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高中化学解题应用守恒法的探讨

发表时间：2020/12/31 来源：《现代中小学教育》2020年12月作者：王军羽

[导读] 在高中化学教学过程中，守恒发作为常见的一种解题方法，能够准确地计算出所求的物质的量。

福建省漳州市南靖县金山镇南靖二中王军羽

【摘要】在高中化学教学过程中，守恒发作为常见的一种解题方法，能够准确地计算出所求的物质的量。从本质上而言，守恒法指的是在化学反应中，某些物质存在着守恒内在联系，化学解题过程中，以此为基础，解答复杂的化学题目。高中阶段的学生在解答化学题目的过程中，灵活的应用守恒法，在简化解题步骤的同时，还能够明确解题目标。为此，笔者查阅相关文献资料的基础上，结合高中化学案例，探究高中化学解题中应用守恒法。
【关键词】守恒法；高中化学；有效应用；解题
    引言在化学世界中，物质虽然在不断变化，但存在着永恒的概念，也就是永恒定律，为此，在高中化学解题的过程中，出现了守恒法。守恒法的应用，能够提高解题效率。因此，高中生在化学解题过程中，首先应准确找到物质间的守恒关系，然后应用守恒法，解答问题。笔者通过对诸多类型的化学题目加以研究，认为要想找到物质间的守恒关系，首先应掌握化学基础知识，同时还需不断发展自身的发散性思维。
           1.简述守恒法
           其一，守恒法的定义。自然界的变化多端，但依然存在着物质守恒定律。在高中化学中，守恒法指的是在发生化学反映前以及化学反映后，物质总质量守恒以及元素质种类并未出现任何改变，在解答化学题目的过程中，运用这一规律，处理化学题目[1]。
           其二，应用步骤。在高中化学解题过程中，应用守恒法，首先需要对所有物质在发生化学反映后的变化形式准确加以分析，然后确定所有物质之间存在的内在联系。笔者认为针对物质内在联系加以分析的过程中，可以采取两种方法：方法一：在整道化学题中渗透某种元素的虎穴存在形式。方法二：通过化学反应关系式，找到其中的内在联系[2]。
           2.化学解题中，守恒法的具体应用
           在化学解题过程中，对守恒法灵活进行运用，能够将复杂的化学问题简化，提高解题效率以及解题准确度。
           2.1质量守恒法
           质量守恒是指在所有和四周想隔绝的孤立系统内，物质总质量并不会发生任何变化。按照化学反应前和化学反应后，反应物总质量等于生成物总质量的基本规律，加以计算[3]。
           例如：有一部分氢氧化钾固体被暴露在空气中，通过研究这种氢氧化钾固体中，碳酸钾占了6.9%，含水量为3.1%.取样1g，放入50毫升的盐酸中，盐酸浓度是3mol/L；利用31毫升、1.08mol/L氢氧化钾溶液，对余下盐酸加以中和，在中和后加热蒸干，那么固体质量是多少。针对这道化学题，笔者认为如果按照传统的解题思路，计算本道题目，计算过程比较复杂，计算难度大。为此，笔者建议学生采取质量守恒法加以计算，针对已知条件详细进行分析，明确氯化钾就是最终所得到的固体物质，而其中氯元素均是源于所添加的盐酸。因此，按照氯元素守恒规律，就可以计算出这种固体的质量。
           又如：甲、乙、丙三种物质在混合后形成一种新的物质，其中甲有35g，乙有20g，丙有15g，在将混合成的新物质放置在容器中，密封好，加热至发生反应，而后容器中甲有20g，乙有31g，且生成了新的物质丁，计算出在发生反应中，反应物和生成物的质量比。笔者认为在计算这题的过程中，采取传统的解题技巧，过程比较复杂、繁琐。因此，笔者建议首先应对已知条件加以分析，通过已知条件计算出发生化学反应的所有物质的质量总和，即为反应后新生成的所有物质的质量总和。本题的解题关键在于明确哪些属于反应物，哪些属于生成物，参加反应的所有物质的总质量以及新生成的所有物质的总质量，继而计算出最终答案。

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           2.2元素守恒法
           元素守恒是指在化学反应前以及发生化学反应后，所有元素类型并不会发生任何改变，所有元素原子个数也并不会发生任何变化，其物质质量、数量均不会发生任何变化。元素守恒涉及到离子守恒以及原子守恒[4]。
           原子守恒指的是按照反应前以及反应后原子类型、原子个数为发生任何改变的基本原则，加以计算的一种方法。离子守恒指的是按照非氧化还原反应前以及非氧化还原反应后，离子数目不发生任何改变，继而加以计算的一种守恒方法。运用这种计算方法帮您发个不需要依靠化学反应式，只需要明确在发生反应前以及发生反应后，离子对应关系，就能够计算出结果[5-6]。
           例如：金属A属于不纯物质，无法融入水中，也无法融入酸中，取样4.0g，投入到20%19.45g稀盐酸中，发生了化学反应，得到新生成的物质，即含氯量50%的氯化物。那么这种金属样品中，A的实际质量分数是多少？在计算本题的过程中，根据离子守恒基本原则，首先应计算出氯离子质量，然后得出新生成的氯化物的含氯量，最后计算出最终答案。
           又如：将1.2nol二氧化碳沉底通入1mol/L、1升的氢氧化钠溶液中，充分发生化学反应，生成新的溶液，其中碳酸氢钠以及碳酸钠的物质量的比例是多少？在解答本题的过程中，假设按照化学反应式加以计算，首先需要写出两个相关的化学反应式，然后通过解方程的方式计算出最终的答案，但是这个计算过程过于繁琐。为此，笔者建议换一种新的计算方式加以推算。在反应前以及发生反应后，钠离子和碳离子守恒。设碳酸氢钠的物质的量为X，碳酸钠的物质的量为Y，按照原子守恒原则，得出X＋Y=1.2mol，按照钠原子守恒的基本原则，得出X＋2Y=1mol，继而计算出X和Y。
           2.3电子守恒法
           在氧化还原反应中，主要采取电子守恒法加以计算。因为氧化还原反应中，随着电子的变化，按照守恒定律，所得到的电子总数永远和得到的电子总数相等[7]。
           例如：将硫酸铁和0.11mol/L50毫升的羟氨酸性溶液，通过煮沸发生相应的化学反应，新生成的二价铁离子和0.04mol/L、50毫升酸性高锰酸钾溶液产生了氧化反应，计算出羟氨氧化产物。在计算本题的过程中，因为羟氨收到了三价铁离子的氧化，酸性高锰酸钾溶液则使得二价铁离子发生了氧化反应，因此，羟氨所失去的离子即为高锰酸钾所得到的离子。结合电子守恒法，计算出最终的答案。
           3.结语
           高中化学属于一门较为重要的学科，学生在解答化学题目的过程中，应不断提高自身的化学知识基础，发展发散性思维，灵活运用守恒法加以解题。而守恒法运用的关键在于对化学反应过程加以分析，运用相应的守恒法则解答问题，避免解题过程的复杂化，继而达到高效解题。此外，笔者认为高中生在学习化学的过程中，应积极找出题干中的有价值的条件，不断培养自身的创造性能力，活跃思维方式，灵活运用解题技巧，快速找到科学的解题办法。
【参考文献】
[1]王佩文.高中化学解题中守恒法的应用与解题思路[J].课程教育研究,2016,11(22):322-324.
[2]巩晓敏.高中化学解题中守恒法的应用实践研究[J].课程教育研究,2015,12(09):443-445.
[3]龙伟程.高中化学解题思维中的守恒法策略探析[J].中学课程辅导:教师教育,2016,10(09):113-114.
[4]张昊.守恒思想在高中化学教学中的应用——探讨守恒法解题技巧[J].理科考试研究:高中版,2015,10(22):302-303.
[5]胡登娟.提升高中生化学计算中守恒思维能力的教学策略研究[J].华东师范大学学报,2011,09(11):101-102.
[6]高殿访.浅谈如何用“得失电子守恒法”巧解高中化学计算题[J].数理化解题研究:高中版,2013,11(08):221-222.
[7]王栋樑.解题如何另辟蹊径——也谈守恒法的解题思路与应用分类[J].课程教育研究,2015,10(08):334-335.