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摘要：本文對守恒法在高中化學解題中的應用進行研究．

關(guān)鍵詞：守恒法;高中化學;解題

與其他學科相比，化學學科的應用性和實踐性特點更加明顯．化學學科對學生的探究能力以及邏輯思維能力方面的較高要求是影響教學目標實現(xiàn)的主要原因．對此，教師要利用守恒法提高學生的化學解題能力．

一、守恒法簡介

1．守恒法的概念．守恒法是指，多種物質(zhì)在發(fā)生化學反應前后，其質(zhì)量、電子等因素的變化為守恒變化．守恒法要求學生應該充分掌握不同物質(zhì)之間的內(nèi)在守恒定律，進而根據(jù)實際物質(zhì)進行質(zhì)量、電子等方面變化問題的計算．2．守恒法的應用優(yōu)勢．在高中化學解題中，傳統(tǒng)解題方法通常需要關(guān)注不同物質(zhì)產(chǎn)生化學反應時的相關(guān)細節(jié)變化．在通常情況下，化學反應的發(fā)生會引發(fā)多方面因素的變化，因此學生所需的解題時間相對較長．而守恒法的應用則只需學生考慮以下兩個方面：第一，化學題目中涉及化學反應某種元素存在形式的貫穿．第二，找出化學題目中存在的所有化學反應之后，將這些化學反應之間存在的內(nèi)在關(guān)系確定出來．

二、守恒法在高中化學解題中的應用

1．電子守恒法的應用．電子守恒法是指，在發(fā)生化學反應前后，所有物質(zhì)之間會發(fā)生電子得失，在整個過程中失去的電子數(shù)與得到的電子數(shù)相等．這種守恒法通常被應用在包含氧化還原反應的化學題目中．例如，將Cu與Mg的合金2．3g融入濃硝酸溶液中．假如該溶液發(fā)生氧化還原反應之后，產(chǎn)生的NO2和N2O4分別為4000mL和300mL．現(xiàn)在向反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，則再次發(fā)生化學反應后產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量是多少？從題目中可以分析出，向溶液中加入NaOH之后，產(chǎn)生的沉淀分別為Cu（OH）2和Mg（OH）2．根據(jù)電子守恒法原理對該題目中發(fā)生的化學反應進行分析，可知氫氧根離子為銅離子與鎂離子的二倍之和．此外，上述化學反應中銅離子所帶正電荷與鎂離子所帶正電荷的物質(zhì)的量之和與銅、鎂合金失去電子的物質(zhì)的量相等．在整個化學反應過程中，發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子總物質(zhì)的量與NO2和N2O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等，因此可以將OH－的物質(zhì)的量計算出來：2×0．3×22．4＋1×4×22．4＝0．46（mol）．因此，加入足量氫氧化鈉溶液之后，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為2．3＋0．46×17＝10．12（g）．與原本的計算方法相比，電子守恒法的應用顯著減少了學生的計算量，并在一定程度上保證了化學問題的解題質(zhì)量．2．質(zhì)量守恒法的應用．質(zhì)量守恒法是指，將質(zhì)量作為解題工具，按照發(fā)生化學反應前后物質(zhì)的質(zhì)量不會發(fā)生變化的原理，完成相應化學題目的解答．例如，空氣環(huán)境中存在一定質(zhì)量的氫氧化鉀固體，該固體物質(zhì)中K2CO3和H2O的含量分別為14．4％和1．4mol．將1g該物質(zhì)置于3mol／L的HCl溶液中，且該溶液的體積為0．05L．利用體積為0．03L、密度為1．07mol／L的氫氧化鉀溶液將上述酸性溶液中的多余鹽酸中和，此時溶液中的固體質(zhì)量是多少？通過對題目包含的化學反應進行分析發(fā)現(xiàn)，最終產(chǎn)生的固體為KCl，而該固體中的Cl全部來自鹽酸溶液，因此可以得出KCl的物質(zhì)的量為3×0．05＝0．15（mol），從而可以計算出經(jīng)過上述化學反應后所產(chǎn)生KCl固體的質(zhì)量約為5．589g．3．元素守恒法的應用．元素守恒法是指，在化學反應發(fā)生前后，所有物質(zhì)中包含的元素只是從形式上產(chǎn)生了一些變化，而這些元素的實際種類不會發(fā)生變化．在高中化學題目中，學生可以根據(jù)元素守恒法，只對化學反應中元素整個反應過程中的對應關(guān)系進行分析，并結(jié)合化學守恒定律得出最終的計算結(jié)果．例如，向體積為1L的1mol／L的NaOH溶液中通入0．8mol的CO2，求該溶液中NaHCO3與Na2CO3之間物質(zhì)的量之比是多少？在這道題目中，如果學生利用化學反應方程式的方法進行物質(zhì)的量之比的計算，計算步驟相對較多．學生可以利用元素守恒法進行計算：所發(fā)生化學反應前后Na原子與C原子都符合元素守恒定律．這里分別將NaHCO3與Na2CO3的物質(zhì)的量設(shè)為x和y．從元素守恒法原理中可以得到Na原子的計算公式為x＋2y＝1（mol），而C原子的計算公式為x＋y＝0．8（mol），將這兩個計算公式組合起來，可以求出x與y的值分別為0．6mol和0．2mol．因此，NaHCO3與Na2CO3之間物質(zhì)的量之比為3∶1．

總之，守恒法在高中化學解題中的應用，能夠縮短學生的解題時間．通過學生對質(zhì)量守恒法、化合價守恒法等守恒方法應用范圍及應用步驟的理解水平的提高，促進學生高效完成化學題目的解答．

參考文獻

陳曉彤．守恒法在高中化學解題中的應用分析［J］．數(shù)理化解題研究，2015．

作者:莊自立 單位:黑龍江綏化市第一中學