高中化學(xué)解題對(duì)守恒法的應(yīng)用研究

蘇啟元

【摘 要】化學(xué)是我國(guó)高中階段的重點(diǎn)課程設(shè)置之一，也是高考的重點(diǎn)考察內(nèi)容。與初中的基礎(chǔ)化學(xué)相比，高中化學(xué)在知識(shí)內(nèi)容方面更加復(fù)雜、繁瑣，這給實(shí)際問題的解決帶來了極大的障礙。守恒法是高中階段重要的化學(xué)解題思維，對(duì)我們解決化學(xué)問題具有重要意義。文章主要研究高中化學(xué)解題對(duì)守恒法的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；解題思維；守恒法

引言

物質(zhì)的守恒定律，是存在于自然界各個(gè)方面的，化學(xué)之中的守恒法，就是指在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的前后階段，其元素的種類以及物質(zhì)的總質(zhì)量守恒。這一定律在解決化學(xué)問題過程中的應(yīng)用，對(duì)提高解題效率，優(yōu)化解題質(zhì)量具有重要意義。對(duì)此，高中生應(yīng)該積極的將守恒法應(yīng)用到化學(xué)解題之中， 實(shí)現(xiàn)更好的解題效果。

一、守恒法在高中化學(xué)解題中應(yīng)用的意義

高中化學(xué)，是基于初中基礎(chǔ)化學(xué)基礎(chǔ)上的更深層次化學(xué)知識(shí)，其是由基礎(chǔ)化學(xué)向高等化學(xué)的過渡階段。從知識(shí)內(nèi)容方面進(jìn)行分析，高中化學(xué)的知識(shí)點(diǎn)更加復(fù)雜、繁瑣，涉及到的范圍更加廣泛，實(shí)踐性更加突出。而從化學(xué)問題方面進(jìn)行分析，一個(gè)問題往往涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，且需要大量的精細(xì)計(jì)算來完成。如此，要想更好的解決問題，除了要具備良好的計(jì)算能力之外，還必須要具有系統(tǒng)性的解題思維，以此有效的對(duì)問題涉及到的大量知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)的串聯(lián)，進(jìn)而提高解題的效率，保證解題的準(zhǔn)確度。而守恒定律，是高中物理以及化學(xué)之中最主要的概念內(nèi)容之一，守恒法，就是在這一概念上衍生出來的解題思想。通過這一思想的應(yīng)用，能夠有機(jī)的對(duì)問題進(jìn)行分析，對(duì)解題所需要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行明確，并提供有效的解題思路。因此，可以明確，守恒法在高中化學(xué)解題之中的應(yīng)用，能夠保證解題思路的清晰、明確，有利于實(shí)現(xiàn)更加高效、準(zhǔn)確的問題解決。

二、守恒法在高中化學(xué)解題之中的應(yīng)用

守恒法作為一種重要的物理以及化學(xué)解題思路，在高中化學(xué)解題之中的應(yīng)用，能夠非常有效的提高解題效率，保證解題的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)階段，在化學(xué)解題之中常用的守恒法主要可以分為化合價(jià)守恒法、電子守恒法、元素守恒法等幾種，下面，就對(duì)這幾個(gè)方面在解題之中的應(yīng)用進(jìn)行論述分析。

（一）化合價(jià)守恒法

所謂的化合價(jià)守恒，就是一種經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后生成的化合物，正負(fù)價(jià)的總數(shù)保持相等，而通過這一思路解決化學(xué)問題的方法，就是化合價(jià)守恒法。例如：已知有20毫升的KCO溶液，將其與80毫升的濃鹽酸中和之后，再將溶液與大量的酸以及氫氧化鉀進(jìn)行中和。并且，鹽酸的濃度為1moIL，氫氧化鉀的濃度為2moIL。當(dāng)氫氧化鉀的質(zhì)量達(dá)到4毫升時(shí)，中和溶液呈現(xiàn)酸性。如果使用濃度與鹽酸相同的硫酸以及大量的氧化鉀，則溶液剛好達(dá)到均衡。求碳酸鉀溶液的濃度。在解決這一問題時(shí)，可以先將KCO的濃度假設(shè)為x，則通過化合價(jià)守恒的概念可以明確，KOH與KCO二者的化合價(jià)總體數(shù)量應(yīng)該與鹽酸溶液之中的HSO以及氯化氫的化合價(jià)總數(shù)保持相等。如此，則x×0.2×1+2×0.004×1=1×0.08×1+1×0.001×2。經(jīng)過運(yùn)算，可以得出，x=1.85。

（二）電子守恒法

在氧化還原反應(yīng)之中，氧化劑還原失去的電子數(shù)與得到的電子數(shù)是相等的，這一概念，就是電子守恒，這一概念延伸出來的電子守恒法，在高中化學(xué)解題之中具有非常廣泛的應(yīng)用。例如：硝酸與某種金屬發(fā)生反應(yīng)，其中，參加還原反應(yīng)的硝酸與還原的硝酸之間的質(zhì)量比是6：1。假設(shè)，還原物是單一產(chǎn)物，則這一還原物是什么？在解決這一問題的過程中，就可以有機(jī)的應(yīng)用電子守恒法。首先，可以假設(shè)參加反應(yīng)的硝酸質(zhì)量為6mol，那么，根據(jù)題意已知還原的硝酸質(zhì)量為1mol。用電子守恒的思維進(jìn)行思考，可以明確，剩余的5mol依然殘留在反應(yīng)溶劑之中。而這一部分硝酸，其所具備的負(fù)電荷應(yīng)該是5mol，而該金屬的陽(yáng)離電荷應(yīng)該為5mol。運(yùn)用守恒法的思維進(jìn)行分析，該金屬在反應(yīng)的過程中，失去了5mol的電子，而這一部分失去的電子需要從1mol的原子身上獲取。根據(jù)題意，生成物為單一物質(zhì)，因此，1個(gè)原子之中，會(huì)得到5個(gè)電子，其化合價(jià)由原本的+5變成了0。由此可以得出，還原產(chǎn)物氮?dú)狻?/p>

（三）元素守恒法

元素守恒，就是在化學(xué)反應(yīng)的過程中，反應(yīng)前后的化學(xué)元素種類不會(huì)改變，其變化只是表現(xiàn)在形式上的不同，例如：已知，現(xiàn)在有過氧化鈉以及鋁的混合物4.2克，將這些混合物放在水中，待其完全反應(yīng)之后，加入鹽酸100毫升，且鹽酸的濃度為5mol。這時(shí)，水中的沉淀物全部消失，求混合物中過氧化鈉與鋁的質(zhì)量。在解決這一問題的過程中，就可以應(yīng)用元素守恒法進(jìn)行分析。首先，應(yīng)該假設(shè)過氧化鈉與鋁的質(zhì)量分別為y以及x。之后，可以根據(jù)題意列出方程式：27g/molx+78g/moly

=4.2g。之后，可以根據(jù)氯、鋁、鈉，三種元素之間的守恒關(guān)系，可以得到：AL-ALCL，NaO-2NaCL，3x+2y=4mol/L×0.1L，根據(jù)這一算式，就可以計(jì)算得出x等于0.062，y等于0.01，由此可以得出，鋁的質(zhì)量為1.674克，過氧化鈉的質(zhì)量為0.78克。這一問題的關(guān)鍵點(diǎn)，就在于在放入鹽酸的溶液之中，氯化鈉與氧化鋁是溶質(zhì)。

綜上所述，化學(xué)是高中階段的重點(diǎn)學(xué)習(xí)科目之一。但是，對(duì)于剛剛接觸高中化學(xué)的同學(xué)來說，其復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)以及繁瑣的問題，給化學(xué)的學(xué)習(xí)帶來了極大的困難。守恒法作為一種非常常見的化學(xué)思維方式，對(duì)高中化學(xué)的解題具有重要的積極意義。對(duì)此，應(yīng)該積極的應(yīng)用守恒法，實(shí)現(xiàn)更好的問題解決。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]胡登娟.提升高中生化學(xué)計(jì)算中守恒思維能力的教學(xué)策略研究[D].華東師范大學(xué)，2017