淺析守恒法在高中化學解題中的應用分析

【摘 要】 高中化學考試，時間緊題量大，熟練運用守恒法可以幫助學生快速理清題干中的數(shù)量關(guān)系，縮短解題時間，提高解題的效率和正確率。本文將詳細介紹化學守恒法的三大類型，并結(jié)合例題，具體分析如何運用守恒法來解答化學題目。

【關(guān)鍵詞】 守恒法 ?高中化學 ?解題應用

引言

時代在發(fā)展，技術(shù)在進步，以化學知識為核心的現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術(shù)更新迅速，給人類社會生活帶來了天翻地覆的變化。因此，高中生應該重視高中化學課程，在夯實理論知識基礎(chǔ)的同時，注重掌握高效解題的技巧。

1. 三大守恒定律

在解答化學題目時，合理的利用守恒法可以屏蔽掉題干中的各種無關(guān)描述和無關(guān)數(shù)據(jù)的干擾，免去書寫化學式的繁瑣，通過觀察在化學反應中原材料和產(chǎn)物之間的某一不變的物理量，建立準確的數(shù)量關(guān)系，再通過簡便運算提升解題效率。

1.1 質(zhì)量守恒定律及其應用

質(zhì)量守恒定律在宏觀上是指，在密閉的反應條件下，參與反應的各元素在化學反應前后的質(zhì)量相等;在微觀上是指，在密閉的反應條件下，參與反應的粒子的個數(shù)在化學反應前后相等。因此，涉及到元素、原子或原子團的質(zhì)量或物質(zhì)的量不變的問題時，可以選用質(zhì)量守恒定律，例題如下。

例1 ?在500ml濃度為4mol/L的HNO3溶液中，加入鐵粉和Fe2O3，一段時間后，固體完全溶解，并生成NO氣體22.4L（標況）。若要將溶液中的Fe全部轉(zhuǎn)化為沉淀，需向溶液中加入2mol/L的NaOH溶液多少毫升？

初看這道題目，常規(guī)思路是先分別寫出Fe和 Fe2O3與稀硝酸反應的方程式，根據(jù)NO的產(chǎn)量，推算出鐵粉的量和溶解鐵粉所消耗的稀硝酸的量;再用硝酸總量減去鐵粉所消耗的稀硝酸的量得出Fe2O3所消耗的稀硝酸的量繼而依據(jù)方程式算出Fe2O3的量;最后根據(jù)鐵元素的總量算出Na元素的量。這種按部就班的思路雖然也能得出答案，但解題過程繁瑣，浪費時間的同時增加了出錯的可能性。因此，轉(zhuǎn)變思路很重要。在反應發(fā)生后，F(xiàn)e3+會和氫氧根結(jié)合，而Na+會和硝酸根按照1：1的比例結(jié)合，生成NaNO3，這時便可以運用物質(zhì)的量守恒定律，利用Na+與硝酸根的關(guān)系，而不是Fe3+會和氫氧根的關(guān)系來計算消耗的NaOH溶液的體積。如題，Na+的量等于溶液中硝酸根的量，溶液中硝酸根的量等于硝酸總量減去NO的量，為2-1=1mol，NaOH溶液的體積等于Na+的量/NaOH溶液的濃度，為1 /2*1000=500ml。

1.2 電荷守恒定律及其應用

電荷守恒定律是指在電解質(zhì)溶液中，正電荷與負電荷的總數(shù)相等。

例2 ?已知由未知濃度的硫酸鉀、硫酸鋁和硫酸混合而成的溶液pH值為1，其中，C（Al3+）=0.2mol/L，C（SO42-）=0.6mol/L，則鉀離子的濃度為多少？

分析如下，溶液中的帶正電荷的離子為0.1mol/L的帶一個單位正電荷的H+、濃度未知的帶一個單位正電荷的K+、濃度為0.2mol/L的帶三個單位正電荷的Al3+;陰離子為帶兩個單位負電荷的SO42-，OH-濃度太小，忽略不計。不妨假設溶液體積為1L，因為混合溶液呈電中性，根據(jù)電荷守恒定律可以得出：C（H+）*1 +C（K+）*1+ 3C（Al3+） *1=2C（SO42-）*1，即C（K+）=1.2-0.6-0.1=0.5mol/L。

1.3 得失電子守恒定律及其應用

得失電子守恒定律是指在氧化還原反應中，氧化劑得到的電子總數(shù)和還原劑失去的電子總數(shù)相等。

例3 ?48mL濃度為0.025mol/L的K2SO3溶液與40mL濃度為0.01mol/L的K2Cr2O7溶液恰好完全反應。已知反應后，SO32-變?yōu)镾O42-，試求反應之后的Cr元素的化合價為多少。

題目探討的是氧化還原反應中的化合價變化問題，首選得失電子守恒定律進行解題。在此次反應中，S原子由+4價變?yōu)?6價，化合價變化值為2，根據(jù)上文中的等式可以得知：0.0048L*0.025mol/L*1*2=0.004*0.01*2*Cr原子的化合價變化值，計算可知Cr原子的化合價變化值為3。在K2Cr2O7溶液中，K離子為+1價，氧離子為-2價，則鉻離子為+6價。得到電子后，Cr元素的化合價降低，因此反應之后的Cr元素為+3價。

2. 結(jié)語

不同的守恒定律適用于不同的題型，學會判斷在哪種題型中應該選用哪種守恒定律是快速解答化學題的關(guān)鍵。同時，學生在解題時還需要注意一些容易失分的點，例如，在使用質(zhì)量守恒定律時，需要整個反應都在密閉條件下進行;使用電荷守恒定律和得失電子守恒定律時，需要注意化學式中原子的個數(shù)。唯有這樣，學生才能通過守恒定律的運用，實現(xiàn)快速而準確的解題。

參考文獻

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[3] 胡海英.守恒法在高中化學解題中的應用探究[J].課程教育研究，2017（25）：172.

*作者簡介：汪志愿 男 漢族 1980年7月 ?安徽省碭山縣人 ?大學本科畢業(yè) ?中學一級教師 研究方向：高中化學 單位：安徽省碭山中學