守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用探究

【摘 要】守恒定律是化學(xué)的基礎(chǔ)定律，是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。守恒法反映了化學(xué)內(nèi)在聯(lián)系的本質(zhì)和基本規(guī)律，作為重要的化學(xué)知識，它是最為廣泛，最為常見的一種化學(xué)解題方法，同時也是十分有效的解題方式，也是打開化學(xué)之門的“鑰匙”，能夠?qū)⒃绣e綜復(fù)雜的化學(xué)問題簡化，有效提升解題準(zhǔn)確性以及解題效率。在本文中將就守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用進行探究。

【關(guān)鍵詞】守恒法；高中化學(xué)；解題；應(yīng)用探究

在化學(xué)解題當(dāng)中，守恒法是經(jīng)常應(yīng)用到的一種解題方式。在化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)過程當(dāng)中，生成物與反應(yīng)物總質(zhì)量、物質(zhì)當(dāng)中原子總數(shù)、化合價升降總數(shù)等都有著守恒關(guān)系。在我們實際化學(xué)題目求解當(dāng)中，在實際使用守恒定律時，不需要對途徑變化以及整個過程的細(xì)節(jié)過于糾結(jié)，僅對反應(yīng)過程當(dāng)中部分化學(xué)、物理量的相互作用當(dāng)中的開始形態(tài)以及最終形態(tài)進行考慮即可，不僅將免除復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算，且在對整個解題過程有效簡化處理的基礎(chǔ)上實現(xiàn)解題正確率以及解題速度的提升。在化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中，其都對守恒定律具有遵守，包括有質(zhì)量、原子、電荷、化合價以及元素守恒等，對此，在實際題目解答時，即需要能夠做好守恒法的重視與重點把握，在此基礎(chǔ)上通過等量關(guān)系的迅速建立實現(xiàn)問題的快速解決。

守恒法在解題當(dāng)中的應(yīng)用：

1.質(zhì)量守恒

質(zhì)量守恒，即在一個同周圍隔絕的系統(tǒng)當(dāng)中，無論發(fā)生何種化學(xué)過程以及變化情況，其總質(zhì)量都將在此過程當(dāng)中保持不變。在我們實際問題解答當(dāng)中，則可以以該原理為基礎(chǔ)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后生成物、反應(yīng)物總質(zhì)量相等原則的應(yīng)用做好計算推理。例1：有混合物由A、B、C三種物質(zhì)組成，三種物質(zhì)在其中的質(zhì)量分為為25g、10g、5g。之后，在一個密閉容器當(dāng)中將混合物加熱，反應(yīng)完成之后，發(fā)現(xiàn)其中不同物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生了變化：A為10g，B為21g，且生成有新物質(zhì)D。求該反應(yīng)當(dāng)中反應(yīng)物同生成物的質(zhì)量比。面對該問題，如果以普通方式求解，整個題目求解則將十分復(fù)雜、繁瑣。根據(jù)對該題目已知條件的分析可以發(fā)現(xiàn)，對參加反應(yīng)的不同物質(zhì)質(zhì)量總和進行確定是關(guān)鍵性內(nèi)容。即對反應(yīng)過程中參加反應(yīng)的反應(yīng)物、形成的生成物以及參加反應(yīng)不同類型物質(zhì)的質(zhì)量進行分析。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，A、C質(zhì)量在該反應(yīng)當(dāng)中質(zhì)量發(fā)生減少，即為該反應(yīng)過程當(dāng)中的反應(yīng)物，根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量相減，則可以得到A參加反應(yīng)的質(zhì)量為15g，C為5g。而因B、D質(zhì)量增加，在該反應(yīng)當(dāng)中則為生成物。根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量相減，B生成質(zhì)量為11g。再根據(jù)質(zhì)量守恒定律，則可以獲得D的質(zhì)量為9g，進而獲得反應(yīng)當(dāng)中幾種物質(zhì)的質(zhì)量比，完成題目的求解。

2.元素守恒

所謂元素守恒，即在化學(xué)反應(yīng)過程當(dāng)中，其元素種類以及不同元素的原子個數(shù)保持一致，且在物質(zhì)質(zhì)量、量方面保持一致。在元素守恒當(dāng)中，其包括有離子以及原子守恒兩種類型，其中，離子守恒，根據(jù)反應(yīng)過程當(dāng)中，反應(yīng)前后離子數(shù)目恒定對問題進行計算與推導(dǎo)。原子守恒即根據(jù)反應(yīng)過程當(dāng)中原子個數(shù)、種類的恒定對問題進行計算與推導(dǎo)。在以該方式對問題進行求解時，并不需要使用化學(xué)方程式，在實際問題求解中，只要做好反應(yīng)前、反應(yīng)后離子與原子對應(yīng)關(guān)系的尋找，即能夠通過守恒關(guān)系的簡單應(yīng)用實現(xiàn)所需結(jié)果的計算。例2：將0.8mol二氧化碳通入到1L、1mol/L的NaOH溶液當(dāng)中，在反應(yīng)充分之后，求所獲得溶液當(dāng)中NaHCO同NaCO兩者間的質(zhì)量比。對于該題目，如果根據(jù)普通的化學(xué)反應(yīng)方程式對其進行求解，則需要對該反應(yīng)過程當(dāng)中的化學(xué)方程式寫出，之后根據(jù)題目所知列方程，可以說整個求解過程十分繁瑣。此時，則需要能夠換一種思路對該問題進行考慮，在反應(yīng)過程當(dāng)中，因質(zhì)量守恒情況的存在，在整個反應(yīng)當(dāng)中原子在數(shù)目以及種類方面則不會因此發(fā)生變化，即在整個反應(yīng)當(dāng)中，碳原子與鈉離子守恒。之后，則假設(shè)兩種物質(zhì)量為X、Y，根據(jù)鈉原子守恒，即有X+2Y=1mol，根據(jù)碳原子守恒，即有X+Y=0.8mol，對該方程式求解后，即可以獲得X、Y的值與兩者間的比值，即完成該題目的求解。

3.物質(zhì)量守恒

該守恒是從微觀層面提及的，即在化學(xué)反應(yīng)前后，原子的總量不存在變化。而物質(zhì)量受涼則根據(jù)反應(yīng)過程當(dāng)中某一個物質(zhì)量總量恒定為基礎(chǔ)所開展的計算與推導(dǎo)。在實際解題當(dāng)中沒該方式非常適合應(yīng)用在多步反應(yīng)計算當(dāng)中，能夠在對計算過程進行簡化的基礎(chǔ)上對數(shù)學(xué)計算量以及步驟進行減少，進而獲得計算結(jié)果。例3：有KOH固體在空氣當(dāng)中放置一段時間，在對其進行分析測定后，發(fā)現(xiàn)其KCO含量為37.3%，水含量為2.8%。之后，將1g樣品投入到2摩/升、25ml鹽酸當(dāng)中，并使用30.8ml、1摩/升KOH溶液對多余鹽酸進行處理，正好完全中和，在中和之后，求可以獲得的固體質(zhì)量。通過對該題目的分析可以了解到，在題目當(dāng)中，其數(shù)字相對較為復(fù)雜，且化學(xué)反應(yīng)較為復(fù)雜。如果按照普通方式在聯(lián)系反應(yīng)化學(xué)方程式以及物質(zhì)量進行計算，則較為繁瑣。對題目進行進一步分析可以發(fā)現(xiàn)，KOH同KCO同鹽酸發(fā)生反應(yīng)之后，都將獲得KCL，在該反應(yīng)當(dāng)中，鹽酸使用過量，使用1mol/LKOH溶液處理之后恰好中和，之后全部行程KCL，即蒸發(fā)過程當(dāng)中獲得KCL固體。而根據(jù)氯離子守恒則可以了解到，該溶液獲得KCL當(dāng)中的氯離子，都是來自鹽酸當(dāng)中。由此則可以進行計算，獲得固體質(zhì)量。

總而言之，我們在高中階段學(xué)習(xí)中，化學(xué)是一門重點課程，在化學(xué)題目求解當(dāng)中，經(jīng)常會涉及到部分反應(yīng)過程、計算過程較為復(fù)雜的題目，對于這部分題目，如果以傳統(tǒng)方式求解，則將耗費大量的時間，且不能夠保證求解的準(zhǔn)確性。在本文中，我們對守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用進行了一定的研究。可以說，在實際化學(xué)解題當(dāng)中，守恒法是非常重要且有效的一種解題方式，通過該方式的科學(xué)應(yīng)用，則能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜問題的技巧化以及簡單化處理，有效提升解題準(zhǔn)確度與效率。在實際解題當(dāng)中，為了更好地做好該方式運用，則需要做好不同類型守恒法特點的掌握，以此為基礎(chǔ)對題目當(dāng)中存在的守恒關(guān)系進行挖掘，之后通過對方式的巧妙選擇實現(xiàn)問題的正確求解。

【參考文獻】

[1]周萍.高中化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中提高學(xué)生的主體性[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2017（06）

【作者簡介】

姜巍，大學(xué)本科學(xué)歷，中學(xué)一級教師，研究方向：高中化學(xué)教學(xué)。