劉炳秋

【摘要】守恒思想是解決初中化學問題的一種極其重要的方法和技巧。運用守恒思想,關鍵是抓住有關化學變化的始態與終態,不需要糾纏變化過程的細節,利用其中某種不變的量建立關系式,從而簡化思路,快速解題。筆者根據近幾年中考化學命題的變化,總結出如何利用守恒思想提高學生化學計算的解題能力。
【關鍵詞】守恒思想;初中化學計算;復習課
從近三年的中考年報分析:化學計算得分率都很低,說明化學計算對學生來說不僅僅是一大難題,更多是一種課改觀念改變的體現。看待計算問題,不再是純粹教學生解題的技巧,解題的程序,更重要的是背后“初高中銜接”觀念的滲透,需要學生學會定量認識物質和物質變化;從量變角度分析物質變化及其規律。近三年中考計算題分值如下:
從表可以看出分值由7-6-8,化學方程式計算由2-2-4,說明試題難度加大,更加注重化學思想方法的考查——守恒思想。因此,以下是本人以初中化學方程式計算的復習課為例,闡述如何利用守恒法提高學生化學計算能力。
一、質量守恒的應用
質量守恒定律的內容,從宏觀上闡述是:“參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和”;從微觀領域闡述則是:“在一切化學反應中,反應前后原子的種類、個數(或數目)、原子質量前后沒有變化,因此,質量守恒”。
例1.將3.16g高錳酸鉀和24.5g氯酸鉀混合加熱段時間后,稱得固體的質量為22.5g,則放出氧氣的質量為( ? ? )
A.2.0g
B.14.1g
C.5.16g
D.9.6g
分析:本題有的同學會分別將3.16g高錳酸鉀和24.59氯酸鉀反應產生的氧氣計算出來,再相加得到結果,因此計算很繁瑣,因為沒有說明完全反應。其實只需根據反應前后物質的總質量相等的原理進行計算即可。
因此,設反應生成氧氣的總質量為X。則 3.16g+24.5g=22.5g+X
X=5.16g,固選C。
對應練習1:在一密器有A、B、C、D四種物質,一定條件下充分反應,測得反應前后各物質的質量如下,試推斷該密閉容器中發生的化學反應基本類型是A、化合反應;B、分解反應;C、置換反應;D、復分解反應
【解析】:根據質量守恒定律,物質A、B、D反應后質量減少,為該反應的反應物,物質C反應后質量增加,為反應的生成物,因此該反應屬于三種物質生成一種物質的化合反應。
對應練習2:甲、乙、丙、丁四種物質在反應前后的質量關系如圖所示,下列有關說法不正確的是
( ? ? )
A.參加反應的甲和乙質量比為14﹕26
B.丙可能是該反應的催化劑
C.丁一定是生成物
D.x的值是7
【解析】由圖中數據分析可知,反應前后甲的質量減少了14g-2g=12g,故甲是反應物,參加反應的甲的質量為12g;同理可以確定丁是生成物,生成的丁的質量為36g-5g=31g;丙的質量不變,丙可能作該反應的催化劑,也可能沒有參加反應;由質量守恒定律,乙應是反應物,且參加反應的乙的質量為31g-12g=19g,故X的數值為26g-19g=7g。A、參加反應的甲和乙質量比為12g:19g=12:19,錯誤;B、丙的質量不變,丙可能作該反應的催化劑,也可能沒有參加反應,正確;C、該反應的反應物為甲和乙,生成物是丁,符合“多變一”的特征,屬于化合反應,丁是化合反應的生成物,一定是化合物,正確;D、由質量守恒定律,乙應是反應物,且參加反應的乙的質量為31g-12g=19g,故X的數值為26g﹣19g=7g,正確。故選A。解題的關鍵是分析表中數據(反應后質量增加的屬于生成物、質量減少的屬于反應物),靈活運用質量守恒定律。
二、元素守恒的應用
在一些復雜多步的化學過程中,雖然發生的化學反應多,但某些元素的物質的量、濃度等始終沒有發生變化,整個過程中元素是守恒的。
例題1:已知在CO和CO2的混合氣體中,含氧58%,將該混合氣體10g通過足量的灼熱的氧化銅,完全反應后,再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色沉淀質量為多少?
【解析】:本題按常規方法通常是:先由求出10g的混合氣體中CO和CO2各自的質量,然后求出CO質量生成的CO2質量,再得到反應后CO2的總質量,最后再從CO2質量算出生成的CaCO3沉淀質量,從而得出正確答案。這種方法顯得十分繁瑣,其實只要抓住反應最后得到的CaCO3沉淀中含有的碳元素全部來自10g混合氣體,應該等于10g混合氣體中含有的碳元素的質量,一切問題都迎刃而解了。
守恒思想已經是中考??嫉囊环N學科思想,特別在化學計算這一版塊。恰當地運用守恒法,對提高解題速度和破解中考難點都有很大的幫助。
守恒是世界物質存在的不變守則,無論化學物質如何變化,其始終保持著內在要素的守恒性。
在初中化學解題中合理引入守恒思想,是為學生初、高中知識的銜接作鋪墊,更是為學生快速找到解題的突破口,進而提高學生的化學解題能力。
【參考文獻】
[1] 章細宏.守恒思想在高中化學解題中應用[J].中學生數理化(教與學),2017(6):20.
[2] 林秋香.淺談守恒定律在初中化學解題中的運用[J].中小學教學研究,2016(12):20.