徐斌

摘要：質(zhì)量守恒定律是重要的自然規(guī)律，也是化學(xué)反應(yīng)遵循的基本定律。本文圍繞質(zhì)量守恒定律的定義，結(jié)合化學(xué)解題實(shí)例，闡述其在化學(xué)求解中的應(yīng)用。圍繞質(zhì)量守恒定律的三個(gè)核心守恒，即是元素守恒、原子種類及數(shù)目守恒、化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，初中化學(xué)中很多類型的題目均可實(shí)現(xiàn)巧妙求解，起到化繁為簡(jiǎn)、化難為易的效果。同時(shí)，還進(jìn)一步將其引申到電解質(zhì)溶液中電荷守恒判斷上，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量守恒定律;解題應(yīng)用;初中化學(xué)

學(xué)生對(duì)質(zhì)量守恒定律的掌握程度決定他們的解題速度及效率，同時(shí)也可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)概念的理解，提升解題思維能力。雖說教材中給出的質(zhì)量守恒定律的概念較為簡(jiǎn)單，即“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”，但在實(shí)際使用過程中存在很多的拓展定義，即本文提出的是三個(gè)核心守恒概念。實(shí)際解題中，不僅需要掌握概念的本身，更需要深刻理解質(zhì)量守恒定律的各項(xiàng)引申定義，從而實(shí)現(xiàn)巧妙求解。

一、元素種類守恒的應(yīng)用

質(zhì)量守恒定律表明化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)物及生成物的總質(zhì)量守恒。相對(duì)應(yīng)的是，反應(yīng)物與生成物的元素種類也守恒，也就是說反應(yīng)前后的元素種類不會(huì)發(fā)生增減，不會(huì)產(chǎn)生新元素。例如，電解水實(shí)驗(yàn)生成氫氣和氧氣，則表明水是由氫、氧兩類元素組成的。故“元素種類守恒”是對(duì)質(zhì)量守恒定律的宏觀反映，側(cè)面揭示了質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)。受到知識(shí)點(diǎn)的限制，在初中化學(xué)教學(xué)中，對(duì)該引申定義的考察只會(huì)是簡(jiǎn)單的題型。學(xué)生們?cè)谇蠼獾倪^程中圍繞元素種類在化學(xué)反應(yīng)前后不改變即可判斷。例1現(xiàn)有未知成分的辰砂，加熱辰砂與鐵的混合物，經(jīng)驗(yàn)證，得到的產(chǎn)物為FeS與Hg，試問辰砂的主要成分是什么？解析：欲得知辰砂的成分，可以采用逆向思維，由生成物中元素種類判斷反應(yīng)物中元素種類?，F(xiàn)已知生成物元素類型有Fe、S和Hg，而Fe在反應(yīng)物中已經(jīng)有提供對(duì)象了，故多出的兩種元素一定是辰砂的主要成分。故可以得到結(jié)論，辰砂的主要成分是HgS。

二、原子種類及數(shù)目守恒的應(yīng)用

原子是化學(xué)反應(yīng)中的最小粒子，化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是原分子的分解與新分子的結(jié)合，究其本質(zhì)，即是原子之間的重新組合。質(zhì)量守恒定律闡明化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量守恒，而原子種類及數(shù)目守恒則是質(zhì)量守恒最本質(zhì)、最微觀的屬性。相較元素種類守恒，原子種類及數(shù)目守恒類的題目難度會(huì)有所提高。因?yàn)榇藭r(shí)需要考慮到的不僅是元素種類，還包括其原子數(shù)目。例2根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定下述方程式3XY+Z2Y3=2Z+3M，則物質(zhì)M的化學(xué)式是（）.A.X2Y3B.XY3C.X3Y2D.XY2解析欲求物質(zhì)M的化學(xué)式，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子種類及數(shù)目守恒，反應(yīng)前化學(xué)方程式中元素X的原子個(gè)數(shù)為3，Y元素的原子個(gè)數(shù)為6，Z原子的個(gè)數(shù)為2，反應(yīng)后生成的Z原子個(gè)數(shù)為2，那么物質(zhì)M必定涵蓋了剩下的所有元素的原子，故可推斷出元素M的化學(xué)式為XY2，故選項(xiàng)D正確。

三、化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量守恒應(yīng)用

化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒是對(duì)質(zhì)量守恒定律的直接應(yīng)用，包含化學(xué)反應(yīng)前后各元素質(zhì)量的守恒及反應(yīng)前后各物質(zhì)質(zhì)量的總和守恒。對(duì)該應(yīng)用的考查往往以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，同時(shí)也會(huì)包含對(duì)化學(xué)方程及其他化學(xué)知識(shí)點(diǎn)的考察，難度自然也是質(zhì)量守恒定律應(yīng)用中最大的，值得重點(diǎn)去關(guān)注。針對(duì)此類質(zhì)量守恒計(jì)算題型，解題步驟分別按照審題、寫出化學(xué)方程式、尋找等量關(guān)系、計(jì)算求解這幾個(gè)步驟去完成。

四、應(yīng)用質(zhì)量守恒定律對(duì)化學(xué)知識(shí)深化理解

在對(duì)初中的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，會(huì)涉及到化學(xué)反應(yīng)式和化學(xué)計(jì)算的問題，這些都離不開質(zhì)量守恒定律的合理運(yùn)用。質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)中的重要規(guī)律，不僅可以幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)深化理解，而且還可以使得所掌握的知識(shí)內(nèi)容得以擴(kuò)展，對(duì)學(xué)生深入地掌握化學(xué)知識(shí)是非常有幫助的。比如，在初中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有將細(xì)鐵絲暴露在氧氣中進(jìn)行燃燒的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是鐵氧化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生四氧化三鐵，這種生成物質(zhì)要比細(xì)鐵絲的質(zhì)量大。對(duì)于這一點(diǎn)，采用質(zhì)量守恒定律就可以明確了，而且很容易理解，在化學(xué)反應(yīng)的生成物中，所多出來的質(zhì)量就是氧氣的質(zhì)量，這也就意味著空氣中的氧氣質(zhì)量有所降低。再如，下面的兩道化學(xué)題。第一道化學(xué)題：化學(xué)反應(yīng)方程式為，A+B=C+D，其中的agA與bgB之間進(jìn)行完全化學(xué)反應(yīng)之后，就有Ccg生成，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后所生成的D的質(zhì)量為，d=ag+bg-cg。第二道化學(xué)題：化學(xué)反應(yīng)方程式為，A+B=C+2D，其中的agA與bgB之間進(jìn)行完全化學(xué)反應(yīng)之后，就有Ccg生成，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后所生成的D的質(zhì)量為，d=ag+bg-cg。在這兩道化學(xué)式中，第一道化學(xué)題的生成物D系數(shù)為“1”;第二道化學(xué)題的生成物D系數(shù)為“2”。所獲得的結(jié)果，D的質(zhì)量是相同的。在這里就是應(yīng)用了質(zhì)量守恒定律，可以明確化學(xué)反應(yīng)式等號(hào)前質(zhì)量和等好后質(zhì)量是相等的，與化學(xué)反應(yīng)式中的系數(shù)并不存在必然聯(lián)系。

五、應(yīng)用質(zhì)量守恒定律解決化學(xué)知識(shí)中的宏觀問題

其一，面對(duì)化學(xué)問題，所采用的有效解題方法就是對(duì)質(zhì)量守恒定律合理應(yīng)用，能夠?qū)⒑暧^問題予以解決。比如，對(duì)于化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)元素質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，就可以獲得元素的質(zhì)量。對(duì)于水的構(gòu)成進(jìn)行測(cè)定，就可以通過實(shí)驗(yàn)的方式獲得，即對(duì)氧化銅使用氫氣還原。在實(shí)驗(yàn)的過程中，要沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，就要將氧化銅的質(zhì)量和玻璃管的質(zhì)量測(cè)定出來，總體的質(zhì)量是m1=125克，氯化鈣的質(zhì)量和U型管的質(zhì)量綜合是n1=181.6克。當(dāng)氧化銅在氫氣環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)之后，經(jīng)過測(cè)量可以明確，玻璃管重量和物質(zhì)的質(zhì)量總和是m2=112.4克。氧化銅的質(zhì)量和玻璃管的質(zhì)量總和n2=196克。從實(shí)驗(yàn)過程中所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)明確，針對(duì)化學(xué)式，按照質(zhì)量守恒定律就可以獲得水的質(zhì)量，即n2-n1=196-181.6=14.4克。水是由兩種化學(xué)元素所構(gòu)成的，即氫元素和氧元素，由此可以將水中所含有的氫元素的質(zhì)量計(jì)算出來，即14.4-12.8=1.6克。根據(jù)上面的測(cè)算結(jié)果，就可以將水中所含有的氫元素質(zhì)量和氧元素質(zhì)量的比值計(jì)算出來：1.6︰12.8=1︰8;氫元素的原子質(zhì)量是1;氧元素的原子質(zhì)量是16，所獲得的結(jié)果是，水中所含有的氫元素和氧元素之間的比值是2︰1，這樣就可以推導(dǎo)出水的化學(xué)分子式為H2O。其二，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)之后的溶液質(zhì)量進(jìn)行求解，將溶質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算出來。當(dāng)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)之后，對(duì)溶質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算是具有一定難度的。從溶液組成方面展開計(jì)算，由于化學(xué)反應(yīng)不同，水的生成以及消耗都會(huì)有所不同，計(jì)算的程序是比較復(fù)雜的，對(duì)于水的質(zhì)量也很難計(jì)算準(zhǔn)確。如果對(duì)于這道問題采用質(zhì)量守恒定律就可以很快獲得正確的答案。

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