談守恒法解題技巧

盧驚濤

(福建省詔安第一中學(xué) 363500)

在化學(xué)的世界中，雖然物質(zhì)無時不刻的都在發(fā)生著變化，但是卻遵循著一個不變的規(guī)律，即守恒定律，所以在解答化學(xué)習(xí)題時才會產(chǎn)生守恒的思想.守恒法的主要就是把化學(xué)反應(yīng)中的一些物質(zhì)之間的內(nèi)在守恒聯(lián)系當(dāng)做依據(jù)，以此來解決比較復(fù)雜的化學(xué)難題，從而提高化學(xué)解題的效率.所以，準(zhǔn)確的挖掘已知條件中的守恒關(guān)系，是在化學(xué)解題中運用守恒法的前提.教師可以引導(dǎo)學(xué)生對多種不同類型的習(xí)題進行研究，深層次的挖掘習(xí)題中的守恒關(guān)系，從而有效的進行解題，切實提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)水平.

一、質(zhì)量的守恒

質(zhì)量守恒是高中化學(xué)中一個重要的規(guī)律，主要是指在一個和周圍處于隔絕狀態(tài)的環(huán)境中，不管是發(fā)生什么樣的化學(xué)過程以及化學(xué)反應(yīng)的變化情況，在這個系統(tǒng)中的各個物質(zhì)的總質(zhì)量始終都會保持不變.在化學(xué)解題中運用質(zhì)量守恒原理，這樣就可以根據(jù)某個化學(xué)反應(yīng)的前后生成物和反應(yīng)物的總質(zhì)量是相等的原則進行解題思路的思考.

例1 由A、B、C這三種物質(zhì)共同組成一種混合物組成，已知這三種物質(zhì)的質(zhì)量分別是25 g、10 g、5 g.將這三種物質(zhì)放在一個密封的容器中，然后對其加熱，在反應(yīng)結(jié)束之后，發(fā)現(xiàn)其中的不同物質(zhì)的質(zhì)量都發(fā)生了一些變化：A變?yōu)?0 g，B變?yōu)?1 g，而且生成了新的物質(zhì)D.請根據(jù)已知條件求求反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量比.

在解決這道題時，如果按照傳統(tǒng)的解答方式，解答過程會變得非常的繁瑣復(fù)雜.但是如果采取守恒法來解題時，會發(fā)現(xiàn)過程簡單多了.教師可以引導(dǎo)學(xué)生重點去關(guān)注題目中對不同物質(zhì)質(zhì)量以及綜合進行介紹，就可以找到解題的關(guān)：在這個反應(yīng)過程中，對參加化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物的質(zhì)量進行分析，就會發(fā)現(xiàn)雖然A、C質(zhì)量有所減少，但是對反應(yīng)前后的質(zhì)量進行相減，可以計算出A參加反應(yīng)的質(zhì)量是15 g，而C是5 g，但是B、D的質(zhì)量有所增加，所以是生成物，可以發(fā)現(xiàn)B的生成質(zhì)量是11 g.最后遵循質(zhì)量守恒定律，可以得出D的質(zhì)量是9g，于是就可以計算出質(zhì)量比.

二、電子的守恒法

電子守恒法也是化學(xué)解題中比較常用的一種解題思路，主要運用在氧化還原的反映當(dāng)中.因為在進行氧化還原的反應(yīng)過程中會發(fā)生電子得失的情況，但是卻遵循著這樣的規(guī)律：化學(xué)反應(yīng)中失去電子的總數(shù)是和得到的電子總數(shù)的數(shù)量是一樣的，得失電子遵循著守恒的定律；有關(guān)元素的化合價升高的總數(shù)和另外一些有關(guān)元素化合價的降低總數(shù)相等.主要遵循以下步驟：首先對化學(xué)反應(yīng)前后出現(xiàn)變化元素的化合價進行表明，通過最小公倍數(shù)的方式使得化合價的升降數(shù)值實現(xiàn)相等；然后對氧化劑和還原劑的計量數(shù)進行確定，觀察法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)；最后對質(zhì)量、電荷、得失電子進行檢查，看看是否守恒.

例2 將50 mL濃度為0.10 mol/L 的羥氨酸性溶液，在煮沸的情況下，將其與足量的Fe2(SO4)3進行反應(yīng)，會生成二價鐵離子，而它剛好可以和50 mL 0.04 mol/L的酸性高錳酸鉀溶液進行氧化反應(yīng).請問在這個化學(xué)反應(yīng)中，屬于羥氨的氧化產(chǎn)物是( )

A.NO2B．N2O C．NO D．N2

在解答這道題時，可以借助電子守恒的原理，羥氨被三價鐵離子所氧化，二價鐵離子又被酸性高錳酸鉀溶液氧化.所以說，羥氨所失去的電子最后全部都被高錳酸鉀獲取了.羥氨酸中的N 為-1價，如果羥氨氧化產(chǎn)物中N是x價，根據(jù)電子守恒的思想，得到[x-(-1)]×50 mL× 0.10 mol/L=(7-2)×50 mL×0.04 mol/L求出x=1，所以選B.

三、物質(zhì)量的守恒

物質(zhì)量的守恒主要是從微觀的層面去看的，是指在化學(xué)反應(yīng)進行的前后，原子總量是不會發(fā)生變化的.而這個物質(zhì)量守恒是依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的過程中某一個物質(zhì)量的總量是恒定的這個原理所推導(dǎo)和計算出來的.因此，在進行化學(xué)解題的過程中，這個物質(zhì)量的守恒可以有效的運用到需要進行多步計算的化學(xué)反應(yīng)的計算中，可以在化學(xué)計算的過程中對解題的步驟、計算的過程進行簡化和易化，使得化學(xué)試題的解答又快又準(zhǔn).

例3 把KOH固體放在空氣中一段時間，再對它進行測定和分析，會發(fā)現(xiàn)其中水的含量是2.8%，K2CO3的含量是37.3%.然后再把1 g的樣品放到2 mol/L 25 mL的鹽酸中去，而且采用30.8 mL 1 mol/L的KOH溶液對那些多余的鹽酸進行一些處理，發(fā)現(xiàn)正好可以實現(xiàn)完全的中和.請問在中和之后產(chǎn)生的固體質(zhì)量.

仔細分析改題目發(fā)現(xiàn)，題目已知信息中所涉及的數(shù)字比較的多而且復(fù)雜，而且化學(xué)反應(yīng)也比較的繁瑣.學(xué)生如果仍然按照傳統(tǒng)的解題方式去對根據(jù)相應(yīng)的化學(xué)方程式對物質(zhì)的質(zhì)量進行計算的話，會非常的復(fù)雜和繁瑣，往往出現(xiàn)一步錯步步錯的情況.但是如果熟悉物質(zhì)量守恒，再對已知條件進行分析就可以看到，當(dāng)KOH和K2CO3和鹽酸進行化學(xué)反應(yīng)后，兩個都會產(chǎn)生KCl，而且在這個反應(yīng)中，鹽酸使用過量時，可以使用1 mol/L KOH溶液進行處理，會發(fā)現(xiàn)恰好中和，剩下的全部都是生成的KCl，換句話說在蒸發(fā)的過程中得到了就是KCl固體.再根據(jù)氯離子守恒原則能夠了解到，在這個溶液中獲得的KCl當(dāng)中的氯離子，全部都是來自鹽酸從而可以進行出所獲得的固體質(zhì)量.

綜上所述，化學(xué)作為高中階段一門重要的基礎(chǔ)性課程，在內(nèi)容和難度上都對學(xué)生提出了一定的挑戰(zhàn)，尤其是化學(xué)試題.高中階段的化學(xué)試題往往涉及到的知識、反應(yīng)、計算都比較的多而且復(fù)雜，所以如果仍然按照傳統(tǒng)的解題方法，不僅效率低下，還會挫傷學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)自信心.所以，在化學(xué)解題中運用守恒法能夠有效的解決上述的問題，讓學(xué)生能夠認識到化學(xué)的本質(zhì)，降低化學(xué)解題的過程，提高解題的速度和準(zhǔn)確率，這對于學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)來說至關(guān)重要，也能夠有效的提升高中化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量.

參考文獻：

[1]何雨昊.得失電子守恒法在化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2017(33):18-19.

[2]顏如傳.守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用分析[J].成功(教育),2012(20):91.