劉志勝

【摘要】目前高中生對守恒關(guān)系的認(rèn)知理解存在一定缺陷。主要問題有：一、單純從數(shù)量守恒的角度去理解化學(xué)守恒;二、對守恒關(guān)系的理解過于生硬、教條。具體體現(xiàn)在：1.對于完全反應(yīng)的化學(xué)過程與未完全反應(yīng)的化學(xué)過程守恒式的區(qū)分;2.對于生活基本概念的去偽存真。綜上所述，本研究旨在探究學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)守恒時常常會陷入的主要思維陷阱并討論在當(dāng)代教學(xué)環(huán)境中的合理解決方案。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) ?化學(xué)守恒 ?思維陷阱

【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）08-0163-01

1.綜述

1.1 問題提出與研究意義

化學(xué)守恒是高中化學(xué)的重要內(nèi)容，也是高中生從單純的元素化學(xué)邁向化學(xué)熱力學(xué)的重要一步，同時也幫助高中生形成初步的守恒觀念，為培養(yǎng)其優(yōu)秀的世界觀作出貢獻(xiàn)。國內(nèi)學(xué)生們對于科學(xué)知識的本質(zhì)內(nèi)涵的理解還很落后。正確理解科學(xué)知識的本質(zhì)內(nèi)涵，對于學(xué)生理解后續(xù)內(nèi)容有極大幫助。

學(xué)生們在高中學(xué)習(xí)化學(xué)守恒之前接觸了大量的數(shù)量守恒關(guān)系，而在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中更偏向于學(xué)習(xí)基本的元素概念和物質(zhì)概念。這樣的好處是可以幫助學(xué)生運用對比的邏輯思維快速理解化學(xué)守恒關(guān)系本身的淺層概念，但是隱患是學(xué)生們形成了慣性思維，單純用數(shù)學(xué)的方式來理解化學(xué)守恒關(guān)系，造成對涉及元素、酸堿概念的守恒理解不徹底。

1.2 研究假設(shè)

（1）高中生學(xué)習(xí)化學(xué)知識呈“階段式”特點，即第一階段是從學(xué)習(xí)物質(zhì)到學(xué)習(xí)基本反應(yīng)，此階段是化學(xué)學(xué)科的特征學(xué)習(xí)階段。第二階段是從具體的元素性質(zhì)的學(xué)習(xí)到學(xué)習(xí)宏觀的元素周期律，通過這個階段學(xué)生們已經(jīng)掌握了化學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)知識。第三階段是從學(xué)習(xí)化學(xué)平衡到有機(jī)物及晶體的學(xué)習(xí)，這個階段是化學(xué)各個分支學(xué)科的認(rèn)識階段。

（2）高中學(xué)習(xí)化學(xué)守恒內(nèi)容受自身成績、授課教師、生活環(huán)境、知識儲備等多方面因素影響，但其中內(nèi)因占主體，即知識儲備與科學(xué)觀是影響高中生學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容的關(guān)鍵。

1.3 研究設(shè)計與方法

1.3.1 研究設(shè)計

本研究主要結(jié)合對學(xué)生與教師的訪談與對課堂的觀察以及相關(guān)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的文獻(xiàn)設(shè)計主體思路。

1.3.2 研究方法

訪談法具體做法是：按照知識水平來劃分學(xué)生群體，從每個學(xué)生群體中隨機(jī)抽談，對訪談內(nèi)容進(jìn)行書面記錄，從而分析各個學(xué)生群體對于學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容的關(guān)鍵點。

2.內(nèi)容

無論是化學(xué)反應(yīng)還是物理變化，反應(yīng)前后某種特定的量都會保持不變，僅抓住其中的守恒，便可以快速的求解相關(guān)問題。以下是高中階段常見的守恒法：

（1）元素守恒

元素守恒亦即質(zhì)量守恒、原子守恒或物料守恒，化學(xué)元素的種類和數(shù)量不變，只是元素存在的形式發(fā)生了改變。

【例題】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將1.92g銅和一定量的濃HNO3反應(yīng)，隨著銅的不斷溶解，反應(yīng)生成的氣體的顏色逐漸變淺，當(dāng)銅全部溶解后，共收集到NO和NO2組成的混合氣體1.12L，（1）生成NO和NO2體積各是多少？（2）所消耗硝酸的物質(zhì)的量是多少？

（2）電子守恒

電子守恒主要應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)中，物質(zhì)得失電子數(shù)相等，亦及元素的化合價升降相等。此種守恒關(guān)系主要應(yīng)用于無機(jī)化學(xué)元素化合物涉及到一系列的氧化還原過程及物質(zhì)變化的相關(guān)題目中。

【例題】24mL濃度為0.05mol/L Na2SO3溶液，恰好與20mL濃度為0.02mol/L K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)，則元素Cr在被還原的產(chǎn)物中的化合價是（ ? ? ）。

A. +6 B. +3 C. +2 D. 0

（3）電荷守恒

電荷守恒指的是在離子化合物及電解質(zhì)溶液中，溶液中陰離子所帶的負(fù)電荷數(shù)與陽離子所帶的正電荷數(shù)相等，最終的結(jié)果是該離子化合物或電解質(zhì)溶液呈電中性。

【例題】某地的雨水呈酸性，取其少量進(jìn)行檢測，其中含各離子的物質(zhì)的量濃度分別為：c （Na+）=5.0×10-5mol·L-1，c（Cl-）=7.1×10-5mol·L-1，c（SO42-）=4.5×10-6mol·L-1，c（NH4+）=1.0×10-6mol·L-1，則雨水中氫離子的物質(zhì)的量濃度是多少？

（4）質(zhì)子守恒

此種守恒關(guān)系主要應(yīng)用于電解質(zhì)溶液中。由水電離出的氫離子濃度和氫氧根濃度對應(yīng)相等。某些情況下，質(zhì)子守恒也可以由電荷守恒和物料守恒兩個式子合并推出。

【例題】寫出碳酸鈉溶液中的質(zhì)子守恒關(guān)系。

3.結(jié)論

守恒思想是高中化學(xué)階段十分重要的解題方法，在解題的過程中，要合理的選擇運用不同的守恒方法，認(rèn)真的發(fā)掘隱藏著的守恒關(guān)系，簡化解題過程，提高做題的準(zhǔn)確性和實效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛寬云.淺談高中化學(xué)解題中守恒法的有效運用[J].中學(xué)化學(xué)，2017（3）