守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用分析

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在化學(xué)學(xué)科中，守恒定律的應(yīng)用非常廣泛，因此在解答化學(xué)試題時(shí)，我們可以使用相應(yīng)的守恒定律來解決問題，不但可以減少解題時(shí)間，還能提高解題效率。這就需要同學(xué)們準(zhǔn)確地找出題目中隱藏的一些守恒關(guān)系并對(duì)其進(jìn)行有效的分析。下面就具體分析一下化學(xué)解題中經(jīng)常使用的幾種守恒方法。

一、質(zhì)量守恒法

質(zhì)量守恒是指化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量是不會(huì)發(fā)生變化的。

例1下列說法中符合質(zhì)量守恒定律的是( )。

A.蠟燭完全燃燒后，生成水和二氧化碳的質(zhì)量之和等于蠟燭的質(zhì)量

B.鎂帶在空氣中燃燒后，生成物的質(zhì)量比鎂帶的質(zhì)量增加了

C.高錳酸鉀受熱分解后，剩余固體的質(zhì)量與反應(yīng)物的質(zhì)量相等

D.粗鹽提純實(shí)驗(yàn)中，得到精鹽的質(zhì)量和濾紙上沙子的質(zhì)量之和等于溶解的粗鹽的質(zhì)量

分析：蠟燭在空氣中燃燒，生成水和二氧化碳的質(zhì)量之和應(yīng)等于參加反應(yīng)的氧氣和蠟燭的質(zhì)量之和，A項(xiàng)錯(cuò)誤。鎂在空氣中燃燒，生成物的質(zhì)量應(yīng)等于參加反應(yīng)的鎂和氧氣的質(zhì)量總和，所以氧化鎂的質(zhì)量比鎂的質(zhì)量增加了，B項(xiàng)正確。高錳酸鉀受熱分解后，生成的錳酸鉀、二氧化錳、氧氣的質(zhì)量總和一定等于分解的高錳酸鉀的質(zhì)量，由于氧氣逸出，所以剩余物的質(zhì)量比原反應(yīng)物的質(zhì)量小，C項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)的變化不屬于化學(xué)變化，所以不能用質(zhì)量守恒定律來解釋。故選B。

二、電子守恒法

電子守恒是指在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到的電子總數(shù)與還原劑失去的電子總數(shù)相等。在解答有關(guān)氧化還原反應(yīng)的試題時(shí)，同學(xué)們一定要厘清反應(yīng)中的氧化劑、還原劑及其得失電子的數(shù)目和轉(zhuǎn)移的方向，只有這樣，才能較為快速地找到解答問題的突破口。

例2250mL2.4mol·L-1的 Na2SO3溶液恰好能把0.2mol的X2O2-7還原，則X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為多少?

分析：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移關(guān)系，設(shè)X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為x，由電子守恒原理可得2.4mol·L-1×0.25L×2=0.2mol×(6-x)×2，解得x=3。所以X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為+3價(jià)。

三、元素守恒法

元素守恒是指化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)所含元素的種類不變，原子個(gè)數(shù)不變。在使用元素守恒定律解答化學(xué)問題時(shí)，要分清考查的問題實(shí)質(zhì)，對(duì)題目進(jìn)行有效的分析，找出相關(guān)的等式，以達(dá)到對(duì)問題進(jìn)行有效解決的目的。

例3現(xiàn)有1L1mol·L-1的NaOH溶液，將0.8mol的CO2通入到此溶液中，則在反應(yīng)后的溶液中Na2CO3和NaHCO3的物質(zhì)的量之比為多少?

分析：如果我們采用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算，那么就會(huì)產(chǎn)生很多步驟，相對(duì)煩瑣。經(jīng)過認(rèn)真分析后，我們發(fā)現(xiàn)解答此題可以使用元素守恒法，C原子和Na原子在化學(xué)反應(yīng)中符合元素守恒定律，所以將反應(yīng)后得到的溶液中Na2CO3的物質(zhì)的量設(shè)為x，NaHCO3的物質(zhì)的量設(shè)為y，那么依據(jù)元素守恒定律可得x+y=0.8mol(C原子守恒)，2x+y=1mol(Na原子守恒)。解得x=0.2mol，y=0.6mol。因此，Na2CO3和NaHCO3的物質(zhì)量之比為1∶3。

結(jié)束語：守恒法可以將較為復(fù)雜的解題過程變得方便快捷，同時(shí)也會(huì)使解題過程變得更加的系統(tǒng)化，減少做題時(shí)間，使答題效率得到有效的提高，使同學(xué)們的成績得到進(jìn)一步提升。所以同學(xué)們?cè)谧鲱}時(shí)，要善于利用守恒法。