高中化學(xué)解題中守恒法的有效運用探析

呂 珂

(江蘇省南京市第二十九中學(xué)高三8班 210000)

高中化學(xué)解題中守恒法的有效運用探析

呂 珂

(江蘇省南京市第二十九中學(xué)高三8班 210000)

結(jié)合自身在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的所感所悟，就高中化學(xué)解題中守恒法的有效運用進行分析，希望可以為同學(xué)們的化學(xué)學(xué)習(xí)提供借鑒.

守恒法；解題分析；高中化學(xué)

一、質(zhì)量守恒

高中化學(xué)解題中，質(zhì)量守恒是非常重要的組成部分，其主要是指整個化學(xué)反應(yīng)過程中，任何物質(zhì)無論在化學(xué)反應(yīng)前，還是化學(xué)反應(yīng)后，各物質(zhì)的質(zhì)量總和始終是不變的，在相關(guān)化學(xué)溶液的配置或稀釋過程中，對于溶質(zhì)的質(zhì)量也是一樣的，無論反應(yīng)前后溶質(zhì)的質(zhì)量都是保持不變的.

例1 當(dāng)150℃時，碳酸氫鈉會受熱完全分解，這時就會促進氣態(tài)混合物的產(chǎn)生，試計算出相同條件下，混合氣體密度約是氫氣密度的( )

A.32倍B.13倍C.48倍D.96倍

通過分析，可得出化學(xué)方程式NH4HCO3=NH3+H2O+CO2，通過質(zhì)量守恒定律，可以得出，混合氣體的總質(zhì)量與碳酸氫鈉的總質(zhì)量是相同的，這樣混合氣體的平均相對分子質(zhì)量的計算方法為79/3=26.3，那么相同條件下，混合氣體密度與氫氣密度之比為26.3/2=13.15，則此題的答案為B.

二、原子守恒

原子守恒指的是，在整個化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)前后各元素原子個數(shù)是不變的，同時，在反應(yīng)前后物質(zhì)的量也是不變化的.

例2 在由亞硫酸鈉和硫酸鈉組成的某無水混合物中，通過相關(guān)測量得知，該混合物中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，請計算出混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

通過化學(xué)式Na2SO3、Na2SO4，可以發(fā)現(xiàn)，在這兩種物質(zhì)的組成部分中，S、Na這兩種元素的原子個數(shù)之比為1∶2，也就是說，無論以以什么樣的比例將亞硫酸鈉和硫酸鈉這兩種物質(zhì)進行混合，S、Na這兩種元素的原子個數(shù)之比終究都是1∶2.這時將含鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)假設(shè)為x，則32/46=a/x，x則為23a/16，由此可以得出w(O)=1-a-23a/16.

三、元素守恒

元素守恒指的是，在化學(xué)反應(yīng)前后，不僅各個元素的種類是不發(fā)生變化的，并且這個元素中原子個數(shù)也是始終不變的，在反應(yīng)前后過程中，物質(zhì)的量和質(zhì)量也是不發(fā)生變化的.

例3 在10.0g由Al、Fe2O3、CuO組成的混合物中，將其放入至500mL某濃度的鹽酸之中，待混合物全部溶解之后，再將250mL2.00mol·L-1的NaOH溶液加入其中，這時可以得到最多沉淀，則該鹽酸的濃度為( ).

A.0.500mol·L-1B.1.00mol·L-1

C.2.00mol·L-1D.3.00mol·L-1

通過對該題目的大致瀏覽，在對該問題進行解決時，可以通過關(guān)系式來進行多個步驟計算，這樣計算起來比較麻煩復(fù)雜，但是，通過對該題目的認(rèn)真閱讀，能夠?qū)㈦[蔽條件挖掘出來，通過這些隱蔽條件，可以得出這樣的結(jié)論，當(dāng)該化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，關(guān)于溶液中的溶質(zhì)方面，只存在著NaCl，并且在整個反應(yīng)過程中，Cl-沒有發(fā)生任何變化，并未受到損耗，通過元素守恒，就可以將鹽酸的濃度計算出來，得出鹽酸的濃度為1.00mol·L-1，則該題的正確選項為B.

四、電荷守恒

電中性體系包括許多方面，比如溶液、混合物、膠體、化合物等等，電荷守恒指的是，在所有的電中性體系中，電荷的代數(shù)總和為零，也就是說，正電荷總數(shù)等同于負(fù)電荷總數(shù).

五、電子得失守恒

電子得失守恒指的是，在氧化還原反應(yīng)發(fā)生的過程中，不管是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，還是后面學(xué)習(xí)的原電池或電解池中，氧化劑所得到的電子總數(shù)與還原劑所失去的電子總數(shù)是相等的.

例5 將由Mg、Al、Fe組成的11.9g合金，放入足量的NaOH溶液中進行溶解，合金質(zhì)量減少了2.7g.然后在選取同等質(zhì)量的合金溶于過量稀硝酸中，這時生成了6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)NO氣體，將適量的NaOH溶液加入到反應(yīng)后的溶液中，這時Mg2+、Al3+、Fe3+正好完全轉(zhuǎn)化為沉淀，則計算出這時的沉淀質(zhì)量.

根據(jù)合金所涉及的化學(xué)變化，可以得出，合金溶于過量稀硝酸時失去的電子物質(zhì)量，與金屬陽離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀時氫氧根離子的物質(zhì)量是相同的，通過氧化還原反應(yīng)中的電子得失守恒關(guān)系式：n(OH-)=n(e-)=6.72L÷22.4L/mol×3=0.9mol，由此可以得出m(沉淀)=m(合金)+m(氫氧根離子)=11.9g+17.9gmol·L-1×0.9mol=27.2g，則沉淀的質(zhì)量為27.2g.

高中化學(xué)的解題能力提升對于解題計算方面具有極為重要的推動作用，守恒法的應(yīng)用能夠提高題目解答效率，對于化學(xué)綜合能力的提高大有裨益.

[1]劉紅利.新課程理念下高中化學(xué)有效教學(xué)策略探究[J]. 學(xué)周刊,2017(03):217-218.

[2]李嘉煜.高中化學(xué)解題方法歸納探討[J]. 科學(xué)大眾：科學(xué)教育,2016(02):10.

[3]陳潤珊,衷明華. 淺析守恒法在化學(xué)解題中的應(yīng)用[J]. 江西化工,2015(03):192-193.

[4]劉萬清.淺談用守恒思想解決高中化學(xué)計算題[J]. 教育教學(xué)論壇,2013(27):253-254.

G632

A

1008-0333(2017)31-0090-02

2017-07-01

呂珂(2000.6-)，女，河北省臨漳縣人，南京市第二十九中學(xué)，在讀學(xué)生.

季春陽]