萬(wàn)正國(guó)

摘 要：在高中化學(xué)課程的教育指導(dǎo)中，守恒法有著積極的應(yīng)用價(jià)值，也貫穿在高中化學(xué)課程教學(xué)的始終，是學(xué)生解決化學(xué)問題的寵兒。在本文中就從質(zhì)量守恒、電荷守恒等方面出發(fā)，淺談如何有效地落實(shí)化學(xué)課堂中的守恒法應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);守恒法;質(zhì)量守恒

“守恒”強(qiáng)調(diào)的是前后的不變性，目的是在變化的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中找出不變的元素，諸如質(zhì)量守恒、電荷守恒，以及原子守恒等，以便找到化學(xué)習(xí)題解決的突破口，從而提高問題解決的效率。

一、質(zhì)量守恒

例1：在下列表述中，與質(zhì)量守恒定律相符的是（）

A一根蠟燭進(jìn)行燃燒，在燃燒之后生成的水和二氧化碳的質(zhì)量和與原蠟燭的質(zhì)量相等

B將鎂條在空氣中進(jìn)行燃燒，最后得到的生成物要比原本鎂條的質(zhì)量多

C將高錳酸鉀進(jìn)行加熱分解后，剩余的固體質(zhì)量與原本放入的高錳酸鉀質(zhì)量一致

D粗鹽過濾前后得到的精鹽和雜質(zhì)的質(zhì)量與原本粗鹽的質(zhì)量相等

習(xí)題解析：要完成對(duì)本題的分析，我們首先應(yīng)當(dāng)明確質(zhì)量守恒定律中涉及的各個(gè)要素，一是化學(xué)反應(yīng)，一是參與反應(yīng)前后的質(zhì)量等。所以，在A選項(xiàng)當(dāng)中，參與反應(yīng)的物質(zhì)是蠟燭和氧氣，生成的物質(zhì)是水和二氧化碳，所以，單純地說蠟燭的質(zhì)量與生成物之間的質(zhì)量是不對(duì)等的。因此，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。鎂條在空氣中進(jìn)行燃燒的過程，需要有氧氣的介入，而氧氣的質(zhì)量和鎂條的質(zhì)量之和與生成物的質(zhì)量之和是相等的，因此，單純比較鎂條和燃燒后的物質(zhì)，自然后者要大于前者。所以，B選項(xiàng)正確。在高錳酸鉀受熱分解后，生成物中包含氧氣這一氣體，而氣體并不會(huì)附著在固體上，因此，剩余的固體質(zhì)量是要小于原本參與反應(yīng)的反應(yīng)物的質(zhì)量，因此，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。而在D選項(xiàng)當(dāng)中所描述的現(xiàn)象不是化學(xué)反應(yīng)，因此不能夠使用質(zhì)量守恒定律進(jìn)行描述。綜上所述，本題的正確選項(xiàng)是B。

二、電荷守恒

例2：有硫酸鉀、硫酸鋁和硫酸所組成單混合溶液，其PH=1，鋁離子的物質(zhì)的量濃度是0.4mol/L，硫酸根離子的

物質(zhì)的量濃度是0.8mol/L，則鉀離子的物質(zhì)的量濃度是多少呢？

A.0.25mol/LB.0.2mol/LC.0.3mol/LD.0.4mol/L

習(xí)題解析（一般解法）：由硫酸鉀、硫酸鋁和硫酸的化學(xué)式進(jìn)行推理：硫酸鉀（K2SO4）、硫酸鋁[Al2（SO4）3]、硫酸（H2SO4），在將這三種溶液進(jìn)行混合后，溶液中的硫酸根的來(lái)源也就確定了。在明確溶液的PH值是1后，可以得知溶液當(dāng)中的c（H+）=10-1mol/L。之后，將溶于溶液中的三種物質(zhì)電離方程式進(jìn)行書寫：

K2SO4=2K++SO42-

Al2（SO4）3=2Al3++3SO42-

H2SO4=2H++SO42-

由上述電離方程式可知，通過硫酸電離的硫酸根的物質(zhì)的量濃度是氫離子的一半，所以硫酸根的物質(zhì)的量濃度是0.05mol/L;通過硫酸鋁電離出的硫酸根的物質(zhì)的量濃度是鋁離子的1.5倍，而從題目可知鋁離子的物質(zhì)的量濃度是0.4mol/L，所以硫酸根的物質(zhì)的量濃度是0.6mol/L;而通過硫酸鉀溶液電離出的硫酸根物質(zhì)的量濃度是總硫酸根物質(zhì)的量濃度減去硫酸鋁和硫酸的，因此數(shù)值為0.8mol/L-0.6mol/L-0.05mol/L=0.15mol/L。同時(shí)，通過硫酸鉀電離后得到的硫酸根物質(zhì)的量濃度是鉀離子的一半，所以鉀離子的物質(zhì)的量濃度是0.15mol/L×2=0.3mol/L。因此，本題的正確答案是C。

三、原子守恒

例3：將適量的濃硝酸和一定量的銅進(jìn)行反應(yīng)，在銅被完全溶解后，一共得到22.4毫升的氣體，那么在整個(gè)濃硝酸與銅進(jìn)行作用的過程中，使用的硝酸物質(zhì)的量是多少？已知銅的質(zhì)量是38.4毫克，氣體也存在于標(biāo)準(zhǔn)狀況下。

習(xí)題解析：這道題目是典型的使用原子守恒進(jìn)行計(jì)算的習(xí)題。通過題目中的描述，以及我們對(duì)硝酸和銅反應(yīng)的了解，我們能夠知道，在整個(gè)反應(yīng)的過程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)是硝酸和銅，生成的物質(zhì)包含硝酸銅和一氧化氮或者二氧化氮，其中硝酸起到了不同的作用。

具體來(lái)說：

當(dāng)硝酸與銅進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，一部分硝酸起到酸的作用生成硝酸銅，在這一過程中用去的硝酸的物質(zhì)的量=2n（Cu）=（38.4×10-3）÷64mol×2=1.2×10-3mol;另一部分硝酸起到氧化的作用，不管生成的氣體成分是什么，都是硝酸的還原產(chǎn)物，所以這部分硝酸的物質(zhì)的量是（22.4×10-3）÷22.4mol=1×10-3mol。所以，在整個(gè)反應(yīng)的過程中，一共消耗的硝酸的物質(zhì)的量是1.2×10-3mol+1×10-3mol=2.2×10-3mol。

四、電子守恒

例4：硫化亞鐵與一定濃度的硝酸進(jìn)行反應(yīng)，生成硝酸鐵、硫酸鐵、二氧化氮、四氧化二氮、一氧化氮和水，當(dāng)二氧化氮、四氧化二氮、一氧化氮的物質(zhì)的量之比是1：1：1時(shí)，反應(yīng)物之間的物質(zhì)的量比是多少呢？

習(xí)題解析：此反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，在反應(yīng)過程中的得失電子數(shù)是相等的，所以，如若將參與得失電子反應(yīng)的硫化亞鐵、硝酸的物質(zhì)的量分別設(shè)定為a、b，則根據(jù)得失電子守恒，會(huì)有a×（1+8）=（b÷4）×1+（b÷4）×2+（b÷4）×3，b=6a。此外，因?yàn)槠鹚嵝宰饔玫南跛岬奈镔|(zhì)的量是硝酸鐵的物質(zhì)的量的三倍，即3×（a-a/3×2）=a，所以，參與反應(yīng)的硫化亞鐵和硝酸的物質(zhì)的量之比是a：（a+b）=1：7.

總而言之，守恒法在高中化學(xué)教學(xué)中具有積極的應(yīng)用價(jià)值，也是教師指導(dǎo)學(xué)生提高解題效率的不二法寶。

參考文獻(xiàn)

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