D、表示一个分子中原子的个数
E、表示组成某物质的元素的原子个数比
⑷化学式的书写
金属:如Fe、Cu
直接用元素符号表示固态非金属:如C、P
A、单质的书写稀有气体:如He、Ne
用双原子表示—气态非金属:如O2、N2
B、化合物的书写(下课时)
⑸多个原子或多个分子的表示方法。
练习:
多个原子的表示:3个铁原子2个氢原子
多个分子的表示:3个氢分子2个氯分子
m个水分子n个二氧化碳分子
讨论:P79符号H、2H、H2、2H2各具有什么意义?
小结:在元素符号或化学式前面加上适当系数后只具有微观意义。
⑹化学式的读法:
单质化学式读法:除双原子分子构成的气体单质在元素名称后加“气”外,其余直接读元素名称。
化合物化学式读法:由两种元素组成的化合物的名称,一般读作“某化某”,例如NaCl读作氯化钠。有时还要读出化学式中各种元素的原子个数,例如CO读作二氧化碳,Fe3O4读作四氧化三铁。
练习读:CuArN2
三、活动与探究:P82以邻座同学为一小组,对以下题目进行练习,并互相订正。
1、写出溴化钠、氯化钠、氯化铝、二氧化氮的化学式。
2、读出以下化学式的名称:
MnO2CuOSO2KIMgCl2
四、课堂练习:基础训练
五、板书设计化学式
一、定义:用元素符号来表示物质组成的示子。
化学式表示的意义。
A、表示某种物质B、表示该物质的一个分子
C、表示组成物质的元素的种类D、表示一个分子中原子的个数
E、表示组成某物质的元素的原子个数比
二、化学式的书写
金属:如Fe、Cu
直接用元素符号表示固态非金属:如C、P
A、单质的书写稀有气体:如He、Ne
用双原子表示—气态非金属:如O2、N2
B、化合物的书写(下课时)
【教学后记】
课题4化学式与化合价
【教学目标】
知识与技能:了解化学式的涵义,知道一些常见元素和根的化合价,能利用化合价推求化学式,依据化学式表示某些物质组成。
过程与方法:应多采用组织讨论、指导阅读、讲练结合等方式进行教学,并使学生逐渐学会根据化学概念应用教学工具来解决化学问题。
情感态度与价值观:通过化学式的引入,对学生进行实事求是的科学态度的教育。
【教学重点】化合物化学式的书写
【教学难点】利用化合价推求化学式
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、复习旧知
1、写出下列物质的化学式:
铁、氧气、铜、硫、磷、金、镁、氮气、氖气
2、画出钠和氯的原子结构示意图
3、写出上述元素两两结合,可能形成的化合物的化学式其原子个数比为
二、进入新课
(一)化合价
定义:
理解:
原子团(根)定义:
⑴化合价表示方法+1+2-2-2
例:在化合物中:Na、Ca、S、SO4
想一想:化合价与离子的表示方法有何异同?
+1+2-2-1
思考:为什么Na而非Na,S而非S呢?
⑵化合价的确定及其规律
阅读教材P81页后填写
a、化合物中:氧为价,氢为价,金属元素一般显价,非金属元素一般显价。
b、两个零:化合物中各元素的化合价的代数和为0;单质中元素的化合价为0。
⑶化合价及根的化合价的记忆,记忆P80表4-6。
[活动与探究]a、以小组为单位进行化合价记忆比赛,看谁记得多,记得准。
b、试着编写能帮助记忆化合价韵语、歌谣或快板。
化合价记忆歌诀:一价钾钠卤氢银;二价氧钙钡镁锌;三铝四硅五三磷;二三铁、二四碳;二三四五氮;二四六硫锰齐全;铜汞二价最常见。
(二)化合价的计算与应用
⑴根据化合价原则书写化学式,看P81页例题
例:书写硫酸铝的化学式
+3-2
a正价前,负价后:AlSO4+3-2
b交叉约简定个数:Al2(SO4)3
+3-2
c写右下,验正误:Al2(SO4)3(+3)×2+(-2)×3=0
小结写法:
练习书写化学式:
Cl
O
OH
SO4
NO3
CO3
Mg
-3+1-4+1
特例:NH3、CH4
⑵根据化学式(或原子团的化合价)推断元素的化合价。
a、讨论:P82:根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0的原则,已知氧为-2价,计算二氧化硫里硫的化合价。
b、试确定SO32-中硫元素的化合价。
⑶根据化合价判断化学式是否正确。
如:ZnClHSO4MgOH2MgO2
是否正确,并改正。
三:课后练习:以单位为小组进行你问我答,练习书写化合物的化学式.
四、板书设计
化合价的规律
1、化合物中:氧为价,氢为价,金属元素一般显价,非金属元素一般显价。
2、两个零:化合物中各元素的化合价的代数和为0;单质中元素的化合价为0。
【教学后记】
课题4化学式与化合价
【教学目标】
知识与技能:了解相对分子质量的涵义,并能利用相对原子质量和相对分子质量计算物质的组成。能看懂某些商品、药品标签或说明书上标示的物质成分和含量。
过程与方法:鼓励学生主动与他人进行交流和讨论,清楚地表达自己的观点,使学生逐步形成良好的学习习惯和学习方法。
情感态度与价值观:通过从定量的角度对物质进行讨论,让学生体验由定性到定量认识事物的方法。
【教学重点】利用相对原子质量和相对分子质量计算物质的组成
【教学难点】化合物中元素质量分数的计算
【教学方法】分组练习法
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、复习旧知:
1、用数字及符号表示:
氖气一个镁原子m个水分子
n个氯分子五个二氧化碳分子n个五氧化二磷分子
2、回忆化学式表示的意义(以CO2为例)
二、引入新授:
化学式除了有质的意义,还有量的意义。
三、进入新课:
(一)相对分子质量
⑴定义:
⑵理解:
(二)有关相对分子质量的计算
⑴计算相对分子质量
阅读教材P82页“1”后,
小结:元素与元素之间用“+”号,元素与右下角数字之间用“×”号。
练习:计算Cl2,2Ca(OH)2的相对分子质量或相对分子质量之和。
⑵计算物质中组成元素的质量比
看P82页“2”后,明确计算格式
只写元素符号或名称,不写个数;打括号,化成最简比。
练习;计算SO2、NH4NO3中各元素的质量比。
⑶计算物质中某元素的质量分数
阅读P82页“3”后,将该题简写成。
N%=2N/NH4NO3×100%=2×14/80×100%=35%
合作练习:计算NH4NO3、CO(NH2)2、(NH4)2SO4、NH4HCO3中氧元素的质量分数,并按肥效(含氮量)由高到低排列。
活动与探究:P83页(课后);P85页第11题。
⑷计算一定质量的某化合物中某元素的质量
[例]36g水通电后最多能放出氧气多少g?
解:m(O)=36×(O/H2O)×100%=36×(16/18)×100%=32g
答:略。
公式:某元素的质量=化合物的质量×化合物中该元素的质量分数
练习:100gFe2O380%的赤铁矿石理论上可炼铁多少g?
⑸确定化学式的计算
[例]吸入“笑气”会使人发笑。该气体是由氮、氧两种元素组成的化合物,相对分子质量为44,氮氧元素的质量比为7:4,则它的化学式为。
解:设该化合物的化学式为NxOy,则
14x:16y=7:4
14x+16y=44
所以x=2;y=1,故化学式为N2O
四、课堂练习:某金属元素R的氧化物中,R元素与氧元素的质量比为9:8,R的相对原子质量为27。试写出R的氧化物的化学式。
五、板书设计
(一)相对分子质量
(二)有关相对分子质量的计算
⑴计算相对分子质量
⑵计算物质中组成元素的质量比
⑶计算物质中某元素的质量分数
⑷计算一定质量的某化合物中某元素的质量
⑸确定化学式的计算
【教学后记】
第四单元整理与小结
【教学目标】
知识目标:1、通过复习使学生掌握原子的构成及离子的形成、离子符号;2、使学生巩固化学式的书写方法及根据化合价书写化学式。
能力目标:通过复习培养学生综合计算的能力。
【教学重点】原子的构成及离子的形成、离子符号
【教学难点】学生综合计算的能力培养
【教学方法】分组练习法
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、知识结构整理
1、化学式的书写
金属:如Fe、Cu
直接用元素符号表示固态非金属:如C、P
A、单质的书写稀有气体:如He、Ne
用双原子表示—气态非金属:如O2、N2
B、化合物的书写
正价前,负价后;交叉约简定个数;右下,验正误
2、依据化学式计算
⑴计算相对分子质量
⑵计算物质中组成元素的质量比
⑶计算物质中某元素的质量分数
⑷计算一定质量的某化合物中某元素的质量
⑸确定化学式的计算
质子
原子核
结构中子
核外电子——核外电子排布
3、原子结构简图
相对原子质量
4、在描述物质的组成时用来叙述,描述物质构成时用叙述,描述分子构成时用来叙述。
三、专题总结及应用
1、A元素原子的电子层数为3,其原子的最外层有1个电子,已知A离子的核外电子数为n,则A原子的核电荷数是()
A、n+1B、n-1C、nD、n+3
2、某种氮的氧化物中,氮元素和氧元素的质量比为7:4,则该氧化物中氮元素的化合价()
A、+5价B、+3价C、+2价D、+1价
3、有一不纯的硝铵样品(硝铵NH4NO3),经分析其中含氮37%,则所含杂质可能是()
A、(NH4)2SO4B、CO(NH2)2C、NH4ClD、NH4HCO3
四、板书设计
1、化学式的书写
金属:如Fe、Cu
直接用元素符号表示固态非金属:如C、P
A、单质的书写稀有气体:如He、Ne
用双原子表示—气态非金属:如O2、N2
B、化合物的书写
正价前,负价后;交叉约简定个数;右下,验正误
2、依据化学式计算
⑴计算相对分子质量
⑵计算物质中组成元素的质量比
⑶计算物质中某元素的质量分数
⑷计算一定质量的某化合物中某元素的质量
⑸确定化学式的计算
质子
原子核
结构中子
核外电子——核外电子排布
随着很多地区中考化学分值下降,方方面面都认为化学地位降低了,有些学生非常不重视化学,在化学计算这方面表现得尤为突出。但中考对化学计算的难度要求并没有显著降低,反而对学生综合应用能力的要求越来越高,如泰州地区的计算题与科学探究、实验结合一起考的趋势。下面我就如何做好初三化学计算的教学与复习,谈谈看法。
一、简单计算,理清概念
化学式方面的计算,一般是简单计算,这些简单题的计算要让学生理清概念的基本意义。
1.相对原子质量的计算主要出现在选择题中,在计算中往往不是直接考计算的结果,而是要知道相对原子质量的单位是“1”,不是“克”,也就是答题时不需要浪费时间计算相对原子质量,只要抓好核心点单位的理解。教学相对分子质量的计算及相对分子质量之和时,让学生理清化学式中各种数字的意义,帮助学生理清几种容易混淆的数字,并且在计算的过程中注意化学式前面的数字与相对分子质量及元素符号右下角的数字与相对原子质量之间的关系是“相乘”不是“相加”。
2.化合物中所含元素的质量比等于微观上每个化学式中各种原子的个数与其原子量的乘积之比。这是因为宏观上物质是由元素组成的,任何纯净的化合物都有固定的组成。化合物中某元素的质量分数等于该元素的原子的相对原子质量总和与化合物的相对分子质量之比,这是因为宏观上化合物中某元素的质量分数等于微观上化合物的每个分子中原子的相对原子质量之比。这些简单题较多地在选择题中出现,做题时往往不需要计算,但是一定要搞清楚不要把原子个数比误作质量分数比,二者是不同的概念。
二、图表计算,分类指导
图像计算题是将化学原理、物质的性质和量的变化规律巧妙地表现在图像的变化上,是质变、量变、图像三位一体,其本质是函数关系式与坐标系中的图像一一对应。教学时,让学生明白一定要看清横坐标、纵坐标表示的内容。初中最常见的图像计算题有两大类。第一类是关于金属和氢气之类的图像,横坐标表示时间,纵作标表示产生氢气的质量,计算混合金属中某金属的质量分数。这类题的重点要搞清楚哪些金属与酸反应,哪些不反应,也就是说要牢记金属活动性顺序表,特别告诫学生铜是不反应的,铝的方程式和其他有所不同。第二类是关于溶液方面的计算,要指导学生看清楚沉淀(气体)是一开始出现,还是一段时间后出现,为什么这样,挖清图像背后代表的意义。这类计算考溶质质量分数的计算是最常见形式。又以两种常见形式为主,常见形式一是A、B两种物质只有一种与第三种物质反应且生成的溶质之一和不参加反应的是同一种物质,因而在计算时千万不要忘记两部分相加,有时也有可能是A、B两种物质与第三种物质都反应,但反应有先后关系。
表格计算题是将化学知识与表格数据有机结合,它是从量的方面直观地反映物质的性质及变化规律。它着重考查学生分析数据的思维活动过程,这是一种较高层次的抽象思维,故对一部分学生来说具有一定的难度。原因主要如下:表格给出的数据有时变动反应物中一个量,学生不会确定参照对象,对比分析找出正好反应的一组数据或确定其中一种反应物是否过量的问题;有时两个量同时改变,学生不会对比分析确定两种物质正好反应的质量比。其实这类题的焦点就是根据反应物与生成物之间质量成正比的关系确定反应是否恰好完全反应和哪种反应物过量的问题。老师讲了若干次,学生遇到了还是不会解,这时不妨让学生自己动手做实验,鲜明的实验现象不仅让学生感到兴奋,觉得信服,而且使学生留下了深刻的印象。的确我做了,故我记得了。
对图像计算题和表格计算题进一层次探究,可让二者进行转化。让学生找出表格与图像之间的相互联系,再把图像转化为表格形式,或把表格转化为图像。通过表格和图像相互转化的训练,提高了学生思维能力,发展了学生智力,同时也教给了学生一种思维方法,达到了一石三鸟的教学效果。以不变应万变,在考场上学生便能轻车熟路。
三、综合计算,抓住方法
任何综合计算可以说是由基础题构建和演变过来的,所以计算题要重视基础计算题。基本题侧重基本概念、规律的运用,注意解题步骤和书写格式的规范性,特别提醒学生在设时要设质量为x,不要加克,下面关系式和比例式要加克。进行根据方程式的计算教学时,让学生深入理解质量守恒定律的内涵和外延,方程式的质的意义和量的意义,强调方程式中配平系数的作用,抓住系数乘以相对分子质量与物质质量之间的等效关系这个要点,弄清这些关系后,学生就可顺理成章地进行计算。
其次,综合计算时,重点不要只放在知识点的简单记忆和重现上,不应孤立地对双基进行训练,而应放在分析和解决实际问题的背景和知识的整体联系上,放在归纳总结解题规律、技巧上。注意一题多解、一题多变,这样可以培养学生思维的灵活性,有助于充分开发学生的潜能,最终正确解答计算题。
总之,通过应用上述策略,既加深了学生对化学计算题知识的理解,提高了分析问题和解决问题的能力,又减轻了学生的课业负担,营造了轻松高效的快乐课堂教学氛围。
参考文献:
本卷所用的相对原子质量: Ca-40 H-1 Na-23 Fe-56 S-32 C-12 H-1 O-16 S-32 N-14 Fe-56K-39一、选择题(每小题4分,共24分)1、原子显电中性的原因是--------------------------( )A、核内质子数等于核电荷数 B、原子核外电子数大于核内质子数C、构成原子的各微粒都不带电 D、原子核所带电荷数与核外电子所带电荷数相等,而且电性相反2、下列选项中的元素都属于非金属元素的是----------( )A.H、S、C B.Ca、F、Cl C.O、Br、Al D.P、K、N3、下列不属于化学变化的--------------------------( )A、钢铁生锈 B、海水晒盐 C、白磷自燃 D、食物酸败4、下列物质的化学式书写正确的--------------------( )A、氖气Ne2 B、氧化铁FeO C、硫酸钠Na2SO4 D、硝酸钙CaNO35、分子与原子的根本区别--------------------------( )A、大小和质量是否相同 B、是否能保持物质的化学性质C、在化学反应中是否可分 D、是否是构成物质的微粒6、下列反应的产物不会污染空气的是---------------( )A、煤燃烧 B、氢气在氧气中燃烧 C、香烟燃烧 D、硫再空气中燃烧二、选择题(每小题3分,共48分)7、1995年3月20日早晨,日本东京多处地铁车厢同时发生了一起“沙林”毒气侵袭事件,导致5000多人中毒。沙林的化学名称为“甲基氟磷酸异丙酯”,已知每个沙林分子中含有4个碳原子、l0个氢原子、2个氧原子、1个磷原子和1个氟原子。沙林中所含磷元素的质量分数约为------------------------- ( ) A、25% B、22% C、34% D、29%8、维生素C(C6H806)主要存在于蔬菜、水果中,它能促进人体生长发育,增强人体对疾病的抵抗力,近年来科学家还发现维生素C有防癌作用。下列关于维生素C的说法中错误的是---- ( ) A、维生素C的相对分子质量为174B、维生素C分子由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成C、维生素C中C、H、0三种元素的质量比为9:1:12D、维生素C中氢元素的质量分数为4.5%9、下列原子各1克,所含原子个数最多的是 ------- ( )A、氧原子 B、碳原子 C、氢原子 D、铝原子10.下列符号既表示一种元素,又表示一个原子,还表示一种物质的是-------------------------------------------( )A.2N B.O C.SO2 D.Zn11.10个H2O和10个H2SO4分子中一样多的是------( )A.氢分子个数 B.氢原子个数 C.氢元素个数 D.氢气12、发生化学反应前后,下列各项中没有变化的是 ----( )①元素的种类;②分子的数目;③原子的种类;④原子的数目;⑤物质的种类A.①③④ B.①④⑤ C. ①②③ D.①②④13、下列反应生成物都是C,若C的化学式为AB2,则该反应的化学方程式是----------------------------------------( )A、2AB+B22C B、3AB2+B2CC、AB2+2B22C D、AB+2B22C14、某物质化学式为HnMO2n,该化合物中M的化合价为+6,则n的数值为----------------------------------------( )A、1 B、2 C、3D、415、经分析某物质只含一种元素,则该物质-----------( )A、可能是混合物 B、一定是纯净物C、一定是单质D、不可能是化合物16、2002年诺贝尔化学奖授予了在生物大分子研究领域作出了巨大贡献的三位科学家。已知α—氨基乙酸(H2NCH2COOH)是某天然蛋白质大分子水解后的产物之一,则α—氨基乙酸中碳、氮元素的质量比是-----------------------------------( )A、2∶1 B、 1∶1 C、 12∶7 D、 6∶717、X元素一个原子的质量是m克,Y元素的相对原子质量为A,化合物XY2的相对分子质量是M,则w克XY2中含有Y原子个数是( )A、2w(M-2A)/Mm B、2wM/m(M-2A)C、w(M-2A)/2Mm D、m(M-2A)/2Mw18、铅丹也叫红丹,常用于蓄电池、玻璃和染料等。铅丹在一定条件下发生如下反应,根据已配平的化学方程式铅丹+4HNO3= PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O,可以推测铅丹的分子是-----( )A、PbB、PbOC、Pb2O3D、Pb3O419、某物质在氧气中燃烧,生成SO2和NO,则下列说法中正确的是-------------------------------------------- ( )A、一定含有S、O、N三种元素B、一定含有S、N元素,可能含有O元素C、可能含有S、O、N三种元素D、一定含有S、N元素,不含有O元素20、氧化物RO中含氧元素40%,则R的相对原子质量是( )A、20 B、24 C、40 D、6021、元素X、Y可组成两种化合物A和B,在A中X的质量分数为50%,在B中X的质量分数为40%,已知A的化学式为XY2,则B的化学式为----------------------------------- ( )A 、XY B 、X2Y C、 XY3 D、 X3Y22、以下对氧气性质的叙述,错误的是--------------( )A、氧气在常温时是一种无色无味的气体 B、氧气极易溶于水C、氧气在低温高压时能变为液体或固体 D、氧气是一种化学性质较活泼的气体二.填空题(60分)23.、用化学用语表示: ①、硫元素 ②、2个氢原子 ③、5个四氧化三铁分子 ④、1个氢分子 ⑤、2个氦原子 , ⑥、3个碘分子 ⑦、4个硫酸根离子 , ⑧、+5价的磷元素 , ⑨、保持氯气化学性质的微 粒 ,⑩ 、氖气 ,24、金刚石、石墨、足球烯都是由碳原子构成的,但它们是不同的物质,有不同的物理性质,是因为它们的 不一样。25、化合价是元素的一种重要性质,只有在 时表现出来。在NaCl、KClO3 、HClO4 、HClO、Cl2五种物质中,按氯元素化合价由高至低顺序排列应是: 。26、下列物质中属于纯净物的是 , 属于混合物是 ,属于单质的是 ,属于化合物的是 ,属于氧化物的是 ①空气 ②水 ③氯化钠 ④食盐水 ⑤金属钙 ⑥氧气 ⑦氯酸钾⑧干冰27、酒精燃烧的反应可表示为:酒精+氧气 二氧化碳+水,则酒精中一定含有 元素,可能含有 元素。28、2PO43- 中各数字分别表示什么意义: “2”表示 “3”表示 “4”表示 “5”表示 29、燃烧的条件是① ② ;酒精灯能用灯帽盖灭,是因为 30、将2.45克氯酸钾和1克二氧化锰混合后,充分加热到不再产生氧气为止,反应后的剩余固体物质为2.49克。则根据质量守恒定律,反应前后固体物质减轻的质量就是生成 的质量, 为 克。反应后固体物质里含有 克的 和 克的_ 。31、纳米技术是当前世界科技研究的一个热点,1998年中国合成了纳米氮化镓,已知镓元素(Ga)的化合价为+3价,氮元素常见的化合价为-3和+5,则氮化镓的化学式为 。(2分)32、由元素R和氢元素、氧元素所组成的化合物为H2RO4,则R的化合价为 。如果这化合物的相对分子质量为98,则R的相对原子质量为 。该元素原子中有16个中子,该元素的元素符号为 。(3分)⑴、某三价金属氧化物中氧元素质量分数为30%,则该金属的相对原子质量为 。(2分)⑵、A、B两元素相对原子质量之比为2∶1,仅由这两种元素组成的化合物里,A、B两元素质量比为2∶3,则该化合物的化学式为 ;若其中B为-n价,则此化合物中A元素的化合价为 。(4分)33、在适当条件下,m克碳与n克氧气反应后均无剩余,生成(m+n)克气体,则m与n比值为 。(2分)34、书写下列化学方程式,并注明反应类型:(6分)①铁丝在氧气中燃烧 , ②硫在氧气中燃烧 , ③加热高锰酸钾制氧气 , 35、配平下列化学方程式(并对反应①②③注明反应条件)(8分) ①Fe+O2――Fe3O4 ②C2H2+O2――CO2+H2O③Fe2O3+CO――Fe+CO2④Cl2+NaOH――NaClO+NaCl+H2O三、实验题(18分) 36、完成实验室用高锰酸钾制取氧气中实验验报告: (1)、指出右图中标号的仪器名称:(5分) a b c d e f g (2)、用简要文字改正图中的三处主要错误① ② ③ (3)、由于氧气的密度比空气 ,所以可以用 收集氧气;由于氧气 溶于水,所以可以用 收集氧气。(4)、开始收集氧气的最适宜的时刻是 (5)、表明氧气氧气已经收集满的现象是 (6)、高锰酸钾的颜色是 ,在试管口放一团棉花,其作用是 (7)、停止实验时,先把导管移出水面,然后停止加热,这是为了防止 (8)、实验步骤如下:A、给试管加热;B、用排水法收集氧气;C、熄灭酒精灯D、装高锰酸钾于试管;E、将导管移出水面;F、检查装置的气密性;G、把试管固定在铁架台上,且集气瓶注满水倒置于水槽中。正确的实验顺序是 四、计算题(30分)37、根据尿素的化学式[CO(NH2)2]计算:(8分)(1)CO(NH2)2相对分子质量;(2)CO(NH2)2 中各元素质量比;(3)CO(NH2)2中氮元素的质量分数;(4)经测算某块农田缺少氮元素373.6Kg,应在该田中施加多少Kg含尿素98%的化肥?
38、现有两瓶大小相同且用玻璃片盖上的无色气体,一瓶为SO2,另一瓶为H2S。将两瓶气体口对口放置,抽去玻璃片(此时两瓶相通)。可观察到瓶壁上产生淡黄色固体单质硫和水珠附着。请回答:(5分)① 用分子的有关知识解释上述现象;② 写出反应的化学方程式。 39、煤是重要的化工原料,用煤作燃料不仅是极大的浪费,而且因煤中含有的硫在燃烧时生成SO2气体造成环境污染,某城市平均每天消耗含硫1﹪的煤160吨,问:该城市一年(一年按365天计算),向大气中排放了多少吨二氧化硫气体?(5分)
40、元素R可以组成两种氧化物ROm和ROn,其相对分子质量之差为16,ROm中氧元素的质量分数为60﹪ ,ROn中氧元素的质量分数为50﹪,试推断R为何种元素,写出它的两种氧化物的化学式。(8分)
41、蛋白质的机体生长及修补受损组织的主要原料,人体通过食物获得的蛋白质在胃肠中与水反应,生成氨基酸。蛋氨酸(化学式为C5H11O2NS)就是其中的一种。合格奶粉每100克含蛋白质约18克,蛋白质中氮元素的平均质量分数为16%,则每100克合格奶粉中氮元素的质量为 克;现测定某奶粉每100克中含有氮元素0.5克。则这种奶粉属于 (填“合格”或“不合格”)奶粉。(4分)
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)34-0114-03
在初中化学教育教学过程中,除了让学生掌握一些实验基本操作,理解和掌握一些常见物质的组成、性质和变化规律等外,掌握常见的化学计算及其解法,掌握各类化学计算的解题技巧,也是初中化学教育教学需要达成的一个重要目标。学习化学的目的是能够利用所学的化学知识去解决生活、生产中的一些实际问题。化学计算的作用之一是从理论上指导化学工业生产中原料与产品之间的质量关系,为化工生产提供真实的理论数据。初中化学计算主要有:根据化学式的计算、有关溶液的计算、根据化学方程式的计算和综合计算四大类型,它们是学习化学的重点环节之一。
一 根据化学式的计算
1.计算物质的相对分子质量
相对分子质量等于物质化学式中各原子的相对原子质量之和。
在教学中发现学生往往把它变成了各种原子的相对原子质量之间积的形式,或是搞不清楚化学式前的系数、化学式中的下角标数字与各种原子的数目关系等。所以,在教学中要强调学生注意:(1)化学式前的系数与化学式中的各原子都是乘积的关系。(2)下角标数字也表示乘积关系。(3)如果化学式中含有括号,那么先要将括号里的各种元素的相对原子质量分别乘以下角标数字,然后再求原子的相对原子质量之和,或者先计算括号里面元素的相对原子质量之和,再乘以括号后面的下角标数字。
例1,计算2Ca(OH)2的相对分子质量。
解:2Ca(OH)2的相对分子质量=2×[40+(16+
1)×2]=2×74=148。
2.计算化合物中元素间的质量比
化合物中各元素的质量比等于化合物中各元素的相对原子质量之和之比,通常用最简整数比。
应注意的是:(1)元素的顺序与元素质量比值要对应。(2)要看清楚题目要求计算的元素种类;(3)元素质量比在书写时可以用元素名称表示,也可以用符号表示,但不能出现系数或下角标。
例2,计算硫酸钠(Na2SO4)中钠元素与氧元素的质量比。
解:钠元素∶氧元素(Na∶O)=(23×2)∶(16×4)
=23∶32
例3,计算硝酸铵(NH4NO3)中各元素的质量比。
在NH4NO3中元素只有三种,所以计算书写时不能是N∶H∶N∶O,正确的是N∶H∶O。
解:N∶H∶O=(14×2)∶(1×4)∶(16×3)
=7∶1∶12
3.计算化合物中某元素的质量分数
应注意的是:(1)在上述元素质量分数的表达式中,化合物化学式中的下角标原子数要写出乘积的形式,不能写出角标。(2)不要漏乘100%,否则它就不是质量分数,而是一个比值了。
例4,请计算硝酸铵(NH4NO3)中氮元素的质量分数。
答:硝酸铵中氮元素的质量分数是35%。
4.计算在一定质量的某化合物中某元素的质量
某元素的质量=化合物的质量×化合物中该元素的质量分数
例5,求88g CO2中含有的氧元素质量是多少g。
可先求出二氧化碳中氧元素的质量分数,再求氧元素的质量;也可以综合列式计算。
氧元素质量=88g×72.7%≈64.0g
答:88g CO2中含有的氧元素质量是64.0g。
5.有关混合物中某元素的质量分数的计算
这类计算实际就是讨论混合物中某元素的质量分数与某物质在混合物中的质量分数(物质的纯度)、纯净物中某元素的质量分数之间的关系。
混合物中某元素的质量分数=某物质在混合物中的质量分数×纯净物中某元素的质量分数
例6,国家某部门规定,化肥尿素[CO(NH2)2]中的含氮量不能低于40%,否则为不合格产品。某工厂生产的某品牌尿素经检测尿素含量为90%,问:该产品是否合格?
解:氮元素质量分数=尿素的纯度×尿素中氮元素的质量分数
因为42.0%>40%,该产品合格。
6.根据化合物中元素的质量比推导物质的化学式
元素的质量比等于各元素的相对原子质量总和之比。
在推导中可先设该化合物的化学式,如A、B表示某两种元素,x、y分别表示两种元素的原子个数比,即AxBy。
例7,已知某种氮的氧化物中氮元素与氧元素的质量比为7∶20,请写出该氧化物的化学式。
解:设该氧化物的化学式为NxOy
14x∶16y=7∶20
x∶y=2∶5
则该氧化物的化学式为N2O5。
二 根据化学方程式的有关计算
根据化学方程式的有关计算主要有:(1)已知反应物或生成物的质量,计算生成物或反应物的简单计算;(2)含杂物质的计算;(3)涉及物质体积的化学方程式计算;(4)过量问题以及涉及多步化学反应的计算等形式。
根据化学方程式计算的主要步骤:(1)设未知数;(2)写出相关的化学方程式;(3)找出反应中有关物质的量;(4)列比例式,求解;(5)答案。
1.已知反应物或生成物的质量,计算生成物或反应物的简单计算
例8,实验室用加热氯酸钾方法制取氧气。如果要制取64g氧气,需要多少克氯酸钾分解?
解:设需要氯酸钾的质量为x
x=163.3g
答:制取64g氧气,需要163.3g氯酸钾分解。
2.含杂物质的计算
根据化学方程式的计算中,只有用纯净物的质量才能进行计算。在已知的几个量中,需要找出纯净物的质量或计算出纯净物的质量,再代入化学方程式中进行计算。
例9,实验室要测定某石灰石的纯度。现取该石灰石样品10g与足量的稀盐酸充分反应(杂质不反应),共产生二氧化碳气体4.0g。求石灰石中碳酸钙的含量。
分析:根据生成二氧化碳的质量求出参加反应的碳酸钙质量,然后计算其纯度。
解:设10g石灰石样品中含有碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2
= ×100%=91%
答:石灰石中碳酸钙的含量为91%。
3.涉及气体密度、体积的化学方程式计算
例10,如果使13g金属锌与足量的稀硫酸充分反应,问用250ml的集气瓶大约可以收集几瓶?(已知氢气的密度为0.09g/L)
分析:根据纯净物锌的质量计算出氢气的质量,再将质量换算成氢气的体积。
解:设13g金属锌与足量的稀硫酸充分反应,产生的氢气质量为x。
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2
生成H2的体积= ≈4.44L=4440ml
4440ml÷250ml/瓶≈18瓶
答:用250ml的集气瓶大约可以收集18瓶。
三 有关溶液的计算
有关溶液计算的形式主要有:(1)已知溶液中溶质、溶剂和溶液质量,计算溶质的质量分数;(2)配制一定质量分数的某溶液,计算所需要的溶质质量或溶剂质量;(3)溶液的稀释与浓缩(其中涉及溶液体积、溶液密度与溶液质量分数之间的转变关系)的计算;(4)两份同种溶质不同质量分数的溶液混合的溶液质量分数计算;(5)有关溶解度的计算等。
1.已知溶液中溶质、溶剂和溶液质量,计算溶质的质量分数
该形式的计算只需知道溶质、溶剂和溶液中任意两个的质量,利用它们之间的关系式就能进行相应的计算。
溶液质量=溶质质量+溶剂质量
2.计算配制一定质量分数的某溶液,所需要的溶质质量或溶剂质量
溶质质量=溶液质量×溶质质量分数
溶剂质量=溶液质量-溶质质量
例11,农业中常用16%~20%的硫酸铜溶液做杀虫剂。现需要配制2000g质量分数为18%的硫酸铜溶液,问需要硫酸铜和水各多少克?
解:硫酸铜的质量=2000g×18%=360g;
水的质量=2000g-360g=1640g。
3.溶液的稀释与浓缩
稀释的方法主要是增加溶剂质量,浓缩的方法有蒸发溶剂或增加溶质。
解决这类计算的根据是稀释或浓缩前后溶液中的溶质质量不变。
例12,要将500g质量分数为15%的NaOH溶液转变为20%的NaOH溶液。(1)需要蒸发多少克水?(2)如果加溶质,需要加入多少克的NaOH固体?
解:(1)设需要蒸发水的质量为x
500g×15%=(500g-x)×20%
x=125g
(2)需要加入NaOH固体的质量为y
500g×15%+y=500g×20%
y=25g
4.两份同种溶质不同质量分数的溶液混合的溶液质量分数计算
解决这类计算的依据是混合前溶液中所含溶质的质量之和等于混合后溶液中溶质的质量。
即:W1a%+W2b%=(W1+W2)c%
例13,将100g质量分数为10%的NaCl溶液与200g质量分数为20%的NaCl溶液混合,求混合后所得溶液的质量分数。
解:混合后所得溶液的质量分数为x
(100g×10%+200g×20%)=(100g+200g)x
x=16.7%
四 综合计算
化学综合计算在近年学年水平考试中的主要考点有:化学式与化学方程式之间的计算;溶液质量分数与化学方程式间的综合计算;坐标图像、数据表格和物质标签与化学方程式间的综合计算等多种形式。
1.化学式与化学方程式之间的计算
利用化学反应中各物质的质量关系和质量守恒定律,有计算某几种物质质量比、推断某物质的化学式等考点。
例14,1.6g某物质R在氧气中完全燃烧,生成4.4g的二氧化碳和3.6g的水。请推断R中所含元素及化学式。
分析:(1)根据质量守恒定律先计算出参加反应的氧气的质量,再计算出4.4g的二氧化碳和3.6g的水中氧元素的质量;(2)氧气中氧元素质量——二氧化碳和水中氧元素的质量和,可知R中是否含氧元素及其质量;(3)化学反应中元素种类不变,可知R中的元素种类。(4)根据反应中物质质量关系,确定该反应中物质粒子(分子)的数量关系,写出化学方程式便可推知物质R的化学式。
2.溶液质量分数与化学方程式间的综合计算
解决这类计算的关键是:(1)写出发生反应的化学方程式;(2)求出反应后所得溶液中溶质的质量(包括原来已存在的溶质的质量以及反应中生成的溶质质量)和溶液质量。
例15,现有含有少量杂质硝酸钠的硝酸银固体样品40g,向其中滴加一定质量分数的氯化钠溶液至完全反应,共消耗该溶液200g,所得沉淀经过滤、干燥后称量质量为28.7g。求反应后所得溶液的质量分数。
解:设样品中硝酸银的质量为x,反应生成的硝酸钠质量为y。
AgNO3+NaCl = AgCl+NaNO3
样品中硝酸钠的质量=40g-34g=6g
反应后溶液中硝酸钠的总质量=6g+21.3g=27.3g
答:反应后所得溶液中NaNO3的质量分数为12.9%。
3.坐标图像、数据表格和物质标签与化学方程式间的综合计算
第一,有关坐标图像题:仔细分析坐标图像,获取有用信息。如坐标各轴表示的量、曲线上各点的意义等。
例16,为测定铜锌混合物中锌的纯度,取该混合物样品10g,向其中加入100g一定质量分数稀硫酸恰好完全反应(铜不参加反应)。反应时间t与产生氢气质量a如下图所示(横坐标表示反应时间,纵坐标表示氢气的质量),求该混合物样品中锌的纯度。
分析:在题目和坐标中给出的几种物质质量中,只有氢气是纯净物,解题中只能用氢气质量0.2g做已知量(计算量)。
解:设样品中锌的质量为x
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2
答:该混合物样品中锌的纯度是65%。
第二,通过对表格中所给数据的分析,找出解决问题的有用数据。如充分反应时或完全反应时物质的量的关系。
例17,某化学兴趣小组用化学方法测定大理石样品中碳酸钙的含量。同学们称取5g大理石样品放入烧杯中(烧杯质量为30g),向烧杯中加入100g一定质量分数的稀盐酸。在反应过程中对这个烧杯进行了四次称量,记录如下表:
反应时间 t0 t2 t3 t4
烧杯及药品的总重量(g) 135 134.4 133.2 133.2
近几年高考中化学题难度有所降低,但绝大多数计算题利用常规解法很难顺利解决,为了在最短的时间内解出答案,下面介绍几种常见的技巧解题法:
一、差量法
差量法是根据在化学反应中反应物与生成物的差量和造成这种差量的实质及其关系,列出比例式求解的解题方法。我们甚至把“差量”看成是化学方程式中的一种特殊产物,该差量的大小与参与反应的物质的有关量成正比。一般说来,化学反应前后凡有质量差、气体体积差、密度差、压强差等差量都可用差量法求解。即根据题意确定“理论差值”,再根据题目提供的“实际差量”,列出正确的比例式,求出答案。
解题步骤①根据化学方程式分析反应前后形成差量的原因(即影响质量变化的因素),②找出差量与已知量、未知量间的关系,列比例式(注意:单位要一致),③求解。
例:在某硫酸铜溶液中,加入一质量为1.12g的铁片,经过一段时间,铁片表面覆盖了一层红色的铜,取出洗净、烘干、称重,质量变为1.16g。计算该反应中溶解了铁多少克?析出了铜多少克?
分析 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
从化学方程可以看出,铁片质量的增加,与铁的溶解和铜的析出直接联系,每溶解56g铁,将析出64g铜,会使铁片质量增加: 64g-56g=8g
根据铁片增加的质量(1.16g-1.12g),可计算出溶解的Fe的质量和析出的Cu的质量.
〔解〕设溶解的Fe为xg,析出的Cu为yg
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 质量差
56 64 64-56
x y 1.16-1.12
则: 解得:x=0.28(g) y=0.32(g)
答:在这个化学反应中溶解了铁0.28g析出了铜0.32g。
二、 守恒法:
守恒法是解决化学计算常用的一种快速、简便而又准确的一种方法,在考试时可节省时间又可提高准确率。守恒法一般包括质量守恒(原子或原子团守恒)、电荷守恒、得失电子守恒以及一些化学变化前后恒定不变的量。下面,以质量守恒(原子或原子团守恒)法实例分析。
质量守恒定律的内容,从宏观上表达是:“参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和”;从微观上可理解为:“在一切化学反应中,反应前后原子的种类、数目、原子质量前后没有变化,因此质量守恒”。
[例]:(05年全国卷)已知Q与R的摩尔质量之比为9:22,在反应X+2Y=2Q+R中,当1.6 g X与Y完全反应后,生成4.4 g R,则参加反应的Y和生成物Q的质量之比为()。
A. 46:9 B. 32:9 C. 23:9 D. 16:9
解析 由题意得:X + 2Y =2Q + R
18 22
1.6 g m(Y) 3.6 g 4.4 g
根据质量守恒,参加反应Y与生成物Q的质量之比为(4.4+3.6—1.6):3.6 =16:9
解答 D
三、极值法(极端假设法)
所谓“极值法”就是对数据不足无从下手的计算或混合物组成判断的题,极端假设恰好为某一成分,或者极端假设为恰好完全反应,以确定混合体系各成分的名称、质量分数、体积分数的解题方法。用极值法确定物质的成份。在物质组成明确,列方程缺少关系无法解题时,可以根据物质组成进行极端假设得到有关极值,再结合平均值原则确定正确答案。
例1某碱金属单质与其普通氧化物的混合物共1.40g,与足量水完全反应后生成1.79g碱,此碱金属可能是( )
(A)Na (B)K (C)Rb (D)Li
【解析】 本题若用常规思路列方程计算,很可能中途卡壳、劳而无功。但是如果将1.4g混合物假设成纯品(碱金属或氧化物),即可很快算出碱金属相对原子质量的取值范围,以确定是哪一种碱金属。
①假定1.4g物质全是金属单质(设为R) ②假定1.40g全是氧化物设为R2O
则:RROH m
则:R2O 2ROH m
MR 17 2MR+16 18
1.40 (1.79-1.40) 解之MR=61 1.40 (1.79-1.40)解之MR=24.3
一、弄清题意 少走弯路
当我们看到题目以后,首先要仔细分析题目,理解题目中所提及到的有关知识点,再根据平时所掌握的计算方法,可以考虑最佳解题途径以达到解题的快、准。
例:80℃时,50g水中最多能溶解75gNaNO3,把80℃时的210gNaNO3饱和溶液蒸发掉50g水后,再降至80℃,析出晶体后溶液中溶质质量分数是:( )
A.50% B.70% C.60% D.55%
[解析] 因为是从饱和溶液中蒸发掉水,再降温后仍得饱和溶液,即求饱和溶液的溶质质量分数,这样可得:75/(50+75)×100%=60%,所以答案为C。
二、破陈规 求新法
有些选择题,我们若用常规的解法,计算可能比较麻烦。如果肯动脑筋,寻找新的解题方法,可以达到事半功倍的效果。
例:下列物质中铁元素的质量分数最大的是:( )
A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.FeCO3
[解析] 我们采用极端假设法,先假定每个分子中铁原子的个数都为1,则B、C中的化学式转化为FeO3/2和FeO4/3,这样可以很容易求出其它元素的对应质量,通过比较会得出答案C。
三、根据选项 逐一排除
我们根据题目中的选项,进行逐一淘汰的方法,这样也可以较容易地找到正确答案。
例:278gRSO4•nH2O晶体完全失水后,剩余152g粉末。若R的相对原子质量约为结晶水分子数的8倍,则R的相对原子质量为:( )
A.39 B.27 C.40 D.56
[解析] 从各项相对原子质量可知,它们依次是钾、铝、钙、铁元素,而从题意条件RSO4中R的化合价为+2价,即可排除A、B项,又根据硫酸钙只存在CaSO4•2H2O和2CaSO4•H2O之中。以题意可知,R的相对原子质量为8n又可排除C项,故答案为D。
四、抓实质 找关键
认真审题,善于排除命题者有意设置的各种思维障碍和干扰条件,抓住问题的实质,从而找出解题的关键。
例:有一在空气中暴露过的NaOH固体,经分析测知含H2O 占a%,Na2CO3占b%,NaOH 占c%,将此样品放入9.8gH2SO4中,过量的酸用4gNaOH中和,蒸发中和后的溶液可得固体的质量为:( )
A.13.0g B.16.5g C.14.2g D.无法确定
[解析] 粗看本题缺少数据,即最后得到的固体全是NaSO4,这是本题的实质,且硫酸根离子守恒,显然由H2SO4~NaSO4可得答案为C。
五、发散思维 捕捉信息
解题应摆脱思维定势的消极影响,训练发散思维的能力。对提供的信息,要善于进行全方位扫描,多层次联想,有时我们要将捕捉到的信息转化为另一信息,以便快速获得正确答案。
例:在MgSO4、Na2SO4、K2SO4的混合物中含氧元素为46%,则此混合物中含硫元素为:( )
A.23% B.31% C.20.5% D.9.75%
[解析] 根据题意可以得出一个信息:在各物质中硫元素与氧元素的质量比均为1/2,即硫元素含量为氧元素含量的1/2,故得答案为A。
六、分析范围 不算推解
根据题目中所提供的物质的总范围,分析范围内的相应物质;根据题目提供的条件,不用计算可以推测得答案。
例:某混合气体质量分数组成:O2占32%,N2占28%,CO2占22%,CH4占16%,H2占2%,则混合气体的平均相对分子质量为:( )
化学是一门在原子、分子层面上研究物质的组成及其变化规律的科学,建立宏观、微观、化学符号之间的联系是化学学科特有的思维方式。在初中化学的学习中,化学式起到了承上启下的作用,它使学生的思维从具体物质发展到与化学符号相联系,初步形成了学习化学的理论基础,化学式的计算使学生对化学式有了更深刻的理解。在新课标要求下,初中阶段学生需要掌握以下五种化学式的计算:(1)计算化学式量;(2)计算化合物分子中各原子的原子个数比;(3)计算化合物中各元素的质量比;(4)计算某元素在化合物中所占的质量分数;(5)计算化合物中某元素的质量。针对教学中学生常出现的错误,我将化学式计算中的一些解题方法归纳如下几点。
一、计算化学式量
化学式量的计算相对简单,学生在学习中常出现的错误多是忘记乘以原子个数,还有计算过程的粗心导致计算错误,这些错误只需认真细心就可以避免。
二、计算化合物分子中各原子的原子个数比
计算原子个数比也是一种较为简单的化学计算,一般情况下就是每个分子中各种原子的脚标之比,但是有的原子在分子中不只出现一次,如,乙醇(CH3CH2OH)中的C和H、NH4NO3中的N等,此种情况下只需把各种原子及个数依次列出,合并相同的原子的个数即可。
三、计算化合物中各元素的质量比
化合物中各元素的质量比=(元素的相对原子质量×原子个数)之比,计算方法不难掌握,但是计算过程中要注意约分,尽量避免先算出乘积再算比值。如,醋酸(CH3COOH)中碳、氢、氧元素的质量比=(12×2):(1×4):(16×2)=6:1:8,在计算中先约分(同除以4),再算比值,会很容易得出结果。
以上计算难度不大,但需认真仔细,比如,有的学生经常看不清计算原子个数比还是各元素的质量比就开始想当然地计算,最终导致错误,事倍功半。
四、计算某元素在化合物中所占的质量分数
某元素在化合物中所占的质量分数=(元素的相对原子质量×原子个数)/化合物的相对分子质量×100%,此计算需要注意过程中的因式分解及约分,如,碳酸钙(CaCO3)中钙元素的质量分数=40/(40+12+16×3)×100%=40%。
五、计算化合物中某元素的质量
化合物中某元素的质量=化合物的质量×该元素在化合物中所占的质量分数,该类型题目在计算中需要注意数据的处理,如,瘦肉精盐酸克伦特罗(C12H18Cl2N2O)的相对分子质量为277,现有瘦肉精554g,计算其中的氯元素的质量。此题目并不难列式,氯元素的质量=瘦肉精的质量×氯元素的质量分数=554g×(35.5×2/277×100%),很多学生在练习中写到此,就开始埋头苦算括号内的数字,即氯元素的质量分数,保留几位小数后再乘以554,结果出来的数字非常麻烦,其实此题只需稍加观察就可发现554是277的2倍,约分后很容易就得出最终的结果142g。由此可以发现,在计算中要注意观察各数字之间的关系,能约分的先约分,这样使计算过程简洁,事半功倍。
例1要使SO2与SO3有相同质量的氧元素,则SO2与SO3的分子个数比为( )。
A. 1:1B. 3:2 C. 1:4 D. 6:5
解析:本题中SO2与SO3含有相同质量的氧元素,根据“元素质量比等于相对原子质量与原子个数乘积之比”可知,在SO2与SO3的分子中含有相同个数的氧原子;SO2与SO3分子中氧原子个数2与3的最小公倍数为6,所以我们可以配平为:3SO2和2SO3,即SO2与SO3的分子个数比为3:2。答案为B。
二、定“1”法
例2下列铁的氧化物中,铁元素的质量分数由高到低排列正确的是()。
A.FeO Fe2O3 Fe3O4 B.Fe2O3 Fe3O4 FeO
C.Fe3O4Fe2O3FeO D.FeO Fe3O4 Fe2O3
解析:本题可以利用元素质量分数的公式,常规解法是利用公式:某元素的质量分数=×100%,分别求出3种物质中铁元素的质量分数,然后比较大小,但运算麻烦。
此题可以将3种物质中铁元素的原子个数定为“1”,然后比较化学式中氧原子的个数,再比较分母的大小进行判断。先把FeO、Fe2O3、Fe3O4化学式变形为:FeO、FeO、FeO;比较氧原子的个数:1、、;铁原子的个数相同,氧原子的个数越少则铁元素的质量分数越大。答案为D。
三、平均值法
例3已知碳酸钙(CaCO3)和另一物质组成的混合物含碳量大于12%,则另一物质可能是()。
A.Na2CO3B.MgCO3 C.KHCO3D.K2CO3
解析:本题可以利用平均值法,根据题目所给的数据,此数据实际上是含杂质的混合物进行反应时测出的平均值,与假设为纯净物时所得的数据进行对比,一个数据应大于平均值,一个应小于平均值,从而判断杂质的成分。
首先计算出纯净的碳酸钙中的含碳量等于12%,根据题意,混合物中的含碳量应大于12%,则所含的另一物质含碳量必大于12%。在选项中物质含碳量情况为:Na2CO3小于12%,MgCO3大于12%,KHCO3等于12%,K2CO3小于12%。答案为B。
四、极值讨论法
例4由碳和氧两种元素组成的气体,其中碳与氧两种元素的质量比不可能是()。
A.3:4 B.3:5 C.3:8 D.3:9
解析:由碳和氧两种元素组成的气体,在初中化学中可能是CO、CO2或CO和CO2的混合气体。假设全部是CO,则碳与氧两种元素的质量比为3:4;假设全部是CO2,则碳与氧两种元素的质量比为3:8;若是CO和CO2的混合气体,则碳与氧两种元素的质量比应在3:4与3:8之间。所以碳与氧两种元素的质量比不可能是3:9。答案为D。
五、固定关系法
例5由Na2S、Na2SO3、Na2SO4 3种物质组成的混合物中,测得硫元素的质量分数为32%,则氧元素的质量分数为 。
解析:观察3种物质的化学式的特征可知,所含Na与S的原子个数比均为2:1,由此可知,Na与S两种元素有固定的质量比,其质量比等于相对原子质量与个数乘积之比,还等于质量分数比。设钠元素的质量分数为x,因此有=,解得钠元素的质量分数为46%,所以氧元素的质量分数为:1-46%-32%=22%。
六、等量代换法
例6某甲醛溶液中氢元素的质量分数为10%,则碳元素的质量分数为多少?(甲醛的化学式为HCHO)
解析:本题常规解法是:先根据溶液中氢元素的质量分数求出甲醛的质量分数,再利用甲醛化学式求出溶液中碳元素的质量分数。这种解法运算太多,容易出错。
分析甲醛化学式HCHO,我们会发现其中H、O原子个数比为2 :1,即可将甲醛的化学式写作CH2O。则此题可以巧解。
A.22.5%
B.45.1%
C.39.8%
D.无法计算
解析 此混合物由Na、S、P、H、O五种元素组成,而仅知钠的质量分数,要求氧的质量分数,显然条件不够,无法求解。此时若能仔细观察两个化学式,不难挖掘出隐含的一个条件:一个H原子和一个P原子的相对原子质量之和恰好等于一个S原子的相对原子质量,这样就可以把Na2HPO4等价代换为Na2SO4来进行计算:
ω(0)=(1-32.4%)×(16×4)/96=45.1%。故选B。
例2 取一定量的Cu-Ag合金溶于足量的稀硝酸后,加入足量的盐酸,将得到的白色沉淀过滤、洗涤、干燥,称得其质量与原合金质量相等,则合金中铜与银的质量比是( )
A.64:108 B.35.5:108
C.108:35.5 D.无法计算
解析 依题意知,AgCl沉淀中氯元素的质量与原合金中铜元素的质量相等,则铜与银的质量比就等价代换为AgCl中Cl与Ag的质量比,则m(C1):m(Ag)=35.5:108,故选B。
例3 已知t℃时,CuSO4的溶解度为Sg。向一定量的CuSO44溶液中加入αg CuSO4,在T℃时恰好达到饱和。若以CuSO4・5H2O代替CuSO4,则需加入多少克CuSO4・5H2O才能使原溶液达到饱和?( )
A.25a/16 B.2500a/(1600-9S)
C.25a/(16-9S) D.(1+9S/25)α
解析 若按常规思维,须先求出原溶液中溶质的质量,再利用溶解度的知识进行求解,这样计算量大,且过程繁琐。若利用等价的思维方式,把原来的溶液分解为饱和溶液与纯水部分,可使问题大大简化。设纯水部分的质量为xg,则αg CuSO4溶解在原溶液中达到饱和,就相当于溶解在x克水中达到饱和,即α/x=S/100。解得x=100α/S。再设所加入的CHSO4・5H2O的质量为mg,则有(160m/250):(x+90m/250)=S:100。解得m=2500a/(1600-9s)。故选B。