高中化學(xué)解題中守恒法的應(yīng)用實(shí)踐研究

鞏曉敏

【摘要】自然界的萬(wàn)物都在時(shí)刻變化著，但化學(xué)世界中存在著一個(gè)不變的主題，即守恒定律。守恒法則是在守恒定律的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。在化學(xué)解題中以守恒法為依據(jù)處理相關(guān)問(wèn)題，可以有效提高學(xué)習(xí)效率。因此，本文從元素守恒法、化合價(jià)守恒法等方面，系統(tǒng)闡述了高中化學(xué)解題中守恒法的應(yīng)用實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 守恒法 應(yīng)用實(shí)踐

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）06-0142-01

化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)所包含的元素種類(lèi)和質(zhì)量是一直不變的，這是質(zhì)量守恒法的本質(zhì)和依據(jù)。高中化學(xué)中的守恒法也是一種重要的解題技巧。在應(yīng)用守恒法時(shí)，首先需要弄清楚不同的物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的內(nèi)在關(guān)系和變化形式，并剖析各量與已知條件的關(guān)系。掌握了這些解題步驟和本質(zhì)，才能在高中化學(xué)解題中準(zhǔn)確使用守恒法。

一、元素守恒法

所謂的元素守恒法就是指在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，所涉及到的化學(xué)元素類(lèi)別均為呈現(xiàn)明顯變化，只是換了一種存在形式。因此，運(yùn)用元素守恒法來(lái)解決這類(lèi)化學(xué)計(jì)算題，可以有效提高解題的效率。將1.5克鋁和過(guò)氧化鈉的混合物放入一定量的水中，充分反應(yīng)后固體物剩余，再向其中加入50毫升密度為1mol/L的鹽酸，可以恰好使反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沉淀消失，求原混合物中鋁和過(guò)氧化鈉各多少克。顯然，水與過(guò)氧化鈉反應(yīng)，生成氧氣和氫氧化鈉，氫氧化鈉與鋁反應(yīng)，無(wú)論生成沉淀還是氯酸鈉，最后都被鹽酸中和，即是指最后所有的鋁離子和鈉離子都要和氯離子結(jié)合，氯離子是恰好反應(yīng)。由此可知：鈉離子的物質(zhì)的量+3？鄢鋁離子的物質(zhì)的量=氯離子的物質(zhì)的量=0.05mol我們可以設(shè)鋁和過(guò)氧化鈉的物質(zhì)的量分別是X、Y。可得27X+78Y=1.5，3X+2Y=0.05解方程可得X=0.005 Y=0.0175則鋁的質(zhì)量為0.005？鄢27=0.135，則過(guò)氧化鈉的質(zhì)量為0.0175？鄢78=1.365.

二、化合價(jià)守恒法

化合價(jià)守恒法是指某種化合反應(yīng)或化合物在反應(yīng)之后生成化合物中正化合價(jià)與負(fù)化合價(jià)的總數(shù)相等。例如，某種混合物含有MgO和MgBr2，經(jīng)檢測(cè)得知鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.4%。求溴元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。我們知道，在任何化合物中，元素的負(fù)價(jià)總數(shù)等于元素的正價(jià)總數(shù)，由此可以推知在混合物中元素的負(fù)價(jià)總數(shù)等于元素的正價(jià)總數(shù)，即是指：鎂原子個(gè)數(shù)×鎂元素化合價(jià)=溴原子個(gè)數(shù)×溴元素的化合價(jià)+氧原子個(gè)數(shù)×氧元素的化合價(jià)。我們可以設(shè)混合物的質(zhì)量為100克，溴元素的質(zhì)量為X，那么38.4/24×2=X/80×1+（100-38.4-X）×2解方程可得X=40，那么溴元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即為40/100×100%=40%。

三、電荷守恒法

電荷守恒法在化學(xué)解題中的運(yùn)用主要體現(xiàn)在鹽類(lèi)的水解及離子方程式的書(shū)寫(xiě)等方面。當(dāng)然，鹽類(lèi)水解問(wèn)題也是高中化學(xué)解題的重點(diǎn)問(wèn)題和難點(diǎn)問(wèn)題。所以，大部分學(xué)生在這類(lèi)問(wèn)題面前一籌莫展，然而，如果運(yùn)用電荷守恒法來(lái)解決鹽類(lèi)水解問(wèn)題，就會(huì)大大降低其難度。電荷守恒定律主要是指依據(jù)電解質(zhì)溶液中陰陽(yáng)離子濃度及所帶電荷的關(guān)系，列出對(duì)應(yīng)的方程式，并進(jìn)行正確解題。電解質(zhì)溶液中包含處于游離狀態(tài)的陰離子和陽(yáng)離子，它本身又呈現(xiàn)出電中性狀態(tài)，由此不難得出結(jié)論：在電解質(zhì)溶液中所有陰離子帶的負(fù)電荷數(shù)量與所有陽(yáng)離子帶的正電荷數(shù)量相等，依據(jù)這一等式關(guān)系就可以解決相關(guān)電荷問(wèn)題。同樣在離子方程式中，反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)必須相等且電性相同，依據(jù)這一原理進(jìn)行離子方程式書(shū)寫(xiě)及缺項(xiàng)配平。

四、質(zhì)量守恒法

在運(yùn)用質(zhì)量守恒法時(shí)應(yīng)注意，必須保證物質(zhì)的質(zhì)量在反應(yīng)前后均不發(fā)生任何變化。例如將一些氫氧化鉀放在桌面上，暴露于空氣中。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)測(cè)試得到氫氧化鉀固體所含的碳酸鉀的質(zhì)量比例為7.2%，水的質(zhì)量比率為2.8%，取出1克的碳酸鉀固體，并將之放到密度為3 mol·L-1的50毫升鹽酸中，為了中和多余的鹽酸，另取濃度為1.07 mol·L-1的氫氧化鉀溶液30.8毫升。然后加熱中和后的溶液，直至蒸干為止，那么求最后得到的固體質(zhì)量。許多同學(xué)在做這類(lèi)化學(xué)題時(shí)常采用一些過(guò)程繁瑣的解題模式，降低了解題效率。其實(shí)，如果深入分析已知條件、研究得出的固體就可以發(fā)現(xiàn)最后得到的固體是氯化鉀，那么依據(jù)元素守恒法可以得到n （KCl）=n （HCl）=0.05 L×3 mol·L-1 =0.15 mol對(duì)這個(gè)等式正確求解，就可以得知氯化鉀固體的質(zhì)量為11.175克。

總之，合理運(yùn)用守恒法可以提高化學(xué)解題效率，因此，高中教師在化學(xué)教學(xué)中要注意提高學(xué)生的守恒法運(yùn)用能力，促使學(xué)生能夠準(zhǔn)確找出題目中隱含的條件，進(jìn)而正確解答相關(guān)化學(xué)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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