守恒法在高中化學(xué)的作用淺析

摘 要：高中化學(xué)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，在高中化學(xué)中合理的運(yùn)用守恒法解題，能夠提高我們學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力，將抽象又復(fù)雜的化學(xué)知識分解成為簡單直觀的問題，擺脫不必要的環(huán)節(jié)，不用過多的考慮途徑變化，一方面能夠減少運(yùn)算量，另一方面還能夠提高運(yùn)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，有助于提高解題的效率和準(zhǔn)確率。本文對高中化學(xué)常用的守恒法解題方法進(jìn)行了闡述，希望能夠?yàn)槭睾惴☉?yīng)用于實(shí)際解題過程提供一些參考。

關(guān)鍵詞：守恒法；高中化學(xué)；解題；應(yīng)用

守恒定律在高中化學(xué)中是一個(gè)普遍存在的定律，利用化學(xué)反應(yīng)中物的守恒能夠解決在高中化學(xué)中遇到的難題，有效提升解題的效率。在應(yīng)用守恒法解題的過程中，需要具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和一定的發(fā)散思維，掌握各種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)的變化形式，迅速的找出已知條件中隱含的守恒關(guān)系，從而達(dá)到事半功倍的效果。在高中化學(xué)解題中經(jīng)常會遇到各種化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)一般遵循守恒定律，可以根據(jù)不同的題目，選擇不同的守恒法，例如元素守恒法、電子守恒法、質(zhì)量守恒法、電荷守恒法等，利用這些守恒法建立等量關(guān)系，有助于簡化題目的解決過程。以下對守恒法的應(yīng)用做具體闡述：

一、元素守恒法的應(yīng)用

元素守恒法是指在化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)元素的種類不會憑空出現(xiàn)，也不會憑空消失，只是會以不同的形式出現(xiàn)。在解題的過程中，只需將元素拆分重組即可[1]。舉例說明：將4.2g鋁和過氧化鈉的混合物放入一定量的水中，當(dāng)反應(yīng)完全之后，向容器中導(dǎo)入100毫升4mol/L的鹽酸，正好能夠?qū)⒊恋硗耆?，求原來混合物中鋁和過氧化鈉的質(zhì)量。在解這道題的時(shí)候，由于涉及到很多化學(xué)反應(yīng)步驟，如果用一般的方法求解，不但會加大計(jì)算量，計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性也無法保證，這個(gè)時(shí)候就需要利用元素守恒法求解，從而簡化題目。首先要注意到，在倒入鹽酸之后，所得到的溶液中的溶質(zhì)是氯化鋁和氯化鈉，這個(gè)時(shí)候假設(shè)鋁的物質(zhì)的量為Amol，過氧化鈉的物質(zhì)的量為Bmol，可以得出以下等式，27g/mol×A+78g/mol×B=4.2g。然后根據(jù)反應(yīng)前后鈉元素和氯元素守恒，能夠列出Al—AlCl3，Na2O2—2NaCl，3A+2Y=4mol/L×0.1L。結(jié)合所列出的等式，可以解出A=0.062mol；B=0.01mol，那么就能夠得出在原混合液中，鋁的質(zhì)量為1.674g，氫氧化鈉的質(zhì)量為0.78g。

二、電子守恒法的應(yīng)用

電子守恒定律是指在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到電子的總數(shù)與還原劑失去電子的總數(shù)相等，電子守恒的法則適用于各類的化學(xué)反應(yīng)[2]。舉例說明：有鎂和銅的合金4.6g，將其完全融入濃硝酸中，硝酸發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生了4000Ml的二氧化氮和300Ml的四氧化二氮，此時(shí)向反應(yīng)后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，求生成沉淀的質(zhì)量。根據(jù)已知條件可以分析出，最終所生成的沉淀物是氫氧化銅和氫氧化鎂，根據(jù)電荷守恒定律，鎂離子和銅離子所帶的正電荷總數(shù)與氫氧根離子的負(fù)電荷總數(shù)相等，也就是合金失去電子的總物質(zhì)的量，可以列出：n（OH-）=2n（Mg+）+2n（Cu+），電子轉(zhuǎn)移的總物質(zhì)量等于四氧化二氮和二氧化氮所轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量，可以求出氫氧根離子的物質(zhì)的量為1×4L/22.4L/mol+2×0.3L/22.4L/mol=0.46mol，所以沉淀的質(zhì)量就是氫氧根的質(zhì)量與合金質(zhì)量的和，也就是0.46mol×17g/mol+4.6g=12.42g。

三、質(zhì)量守恒法的應(yīng)用

質(zhì)量守恒法就是指在化學(xué)反應(yīng)前后，無論發(fā)生怎樣的變化，物質(zhì)的總質(zhì)量都是不會改變的，而且溶液在稀釋的過程中，溶質(zhì)的質(zhì)量保持不變，在解題過程中可以應(yīng)用這個(gè)方法求解[3]。舉例說明：將含有7.2%碳酸鉀和2.8%水的氫氧化鉀固體樣品，取1g放到40ml濃度為4mol/L的鹽酸中，與此同時(shí)，將多余的鹽酸與30.8ml濃度為1.07mol/L的氫氧化鉀溶液中和，將中和之后的溶液蒸干，問蒸干后固體的質(zhì)量是多少。在這道題中，由于反應(yīng)復(fù)雜，如果使用普通的計(jì)算方法，計(jì)算量會非常的大，從已知條件中我們能夠得出，反應(yīng)之后蒸干的固體是氯化鉀，氯化鉀中的氯元素是從鹽酸中來的，因此可以使用質(zhì)量守恒定律，列出下面的等式，n（HCl）=n（KCl）=4mol/L×0.04L=0.16mol，因此，m（KCl）=74.5g/mo×l0.16mol=11.92g，所以固體的質(zhì)量就為11.92g。

四、電荷守恒法的應(yīng)用

電荷守恒法就是指在電解質(zhì)溶液中，陰離子和陽離子所帶點(diǎn)和總數(shù)相等，或者說是離子方程式的兩側(cè)，陰陽離子所帶電荷的代數(shù)和相等[4]。舉例說明：將（NH4）2SO4與NH3NO3的混合溶液a升等分為兩份，其中一份加入bmol的燒堿并加熱，正好能夠?qū)H3全部趕出，另一份加入cmol的BaCl2沉淀反應(yīng)完全，求原溶液中NO3-的物質(zhì)的量濃度。根據(jù)已知條件克制，一份混合液中加入bmol氫氧化鈉，NH4+為bmol，也就是說原溶液中含有2bmolNH4+，另一份混合液中加入cmol的BaCl2，SO42-就為cmol，那么原溶液中就含有2cmolSO42-，設(shè)NO3-為x，根據(jù)電荷守恒可以列出，2b=2c×2+x，x=2b-4c，由此得出原溶液中NO3-物質(zhì)的量濃度即為（2b-4c）/amol/L。

五、結(jié)束語

綜上所述，在高中化學(xué)解題過程中使用守恒法，能夠避免復(fù)雜的過程，將其簡單化，提高了解題的速度，節(jié)約了大量的時(shí)間，還能夠保證解題的準(zhǔn)確性，達(dá)到事半功倍的效果。在平常的學(xué)習(xí)中，應(yīng)該扎實(shí)基礎(chǔ)、開拓思路、融會貫通，找出題目中的隱含條件，用最快的速度，找到最佳的解體辦法，在提高學(xué)習(xí)效率的同時(shí)還能夠提升學(xué)習(xí)的興趣，從而實(shí)現(xiàn)良性的循環(huán)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃震.守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].江西教育，2015，（36）：47-48.

[2]連澤華.論守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].讀書文摘，2017，（8）：355.

[3]周建發(fā).淺談守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（高一二版），2016，（11）：57-61.

（作者單位：福建省連江尚德中學(xué)）