王金海(河北省灤南縣第二高級中學)
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活用守恒方法正確解決問題
王金海
(河北省灤南縣第二高級中學)
摘要:守恒法是中學化學中的解題技巧中的一種典型的解題方法,它包括質(zhì)量守恒,電子得失守恒,元素守恒,原子守恒,電荷守恒,物料守恒等,這里主要簡述質(zhì)量守恒,電子得失守恒,原子守恒,僅供大家參考。
關(guān)鍵詞:解題的金鑰匙;質(zhì)量守恒法;電子得失守恒法;元素守恒法;電荷守恒法
守恒法是解答化學試題的重要方法,掌握了守恒法就等于掌握了解題的金鑰匙,它是利用物質(zhì)變化過程中某一特定的量固定不變來列式求解,如,質(zhì)量守恒,電子得失守恒,元素守恒等,它在解答化學反應(yīng)原理試題中有重要的應(yīng)用,下面具體舉例說明。
化學反應(yīng)的實質(zhì)是原子間重新結(jié)合,質(zhì)量守恒就是化學反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變。
例如:已知C和D的摩爾質(zhì)量之比是9:22,在反應(yīng)A+2B= 2C+D中,當1.6克A與B完全反應(yīng)后,生成4.4克D,則參與反應(yīng)的B和生成物D的質(zhì)量之比()
A.23∶9 B.32∶9C.46∶9D.16∶9
解析:此題主要考查質(zhì)量守恒定律,已知C和D的摩爾質(zhì)量之比是9∶22,是解該題的關(guān)鍵之處。
A+2B=2C+D
2×9 22 2×9∶22=m(C)∶4.4 m(C)=3.6克
m(D)=4.4
根據(jù)質(zhì)量守恒得1.6+m(B)=3.6+4.4 m(B)=6.4克
故m(B)∶m(C)=6.4∶3.6=16∶9
元素守恒是利用化學反應(yīng)過程中元素的種類不變,原子的個數(shù)不變,這種方法不需要反應(yīng)式和過程,只需要找到起始和終止的原子的物質(zhì)的量,即可通過簡單的守恒關(guān)系,就可計算出結(jié)果。
例如:取NaOH與Na2CO3固體混合物21.2g與200mL 2mol/L鹽酸溶液恰好完全反應(yīng),過量的鹽酸再用1mol/L的氫氧化鈉中和,則蒸發(fā)中和后的溶液可得固體的質(zhì)量為()
A.21.2gB.23.4gC.16.8gD.28.4g
解析:根據(jù)題意無論氫氧化鈉還是碳酸鈉與鹽酸反應(yīng),反應(yīng)后蒸發(fā)最終產(chǎn)物都是氯化鈉固體,根據(jù)元素守恒,氯化鈉中的氯元素來源于鹽酸,即n(HCl)=n(NaCl)=0.2×2mol,m(NaCl)=0.4×58.5= 23.4克
答案:B
根據(jù)元素守恒或者原子守恒,運用整體思維進行思考,會極大減少思維容量,從而快速得出答案。
電子守恒是指氧化還原反應(yīng)過程中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑電子總數(shù)相等,無需考慮中間的反應(yīng)過程,只需考慮始態(tài)和終態(tài),這樣就可以省略了大量的中間過程,使計算更簡化。
例如:1.92克銅和一定質(zhì)量的濃硝酸反應(yīng),當銅反應(yīng)完畢時共收集到標準狀況的氣體1.12L,若把裝有這些氣體的集氣瓶倒立在盛水的水槽中,需通入多少升標況下的氧氣才能使集氣瓶充滿溶液?
解析:根據(jù)電子守恒,銅失去的電子數(shù)=被還原的硝酸得到的電子數(shù)=氧化硝酸的還原產(chǎn)物NO和NO2消耗的氧氣得到的電子數(shù),省去中間的繁瑣計算,即得銅失去的電子總數(shù)=氧氣得到的電子總數(shù),則n(O2)=1.92÷64×2÷4=0.015mol
V(O2)=0.015mol×22.4L/mol=0.336L
總之,守恒法是我們中學化學中解題的基本方法之一,它的靈活運用將使我們解題既簡便又快捷。
參考文獻:
周艷芳.數(shù)字化探究實驗在中學化學教學中的應(yīng)用探析[J].課程教材教學研究:中教研究,2013(Z4).
·編輯謝尾合