守恒法在高中化學(xué)解題中的巧妙運(yùn)用

段小花

【摘 要】本文對高中化學(xué)計(jì)算中經(jīng)常遇到的四種“守恒”規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，并以例析形式分析和討論，使學(xué)生增強(qiáng)對四種守恒規(guī)律的準(zhǔn)確理解和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】守恒法；高中化學(xué)；巧妙運(yùn)用

守恒法是中學(xué)化學(xué)計(jì)算中一種很重要的方法，也是高考試題中應(yīng)用最多的方法之一，其特點(diǎn)是抓住化學(xué)變化中某些量保持不變這一規(guī)律，將“守恒”作為解題的依據(jù)，利用其中某個(gè)不變量建立關(guān)系式，從而簡化思路，快速解題。高中化學(xué)習(xí)題解答中涉及到的守恒定律，主要有四個(gè)：質(zhì)量守恒規(guī)律；電荷守恒規(guī)律；電子得失守恒規(guī)律；質(zhì)子守恒規(guī)律；能用守恒原理解答的題目較多，本文將常見的四種守恒題型及其巧妙運(yùn)用舉例，分析、探討：

一、質(zhì)量守恒規(guī)律

參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個(gè)規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律。在教學(xué)中教師常從微觀領(lǐng)域解釋為在化學(xué)反應(yīng)前后，某元素的原子個(gè)數(shù)始終相等或某元素的物質(zhì)的量相等，簡稱為原子守恒，該守恒在電解質(zhì)溶液中稱為物料守恒。

電解質(zhì)溶液中，由于電離或水解因素，離子會(huì)發(fā)生變化，變成其他離子或分子等，使得粒子種類增多，但離子或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會(huì)改變的。故電解質(zhì)溶液中也能運(yùn)用質(zhì)量守恒，稱為“物料守恒”

二、電荷守恒規(guī)律

電荷守恒一般有兩方面的表述：

（1）在離子方程式等式左右兩邊，離子所帶電荷數(shù)相等。常利用這個(gè)表述判斷離子方程式書寫的正誤或計(jì)算離子方程式中某離子中一種元素的化合價(jià)。

例如下列離子方程式都是因?yàn)殡x子方程式左右兩邊的電荷不守恒而錯(cuò)誤：①向氯化亞鐵溶液中通入氯氣：Fe2+ + Cl2 == Fe3+ + 2Cl- ；②金屬鋁溶于鹽酸中：Al + 2H+ == Al3+ + H2↑； ③過量鐵粉與氯化鐵溶液反應(yīng)，溶液變淺綠色：Fe + Fe3+ == 2Fe2+ 。

解析：稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液，存在電荷守恒，c（Na + ） + c（H + ）=c（CH3COO - ） + c（OH - ）；當(dāng)溶液顯堿性時(shí)，說明NaOH過量，c（OH - ）>c（H + ），根據(jù)電荷守恒，得出c（Na + ）>c（CH3COO - ）故A正確；B為電荷守恒式，正確；

當(dāng)溶液顯酸性時(shí)，說明酸過量，c（H + ）

三、電子得失守恒規(guī)律

在任何氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑 失去的電子總數(shù)。該規(guī)律主要用于有關(guān)氧化還原方程式的計(jì)算和配平氧化還原方程式和原電池、電解池中有關(guān)電極反應(yīng)式的書寫和電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計(jì)算以及電極產(chǎn)物量的計(jì)算。

例5：將15克鐵粉放入一定量的稀硝酸中，充分反應(yīng)后放出NO氣體2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），鐵有剩余，則剩余鐵粉的質(zhì)量是（ ）。

解析： 在此反就中HNO3 —NO得到3e-，F(xiàn)e — Fe2+失去2e-，根據(jù)電子得失守恒得如下關(guān)系式：

四、質(zhì)子守恒規(guī)律

由水電離出的C（H+）水 = C（OH-）水或電解質(zhì)溶液中分子或離子得到或失去質(zhì)子（H+）的物質(zhì)的量應(yīng)相等。

例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3為得到質(zhì)子后的產(chǎn)物；NH3、OH-、CO32-為失去質(zhì)子后的產(chǎn)物，故有以下關(guān)系：c（H3O+）+c（H2CO3）=c（NH3）+c（OH-）+c（CO32-）。

在Na2CO3溶液中C（H+）水 = C（OH-）水。但由于CO32-水解會(huì)消耗由水電離產(chǎn)生的H+，轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO3-，H2CO3；所以Na2CO3溶液中存在下列關(guān)系：C（OH-）水=c（H+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3），

以上是高中化學(xué)解題過程中遇到的幾種常見的守恒關(guān)系，只要我們理解實(shí)質(zhì)，在不同的化學(xué)環(huán)境中進(jìn)行巧妙運(yùn)用，一些看似無序的題目就能簡化，從而達(dá)到事半功倍的效果。endprint