守恒法在高中化学解题的作用

摘要：在解高中化学有关习题之时，守恒法是最常用的一种方法，其是把参与化学反应的反应物以及生成物间的总质量、某个元素质量的守恒当作基础，进而可以对所求物质的量加以准确计算。对守恒法加以熟练运用，可以对解题步骤进行简化，使得解题效率有所提升，实现准确快速的解题。本文以概述化学当中的守恒法为基础，对守恒法在高中化学之中的具体运用加以探究。

关键词：高中化学；守恒法；解答问题

一、引言

在化学世界之中，物质时时刻刻都在进行着变化，但其中却包含一永恒主题，那就是守恒定律，因此在解化学题时变产生了守恒法。事实上，守恒法具有的实质就是把化学反应当中物质间的守恒当作依据对复杂问题加以处理，这样可以使得守恒定律加以提升。把已知条件当中一些隐含的守恒关系进行准确挖掘是借助守恒法进行解题的基础以及关键。通过对多种类型题进行研究，想要对各个量的守恒关系加以深层挖掘，不仅需要对教材中基础知识加以熟练把握，同时还需具备创新思维。

二、关于化学当中守恒法的概述

在整个自然界当中，每时每刻都存在着物质的守恒定律。而守恒法在化学当中加以运用的依据就是反应物和生成物在反应前后的质量守恒，并且元素种类也不发生变化。在对守恒法进行运用之时，最重要的一个步骤就是可以在反应前后对各个物质的具体变化加以准确分析，从而对各个量间的联系进行确定。而要想对已知条件当中各个量间的练习加以正确分析，可从两个方面着手。第一，整道题都由一种元素贯穿始终。第二，通过写出反应式找出其中的隐含关系。

三、高中化学之中守恒法的具体运用

（一）质量守恒。从本质上来讲，化学反应就是原子间进行的重新结合，因此在反应当中包含多种化学量的守恒关系，其中就包含质量守恒。所谓质量守恒，指的就是在反应前后，物质的总体质量不会发生变化，而且溶液进行稀释以及配制期间，其质量始终保持不变。解高中化学相关习题期间，通过在反应前后，反应物以及生成物的总质量保持不变，进而对问题加以计算。比如，在KOH固体当中K2CO3的含量是7．2％，水的含量是2．8％，把1克样品放到40毫升盐酸之中，该盐酸溶液浓度是4mol／L，并且把多余盐酸和30．8毫升的1．07mol／LKOH溶液进行中和，把中和之后溶液进行加热蒸干，对固体质量进行求解。分析：若用传统算法，会使得计算结果比较复杂。其实，在该题当中，可从已知条件分析出最终所得固体是KCl，而Cl元素则来自盐酸。此时借助质量守恒能够得出：n（HCl）＝n（KCl）＝4mol／L×0．04L＝0．16mol，因此m（KCl）＝74．5g／mol×0．16mol＝11．92g。（二）电子守恒。在解高中化学有关习题时，电子守恒这种方法通常多用于还原氧化反应之中。主要是因为氧化还原反应当中，会出现电子得失的情况。而所得电子总数一直等于所失电子总数，进而可知得失电子的总数遵守守恒定律。比如，把4．6g镁铜合金完全融入浓硝酸当中，若硝酸经过反应产生N2O4300毫升和NO24000毫升（标准状况下），则在反应后溶液当中添加足量NaOH溶液，求产生的沉淀质量？解析：据题设条件知，最终产生的沉淀物是氢氧化铜和氢氧化镁。根据电荷守恒知，n（OH－）＝2n（Mg2＋）＋2n（Cu2＋），并且合金所失电子总量和Cu2＋、Mg2＋具有的正电荷总量相等。转移电子总物质的量和N2O4及NO2转移电子总量相等。其中OH－物质的量是1×422．4＋2×0．322．4＝0．205mol，沉淀质量＝合金质量＋OH－质量＝4．6g＋0．205mol×17g／mol≈8．1g。（三）元素守恒。所谓元素守恒，指的就是反应期间，化学元素具体种类不变。元素守恒含有原子守恒和离子守恒。离子守恒指的就是反应前后离子数目不变。而原子守恒指的就是反应前后同一原子个数不变。解化学问题期间，借助元素守恒期间，要对反应式进行计算，仅需对电子开始以及最终反应之时相应关系进行了解，同时借助守恒定律进行计算即可。比如，在浓度为1mol／L的1升NaOH溶液当中添加0．6molCO2，问此时溶液当中Na2CO3与NaHCO3的比值？解析：解化学题，如果通过化学式直接进行计算，就必须对反应式进行板书，同时列方程进行求解，如此一来就非常复杂。此时高中生就可借助质量守恒这一定律，并且由题可知在具体反应Na＋与C原子都需要遵守元素守恒这一定律。如果把NaHCO3的物质的量设成x，而Na2CO3的物质的量是y，由元素守恒能够可到C原子是x＋y＝0．6mol，而Na＋则是2x＋y＝1mol，通过求解可以得到x＝0．4mol，y＝0．2mol，所以x∶y＝2∶1。（四）化合价守恒。所谓化合价的守恒指的就是在某一化合物以及经过反应之后得到的化合物当中，正负化合价总数相等这一守恒法则。例如，现有20毫升的K2CO3溶液，用80毫升的浓度是1mol／L的盐酸溶液加以中和，所得溶液呈现酸性，之后再用2mol／L的KOH溶液与酸加以中和，同时KOH滴加到4毫升之时溶液呈碱性。假设改用1mol／L硫酸和过量KOH加以中和，则容量是1毫升之时，溶液刚好得以中和，则此时K2CO3溶液具有的浓度是多少？解析：先设K2CO3溶液具有的浓度为x，则由化合价的守恒可知K2CO3与KOH化合价总数与盐酸溶液当中HCl与硫酸化合价总数相等。即x×0．02×2＋0．004×2＝1×0．08×1＋1×0．001×2，此时很容易求出x值，即x＝1．85。

四、结论

综上可知，对化学反应具体变化加以分析是对守恒法进行运用的核心，借助守恒法解答问题，能够对求解过程进行简化，进而提升具体解决效率。在开展化学教学时，教师需引导学生对题设之中的隐含条件进行深入挖掘，对其创造性的思维加以培养，只有高中生的思维变得活跃，才可以在做题时灵活多变，快速找到正确的解题方法。

参考文献：

［1］陈润珊，衷明华．浅析守恒法在化学解题中的应用［J］．江西化工，2015，（03）：192－193．

［2］董桂花．守恒法在高中化学计算题中的应用［N］．延边教育学院学报，2013，27（06）：120－122．

［3］刘万清．浅谈用守恒思想解决高中化学计算题［J］．教育教学论坛，2013，（27）：253－254．

作者:刘洪义 单位:厦门外国语学校石狮分校