摘 要:守恒法是高中化學(xué)較為基礎(chǔ)的解題方法,遇到難度較大的題型時應(yīng)用守恒法會使解題過程更加清晰簡練.守恒法可以應(yīng)用的范圍之分十分廣泛,在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中,學(xué)生如果可以熟練掌握守恒法的應(yīng)用,解題時他們的邏輯會更加清晰,無疑是為他們的節(jié)約解題時間,提高解題的效率.首先對守恒法的具體內(nèi)容進(jìn)行解釋,接著分析了守恒法在高中化學(xué)解題方法中的積極影響,最后為高中生更好得將守恒法應(yīng)用到解題過程中提出了幾點建議.
關(guān)鍵詞:守恒法;解題對策;高中化學(xué)
中圖分類號:G632????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A????? 文章編號:1008-0333(2021)36-0088-02
在高中理科的學(xué)習(xí)中,素有得理綜者得天下的說法,化學(xué)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(xué)科的重要性.自然的世界里一切都是變化的,但是在化學(xué)的世界里卻存在著一種平衡或動態(tài)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(xiàn)可以大大提高學(xué)生們的解題速度,從而節(jié)約做題時間,爭取更多的機(jī)會.
一、守恒法的具體內(nèi)容
元素守恒法、電荷守恒法以及化合價守恒法是高中化學(xué)常用的解題方法.元素守恒法所涉及到的就是化學(xué)題目中,與化學(xué)元素的不變有關(guān)系的問題,在解題期間,可能應(yīng)用到利用某原子的個數(shù)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(xué)物質(zhì)電子的轉(zhuǎn)移變化息息相關(guān),學(xué)生只要正確分析化學(xué)物質(zhì)的電子轉(zhuǎn)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(zhì)的化合價不變而進(jìn)行題目的解答,化合價的動態(tài)變化也可以應(yīng)用化合價守恒法.
二、守恒法在高中化學(xué)中應(yīng)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(tài)的變化著,意思就是整個化學(xué)反應(yīng)過程中,某個元素雖然會與別的元素結(jié)合形成其他化學(xué)物質(zhì),但是它本身的質(zhì)量或者物質(zhì)的量是沒有發(fā)生變化的,變化的只是這個元素所體現(xiàn)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(jīng)實驗分析得出其中Ca元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%,現(xiàn)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(zhì)放在蒸餾水中,假設(shè)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(yīng)用傳統(tǒng)的化學(xué)解題方法,那么就需要寫出每一步的化學(xué)方程式,導(dǎo)致一個簡單的題目變得繁瑣復(fù)雜,而應(yīng)用元素守恒法進(jìn)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(jù)鈣這一元素存在守恒關(guān)系,第一步可以根據(jù)Ca這一元素的所占質(zhì)量比重,來計算出相應(yīng)的質(zhì)量,這樣就可以通過質(zhì)量計算相應(yīng)物質(zhì)的量,進(jìn)而就可以輕而易舉地算出氫氧化鈣這一物質(zhì)的質(zhì)量,得出所求.
2.電荷守恒法
對于電荷守恒法來說,它最常應(yīng)用在涉及到氧化還原反應(yīng)的問題中,因為氧化還原中總是帶有電子的得失,某一物質(zhì)得到相應(yīng)的電子那么另一種物質(zhì)就失去了同樣數(shù)量的電子,得失的電子總是平衡對等的.氧化還原反應(yīng)在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中占有很大的比重,許許多多的反應(yīng)都涉及到氧化還原,那么電荷守恒法的應(yīng)用其實在高中化學(xué)中也非常重要.電荷守恒經(jīng)常是和電解質(zhì)溶液的電離與水解,又或者是參與到其他化學(xué)反應(yīng)中,在求電解質(zhì)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(zhì)濃度,0.8mol/L為硫酸根離子的濃度,拋設(shè)問題:金屬鈉離子物質(zhì)量濃度?當(dāng)看到有關(guān)于離子濃度,物質(zhì)的量濃度等字眼時,解答某道題就可以應(yīng)用電荷守恒法.這道題恰好符合了電荷守恒法的應(yīng)用范圍,這道題沒有涉及到電子的轉(zhuǎn)移,所以就要放到別的框架中去思考問題,然后可以根據(jù)整個電解質(zhì)溶液是中性的,就是說負(fù)離子和正離子的數(shù)量互為相反數(shù)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(zhì)的量濃度,把已知的量帶進(jìn)去,就可以得到金屬鈉離子的物質(zhì)的量濃度了.
3.化合價守恒法
任何化學(xué)物質(zhì)都有化合價,正如電荷有正負(fù)之分,化合價也有正負(fù)的區(qū)別,所謂的化合價守恒就是在一個反應(yīng)或者一組化學(xué)反應(yīng)中,正化合價的物質(zhì)數(shù)量等于負(fù)化合價的物質(zhì)數(shù)量,從而保持反應(yīng)的平衡狀態(tài).通過化合價的正負(fù)相抵就可以來進(jìn)行一些題目的解答,最常應(yīng)用的就是化學(xué)方程式的書寫.無論是任何一個反應(yīng),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(yīng)方程式中會經(jīng)常應(yīng)用到化合價守恒,某一物質(zhì)的化合價正負(fù)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(jìn)行混合,其中可以知道的是,濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1mol/L,而氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度是
2mol/L,當(dāng)氫氧化鈉的體積達(dá)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(dá)到平衡,那么題目中碳酸鈉的物質(zhì)的量是多少呢?這道題有點冗長,學(xué)生讀完會感覺到枯燥,甚至有的學(xué)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(jìn)行應(yīng)用就可以更好得解決問題了.首先,可以將所要求的物質(zhì)碳酸鈉的物質(zhì)的量濃度設(shè)為一個未知數(shù),分析題目中存在的守恒之處,就可以由此得出一個關(guān)于未知數(shù)的方程,進(jìn)而就可以求出要求的問題.? 三、守恒法在高中化學(xué)中應(yīng)用的積極影響
在初中階段學(xué)生就已經(jīng)接觸到一些基礎(chǔ)的化學(xué)知識,高中化學(xué)則是在初中化學(xué)的基礎(chǔ)之上,更加深入并且更加擴(kuò)展的內(nèi)容.就高中化學(xué)知識的涵蓋面來說,高中化學(xué)內(nèi)容廣泛,要求學(xué)生掌握的內(nèi)容繁多.對于高中學(xué)生來說,化學(xué)課程更加繁瑣與復(fù)雜化,他們在化學(xué)的學(xué)習(xí)上需要付出更多的精力和時間;另外高中化學(xué)中一道問題可能包含幾個章節(jié)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(xué)生一步一步去分析題干.高中化學(xué)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(xué)生應(yīng)用.高中學(xué)生把守恒法應(yīng)用在化學(xué)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(dāng)做完題目回頭檢查時,也更方便理順?biāo)悸?,?jié)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(yǎng)著學(xué)生的邏輯思維能力,以及引導(dǎo)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(yīng)用在高中化學(xué)中,亦或是應(yīng)用在高中其他科目的學(xué)習(xí)中,都會對學(xué)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(xué)中的應(yīng)用范圍之廣泛,更從高中化學(xué)解題應(yīng)用中看出它的便利之處.對于復(fù)雜又繁瑣的化學(xué)問題,高中學(xué)會應(yīng)用守恒法確實是一個不錯的選擇.化學(xué)是高中學(xué)習(xí)非常重要的一部分,學(xué)生熟練掌握守恒法的應(yīng)用,在實踐練習(xí)中不斷培養(yǎng)自己的邏輯思維能力,一定可以使化學(xué)的學(xué)習(xí)更加完善,從而在化學(xué)的學(xué)習(xí)中更加得心應(yīng)手.
參考文獻(xiàn):[1]束必俊.高中化學(xué)解題思維培養(yǎng)策略[J].理科考試研究,2014(01):56.
[2]周萍萍.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):38.
[3]張昊.守恒思想在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用——探討守恒法解題技巧[J].理科考試研究,2015,22(05):45.
[4]胡登娟.提高高中生化學(xué)計算中守恒思維能力的教學(xué)策略研究[D].上海:華東師范大學(xué),2017.
[5]唐芬芳.淺談高中化學(xué)解題策略[J].數(shù)理化解題研究,2014(10):20.
[責(zé)任編輯:季春陽]
收稿日期:2021-09-25
作者簡介:葛洪艷(1982.12-),女,江蘇省連云港人,本科,中學(xué)一級教師,從事高中化學(xué)教學(xué)研究.