守恒法在高中化學(xué)解題中的巧妙運用

段小花

【摘 要】本文對高中化學(xué)計算中經(jīng)常遇到的四種“守恒”規(guī)律進行了總結(jié)，并以例析形式分析和討論，使學(xué)生增強對四種守恒規(guī)律的準確理解和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】守恒法；高中化學(xué)；巧妙運用

守恒法是中學(xué)化學(xué)計算中一種很重要的方法，也是高考試題中應(yīng)用最多的方法之一，其特點是抓住化學(xué)變化中某些量保持不變這一規(guī)律，將“守恒”作為解題的依據(jù)，利用其中某個不變量建立關(guān)系式，從而簡化思路，快速解題。高中化學(xué)習(xí)題解答中涉及到的守恒定律，主要有四個：質(zhì)量守恒規(guī)律；電荷守恒規(guī)律；電子得失守恒規(guī)律；質(zhì)子守恒規(guī)律；能用守恒原理解答的題目較多，本文將常見的四種守恒題型及其巧妙運用舉例，分析、探討：

一、質(zhì)量守恒規(guī)律

參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律。在教學(xué)中教師常從微觀領(lǐng)域解釋為在化學(xué)反應(yīng)前后，某元素的原子個數(shù)始終相等或某元素的物質(zhì)的量相等，簡稱為原子守恒，該守恒在電解質(zhì)溶液中稱為物料守恒。

電解質(zhì)溶液中，由于電離或水解因素，離子會發(fā)生變化，變成其他離子或分子等，使得粒子種類增多，但離子或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會改變的。故電解質(zhì)溶液中也能運用質(zhì)量守恒，稱為“物料守恒”

二、電荷守恒規(guī)律

電荷守恒一般有兩方面的表述：

（1）在離子方程式等式左右兩邊，離子所帶電荷數(shù)相等。常利用這個表述判斷離子方程式書寫的正誤或計算離子方程式中某離子中一種元素的化合價。

例如下列離子方程式都是因為離子方程式左右兩邊的電荷不守恒而錯誤：①向氯化亞鐵溶液中通入氯氣：Fe2+ + Cl2 == Fe3+ + 2Cl- ；②金屬鋁溶于鹽酸中：Al + 2H+ == Al3+ + H2↑； ③過量鐵粉與氯化鐵溶液反應(yīng)，溶液變淺綠色：Fe + Fe3+ == 2Fe2+ 。

解析：稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液，存在電荷守恒，c（Na + ） + c（H + ）=c（CH3COO - ） + c（OH - ）；當溶液顯堿性時，說明NaOH過量，c（OH - ）>c（H + ），根據(jù)電荷守恒，得出c（Na + ）>c（CH3COO - ）故A正確；B為電荷守恒式，正確；

當溶液顯酸性時，說明酸過量，c（H + ）

三、電子得失守恒規(guī)律

在任何氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑 失去的電子總數(shù)。該規(guī)律主要用于有關(guān)氧化還原方程式的計算和配平氧化還原方程式和原電池、電解池中有關(guān)電極反應(yīng)式的書寫和電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計算以及電極產(chǎn)物量的計算。

例5：將15克鐵粉放入一定量的稀硝酸中，充分反應(yīng)后放出NO氣體2.24L（標準狀況），鐵有剩余，則剩余鐵粉的質(zhì)量是（ ）。

解析： 在此反就中HNO3 —NO得到3e-，F(xiàn)e — Fe2+失去2e-，根據(jù)電子得失守恒得如下關(guān)系式：

四、質(zhì)子守恒規(guī)律

由水電離出的C（H+）水 = C（OH-）水或電解質(zhì)溶液中分子或離子得到或失去質(zhì)子（H+）的物質(zhì)的量應(yīng)相等。

例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3為得到質(zhì)子后的產(chǎn)物；NH3、OH-、CO32-為失去質(zhì)子后的產(chǎn)物，故有以下關(guān)系：c（H3O+）+c（H2CO3）=c（NH3）+c（OH-）+c（CO32-）。

在Na2CO3溶液中C（H+）水 = C（OH-）水。但由于CO32-水解會消耗由水電離產(chǎn)生的H+，轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO3-，H2CO3；所以Na2CO3溶液中存在下列關(guān)系：C（OH-）水=c（H+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3），

以上是高中化學(xué)解題過程中遇到的幾種常見的守恒關(guān)系，只要我們理解實質(zhì)，在不同的化學(xué)環(huán)境中進行巧妙運用，一些看似無序的題目就能簡化，從而達到事半功倍的效果。endprint