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

【關(guān)鍵詞】 守恒法 ?高中化學(xué) ?解題應(yīng)用

引言

時(shí)代在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，以化學(xué)知識(shí)為核心的現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術(shù)更新迅速，給人類社會(huì)生活帶來(lái)了天翻地覆的變化。因此，高中生應(yīng)該重視高中化學(xué)課程，在夯實(shí)理論知識(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，注重掌握高效解題的技巧。

1. 三大守恒定律

在解答化學(xué)題目時(shí)，合理的利用守恒法可以屏蔽掉題干中的各種無(wú)關(guān)描述和無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)的干擾，免去書(shū)寫化學(xué)式的繁瑣，通過(guò)觀察在化學(xué)反應(yīng)中原材料和產(chǎn)物之間的某一不變的物理量，建立準(zhǔn)確的數(shù)量關(guān)系，再通過(guò)簡(jiǎn)便運(yùn)算提升解題效率。

1.1 質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用

質(zhì)量守恒定律在宏觀上是指，在密閉的反應(yīng)條件下，參與反應(yīng)的各元素在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量相等;在微觀上是指，在密閉的反應(yīng)條件下，參與反應(yīng)的粒子的個(gè)數(shù)在化學(xué)反應(yīng)前后相等。因此，涉及到元素、原子或原子團(tuán)的質(zhì)量或物質(zhì)的量不變的問(wèn)題時(shí)，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(shí)間后，固體完全溶解，并生成NO氣體22.4L（標(biāo)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(yīng)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(guò)程繁瑣，浪費(fèi)時(shí)間的同時(shí)增加了出錯(cuò)的可能性。因此，轉(zhuǎn)變思路很重要。在反應(yīng)發(fā)生后，F(xiàn)e3+會(huì)和氫氧根結(jié)合，而Na+會(huì)和硝酸根按照1：1的比例結(jié)合，生成NaNO3，這時(shí)便可以運(yùn)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(huì)和氫氧根的關(guān)系來(lái)計(jì)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(yīng)用

電荷守恒定律是指在電解質(zhì)溶液中，正電荷與負(fù)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(gè)單位正電荷的H+、濃度未知的帶一個(gè)單位正電荷的K+、濃度為0.2mol/L的帶三個(gè)單位正電荷的Al3+;陰離子為帶兩個(gè)單位負(fù)電荷的SO42-，OH-濃度太小，忽略不計(jì)。不妨假設(shè)溶液體積為1L，因?yàn)榛旌先芤撼孰娭行?，根?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(yīng)用

得失電子守恒定律是指在氧化還原反應(yīng)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(yīng)。已知反應(yīng)后，SO32-變?yōu)镾O42-，試求反應(yīng)之后的Cr元素的化合價(jià)為多少。

題目探討的是氧化還原反應(yīng)中的化合價(jià)變化問(wèn)題，首選得失電子守恒定律進(jìn)行解題。在此次反應(yīng)中，S原子由+4價(jià)變?yōu)?6價(jià)，化合價(jià)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(jià)變化值，計(jì)算可知Cr原子的化合價(jià)變化值為3。在K2Cr2O7溶液中，K離子為+1價(jià)，氧離子為-2價(jià)，則鉻離子為+6價(jià)。得到電子后，Cr元素的化合價(jià)降低，因此反應(yīng)之后的Cr元素為+3價(jià)。

2. 結(jié)語(yǔ)

不同的守恒定律適用于不同的題型，學(xué)會(huì)判斷在哪種題型中應(yīng)該選用哪種守恒定律是快速解答化學(xué)題的關(guān)鍵。同時(shí)，學(xué)生在解題時(shí)還需要注意一些容易失分的點(diǎn)，例如，在使用質(zhì)量守恒定律時(shí)，需要整個(gè)反應(yīng)都在密閉條件下進(jìn)行;使用電荷守恒定律和得失電子守恒定律時(shí)，需要注意化學(xué)式中原子的個(gè)數(shù)。唯有這樣，學(xué)生才能通過(guò)守恒定律的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)快速而準(zhǔn)確的解題。

參考文獻(xiàn)

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

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