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高中化学解题中守恒法的应用与解题思路臧开俊

发表时间：2021/8/10 来源：《基础教育参考》2021年3月作者：臧开俊

[导读] 本文主要探究“守恒法”在高中化学解题中的应用与解题思路，旨在通过探究守恒法，优化课堂教学质量，帮助学生在解题中熟练应用守恒法，提高学生的解题效率，从而达到提高学生学习成绩的目的。本文主要分为三个部分：第一部分是“守恒法”在高中化学解题中的解题依据；第二部分是核心部分，主要就质量守恒、电荷守恒、电子守恒三个具体定律来探究守恒法的解题思路；第三部分是总结部分。

臧开俊阜宁县第一高级中学江苏盐城 224400
【摘要】本文主要探究“守恒法”在高中化学解题中的应用与解题思路，旨在通过探究守恒法，优化课堂教学质量，帮助学生在解题中熟练应用守恒法，提高学生的解题效率，从而达到提高学生学习成绩的目的。本文主要分为三个部分：第一部分是“守恒法”在高中化学解题中的解题依据；第二部分是核心部分，主要就质量守恒、电荷守恒、电子守恒三个具体定律来探究守恒法的解题思路；第三部分是总结部分。
【关键词】高中化学；守恒法；应用；解题思路
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1672-1128 （2021）03-013-01

        高中化学中的“守恒法”指的是在化学物质发生反应中，化学物质在发生反应之前和发生反应之后是不发生变化的，在学生利用守恒法在解题过程中，就可以根据在反应中“不变的量”来计算，能够简化学生计算量，帮助学生更简单、高效和准确的计算出正确结果。“守恒法”是高中化学中计算最常用的解题方法之一，在高中化学中应用也非常广泛，本文主要探究质量守恒、电子守恒、电荷守恒三个守恒法的解题思路，通过更简便的解题思路来帮助学生更好的去解题。
        一、“守恒法”在高中化学中的解题依据
        1、参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物的质量总和，这个规律叫质量守恒定律。其本质是：化学反应前后，各元素的原子的种类，数目没有改变。所以，在一切化学反应中都存在着质量守恒、原子个数守恒。
        2、氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。由于物质间得失电子数相等，所以，在有化合价升降的元素间存在化合价升降总数相等的守恒;关系。因而有电量守恒(又称电子得失守恒)及化合价守恒。
        3、由于物质是电中性的，因而在化合物和电解质溶液中，阴阳离子所带电荷数相等，存在电荷守恒。
        二、“守恒法”的解题思路
        1、质量守恒
        在化学反应前后，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。这就叫做质量守恒定律。在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减，原子的质量也没有改变。在任何与周围隔绝的体系中，不论发生何种变化或过程，其总质量始终保持不变。[1]
        例如，在反应A+3B=2C+3D中，已知A和B的相对分子质量之比为7:8，当2.8gA与一定量B恰好完全反应后，生成3.6gD，则C的质量为多少？
        解题思路：因为质量守恒反应前和反应后总质量是不变的，因此在用质量守恒之前，学生应该去题目中找到关键词，是“未完全反应”“恰好反应”“完全反应”来入手，本题给的是“恰好”，那就说明参加反应的物质全部反应完，生成反应物质量和反应前质量是不变的。
        在此基础上可以进行假设反应后的质量为x，就可以得到2.8gA+B=x通过题目给的已知条件根据质量守恒定律可以列方程式：A+3B=2C+3D，根据A和B相对分子质量之比为7:8，所以可以得到2.8gx=9.6g，根据质量守恒：2.8g+9.6g=C+3.6g，从而可以得出C=8.8g。

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        2、电荷守恒
        电荷守恒指的是溶液是以电中性存在的，在溶液中阳离子所带的正电荷总量等于阴离子所带的负电荷总数。[2]
        如：c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-），根据电荷守恒，阴离子总电荷量要等于阳离子总电荷量，所以1mol碳酸根电荷量是2mol负电荷，所以碳酸根所带电荷量是其物质的量的2倍。
        例如：在电荷守恒计算问题中解题思路关键点就是：电荷溶度一定要相等，这是使用电荷守恒前提，在此基础上找阴阳离子，根据电荷守恒去列等式，列完等式在进行乘电荷。（注意在运用电荷守恒解题过程中，阴阳离子一定要找全，并且要找对，如果阴阳离子找不全，那么肯定解不出来题）
        解题思路：
        （1）根据给定的溶液，找出溶液中电离出来的阴、阳离子。如Na2CO3:Na+、CO32-、HCO3-
        （2）离子乘上离子所带电荷就是电荷总量。如c（Na2CO3 )=2c(Na+)+2c（CO32-）+c（HCO3-）
        （3）根据电荷守恒列等式，阴离子所带总电荷数等于阳离子所带总电荷数。如：c（Na+)+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）
        3、电子守恒
        电子守恒就是电子不会凭空产生,也不会凭空消失,所以两个分子发生反应的时候,一个分子失去的电子和另外一个分子获得的电子在数值上是相等的。这就是得失电子守恒定律。[3]
        例如，足量铜与一定量浓硫酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准气体）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/L NAOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NAOH溶液的体积是多少？
        解题思路：首先看发生反应物质，是否“完全反应”，本题中“完全被吸收”证明已经完全发生反应。在此基础上，根据得到电子数等于失去电子数可以列等式。
        （1）想要求解消耗NAOH溶液的体积，就需要先求解消耗NAOH物质的量；
        （2）由题意可以得知NAOH和Cu2+恰好沉淀，就可以根据Cu2+物质的量来求解，由生成的沉淀Cu（OH）2可知，c（OH-）物质的量是铜离子的2倍。因此，求出铜离子物质的量就可以得出c（OH-）物质的量，最终得出NAOH物质的量，从而得出消耗NAOH溶液体积。
        三、结语
        总而言之，守恒法在高中化学解题过程中至关重要，想要掌握守恒法就需要去认真了解发生的化学反应，一方面学生熟练掌握化学反应中“反应完全”“恰好反应”“未完全反应”等关键词是至关重要，如果关键词看不明白，计算出结果也是不正确；另一方面就是解题思路和解题方法，学生一定要熟练掌握解题思路，解题要“快、准、狠”。因此，教师在教学过程中，要帮助学生熟练掌握解题方法和解题思路，只有方法和思路掌握清楚，题型万变不离其宗，学生解题也是得心顺手，从而提高学生解题效率。
参考文献
[1]闫宇翎.守恒法在高中化学解题中的应用策略探讨[J].高中数理化.2019(14):66.
[2]谢瑞齐.守恒法在高中化学解题中的应用策略探讨[J].中学生数理化(自主招生).2019(10):47.
[3]陆世霞.高中化学解题中守恒法的应用与解题思路分析[J].高考.2020(04):147.