高中化學解題中守恒法的應用與解題思路

王佩文

【摘要】守恒法是高中化學計算中一種常見的解題方法，守恒法的解題方式能讓化學的內(nèi)在關系更加簡潔展現(xiàn)出來，化繁為簡，解題中不需要考慮特別多的反應過程，解答問題的時候，可以大量節(jié)省時間，提高解決問題的時間和正確率，因而在化學解題中廣泛應用。本文主要探討化學解題中得失電子守恒、質(zhì)量守恒、電荷守恒、物料守恒的應用和解答思路。

【關鍵詞】高中化學 解題思路 守恒法

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0247-02

高中化學中的守恒法，就是指在化學反應中，化學物質(zhì)在反應前和反應后是不變的，我們解題的時候就根據(jù)這個不變的量，用這個不變的量來解題，這種方法就叫守恒法。守恒法是解決化學題目中最常見也是最典型的解題方法。常見的化學解題中常用的守恒法有：得失電子守恒、質(zhì)量守恒、電荷守恒、物料守恒。

一、質(zhì)量守恒

在化學反應中，參加反應的反應物的總質(zhì)量等于反應后生成物的總質(zhì)量，反應前后質(zhì)量不變。根據(jù)質(zhì)量相等的原理，在解題的過程中進行計算或者推算，主要有反應過程中，化學元素的質(zhì)量守恒、反應物總質(zhì)量和生成物總質(zhì)量的守恒、可逆反應中反應過程中總質(zhì)量反應；結晶溶質(zhì)總質(zhì)量的守恒。比如把4.2g平均相對分子質(zhì)量的14.4一氧化碳和氫氣的混合體，然后加入氧氣，讓他們充分然后，再加入固體NA2O2，問題是，請問這個容器中固體增加了多少？根據(jù)我們化學反應公式，當一氧化碳和氧氣反應后會得到二氧化碳，二氧化碳和氧化鈉發(fā)生反應后會生成碳酸鈉和氧氣，氫氣和氧氣在一起反應后會生成水，水與氧化鈉反應和會生成氫氧化鈉，所以這道題目的關鍵是無論加入多少的氧氣，只要經(jīng)過充分的燃燒，最后都會經(jīng)過氧化鈉釋放出來，物質(zhì)的總量不會發(fā)生變化，所以容器中的固體的質(zhì)量不會發(fā)生變化。

二、原子守恒

在一些復雜多變的化學反應過程中。雖然化學物質(zhì)發(fā)生了變化，但是里面的一些物質(zhì)原子的總量和以及溶液的濃度卻沒有發(fā)生什么變化，這個就是原子的守恒。例如：在2L1mol/L氫氧化鈉溶液中加入0.8mol二氧化碳，等到這兩種化學元素充分反應以后，容器中的碳酸氫鈉和碳酸鈉的質(zhì)量比是多少？根據(jù)題目的要求，我們首先應該將兩個化學元素的反應方程式寫出來：NaOH+ CO2=H2O+Na2CO3，當CO2和NaOH產(chǎn)生化學反應以后產(chǎn)生Na2CO3，它還會CO2繼續(xù)反應，成生Na2CO3，也就是我們常常說的小蘇打，純堿。Na2CO3是強電解質(zhì)，它的密度為是532g/cm3，容易溶于水，熔點比較高，達到了851℃，具有鹽的特性，在空氣中容易氧化。當Na2CO3與 H2O 還有空氣CO2產(chǎn)生化學公式是Na2CO3+ H2O + CO2=2NaHCO3，還要考慮到它鹽的反應，Na2CO3+ H2O + CO2= 2NaHCO3，以及它的特點，這道題目就變得很復雜。但是我們根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氫氧化鈉與二氧化碳發(fā)生化學反應以后，它的原子數(shù)量和種類不會發(fā)生改變，所以我們只要考慮化學反應中，鈉元素與碳元素的守恒。我們可以將碳酸氫鈉與碳酸鈉物質(zhì)量設為A、B，碳原子的守恒定律是A+B=0.8mol，鈉原子的反應守恒定律是A2+B=1mol，根據(jù)這兩個等式，我們就可以算出A=0.6mol，B=0.2mol，0.6與0.2的比值是3：1，這樣很容易就將題目解答出來。

三、電子守恒

在高中化學學習中，氧化還原占據(jù)非常重要的位置，它幾乎貫穿高中整個化學過程。而解決氧化還原反應的計算題是考試中的重點之一，用守恒思維來解決計算是必需掌握的方法。氧化還原反應中，氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)，得失電子守恒。例如下面這道題目：把 0.002mol/L約50.00mL的羥氨酸性溶液，和一定量的硫酸鐵煮沸，當達到一定溫度時，羥氨溶液與硫酸鐵發(fā)生化學反應，生成亞鐵離子。將亞鐵離子與0.040mol/L約50.00mL酸性高錳酸鉀溶液混成在一起，最后羥氨產(chǎn)生的氧化物是什么？這道題目看起來，非常復雜。NH2OH、KMnO4、Fe2（SO4）3好幾種溶液，但是在這道題目中，NH2OH只是作為還原劑，F(xiàn)e2+在其中不過是充當了媒介物，開始被NH2OH從Fe2（SO4）3中將Fe2+還原出來，最后又成了氧化產(chǎn)物。NH2OH中的失去的電子轉(zhuǎn)移到了KMnO4。所以我們可以假設NH2OH中的N是-1價，NH2OH氧化物的N是A價，然后根據(jù)電子守恒法，寫出化學公式： A-（-1）×50.00 mL×0.002mol/L =（7-2）×50.00 mL×0.04 mol/L。最后解出A=9

四、電荷守恒

電荷守恒法解題的關鍵是即電解質(zhì)溶液中，不論存在多少種離子，溶液都是呈電中性的，即陰離子所帶負電荷總數(shù)等于陽離子所帶正電荷總數(shù)。比如把鎂條燃燒，然后將氧化物全部倒入50mL 4.0mol/L的鹽酸中溶解，然后再倒入20mL 0.5mol/L 的氫氧化鈉中和多余的鹽酸，再加入一定量的堿，將溶液中的氨提取出來，用稀鹽酸吸收，最后稀鹽酸增重0.17 g，求鎂的質(zhì)量？這道題目可以直接套用電荷守恒的公式，將題目的中數(shù)值帶入公式，通過計算，我們很容易就求出了鎂的質(zhì)量為1.92g。

五、結語

守恒法解題關鍵要點是抓住化學反應過程中，他們內(nèi)在關系的變化，然后利用守恒定律刪繁就簡，簡化解題思路，提高解題的效率。在計算過程中，我們要充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維，以靈活多變的方式解決問題。

參考文獻：

[1]丁玉娟，陳茂林.守恒法在高中化學解題中的應用[J].理科考試研究·高中版，2015（13）.

[2]鄒美靈.守恒法在高中化學解題中的應用分析[J].數(shù)理化學習，2014（9）.

[3]鄭承紅.守恒法在高中化學解題中的應用[J].中學生數(shù)理化·學研版，2014（6）.

[4]張冬新.高中化學解題中守恒法的應用[J].數(shù)理化學習·高三版，2014（5）.