初中化学计算中等效替代法的应用

　　摘要：在初中的化学计算中，有一些初学者往往会对一些公式、概念或者计算的逻辑思路不够清晰，不能较好地掌握化学的计算原理，所以需要通过等效替代法来让学生掌握化学的计算方法和一些由繁化简的逻辑思维方式。本文论述了在初中化学计算中使用等效替代法的一些方法步骤，如能进行实践，将会取得比较良好的效果。
　　关键词：等效替代法初中化学计算应用方法
　　
　　等效替代法是一种在进行科学研究时使用的一种思维方法，是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的问题简化成为一种易于进行研究的、简单的、等效的问题和过程。也就是得出的成果是一样的，但是处理的过程方法被简化了，使我们更加容易进行了解和掌握。等效替代法在教学方面的使用一般是用在物理和化学等科目比较复杂、难解的问题上，使学生能容易地掌握相关的公式、概念，以及更加便捷地掌握解题的方法和步骤，并在学习的过程中突破思维定势，逐步提高自身的科学素养，形成正确的人生价值观，为培养终身学习的思想打下坚实的基础。初中化学计算要尽量避免繁杂的过程，要使用简捷的方法，切实提高答题的效率。
　　一、化学式的计算
　　在初中的化学式的计算中，可以使用差量法和相对质量计算法等答题的技巧，但是这些只是针对化学式本身的规律来说的，固然是一种比较稳妥的答题捷径，但是针对解题思维方面的技巧，可以使学生更快、更好地进行答题。有些题目使用常规的解法就可以解答出来，而且过程也不复杂，大部分的学生都可以掌握。但是有些类型的题目解答的方法比较复杂，学生不容易掌握，这时候可以使用等效替代法进行解答，会收到意想不到的效果，如多少克二氧化碳中含有169g的氧元素?对于这种元素的质量之类的问题，可以这样进行分析：根据化学分子和原子的特性，一个二氧化碳分子中有两个氧原子，那么，44份质量的二氧化碳就有32份质量的氧原子，所以可以等量代换成下列的式子：CO2（44）-2O（32）
　　然后我们可以将二氧化碳设为X，根据公式求出氧元素的质量为22克，通过简单地思维运算，就能求出正确的答案，这也是学生们所希望的。
　　二、溶解度和溶质的质量分数的计算
　　在初中化学计算中，要算出一定温度下溶质的溶解度，涉及到的计算量是饱和溶液及其溶质、溶剂和溶液质量，得出了这些计算溶解度的计算量，还要带入溶解度的公式进行计算，过程就比较繁复。而且，有时候这一类型的计算题中会给出溶质、溶剂和溶液质量的具体数据，而有些这种类型的题目没有给出相应的数据，而要进行大量公式的运用和思维的转换才能求出正确的答案，这对于一些水平较低的同学来说是比较难以做到的，对于水平较高的同学来说时间上也是一笔不小的开支。所以，我们可以使用等效替代法进行计算。如下面这个关于溶解度的题目：
　　例题：一定温度下，某固体物质溶解度为s，在该温度下这种物质的饱和溶液中溶质质量分数为a%，则下列说法正确的是（）
　　A.s=aB.s＞aC.s＜aD.无法比较
　　如果直接进行比较，没有数据，只能靠公式进行转换，有些同学对此就束手无策。如果使用等效替代的方法处理，就变得简便多了：按照某种物质在一定温度下饱和溶液中的溶质质量公式可以得出：a%=×100%，然后将a%和S%进行比较，可以得出s%=，a%=，根据数学的逻辑，分母相同，分子越大的，得数越小。所以就一般水平的同学都可以得知：s%＞a%，所以s＞a。这一题就巧妙地利用了等效替代的原理，也就是用简单的方法逻辑，去解决看似非常困难的题目。
　　三、化学方程式的计算
　　在初中的化学计算中，化学方程式的计算一般都是已知物质的质量或者物质的量和被求的物质之间进行存在的固定关系的比例数值。如果按照常规的方法，一般都是按照相应的化学方程式“按部就班”地进行计算。如加热分解多少克氯酸钾所得到氧气的质量与分解434克氧化汞所得到氧气的质量相等？
　　使用常规的化学方程式进行计算的话，要列出四个这个反应的化学方程式，然后再将得出的结果列出比例式进行计算，这样一来，过程就比较繁复，所使用的时间也会比较多，会导致许多同学因为计算能力和注意力的问题而丢分，如果使用等效替代法的话，简化了思维步骤，会省去很多思考和计算的时间，也不会在计算中容易出错。可以这样进行思考：因为两种物质发生反应后产生的养气的量是相同的，所以可以得到一下关系式：2KCIO3-302-6HgO。然后将所需的氧气量设为x，列出方程求解，就能得出问题的答案了，合理利用它们之间的关系，使用相同的量进行替代，就可以做到毫无误差。又如相同质量的两种物质Fe2O3和Fe3O4中，铁元素的质量比为多少？我们可以将之喻为学生日常生活中常见的事物，如铅笔和钢笔。用铅笔代表Fe2O3的分子个数，那就是160分之一，用钢笔代表Fe3O4的分子个数，那就是232分之一，所以可以得出Fe2O3中的铁元素的质量为（160分之一）×2×56；可以得出Fe3O4中铁元素的质量为（232分之一）×3×56，所以，将两个方程式的得出进行列式比较，将之进行简化，就可以得出这两种物质中铁元素的质量比了。在教学中，如果遇到微观的问题或者是抽象的问题，就要使用我们日常生活中常见的事物进行替代比喻，让学生善于联想，发散自己的学习思维，讲复杂的问题进行简化理解，才能够记得清楚，记得牢固。学生在不断地使用等效替代法的过程中，也会逐渐地形成科学的思维模式，遇到复杂的问题的时候自然而然地使用有效省时省力的办法去解决问题，提高了答题的效率，也使自身在学习的过程中综合素质得到提高，为将来的步入社会打下坚实的基础。
　　小结
　　等效替代法是一种科学的思维方法，在初中化学计算中有很多类型的题目都可以用到，尤其是对于比较抽象的选择题来说，节省一些答题时间是很有必要的。解决问题的方法有很多种，只有我们去认真探究和追寻，定能找到更多的、更加有效的学习方法，使学生高效地学习，提高自身的综合素质。
　　参考文献：
　　[1]方大寨.等效替代法在初中化学计算中的应用探究[J].学科教学，2012（2）.
　　[2]袁红武.初中化学计算教学探究[J].课程教材教学研究，2010（3）.