在平时的试卷习题中,常出现一些反应复杂,数据繁多的计算题.如果不采用简便可行的解题方法,按部就班去解,往往影响解题速率和答题的准确性.所谓等量代换法就是将物质变化时相互关联的等量关系用相关量代替,从而简化计算过程.解题时如能发现等量关系并运用得当,将会收到奇妙的解题效果.下面是笔者结合多年教学实践就“等量代换法”在解计算题中的运用做了一些总结.
　　一、等量代换在解无数据题中的应用
　　例1 向氯化钡溶液中加入适量稀硫酸,待完全反应后,称得溶液的质量和原氯化钡溶液的质量相等,求稀硫酸的质量分数.
　　解析:氯化钡和硫酸反应后,产生硫酸钡沉淀,现反应前后溶液的质量相等,说明加入稀硫酸的质量等于生成硫酸钡沉淀的质量,根据化学方程式中硫酸和硫酸钡的质量比关系,可进一步求得稀硫酸的溶质质量分数.
　　BaCl2 H2SO4=BaSO4↓ 2HCl
　　 98 233
　　现加入稀硫酸的质量和生成硫酸钡沉淀的质量相等,所以在233g稀硫酸中含纯硫酸98g.
　　稀硫酸的溶质质量分数为98233×100%=42.06%.
　　答:硫酸的质量分数为42.06%.
　　例2 某种铝铁混合物完全溶于盐酸,再加过量氢氧化钠溶液,待沉淀物全部转变成红褐色后过滤,灼烧沉淀后得红褐色粉末,测知此粉末的质量等于原铝铁混合物质量,则原金属混合物中铝的质量分数是().
　　A.30% B.40% C.50% D.60%
　　解析:从发生的化学反应可以判断,最后所得红褐色粉末为Fe2O3,由于Fe2O3的质量和铝铁混合物质量相等,把氧元素的质量和铝元素的质量进行等量代换,从而混合物反应的运算就转变成根据化学式求元素质量分数的简单运算,铝的质量分数为(3×16/160)×100%=30%.答案为A.
　　小结:在化学反应中,当某物质增加、减少或转化的量与另一物质的量相等时常用等量代换法.
　　二、利用于某些元素的相对原子质量成倍数关系
　　例3 某铜矿(主要成分为CuFeS2)中含硫29.75%,该矿中含铜为().
　　A.34.78%B.29.75%C.85.53%D.34.5%
　　解析:由化学式可知,CuFeS2中,两个硫原子的相对质量与一个铜原子的相对质量相等.依题意,含硫29.75%,则含铜与含硫的百分含量相等.答案为B.
　　例4 有一块粗铝含铁和硅两种杂质,取等质量的粗铝分别投入足量的稀盐酸和足量的氢氧化钠溶液中,放出等量的氢气,则该粗铝中,铁和硅的关系为①物质的量之比为2∶1;②物质的量之比为3∶1;③质量之比为2∶1;④质量之比为4∶1.其中正确的是().
　　A.①③B.①④C.②③D.②④
　　解析:因为等量铝在氢氧化钠和盐酸中完全反应产生的氢气相等,所以铁与盐酸反应生成氢气的量等于硅与氢氧化钠反应产生的氢气量.Fe 2HCl=FeCl2 H2↑,Si 2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2↑,2molFe与足量盐酸产生的氢气等于1molSi与足量氢氧化钠反应产生的氢气量.硅的相对原子质量为铁的相对原子质量的一半.答案为B.
　　三、等量代换在解有机试题中的应用
　　例5 X、Y、Z分别是乙烷、乙烯、乙炔,若在一定条件下VLX、Y、Z的混合气体最多可与VLH2发生加成反应,则混合气体中X、Y、Z的体积比可能为().
　　A.1∶1∶1B.3∶2∶1C.1∶3∶1D.3∶1∶1
　　解析:若VL混合气体最多与VLH2发生加成反应,则混合气体的平均分子式等于C2H4,即乙烷与乙炔等体积混合即可,乙烯体积可以是任意值.答案为A、C.
　　例6 CaC2和ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等都同属离子型碳化物,请通过对CaC2制取C2H2的反应进行思考,从中得到必要的启示,判断下列反应的产物正确的是().
　　A.ZnC2水解生成乙烷?B.Al4C3水解生成丙炔
　　C.Mg2C3水解生成丙炔D.Li2C2水解生成乙烯
　　解析:这类属于盐类水解的问题.利用水解反应属于复分解反应(离子互换),最直接的方法就是用氢原子去代替碳化物中的金属离子,金属显几价就用几个氢原子去代替.如ZnC2中Zn显 2价,就用2个H原子代替ZnC2中的Zn2 .同理可知Al4C3、Mg2C3、Li2C2水解产物分别为CH4、C3H4、C2H2.答案为C.
　　等量关系的发现和运用依赖于学生对物质组成及变化规律的认识和理解.因此,在教学中教师应切实做好“双基”教学,帮助学生加强对物质组成及变化规律的认识和理解,让学生逐步学会寻找等量关系,掌握等量代换的要领.要想更快更准地破解化学计算题,就要综合运用微粒守恒思想、物质组成理论、化学反应原理和各种规律,集分析、讨论、推理、判断和计算于一体,简化数字运算或不用数字运算,达到巧算巧解.