高中化学解题中守恒法的应用与解题思路分析 郑旭东

发表时间:2021/5/21   来源:《教育学文摘》2021年4期(上)   作者:郑旭东
[导读] 随着新课改工作在我国现行教育领域中的不断深化,化学课程在高中教育领域中的地位越来越重要
        郑旭东
        北大成都附属实验学校邮编:610100
        摘要:随着新课改工作在我国现行教育领域中的不断深化,化学课程在高中教育领域中的地位越来越重要。高质量的化学课程不仅能够拓展学生的化学知识,同时还能够使学生在学习化学知识的过程中养成良好的化学解题思路,从而为学生今后的化学知识学习和应用活动奠定基础。但是在当前的高红化学解题教学过程中,很多教师对培养学生应用守恒法解题能力这一工作内容的重视程度不足,导致学生在实际的化学解题过程中只会死记硬背,在解题上缺乏明确的思路,拿不到高分。基于此,本文通过深入探究高中化学解题中守恒法的应用以及相关解题思路的分析,以期提升高中化学解题教学工作质量,为推动学生化学思维能力的进一步发展提供一些有价值的参考。
        关键词:高中化学;守恒法;应用解题;思路分析
        守恒定律是高中化学知识中一项重要的内容。在化学世界中,物质是不断进行变化的,但是物质的变化是有迹可寻的,它们都遵从守恒定律。因此我们在指导学生开展化学解题时,要帮助学生牢牢把握住守恒定律。这样,学生就不需要在实际过程中先解决问题再追求化学反应的过程和细节,而只需要考虑在化学反应体系中物质相互作用前后的变化即可。这样就能够帮助学生降低化学计算工作的复杂程度,降低学生的化学计算失误,从而避免考试丢分。由此可见,在高中化学问题解决过程中运用守恒法能有效地提高学生化学问题解决的效率。
        一、应用质量守恒原则解题
        质量守恒定律是指在相应的化学环境中(与周围相隔绝的反应系统,不管化学物质发生什么样的化学变化,它的总质量将保持不变。所以在实际的解题过程中,我们可以引导学生按照化学反应前后反应物总质量相等的规律进行化学计算活动从而提高学生的解题效率。
        比如我在教学过程中为学生出具了这样一道题目:某烃0.1mol,现在在标准状态下与20L的氧气充分反应,将混合气体通入到足够的Na2O2的粉末中,在相应设备条件下推动物质完全反应,那么经过称量可以得出粉末增重15g,在标准的化学反应环境下,提取得到气体14.4L,同时我们可以应用该烃使溴水褪色,那么请你写出该烃的主要分子式和相应的结构简式。
        例题分析:这道题目有多种解题方式,如果一步一步来计算的话比较麻烦,并且最后的解题结果也会更为复杂。所以我们在实际的解题过程中不能要求学生闷头计算,而是首先要从一直的化学题目条件入手,应用物质守恒定律寻找解题的主要切入点。
        解题方法:如果烃的质量为M,则通过分析可以推断出最终的14.4L气体为未反应的氧。根据质量守恒定律,随着Na2O2粉末质量的增加,碳氢化合物和氧的质量降低。经计算,M为70,故烃的化学式为C5H10。由此推断,该烃为烯烃,其简单结构式为CH2CH—CH2—CH2—CH3、CH3—CHCH—CH2—CH3。
        二、应用元素守恒原则解题
        元素守恒定律是指
        所谓有元素守恒定律,是指在标准的反应环境下,化学物质在反应前后种类不变、水元素原子个数不变。化学元素守恒主要分为离子守恒和原子守恒两种。我们在指导学生解题的过程中,应用化学元素守恒只需要要求学生收招化学反应结束后的离子对应关系即可。
        以笔者的教学活动为例,例题为:在空气中放置了一段时间的KOH固体,经化学分析得出反应物的含水量为2.8%,K2CO3的含量为37%,此时取出1g样品投入至25ml的盐酸中(2molL),在此过程中多余的盐酸能够使用30.8ml的KOH溶液(1.0molL)进行中和,求蒸发、中和反应完成以后溶液能得到的固体质量。
        解题分析:
        根据化学反应,K2CO3与KOH和盐酸的反应产物为KCl。在盐酸过量的前提下,用相应的KOH溶液中和,最终生成KCl。

结合元素守恒定律,得到如下公式:n(KCl)=n(HCl)=0.05mol,KCl质量为3.725g,可见将元素守恒定律应用于化学问题的求解过程,可以优化计算步骤,从而提高学生的解题效果。
        三、应用电荷守恒原则解题
        电荷守恒定律主要针对的是电中性体系,比如化合物和混合物的质量计算等题目,可以用电荷守恒定律进行有效解决。化合物和混合物的电荷代数和为0,即我们常说的“正电荷总数=负电荷总数,那么我们在指导学生开展解题活动的过程中,可以指导学生充分利用“电荷总数不变”的特点开展相应的计算活动。这一原理通常应用于例子溶液的浓度关系推断类题目中。
        以笔者的教学活动为例,在指导学生解决问题的过程中,我给学生们举了这样一个例子:现在aL的混合溶液(nh42so4和NH4NO3的混合溶液)均分为两部分,一部分加入B mol烧碱加热,烧碱只是分解NH3,另一部分与Cmol混合,请计算原液中的C(NO3-)?
        例题解析:从表面上来看,这道题目涉及的化学反应极为复杂,在数量关系的处理方面比较,如果学生海子街根据化学反应进行数量计算,势必会导致计算过程十分麻烦。那么在实际的解题过程中,我们可以指导学生应用电荷守恒的定理,降低题目的计算难度。
        解题思路:根据题目中的已知条件我们可以看出,aL的混合溶液中有2b mol的NH4+和2c molSO2—4,那么我们可以指导学生依据电荷守恒的原则列出相应的计算式,通过计算可以得出答案为2b-4camol/L。这道题设计的主要目的在于考察水中的离子积常数、水电离现象的重要影响因素以及水的电离平衡知识。那么指导学生应用电荷守恒定律开展相关的解题活动,能够有效提高学生的解题效率。
        四、应用电子守恒原则解题
        在高中化学解题过程中,电子守恒定律主要应用于氧化还原反应。在反应过程中,氧化剂可以得到一定数量的电子,这与还原剂损失的电子数量相同。因此,我们可以运用电子守恒原理,引导学生对“氧化还原反应”、"原电池"、“电解电池”等相应问题进行有效的解释,从而促进学生问题解决能力的发展。
        例如,我在教学过程中遇到这样一个问题:现在用过量稀盐酸加热5.21g纯铁丝,用2.53g硝酸钾氧化混合溶液中的亚铁离子。反应完成后,剩余的亚铁离子需要12ml的0.3mol/l高锰酸钾溶液才能完全氧化。请写出在此反应过程中硝酸钾和氯化亚铁的反应方程式。
        解题分析:在此反应过程汇总,铁和盐酸的生成物为Fe2+,由题目的已知条件可得,Fe2+分别与KMnO4溶液和KNO3溶液进行氧化还原反应,那么KMnO4还原为Mn2+我们只需要求KNO3被还原的产物即可。那么我们可以指导学生根据电子守恒公式分析,并计算,得出KNO3的还原产物为NO。所以该反应的方程式为:3FeCl2+KNO3+4HCI3FeCl3+KCl+NO1+2H2O。
        结语
        综上,化学式高中教育体系中的重要学科,在指导学生开展化学解题工作的过程中,教师要注重引导学生形成良好的解题方式和解题思路,应用守恒法对化学题目中主要物质的反应过程进行分析,不断了解化学反应过程中的数量关系,并对化学变化关系进行罗列,结合守恒法减少不必要的解题过程,从而实现解题效果的提升。
        参考文献:
        [1]沈可遇.守恒法在高中化学解题中的应用分析[J].中学生数理化(自主招生),2019(11):45+2.
        [2]张典.高中化学解题中守恒法的应用研究[J].中学生数理化(自主招生),2019(11):46.
        [3]陈鹏.应用守恒法 提升化学计算教学准确率[J].数理化解题研究,2019(31):87-88.
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: