化学计算中巧用数学思维

(整期优先)网络出版时间:2012-12-22
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化学计算中巧用数学思维

孙远清

贵州省绥阳县野茶中学孙远清

在初中化学中,化学计算是最让学生头疼的一部分知识。其实在计算中,学生稍动一下脑子,如想到在数学计算中的化简、约分等,则计算起来就容易了。

1.化合价与化学式

①根据化合价确定物质的化学式

我们都知道,写物质的化学式(元素符号和数字组成),根据化合价写物质的化学式,首先要按照一定的顺序如正价前负价后或者是金属前非金属后,其次是确定元素的原子个数标价,标出各元素的化合价,如MgCl—(+2、-1),再次是交叉,即把元素化合价的绝对值交叉,作为另一种元素的原子个数。MgCl2—(+2、-1)→(交叉)MgCl2,如果是成倍数的要先约分,然后再交叉。最后是对所得化学式进行验证:即该化学式书写正确。

②根据化学式确定元素的化合价。要确定元素的化合价,其依据为“化合物中各元素的化合价的代数和为0”,设要求元素的化合价为x,列出一元一次方程,求出未知数x,如计算确定H2SO4中S的化合价。设S的化合价为x,列方程:(+1)*2+x+(-2)*4=0,解得x=+6,即在H2SO4中S的化合价为+6价。

2.化学方程式中的计算

化学方程式的计算依据是质量守恒定律。在化学方程式计算中给出的数据一般存在一定的规律,如,存在倍数关系,那么在计算中可以先约分后计算,就容易多了。如:

氢氧化钠潮解后极易与二氧化碳反应而变质。为测定实验室里一瓶放置已久的烧碱中氢氧化钠的质量分数,某同学取5.3克烧碱样品,放在小烧杯中,然后加入20克稀硫酸,恰好完全反应;反应所得溶液的质量为24.86克,计算该烧碱样品中氢氧化钠的质量分数。

解题过程:根据质量守恒定律得,反应后生成二氧化碳的质量为5.3克+20克-24.86克=0.44克。设样品中碳酸钠的质量为x,

该步计算中如果直接把106*0.44g的结果再除以44的话,就比较烦,计算结果也容易出错。然后,我们先把44/0.44g约分为1/0.01g,再计算得出x=1.06g。烧碱样品中氢氧化钠的质量分数为:(5.3g-1.06g)/5.3g*100%=8%。

在化学计算中运用数学知识,如:约分、化简、列方程等,就可以在计算中化繁为简,化难为易,使计算容易。