化学计算因“出错”而精彩

2019-04-13于四喜

考试周刊 2019年32期

摘要：新课改对化学教学提出了更高要求，学生不仅需要掌握相应的化学知识，同时还需要具备学以致用的能力，基于此，文章从化学实验出发，培养学生的实践能力，以供相关人士交流和借鉴。

关键词：化学计算；分析；解法；反思

这是在化学复习课上学生递上来的一道题：过氧化氢溶液在存放过程中会缓慢分解。（过氧化氢溶液；主要成分：H2O2；质量分数：

30%；净重：500g。）括号内为实验室保存的一瓶过氧化氢溶液的标签。某化学实验小组的同学为了解过氧化氢的分解情况，取5g该溶液共制得氧气0.64g。试计算这瓶过氧化氢溶液在保存过程中已经分解的过氧化氢的质量（精确到0.01g）。我当时正在组织学生进行化学总复习，对于上面的这道题，我以前从未接触过，课前也未做仔细的推敲与计算。

下面我就谈谈这道题曲折而有趣的教学过程，与各位同仁共勉。

场景一：

学生：我们计算的结果与参考答案不一样。

教师：参考答案仅作参考，不一定就是标准答案，学习不能一味地迷信书本的参考答案与教师的裁决。请同学们介绍一下自己的解法。

学生：第一步先计算原500g溶液中H2O2的质量：500g×30%=150g。第二步计算溶液放置一定时间后剩余溶液中H2O2的质量，设5g溶液中有x克H2O2分解生成氧气0.64g。根据H2O2分解的化学方程式列比例式：68∶x=32∶0.64g，解得x=1.36g。由1.36g H2O2分解可生成氧气0.64g，进而计算出剩余溶液中H2O2的质量为136g。第三步计算分解的H2O2的质量：150g-136g=14g。

教师：既然分解了14g H2O2，那么14g H2O2分解有没有O2生成呢？剩余溶液的质量还是500g吗？

此时学生已认识到了计算过程思考不严密出现了错误，教师适时进行了启发引导。

教师：双氧水溶液在保存过程中溶质的质量变了，溶液的质量也一定要变，但什么不变呢？

学生：溶剂的质量不变。

教师：请同学们重新讨论一下，此题该如何计算。

场景二：（6分钟后）

教师：同学们对这道题又是如何解决的？

学生：第一步，计算得原500g 30%的双氧水溶液中溶质质量为150g，溶剂质量为350g。第二步，根据双氧水在保存过程中溶剂的质量不变，可计算出剩余溶液的质量。5g双氧水分解放出氧气0.64g，可计算出剩余溶液中溶质的质量分数为27.2%，那么溶剂的质量分数为72.8%，则剩余溶液的质量为350g÷72.8%=480.77g。剩余溶液中H2O2的质量为480.77g×27.2%=130.77g。第三步计算分解的H2O2的质量为150g-130.77g=19.23g。

我听后表现出满意的笑容，学生也受到鼓舞，表现出对学习过程中攻坚克难的自信。

场景三：

下课后，我突然想到19.23gH2O2分解有O2生成，还有H2O生成，那么剩余溶液的质量就不是学生计算的那个数字。回想学生那样做是因为受到我的误导，认为溶剂的质量没有变，而忽视了H2O2分解还有H2O生成，变成了溶液的一部分。那么此题该如何解决呢？课后我与同课教师交流后，头脑中已经有了解决问题的明确方案。

教师：今天我们再分析一下这道计算题（示例并回忆昨天做法）。昨天上课时同学们计算分解了19.23g H2O2，那么19.23g H2O2分解生成的水也在溶液中。既然H2O2分解生成的H2O是溶液的一部分，那么剩余溶液中溶剂的质量还是350g吗？溶液的质量还是你们计算的480.77g吗？

学生：惊愕，感觉到昨天的计算是错误的。

教师：5g双氧水分解放出氧气0.64g，可计算出剩余溶液中溶质的质量分数为多少？

学生：根据化学方程式可知为27.2%。

教师：500g双氧水分解的H2O2的质量不知道，若用xg表示，那么能否用xg表示出当分解xg H2O2时，生成氧气的质量呢？

学生：根据化学方程式可计算得到氧气的质量为3268xg。

教师：此时剩余溶液的质量是多少呢？

学生：根据质量守恒定律，剩余溶液的质量=500g-氧气的质量=500g-3268xg。

教师：剩余溶液中溶质的质量又为多少呢？

学生：500g×30%-xg

教师：能否用上述数值表示出剩余溶液中溶质的质量分数呢？

学生：能，500×30%-x500-3268x=27.2%，求得x=16.055≈16.05