周 媛
(安徽省華東師范大學蕪湖外國語學校 241000)
高中化學解題中守恒法是一種常見的解題方式.守恒定律主要是參與化學反應物質,其反應物和生成物的總質量、原子總數、化合價升降總數以及電荷等保持不變.借助守恒法考慮化學反應前后的狀態(tài),優(yōu)化相關計算活動,有效降低化學問題解題難度,提高學生解題效率,保證解題的準確性.高中化學中存在著很多種守恒,如質量守恒、電子守恒、元素守恒以及電荷守恒等,有效借助守恒定律,優(yōu)化化學問題解題,提高學生解題能力.
質量守恒法主要是在任何與周圍不聯系的物質系統(tǒng)中,發(fā)生的任何一種變化,其總質量不會發(fā)生變化.高中化學解題中,應用質量守恒法解題,應當按照化學反應前后反應物和生成物總質量不變的原理,對化學題目進行思考和解題.
例1 在混合物中包含A、B、C三種物質,A物質的重量是25 g,B物質的重量是10 g,C物質的重量是5 g,將混合物放置在密封的容器中,通過加熱直到反應停止,反應之后容器內有10 g物質A,21 g物質B,同時產生了一種新的物質D,求解反應物和生成物的質量比.
在此題解答的過程中,如果按照傳統(tǒng)的解題方式,求解生成物的質量,整個過程會比較復雜,而且很容易出現計算錯誤.守恒法的應用中,需要引導學生仔細分析題目,根據題目中的已知條件,尋找解題的突破點.在此題中結合題目中的條件,明確參與反應前各物質質量和和反應后各物質和相等.解題題目分析可以了解,A和C是反應物,通過分析可以得出A和C反應的質量為15 g,B的質量增加,生成的質量是11 g,生成物D的質量需要求解.根據質量守恒法完成解題,假設D的質量是x,根據相應的求解,得出D的質量,最終得出反應物和生成物的質量比.
元素守恒是守恒法的重要方式之一,主要是化學反應前后元素類型不會發(fā)生變化,元素的原子個數和物質質量不會發(fā)生變化.一般來說,元素守恒主要有原子守恒和離子守恒,原子守恒法主要是反應前后原子種類和個數不發(fā)生變化,完成相關化學題目的推導和解答.
例2 在一定量的水中添加9.8g過氧化鈉和鋁的混合物,如果化學反應完全,沒有多余的固體,之后加入180.00 mL 5 mol/L的鹽酸,使得反應生成的沉淀完全消失,求解原來混合物中過氧化鈉和鋁的質量分別是多少?
此題解答的過程中,根據題目中的條件,利用常規(guī)解題方式較為困難,如果利用元素守恒法解題,可以使得解題更加簡單.在解題的過程中,需要明確解題的關鍵,對加入鹽酸之后溶液中的物質是氯化鈉和氧化鋁.在解題中,假設鋁的物質的量是xmol,過氧化鈉的物質的量是ymol,根據質量守恒列出相應的計算等式,結合元素守恒方式列出計算式,通過兩個算式可以得出過氧化鈉和鋁的質量,完成題目的有效解答.
溶液或者物質呈現出電中性時,溶液或者物質的內部電荷存在守恒現象,陰離子電量和和陽離子電量和相等.因此,在具體的解題中,需要靈活利用電荷守恒法,掌握化學解題技巧,提高學生的解題能力.
一般來說,高中化學解題中,電子守恒法主要是在氧化還原反應中使用,在整個化學反應中,氧化劑和還原劑的得失電子數量是相等的,根據這樣的電子守恒定律,考查學生對化學史的補充和配平,完成相關問題解答.
例4 一些鐵鎂合金的重量是18.8g,將其放入一定量的硝酸溶液中,在合金完全溶解之后,收集到4.48L的NO氣體,如果在還原產物中只有NO氣體,在反應后的溶液中加入足夠的NaOH溶液,可以生成多少克沉淀物?
一般來說,在解題中根據常規(guī)方式求解混合物的組分,但是,需要住的注意的是Fe和稀硝酸會發(fā)生反應,生成的產物是氧化產物,可能有二價鐵離子,也可能是三價鐵離子,也可能是兩者的混合物.因此,根據電子守恒定律解題,利用鐵和鎂失去電子數量和氮元素得到電子數量相等,可以輕松的解答問題.
高中化學知識內容比較多,知識點內容復雜,題目類型豐富多樣,為了幫助學生更好的解題,注重解題方法的傳授.守恒法是一種有效的解題方式,在化學解題中應用,降低化學解題難度,提高學生解題效率.因此,高中化學解題中,應當重視守恒法的應用,加強課堂指導和引導,培養(yǎng)學生良好的解題思維,有效利用質量守恒、電荷守恒、元素守恒等方式,保證學生解題準確性,培養(yǎng)學生的綜合能力和素養(yǎng).