淺談守恒定律在初中化學解題中的運用

[摘 要]

正確理解并應用守恒定律是初中化學課程標準的要求，學生掌握好守恒思想有助于中學化學學習。采用守恒定律進行解題，可以簡化思路，進而可以方便快捷地解決試題。教師在教學過程中應引導學生將復雜的題目簡單化，結合初三化學教學實際，選取部分常見類型的守恒定律的化學試題，探討守恒定律如何解析初中化學試題。

[關鍵詞]

初中化學;守恒定律;解題方法指導

守恒思想在解決化學試題中會經常用到，為解決化學題目提供了重要的指導思想。熟練運用守恒思想，可以簡單快速地解決問題，減少不必要的計算過程，形成科學的思維方式。在應用該思想過程中，應注意重點把握化學變化的始態與終態，抓住其中的不變量，并建立一定的關系，從而簡化思路，快速解題。無論是宏觀角度還是微觀角度，質量守恒定律的應用比較廣泛。除了質量守恒以外，常用的守恒法還有電荷守恒、物料守恒等，文章從這幾個方面探討守恒思想在初中化學題目中的應用。

一、質量守恒定律在初中化學解題中的應用

質量守恒定律是中學化學重要的基礎知識，是化學反應的基本規律，也是配平化學方程式的依據，往往也是中考的主要考點之一。因此，在初中化學學習中，考生需要正確理解、熟練掌握和準確運用質量守恒定律。

（一）根據反應前后物質的質量守恒求解

質量守恒定律是參加化學反應的各物質質量總和等于反應后生成的各物質質量總和，即反應前后各物質的質量總和相等。那么，針對反應前后物質的總質量沒有發生改變，且看如下例題：

例1：x克白磷和y克氧氣在恰好完全反應下能生成z克的五氧化二磷，下列敘述中不正確的是（ ?）。

A.反應前后磷原子總數和氧原子總數不變

B.x+y=z

C.反應前后分子數總數不變

D.反應前后磷元素和氧元素種類不變

在這道題中，明確指出該化學反應恰好完全反應，可以得出x+y=z這一信息。根據質量守恒定律得知，化學反應前后物質質量不變，反應前后磷原子與氧原子的總數、質量、性質等不發生變化，但是在化學反應中分子會破裂，分子總數會有變化，對各個選項進行分析得知，選項C的含義是不正確的。

例2：將干燥純凈的氯酸鉀和二氧化錳化合物裝入試管中，加熱制氧氣，待完全反應后，測得剩余固體物質質量為10.7g，已知反應前化合物的質量為15.5g，求制得的氧氣的質量為多少。

關于這題很多學生非常想計算剩余固體中二氧化錳與氯化鉀分別為多少，其實不需要計算這些混合物。根據題目提供的信息，剩余固體物質數據10.7就是二氧化錳與氯化鉀混合物的質量，不能直接根據化學方程式進行計算混合物中二氧化錳與氯化鉀具體多少。因此，根據質量守恒定律得知，反應前后物質總質量不變，反應前后固體混合物的質量差就是生成氧氣的質量。

（二）根據反應前后某元素的質量守恒求解

根據質量守恒定律可知，同一種元素在化學反應前后質量守恒，知道某元素質量守恒準則，下面這類題目將會迎刃而解。

例3：將4.0g的某金屬樣品投入到100g溶質質量分數為9.8%的稀硫酸中，已知它們能完全反應，測得生成物硫酸鹽中含硫、氧兩元素的質量分數為80%，試求此金屬的質量分數。

對于這道題目提供的信息，利用質量守恒定律中同一種元素在反應前后質量守恒可知，可以求得硫酸根的質量，然后再根據硫酸鹽中硫和氧元素的質量分數80%這一信息，可以計算出正鹽的質量，最后進一步求得參加反應的金屬質量，則求得金屬的質量分數為60%。這就是利用反應前后某元素的質量守恒尋找突破口，使得解題過程變得簡單清晰。

（三）根據化學反應前后各原子的數目和種類守恒求解

有時候在面對眾多物質時，我們需要牢牢抓住反應前后元素的原子種類和個數守恒，能讓學生解題時可以把握解題方向，從而可以得心應手解決這類題目：

例4：我們知道一氧化碳是常見的有毒大氣污染氣體，而五氧化二碘（化學式I2O5）可以檢測大氣中一氧化碳的含量，其化學反應方程式為：I2O5+5CO=I2+5A，求該化學方程式中生成物質A的化學式。

對于這個題目提供的信息來看，可以利用質量守恒定律來解決問題，從物質在化學反應前后某元素原子數目與種類守恒來分析，不難求得A的化學式為CO2。

從以上幾道例題來看，質量守恒定律可以概括為總質量守恒、元素種類及質量守恒、各元素的原子總數守恒，不可將其混淆，認為是重量守恒、分子數守恒或體積守恒等。此外，關于反應前后物質總質量守恒，必然會涉及參加化學反應的物質的質量的問題。對于化學反應后的生成物，結合化學反應方程式配比關系知道哪些沒有參加反應的物質的質量，不可將未參加化學反應的物質的質量計算在內。

二、電荷守恒在初中化學解題中的應用

電荷守恒應用往往在化學溶液類的題目中，在各類化學溶液中也許存在著陰陽離子，且陰陽離子所帶的正負電荷總數目是相等的，然而陰陽離子的數目未必相等。電荷守恒不但可以適用在一種溶質溶液中，也同樣適用于多種溶質溶液中。

例5：某溶液中含有Na+、CO32-、Cl-三種離子，且Na+與CO32-的個數比為5∶1，求溶液中CO32-、Cl-的個數比為________。

對于這道溶液類的題目完全可以用電荷守恒定理解題，陰陽離子中正負電荷的代數和為零。設此溶液中Na+、CO32-、Cl-三種離子的個數分別為5A、A、x，得出5A×（+1）+A×（-2）+x×（-1）=0，解得x=3A，因此得出故CO32-與Cl-的個數比為A∶3A=1∶3。

三、化合價守恒在初中化學解題中的應用

化合價守恒是指化合物中正負化合價絕對值相等，也就是化合物中正負化合價的代數和為零。九年級是化學教學的啟蒙階段，認識化學式，學會正確書寫化學式以及判斷一些化學式的正誤，是初中新課程標準的要求，而讓學生能正確、快速地寫出物質的化學式或準確無誤地判斷物質化學式的對錯，最簡便的方法就是利用化合價守恒。

例6：寫出氧化鋁的化學式________。這是根據物質的名稱，運用化合價守恒寫出化學式。此物質中鋁元素為+3價，氧元素為-2價，根據在化合物中正負化合價的代數和為零的原則，采用十字交叉法，不難寫出氧化鋁的化學式為Al2O3。

還有一類題型解答也是運用化合價守恒，那就是根據化學式求某元素的化合價。在化合物中正負化合價的代數和等于零是解答此類題的基礎，再根據化學式及化學式中無變價元素的化合價求有變價元素的化合價。

四、溶質質量守恒在初中化學解題中的應用

在初中化學溶液實驗中，溶質的質量不因溶液的加水稀釋或無溶質晶體析出的濃縮而改變，也是遵循守恒定律。因此溶質質量守恒經常用于溶液的計算，請看下面例題：

例7：在20℃時，質量分數為10%的某溶液100g，要想改變溶質的質量分數，從10%上升為20%，則需要蒸發掉多少克的水分？（提示：在20℃時，某飽和溶液濃度為28.6%）對于這道題而言，分析可知在蒸發過程中無晶體析出，題目中隱含的關系就是溶質在蒸發前后沒有發生變化，這是基于溶液中溶質的質量守恒來解題。一旦從隱含的題目信息中找到了等量關系，問題就迎刃而解了。若是碰到有關加水稀釋的計算，亦是如此。

五、結語

守恒思想在化學解題過程中起到了重要的作用，守恒思想是化學學科中的重要的思想，是化學題目中經常會用到的方法。守恒觀在初中化學中的應用過程，是培養學生思維能力的過程，在利用守恒觀解題時，應首先必須明確每一種守恒法的特點，分析并找出題目中隱含的某種等量關系，采取巧妙地解題方法給予正確解答。教師在教學過程中，應讓學生充分理解守恒思想，引導學生運用該思想進行解題。

[參 考 文 獻]

[1]楊俊峰.再談質量守恒思想在初中化學計算中的應用[J].理科考試研究（初中版），2014（7）.

[2]戴靜雷.守恒法在初中化學計算中的運用[J].試題與研究（新課程論壇），2013（20）.

[3]邊春霞.質量守恒定律在初中化學中的應用[J].教育實踐與研究，2013（2）.

[4]萬金漢.守恒思想在初中化學解題中的應用[J].數理化學習（初中版），2014（11）.

（責任編輯：張華偉）

作者簡介：林秋香（1980-），女，福建莆田人，福建省莆田市媽祖中學一級教師，大學本科。研究方向：初中化學教育教學研究。