叶建茹
乐清市柳市中学 浙江 乐清 325604
摘要:在高中互相解题的过程中,同学们最常用的就是守恒法进行解题,正是守恒法的应用,将很多问题变得简单化。高中化学解题过程中最常用的方法就是守恒法,主要是化学反应前后生成物和反应物之间存在守恒关系,可以将物质的量精准的计算出来。在高考中,守恒法是一个非常重要的考点,所以在日常学习中,一定要对守恒法熟悉的掌握,把问题的步骤进行简单化,这样可以对解题效率和准确度有所提高。本文研究对高中化学的解题中应用守恒法进行详细的探索,先对守恒法进行了概述,然后对守恒法在解题过程中的具体应用,对学生们提升解答速度有参考价值。
关键词:高中化学;守恒法;解题
一、守恒法的概论
在这世界上没有什么东西是一成不变的物质,任何物资都在随着时间的变化不断发生变化,但是在变化的过程中还会存在一些守恒,这就是在高中化学进行解题过程中存在守恒法的原因。守恒其实就是在化学反应 的过程中,某些物质存在一定的守恒关系,这是解决问题的关键,选择正确的守恒法可以一定程度的缩短解题的时间。质量守恒法、元素守恒法和物质的量守恒法是在解题过程中最常用的几种方法,首先要将化学式在反应中变化的情况表现出来,这样可以确定物质在反应中每一个物质的量存在的联系。通过分析各个物质的量从两方面入手,可以对参与反应中的元素进行分析,还可以将反应中元素存在的隐藏关系找出来,从而将问题进行简单化。
二、守恒法在高中化学解题中的应用
质量守恒是在高中化学解题中的应用,质量守恒法是在高中化学解答中最常用的方法,意味着在单独的一个系统中,任何物质和系统中的物质发生化学反应,无论反应过程是什么样子的,但是最终反应前后的物质的总质量保持不变,所以我们根据反应前后的反应物和生成物的总质量相同的原理进行解答。
1.质量守恒
在此研究的质量守恒,不是狭义的质量守恒定律,而是覆盖了物理和化学两种变化中的有关守恒的关系。
例:现在有三种物质的混合物,分别为甲物质30g,乙物质20g,丙物质10g,将三种物质的混合物放进密闭的容器内进行反应,反应停止后取出物质,发现甲物质变成12g,丙物质变成4g,乙物质变成28g,生成新物质丁,试问物质丁的质量为多少克。
解析:在我们看见题目的那一刻,就应该会想到这道题会用到质量守恒的方式去解决,不知道从哪里开始进行分析,首先对物质的名称和发生了什么化学反应一概不知, 如果对所有因素进行考虑,采用正常常规的操作进行计算,那么肯定计算不出结果,所以我们要对题目中的已知条件进行分析,找到题目中的突破口,确定参加化学反应的反应物和生成物的物质的量总和是一样的。这样求解的过程就变得简单化了,我们只需要进行反应物事什么,生成物事什么,以及生成物的质量为多少进行分析。甲物质和丙物质的质量有所减少,乙物质的质量有所增加,生成新的物质丁,多以甲物质:30-12=8g,丙物质10-4=6g,所以丁物质的质量为8+6-8=6g。
元素守恒法在高中化学解题中的应用。元素守恒法是最常用的一种方法,元素守恒其实就是在参与化学反应的前后元素的种类不会发生变化,元素的原子数不会发生变化。所以,元素守恒包括质子守恒和原子守恒,利用元素之间的守恒就可以对问题进行解答,这样就是只需要将离子和原子对应的关系找出来,这样就可以将问题简单化。
2.物质的量守恒
例:首先准备 1L1mol/l 的 NaOH 溶液,然后向其中通入 CO2 气体 0.6mol,充分反应之后,求所得产物中 NaHCO3 和Na2CO3 的物质量的比值。
解析:从具体问题进行分析,如果需要利用化学方程式进行解答,必须要将化学方程式详细的写出来,然后对此进行计算,由于整个反应涉及到了两个化学反应,所以这样的解答方式非常繁琐,如果利用元素守恒法进行解答,那样就不必写化学方程式,只需要对原子的数量以及种类进行考虑就可以,所以反应前后 Na 原子和 C 原子是守恒的,我们可以假设 NaHCO3D 的摩尔质量是 A,NaCO3 的摩尔质量为 B,那么结合碳原子守恒可以得出 A+B=0.6,结合钠原子守恒可以得出 A+2B=1,求得 A=0.2,B=0.4。
物质的量守恒发是指在化学反应的前后,生成物总物质的量和反应物总物质的量是一样的,可以利用这种方法进行解答,将计算的过程进行大量的省略,减少了计算的复杂程度,甚至这样可以直接解答出答案,所以在解题过程中一定要注意使用方法。
3.电子守恒
带电的粒子可以分为阴阳离子和电子。在晶体或者溶液中,无论离子数量的多少,晶体或是溶液总是显中性,也就是说阴阳离子带有负电荷的总数是相等的。所得电子的总数和还原剂所失去的电子数量相等。在氧化还原的过程中,在解答中采用电子守恒法这种方式的题目有很多,这主要是由于在氧化还原的过程中,随着电子的不断得失,得到的电子数目和失去的电子数目总量相等,所以得失电子的总数都遵守着守恒定律。
例:Fe2(SO4)3与浓度为010 mol·L 50.00 mL的羟氨酸性溶液在煮沸的条件充分反反应,浓度为004mol·L。50.0mL的酸性高锰酸钾溶液刚好与生成得到的二价铁离子发生氧化反应。在这个反应中羟氨氧化的产物是什么?
解析:三价的铁离子会氧化羟氨,高锰酸钾的酸性会氧化二价的铁离子,所以高锰酸钾会得到羟氨失去的所有电子。羟氨酸中的N是-1价,假设羟氨氧化物常务中的N的价为x,那么根据电子守恒法可以得出[x-(-1)]*50*0.1=(7-2)*50*0.4得出x=1.
电子得失守恒是在高中化学解题中的应用。电子守恒法是常见的守恒关系,但是电子守恒需要满足悠扬还原反应的参与,在反应中物质得到的电子和失去的电子总数保持一致,所以应该遵循电子守恒定律,这样可以利用电子守恒法对相应的问题进行解答。
三、总结
综上所述,守恒法的简化可以对学生的学习兴趣进行激发,还可以对学生的自身解决问题的能力和分析问题的能力进行培养,让学生充分发挥出自身的主动性和积极性,提升课堂学习的效率,将教学质量不断进行提升。高中化学解题中对守恒法的应用,可以对解题步骤更大程度的进行简化,可以将题目思路变得更加清晰,所以同学们要将题目中的条件进行简化,选择最合适的守恒法,对自己的解题速度进行提高。
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