高中化學解題中守恒法的應用與解題對策

葛洪艷

(江蘇省連云港市城南高級中學 222100)

在高中理科的學習中，素有得理綜者得天下的說法，化學作為理科綜合的一個組成部分，所占分值僅次于物理，這著實說明了這一學科的重要性.自然的世界里一切都是變化的，但是在化學的世界里卻存在著一種平衡或動態平衡的情況，這就是所說的守恒定律.守恒法則是由守恒定律衍生出來的一種解題方法，它的出現可以大大提高學生們的解題速度，從而節約做題時間，爭取更多的機會.

一、守恒法的具體內容

元素守恒法、電荷守恒法以及化合價守恒法是高中化學常用的解題方法.元素守恒法所涉及到的就是化學題目中，與化學元素的不變有關系的問題，在解題期間，可能應用到利用某原子的個數解題等的方法；電荷守恒法也比較常用，顧名思義，就是利用電荷的不變性來解題，電荷的得失與化學物質電子的轉移變化息息相關，學生只要正確分析化學物質的電子轉移就可以用好電荷守恒法；化合價守恒法，是利用元素或者物質的化合價不變而進行題目的解答，化合價的動態變化也可以應用化合價守恒法.

二、守恒法在高中化學中應用時的解題策略

1.元素守恒法

所謂的元素守恒法，可以簡單理解為元素不變或者動態的變化著，意思就是整個化學反應過程中，某個元素雖然會與別的元素結合形成其他化學物質，但是它本身的質量或者物質的量是沒有發生變化的，變化的只是這個元素所體現出來的形式.比如有這樣一道題：已知有一種混合物由CaCO3和CaO組成，經實驗分析得出其中Ca元素的質量分數為80%，現在從中取出20g樣品，將樣品放在高溫爐里燒，再將燒過之后的固體物質放在蒸餾水中，假設該種固體最終都變成了氫氧化鈣，請問共生成多少克的氫氧化鈣呢？這道題就是一個典型的元素守恒法的例子，如果應用傳統的化學解題方法，那么就需要寫出每一步的化學方程式，導致一個簡單的題目變得繁瑣復雜，而應用元素守恒法進行題目分析，只需要將鈣元素的存在形式列舉出來，依次是碳酸鈣/氧化鈣-氧化鈣-氫氧化鈣.在分析過程中根據鈣這一元素存在守恒關系，第一步可以根據Ca這一元素的所占質量比重，來計算出相應的質量，這樣就可以通過質量計算相應物質的量，進而就可以輕而易舉地算出氫氧化鈣這一物質的質量，得出所求.

2.電荷守恒法

對于電荷守恒法來說，它最常應用在涉及到氧化還原反應的問題中，因為氧化還原中總是帶有電子的得失，某一物質得到相應的電子那么另一種物質就失去了同樣數量的電子，得失的電子總是平衡對等的.氧化還原反應在高中化學的學習中占有很大的比重，許許多多的反應都涉及到氧化還原，那么電荷守恒法的應用其實在高中化學中也非常重要.電荷守恒經常是和電解質溶液的電離與水解，又或者是參與到其他化學反應中，在求電解質溶液濃度的時候，電荷守恒法是很常見的，比如：在硫酸鈉和硫酸鋁的混合性溶液中，0.4mol/L為金屬鋁離子的物質濃度，0.8mol/L為硫酸根離子的濃度，拋設問題：金屬鈉離子物質量濃度？當看到有關于離子濃度，物質的量濃度等字眼時，解答某道題就可以應用電荷守恒法.這道題恰好符合了電荷守恒法的應用范圍，這道題沒有涉及到電子的轉移，所以就要放到別的框架中去思考問題，然后可以根據整個電解質溶液是中性的，就是說負離子和正離子的數量互為相反數的，即金屬鋁離子所帶的正電荷與金屬鈉離子所帶正電荷相加，等于硫酸根陰離子的物質的量濃度，把已知的量帶進去，就可以得到金屬鈉離子的物質的量濃度了.

3.化合價守恒法

任何化學物質都有化合價，正如電荷有正負之分，化合價也有正負的區別，所謂的化合價守恒就是在一個反應或者一組化學反應中，正化合價的物質數量等于負化合價的物質數量，從而保持反應的平衡狀態.通過化合價的正負相抵就可以來進行一些題目的解答，最常應用的就是化學方程式的書寫.無論是任何一個反應，它都有可能用到守恒法，亦或者電荷守恒與元素守恒、化合價守恒，一般在配平氧化還原反應方程式中會經常應用到化合價守恒，某一物質的化合價正負變化是相同的.正如這樣一道題：已知目前有30mL的碳酸鈉溶液，將這一溶液與70mL的濃鹽酸完全中和后，再將溶液與多量的鹽酸以及氫氧化鈉進行混合，其中可以知道的是，濃鹽酸的物質的量濃度為1mol/L，而氫氧化鈉的物質的量濃度是2mol/L，當氫氧化鈉的體積達到5mL時， 溶液由中性變化為酸性.問題是如果把濃度相等的濃鹽酸替換成硫酸溶液，同時還要把氫氧化鈉替換成氨水，溶液能夠剛好達到平衡，那么題目中碳酸鈉的物質的量是多少呢？這道題有點冗長，學生讀完會感覺到枯燥，甚至有的學生會掉入出題人的陷阱，甚至被繞暈而打退堂鼓.其實，在解決這一問題時，只要一步步得去分析，再對于化合價守恒法進行應用就可以更好得解決問題了.首先，可以將所要求的物質碳酸鈉的物質的量濃度設為一個未知數，分析題目中存在的守恒之處，就可以由此得出一個關于未知數的方程，進而就可以求出要求的問題.

三、守恒法在高中化學中應用的積極影響

在初中階段學生就已經接觸到一些基礎的化學知識，高中化學則是在初中化學的基礎之上，更加深入并且更加擴展的內容.就高中化學知識的涵蓋面來說，高中化學內容廣泛，要求學生掌握的內容繁多.對于高中學生來說，化學課程更加繁瑣與復雜化，他們在化學的學習上需要付出更多的精力和時間；另外高中化學中一道問題可能包含幾個章節的若干知識點，它是綜合性的問題，而不只是單單的某一個確切知識，這就需要學生一步一步去分析題干.高中化學的解題方法更加多種多樣，守恒法因為它特有的積極作用而可以被眾多教師和學生應用.高中學生把守恒法應用在化學題的解答中，一方面守恒法可以使他們的整個解題過程更加連貫，使做題思路越來越清晰，當做完題目回頭檢查時，也更方便理順思路，節約了大量閱讀題目的時間，同時為他們其他題目的解答也省下不少時間；另一方面，守恒法其實是在潛移默化中培養著學生的邏輯思維能力，以及引導他們尋找線索抓住題眼的技巧，這種邏輯與思維能力，無論是應用在高中化學中，亦或是應用在高中其他科目的學習中，都會對學子有很大的幫助，而且這種影響是一個長期并且有效的.

總而言之，通過本文不難看出守恒法在高中化學中的應用范圍之廣泛，更從高中化學解題應用中看出它的便利之處.對于復雜又繁瑣的化學問題，高中學會應用守恒法確實是一個不錯的選擇.化學是高中學習非常重要的一部分，學生熟練掌握守恒法的應用，在實踐練習中不斷培養自己的邏輯思維能力，一定可以使化學的學習更加完善，從而在化學的學習中更加得心應手.