守恒思想在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用

摘 要：將守恒思想運用到初中化學(xué)的解題過程中，不僅使整個教學(xué)變得更加輕松，同樣也可以開拓學(xué)生的思維，使整個解題過程變得更加快速.但是守恒思想同樣有一定的應(yīng)用條件，尤其需要學(xué)生結(jié)合相關(guān)的課堂實際，有針對性地開展相關(guān)的問題.

關(guān)鍵詞：守恒思想;解題應(yīng)用;初中化學(xué)

中圖分類號：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2022）23-0113-03

收稿日期：2022-05-15

作者簡介：王慶越（1977.7-），男，山東省鄒平人，本科，中學(xué)高級教師，從事初中化學(xué)教學(xué)研究.

1 守恒思想在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用模式

1.1 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變，開展相關(guān)的求解

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量守恒定律，參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)總質(zhì)量和反應(yīng)后生成的物質(zhì)總質(zhì)量是相同的，這也就意味著，反應(yīng)前后的物質(zhì)質(zhì)量是不變的，處于質(zhì)量守恒的定律中.例如，白磷和氧氣在完全反應(yīng)中會生成一定質(zhì)量的五氧化二磷.只要該化學(xué)反應(yīng)恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)前后的物質(zhì)質(zhì)量是完全不變的，反應(yīng)前后的氧原子、磷原子的總數(shù)、質(zhì)量也是不變，只是在化學(xué)反應(yīng)中分子會發(fā)生破裂，分子的總數(shù)會發(fā)生變化.所以，在遇到相關(guān)的求解問題時，學(xué)生就可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變，開展相關(guān)的求解.以氯酸鉀和二氧化錳混合制氧氣為例，已知反應(yīng)后的固體物體質(zhì)量，結(jié)合反應(yīng)前的固體質(zhì)量，學(xué)生就可以通過分析化學(xué)方程式，得出最后制得氧氣的質(zhì)量.這個案例運用的化學(xué)方法同樣是化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變，也就是守恒定律在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用.這類題型在初中化學(xué)教學(xué)中非常常見，應(yīng)用的范圍也非常廣泛.學(xué)生如果對守恒思想不了解，在化學(xué)計算中不能很好地應(yīng)用守恒思想，就會帶來一系列的問題，甚至?xí)绊懙交瘜W(xué)解題的步驟或者思路.所以這也就需要相關(guān)的化學(xué)教師在開展日常的實驗中，將守恒思想貫穿到實驗過程中，讓學(xué)生對守恒思想有更加深入的了解，從而應(yīng)用到實際的問題解決中.

1.2 根據(jù)反應(yīng)前后某元素的質(zhì)量不變，開展相關(guān)的解題實驗

根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以了解到，同一種元素在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量是不會發(fā)生變化的.這也就意味著，無論是反應(yīng)前還是反應(yīng)后，元素的總質(zhì)量是一定的.例如，將4 g的金屬樣品投入到100 g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.8%的稀硫酸中，在完全反應(yīng)后，形成了一定的硫酸鹽，而該硫酸鹽中含硫、氧兩種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，要求學(xué)生判斷出該金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù).拿到這樣一個例題，不少學(xué)生會陷入到迷茫之中，這道題目中并沒有具體的給出該金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及一些比率，所以如果學(xué)生直接從理論上計算，是很難得到真正的結(jié)果，即使通過理論驗證，過程上也非常復(fù)雜.這時，教師就可以帶領(lǐng)學(xué)生換另一種思路，題目中已經(jīng)提到了“完全反應(yīng)”，也就是說，根據(jù)質(zhì)量守恒因素，同一元素在反應(yīng)前后的質(zhì)量是不變的，所以無論是硫元素還是氧元素，反應(yīng)前后的質(zhì)量處于恒定中.所以根據(jù)這樣一個質(zhì)量等式，再依據(jù)題目中提到的硫酸鹽中含硫、氧兩種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，可以輕松地計算出最后的質(zhì)量，而最后依據(jù)反應(yīng)的結(jié)果，可以計算出金屬的質(zhì)量，最后得出金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù).通過化學(xué)質(zhì)量守恒定律，將原本較為復(fù)雜的一個求解方程式，變得更加輕松、簡單，也通過這種方式給題目找到了一個全新的突破口，在整體上使解題過程變得更加清晰，也減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān).這類題目在初中化學(xué)中非常常見，尤其是當(dāng)出現(xiàn)一些較為復(fù)雜的元素時，學(xué)生一時間很難找到突破口，就完全可以通過元素反應(yīng)前后質(zhì)量守恒的定律，開展相關(guān)的解題實驗.

1.3 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的數(shù)目和種類守恒，開展相關(guān)的解題

根據(jù)對初中化學(xué)相關(guān)題型的了解，往往在一道簡單的化學(xué)題目中，會出現(xiàn)各種各樣復(fù)雜的元素，有的元素對解題有幫助，有的元素卻只是用來干擾學(xué)生的解題視線.

遇到這種情況時，學(xué)生就可以抓住守恒定律，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的數(shù)目和種類守恒的要求，應(yīng)用到化學(xué)解題中.例如，一氧化碳是一種有毒的大氣污染源，不管是對環(huán)境還是人體都產(chǎn)生了極大的危害.而在化學(xué)中，為了檢測大氣中一氧化碳的含量和濃度，可以利用五氧化二碘進(jìn)行檢測.而在這個檢測的過程中也發(fā)生了劇烈的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

I2O5+5COI2+5A

題目給出了相關(guān)的條件，并要求學(xué)生根據(jù)反應(yīng)的情況，判斷出A的具體化學(xué)式.這類問題看似非?；恼Q，學(xué)生也摸不著頭腦，事實上，卻很好的體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)前后原子數(shù)目質(zhì)量守恒的定律.也就是說，在化學(xué)反應(yīng)前后，無論是氧原子、碳原子還是其他的元素，反應(yīng)前后是不會忽然消失或質(zhì)量上出現(xiàn)變化的.也就是說，“I2O5+5CO”出現(xiàn)的原子總數(shù)和“I2+5A”的原子總數(shù)目是完全一致的.根據(jù)這樣的要求和特點，學(xué)生就可以輕松地求出A的具體化學(xué)式.在整個過程中既不需要復(fù)雜的化學(xué)計算，也不需要進(jìn)行嚴(yán)格的思考，只是需要將守恒定律應(yīng)用到解題中.

1.4 在電荷守恒、化合價守恒以及溶質(zhì)質(zhì)量守恒中的突出應(yīng)用

電荷守恒、化合價守恒以及溶質(zhì)質(zhì)量守恒在初中化學(xué)中的應(yīng)用范圍較少，但一到遇到此類解題題目，學(xué)生如果不利用守恒定律開展相關(guān)的解題，會大大加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān).首先是電荷守恒，電荷守恒的應(yīng)用范圍集中在溶液類的題目中.在各類化學(xué)溶液中，會存在許多肉眼看不見的離子，這些離子絕大多數(shù)都是陰陽離子，也就是說離子內(nèi)部所帶的正負(fù)電荷數(shù)目是相等的，但陰陽離子的數(shù)目卻并不一定是相當(dāng)?shù)?例如，如果在一個化學(xué)溶液中，該溶液中含有Na+、CO2-3、Cl-三種離子，而對于這三種不同的離子，已知Na+與CO2-3的個數(shù)比為5∶1，那么學(xué)生應(yīng)該判斷出CO2-3、Cl-的個數(shù)之比.此類類型題目有一個非常突出的特點，那就是并不會說出具體的數(shù)字，而是由一種抽象的比例來完成相關(guān)的例題.依據(jù)電荷守恒定律，陰陽離子所帶的正負(fù)電荷數(shù)目是相等，這樣才能使整體的溶液進(jìn)行平衡，所以，依據(jù)這一點，可以直接通過溶液內(nèi)部的化學(xué)方程式，計算出最后的比率.

對于化合價守恒來說，對同一個化學(xué)物質(zhì)來說，要想使結(jié)構(gòu)處于一種平衡狀態(tài)，化學(xué)物質(zhì)元素的正負(fù)化合價需要達(dá)到一種平衡，也就是說，無論是正化合價還是負(fù)化合價，他們的絕對值都是平衡的.在九年級的化學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生并不需要深入了解化合價的一些重難點，只需要簡單的判斷一些化合物的化合價，對此有一個簡單的認(rèn)識即可.所以此類問題的解決方法也非常簡單，直接依據(jù)不同物質(zhì)的正負(fù)化合價，得出化學(xué)物質(zhì)正確的化學(xué)方程式即可.而這類題目也多數(shù)以判斷題、填空題的方式出現(xiàn)，比如說要求學(xué)生依據(jù)化合價，寫出氧化鋁的化學(xué)式.學(xué)生除了進(jìn)行日常的背誦，也可以依據(jù)正負(fù)化合價為零的方式，根據(jù)鋁的元素+3價，氧的元素-2價，來判斷出氧化鋁的化學(xué)式.

在九年級下學(xué)期的化學(xué)實驗中，學(xué)生已經(jīng)需要接觸到相關(guān)的化學(xué)溶液實驗，就需要完成相關(guān)的問題，尤其是在初中化學(xué)的溶液實驗題.溶液在化學(xué)反應(yīng)的過程中，雖然會通過加水稀釋，或者會有一定的蒸發(fā)產(chǎn)生結(jié)晶的過程，但在整體上，無論溶液的質(zhì)量發(fā)生怎樣的變化，溶質(zhì)都不會發(fā)生變化.這也就是溶液中常用的溶質(zhì)守恒定律.尤其是在九年級的相關(guān)化學(xué)作業(yè)中，這類題型的出現(xiàn)頻率非常高，而且大多數(shù)是以應(yīng)用題的模式.例如，在20℃時，100 g的某溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)是10%，這時如果需要提高溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從10%上升到20%，就必須要對水分進(jìn)行蒸發(fā).那么對于這類溶液來說，應(yīng)該蒸發(fā)掉多少克的水呢？這類題目看似非常復(fù)雜，甚至需要進(jìn)行復(fù)雜的計算.如果學(xué)生利用溶質(zhì)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒定律，溶質(zhì)在反應(yīng)前后的質(zhì)量并沒有發(fā)生變化，依據(jù)這樣的等量關(guān)系，就可以直接得出最終的水質(zhì)量.同樣在有關(guān)于加水稀釋的相關(guān)題目中，質(zhì)量守恒定律也非常好運用.這就是相關(guān)的化學(xué)守恒定律問題，無論是在化學(xué)填空題還是簡答題，應(yīng)用的范圍都非常廣，也需要化學(xué)教師在日常的教學(xué)中有意識地滲透，幫助學(xué)生培養(yǎng)將守恒定律運用到化學(xué)解題中的意識，從而提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的效率，更好地完成相關(guān)的學(xué)習(xí).

2 學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用質(zhì)量守恒中應(yīng)該注意的相關(guān)問題

守恒思想雖然在初中化學(xué)的應(yīng)用性非常廣，但同樣也有一定的應(yīng)用范圍，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用的過程中注意.

2.1 理解好化學(xué)守恒的適用范圍和思想

化學(xué)守恒思想雖然應(yīng)用的范圍比較廣，但同樣有一定的適用條件，不能隨意應(yīng)用到所有的化學(xué)題目中.初中學(xué)生在接受相關(guān)的思想后，往往會帶來一種混亂感，題目尚未審清就直接將守恒定律運用到了解題中.但學(xué)生卻不能將這理解為分子數(shù)守恒，或者說是體積守恒，也不能胡亂應(yīng)用到相關(guān)的題目中，最后帶來了一系列的解決問題.

2.2 具體了解反應(yīng)前后的物質(zhì)變化，注意相關(guān)的前提

對反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的總和要進(jìn)行深入理解，不能遇到質(zhì)量問題就直接應(yīng)用質(zhì)量守恒進(jìn)行解答，必須要注意相關(guān)的前提，也就是是否進(jìn)行了完全的反應(yīng).比如說氫氣和氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，但并沒有進(jìn)行完全反應(yīng)，如果學(xué)生在解答此類問題時仍然按照質(zhì)量守恒定律，就會帶來一定的失誤，反應(yīng)后生成的物質(zhì)數(shù)目也會因此變多，出現(xiàn)問題.2.3 注意化學(xué)反應(yīng)中可能會有氣體逸出

在有些特殊的初中化學(xué)題目中，化學(xué)反應(yīng)后不僅會帶來物質(zhì)的生成，同樣也會生成一定的氣體.但這個氣體一旦逸出到大氣環(huán)境中，具體的質(zhì)量就很難得到估算，如果此時學(xué)生忽視了氣體的重量，仍然按照固體的方式開展相關(guān)的質(zhì)量守恒計算，就會發(fā)生錯誤.這就要求學(xué)生不能只根據(jù)簡單的質(zhì)量數(shù)進(jìn)行加減，必須要對反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行分析，確保沒有特殊情況后，在開展相關(guān)的氣體計算問題.

2.4 守恒變化是自然界一切化學(xué)變化遵循的定律，與其他變化無關(guān)

雖然說在相關(guān)的物理變化面前，物質(zhì)的質(zhì)量同樣是守恒的，但這并不意味著物理變化也遵循質(zhì)量守恒定律.學(xué)生在應(yīng)用守恒定律前必須要明白，守恒變化是自然界一切化學(xué)變化都應(yīng)該要遵循的定律，但與其他變化無關(guān).在相關(guān)的化學(xué)實驗中，除了會出現(xiàn)一些化學(xué)變化，也同樣會出現(xiàn)一些物理變化，這就需要學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的分析，做出正確的判斷方式.

守恒思想在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮了非常重要的作用，尤其是在化學(xué)的解題過程中.化學(xué)教師必須要大力培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，幫助學(xué)生將守恒思想運用到日常的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，提高解題的效率.在利用守恒思想解決相關(guān)的難題時，學(xué)生也必須要了解到不同守恒思想的應(yīng)用范圍，了解好每個思想的使用特點，真正理解每個思想背后的含義.

參考文獻(xiàn)：

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[責(zé)任編輯：季春陽]