正比规律在初中化学计算中的应用

司保泓

摘要：30年的化学教学生涯，使我发现，从物质中元素的质量或质量分数，到化学反应中反应物、生成物的质量，再到饱和溶液中的相关量之间，普遍存在着正比关系。为什么呢？原因就是这是属于纯物质领域的关系，不带任何感情色彩，不像人类社会那样，存在着贫富不均或弱肉强食的现象。知道了这一点，就能在解题的时候能够熟练并正确的运用正比规律。

关键词：正比；学习；化学；算法

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2021）08-0118

作为一个学生，从小学到初中，较早地接触了数学和物理，在这两门学科中，凡是与计算有关的部分，绝大多数都给出了公式，如几何中的面积公式，三角函数公式，代数中的求根公式，完全平方公式，物理中的电阻计算公式，压强计算公式等等。

升入九年级，在学习化学的过程中，很多学生对化学，尤其是化学计算，不太适应。到底是什么原因呢？我對出现这种现象的学生做了调查，发现大多数学生一致反应，他们对化学计算感到困惑———化学计算为什么没有公式呢？这令学生在进行化学计算时感到无章可循。

针对这个问题，多年来我一直在积极的探索，今天，终于有了眉目，并且我已经付诸实施，初见成效。

化学计算遵循什么规律呢？我在跟学生讲这个问题时，首先说了这么一段话：

在一望无际，坦荡如砥的大地上，纷纷扬扬地下起了一场大雪，一切都是那么安静，甚至连一丝风都没有……

之后，我提问了学生这样的问题：

在下雪的过程中，抑或是雪停之后，在不同的A地和B地，两个被雪覆盖着的地方，雪的厚度如何呢？

学生回答：是一样的。

我接着问：在不同面积的土地上，覆盖着的雪的多少又有什么规律呢？

学生回答：这还用问，当然是面积越大，覆盖着的雪越多呗！

我顺着学生的思路开始总结：对，面积越大，覆盖着的雪越多。这个规律就是我们在数学中经常提到的正比规律。实际上，在自然科学领域里，尤其在物理化学所研究的，没有人为干预的物质领域里，绝大多数计算都是遵循正比规律的。如在重力的计算公式中，重力就和物质的质量成正比。

那么，什么是正比规律呢？正比规律是指，在我们所研究的对象中，相关量之间的比值是确定的，即相关量之间的比值是一个常数。比如刚才我们所说的重力和质量的比值，就是一个常数，这个常数为g（9. 8）。

即： G/ m=9. 8

下面就让我们一块探究一下在初中化学计算中，如何使用正比规律。

例1.在某硝酸铵样品中，氮元素的质量分数为14%，求其中氧元素的质量分数。

分析：在硝酸铵样品中，氮元素、氢元素、氧元素之间的质量或质量分数之比等于纯净的硝酸铵中三种元素的质量之比。

即：14%/ x=28/48 x=24%

例2.在某硝酸铵样品中，氮元素的质量分数为14%，求样品的纯度。

分析：样品的纯度即为硝酸铵样品中硝酸铵的质量分数。在硝酸铵样品中，氮元素的质量分数和样品的纯度之比等于在硝酸铵的化学式中氮的相对原子质量总和与硝酸铵的相对分子质量之比。

即：14%/ x=28/80 x=40%

例3.充分燃烧31克红磷，能生成多少克五氧化二磷？

所以，适量的二价金属与足量的酸反应，若生成氢气的质量相等，消耗金属的质量跟金属的相对原子质量成正比。

由于，65>56>24

所以：消耗锌最多。

例6.已知硝酸钾在20℃时的溶解度为31. 6克，在90℃时，硝酸钾的溶解度为202克，将75. 5克90℃时的硝酸钾饱和溶液降温至20℃时，有多少克硝酸钾晶体析出？

分析：较高温度下，固体物质的饱和溶液降温时析出晶体的质量与较高温度下，其饱和溶液的质量之比等于该物质在两种温度下的溶解度数值之差与该物质在较高温度下的溶解度与100的和之比。

即：x/75. 5=（202-31. 6） / （202+100） x=42. 6

例7.已知硝酸钾在20℃时的溶解度为31. 6克，在90℃时，硝酸钾的溶解度为202克，将32. 9克20℃时的硝酸钾饱和溶液升温到90℃时，需要加入多少克硝酸钾晶体溶液才能恰好饱和？

分析：较低温度下固体物质的饱和溶液升高到某一温度时，若要使溶液恰好饱和，需要加入溶质的质量与较低温度下该物质饱和溶液的质量比等于该物质在两种温度下的溶解度的差值与该物质在较低温度下的溶解度和100的和之比。

即：x/32. 9=（202-31. 6） / （100+31. 6） x=42. 6

例8.将金属铜和氧化铜的混合物3. 86克装入试管中，在不断通入氢气的情况下加热，充分反应后得到固体3. 18克，求原混合物中氧化铜的质量。

分析：混合物在充分反应后，由铜和氧化铜变成了铜，质量减少的实质是损失了氧化铜中的氧。因此，参加反应的氧化铜的质量与混合物在反应前后质量之差的比等于氧化铜的相对分子质量与其中氧的相对原子质量之比。

即：x/ （3. 86-3. 18）= 80/16 x=3. 4

在所有的化学计算中，遵循正比规律的题型可以说举不胜举，但对于每一个不同的题目而言，这个一定的比值———也即常数———是不同的。那么如何确定这个常数呢？我的观点一定要抓住宏观与微观相结合的特点。比如例10，要抓住与氯离子和溴离子结合的钠离子和银离子的数目是一定的，所以，质量也是一定的。抓住了“宏观和微观是相互联系的”这个牛鼻子，此类题目也就迎刃而解。

参考文献：

[1]李小娟.微课在高中化学教学中的实践与分析[J].数理化解题研究， 2016（33）：03-03.

[2]郑云净.浅谈初中化学前概念转化教学设计策略[J].中文信息， 2020，（10）：164.

[3]程冬梅.浅谈初中化学实验设计与创新能力的培养[J].文渊（高中版），2020，（5）：366-367.

（作者单位：河南省许昌市城乡一体化示范区实验学校（中学部） 461000）