論守恒法在高中化學解題中的應用

袁銀麗

摘 要：守恒法是高中化學中最為常見的解題方法之一，熟練掌握守恒法的原理，既有利于提高學生化學解題能力，又能使學生透徹理解化學變化的特點。文章以電荷守恒、電子守恒、原子守恒為切入點，系統闡述守恒法的應用。

關鍵詞：守恒法；化學教學；解題方法；解題能力

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）36-0083-01

守恒法在化學試題中的應用，簡化了學生對試題的分析過程，是一種高效便捷的解題方法。然而，有些學生卻不能準確運用試題中的守恒，尋找已知和未知之間的關系，直擊問題的根本。本文系統闡述“守恒法”在高中化學解題中的應用，以期能夠幫助學生破解思維障礙，提高解題效率。

一、電荷守恒，直觀判斷

電荷守恒是指陽離子所帶的電荷總數等于陰離子所帶的電荷總數。電荷守恒的應用可以快捷地建立已知條件與未知條件之間的關系式，對問題進行準確的判斷和計算。這一方法常用來解決有關離子方程式的判斷、混合溶液中離子濃度計算、缺項方程式的補充配平等問題。下面舉例其在晶體計算中的應用：將13.400g的氯化鈣與溴化鈣混合固體配制成500mL溶液，通入足量氯氣后將溶液蒸干，得到11.175g干燥固體。則原溶液中c（Ca2+）c（Cl-）c（Br-）為（ ）。A.321，B.123，C.132，D.231。這一問題考查了學生對電荷守恒的理解，然而，有些學生應用時也會有所偏差，得出錯誤分析：n（Ca2+）= n（Cl-）+ n（Br-）。看似學生忽略了1個Ca2+所帶的電荷數為2，其實質是學生對“總電荷”理解不到位，教師應進行及時引導和糾正，讓學生能夠得出正確的關系式：2n（Ca2+）= n（Cl-）+n（Br-），從而代入數值得出正確答案。

不難看出，電荷守恒的運用，使問題得到了快速解決。同時，學生也對電荷守恒的本質有了全面透徹的理解，真正取得了“縱使外在如何變，唯有原理得人心”的教學效果。

二、電子守恒，建立橋梁

電子守恒是指某元素失去電子的總數等于另一元素（或自身）得到電子的總數。電子守恒的應用可以直接反應物質存在的本質，快速找到其中的等量關系。這一方法常用來解決氧化還原反應、電化學、晶體計算等方面的問題，其中電子守恒在氧化還原反應、電化學中的應用最為廣泛，教師和學生的研究也比較深入透徹，下面舉例其在晶體計算中的應用：如下圖所示，NiO晶體中存在缺陷：兩個Ni2+被兩個Ni3+代替，一個Ni2+空缺。雖然化合物中的Ni和O的比值發生了變化，但晶體仍然呈中性。此氧化鎳樣品的組成為Ni0.97O，試計算該樣品中Ni2+與Ni3+的離子數之比？在Ni0.97O中，鎳元素失去電子的總數等于氧元素得到電子的總數，可以利用電子守恒解題。設1molNi0.97O中Ni2+為xmol，則Ni3+為（0.97-x）mol，根據電子守恒可得：2x+3×（0.97-x）=1×2，解方程式可得：x=0.91。則n（Ni2+）n（Ni3+）=0.91（0.97-0.91）=916

不難看出，電子守恒的應用，從物質的本質出發，建立了已知與未知之間的橋梁。學生利用其中的電子得失能很快找到解題的突破口，在解決問題的同時也極大增強了學習信心。

三、原子守恒，始終不變

原子是保持化學變化的最小微粒。原子守恒是指反應前后，某原子（或原子團）的個數、物質的量不變。據此，在解題時，可以忽略物質發生的一系列化學反應，僅考慮物質在始末下的存在，快速建立關系式以解決問題。例如，現有Fe、FeO、Al、Al2O3組成的混合物19.7g，使其與540mL 2.00mol/L的稀H2SO4溶液充分反應，收集到8.96L氣體（標準狀況下）。已知混合物中Fe、FeO、Al、Al2O3的百分含量分別為28.4%、18.3%、27.4%和25.9%。試計算要使溶液中的陽離子完全以氫氧化物的形式沉淀下來，需要加入2.70mol/L的NaOH溶液的體積為多少？在對這一問題進行分析時，需要對其中涉及的反應中每個物質的來龍去脈了解清楚才可以進行答題。這個問題涉及多個方程式、多個未知數，如果要用一般的方法解決，計算量會特別大，煩瑣的過程極易出錯，也容易讓學生產生厭煩感而降低學習的熱情。然而，利用原子守恒不難發現，與酸反應后的金屬陽離子在與NaOH溶液反應后又形成了沉淀，最終剩余的是硫酸鈉溶液，SO42-和Na+原子守恒，根據SO42-和Na+的比例關系，可以輕松解決問題。設需要NaOH溶液的體積為xmL，可得540mL×2.00mol/L×2=2.70mol/L×x，解得x=800mL。

實踐出真知，空洞的講解會讓學生越聽越迷糊，對“守恒法”失去信心，具體試題中的實踐，會讓學生有更多的思考。因此，守恒法的講解應該從試題開始，讓學生熟悉不同的守恒原理，并逐漸在解題中熟悉、反思、琢磨和提高，體會守恒法的妙用，真正掌握守恒法的解題技巧。

參考文獻：

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