守恒思想在高中化學教學中的應(yīng)用

彭光明

(廣西省玉林高級中學 537000)

在高中化學教學中，守恒思想是非常重要的，一直以來，高中化學的守恒思想運用對于提高學生化學計算的解題速度有著巨大的幫助作用，實現(xiàn)化學輕松學習.那么，如何才能夠認識守恒思想，并且在解題之中具體的應(yīng)用，就成為本文需要重點思考的問題.

一、質(zhì)量守恒思想的應(yīng)用

在高中化學階段，在守恒思想中質(zhì)量守恒定律是關(guān)鍵，進而被廣泛運用到化學教學的解題之中.質(zhì)量守恒定律，其基本在于直接參與化學反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)之后各個生成物質(zhì)質(zhì)量總和.基于質(zhì)量守恒定律，就可以了解：第一，反應(yīng)物的質(zhì)量之和就是產(chǎn)物質(zhì)量之和.第二，在進行濃縮和稀釋溶液的過程中，原溶質(zhì)的質(zhì)量與濃縮或者是稀釋之后的質(zhì)量相等.第三，反應(yīng)物減少的總質(zhì)量等于產(chǎn)物增加總質(zhì)量.基于上述的關(guān)系式，就可以成為解題的已知條件，直接在化學題目解題優(yōu)化中使用，這樣就可以提升解題效率.

如，將鋁鐵合金直接融入一定量的鹽酸之中，然后選擇NaOH溶液來進行處理，針對出現(xiàn)的沉淀物，利用過濾、洗滌、干擾和灼燒等諸多方面，轉(zhuǎn)化成為紅色的粉末.在經(jīng)過稱量之后發(fā)現(xiàn)，其合金的質(zhì)量等同于紅色粉末質(zhì)量，那么合金之中的鋁質(zhì)量分數(shù)為多少？

在這一題目解答的中，如果選擇常規(guī)的做法，其解題非常的困難，需要花費大量的時間在計算方面，但是如果可以考慮到質(zhì)量守恒化學思想的利用，就可以將這一問題有效的解決，同時計算量也會大幅度的降低.因此，基于已知條件，最后的紅色粉末是三氧化二鐵，其質(zhì)量和合金質(zhì)量相同，這樣就可以進行合金之中鋁質(zhì)量的直接推導，然后由于其本身的數(shù)值和氧元素在三氧化二鐵之中的質(zhì)量是相同的，通過具體的計算，發(fā)現(xiàn)鋁的質(zhì)量在30%，所以就可以直接找到本題的答案.

二、氧化還原反應(yīng)電子守恒思想的應(yīng)用

在高中化學教學中，最重要的一個問題在于氧化還原.在計算氧化還原反應(yīng)的時候，可以通過電子守恒思想的利用，將原本繁瑣的反應(yīng)過程摒棄，讓物質(zhì)呈現(xiàn)出初態(tài)和終態(tài)，這樣就可以形成得電子和失電子兩個方面的思維，最終讓問題更加順利的解決.

針對電子守恒法，在解題過程中，需要考慮到：

第一，將氧化劑、還原劑以及對應(yīng)的產(chǎn)物直接找出來.第二，按照題目之中已經(jīng)得知的物質(zhì)量和得失電子守恒，直接列出等式.

n(氧化劑)×氧化劑變價元素的原子個數(shù)×化合價變化值(高價-低價)=n(還原劑)×還原劑變價元素的原子個數(shù)×化合價變化值(高價-低價).

例1 24 mL濃度為0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液同20 mL濃度為0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液能夠完全反應(yīng).已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，那么在還原產(chǎn)物之中元素Cr的化合價為( ).

A.+2 B.+3 C.+4 D.+5

解在本題目之中，Cr為被還原的物質(zhì)，其電子物質(zhì)是K2Cr2O7，失電子物質(zhì)為Na2SO3，其中，硫元素化合價從+4直接上升到+6；鉻元素化合價將從+6上升到+n(假設(shè)在還原產(chǎn)物之中元素鉻的化合價為+n).按照得失電子的守恒定律，可得0.05 mol·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n)，解得n=3.

答案：B

三、電解質(zhì)溶液中電荷守恒思想的應(yīng)用

電解質(zhì)溶液中，無論存在多少種離子，溶液都是呈電中性，即陰離子所帶負電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷總數(shù).利用電解質(zhì)溶液中電荷守恒思想，可快速解決有關(guān)電解質(zhì)溶液的計算問題.

例2 往100 mL FeBr2溶液中通入標準狀態(tài)下3.36 L Cl2，Cl2被全部還原，當溶液中Br-和Cl-的物質(zhì)的量相等時，求FeBr2溶液中FeBr2的物質(zhì)的量濃度是多少？

解根據(jù)題意可知反應(yīng)產(chǎn)物為Br2、FeBr3、FeCl3，并且溶液中Cl-的物質(zhì)的量為0.3 mol，根據(jù)電解質(zhì)溶液中正電荷總數(shù)與負電荷總數(shù)相等，可列出關(guān)系式：

n(Fe3+)×3=n(Cl-)×1+n(Br-)×1，所以有c(Fe3+)×0.1 L×3=0.3 mol×1+0.3 mol×1,可求得c(Fe3+)為2 mol/L.因為Fe3+全部來源于Fe2+，并且Fe3+與 Fe2+是等物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化，所以原FeBr2物質(zhì)的量濃度為2mol/L.

總而言之，在高中化學的解題教學之中，守恒思想的合理利用，能夠幫助學生建構(gòu)有利于化學問題的解決方法，這樣也可以讓學生快速的明確解題的要點，同時幫助學生增強化學的解題能力，并且，這一種方式還可以幫助學生培養(yǎng)良好的思維能力，以便在今后的研究之中能夠讓守恒思想得到更為廣泛的應(yīng)用，讓學生的解題更加的輕松.