守恒法在高中化學的作用

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摘要：高中化學是一門實踐性和應用性很強的學科，在高中化學中合理的運用守恒法解題，能夠提高我們學生思考問題、分析問題和解決問題的能力，將抽象又復雜的化學知識分解成為簡單直觀的問題，擺脫不必要的環節，不用過多的考慮途徑變化，一方面能夠減少運算量，另一方面還能夠提高運算結果的準確性，有助于提高解題的效率和準確率。本文對高中化學常用的守恒法解題方法進行了闡述，希望能夠為守恒法應用于實際解題過程提供一些參考。

關鍵詞：守恒法；高中化學；解題；應用

守恒定律在高中化學中是一個普遍存在的定律，利用化學反應中物的守恒能夠解決在高中化學中遇到的難題，有效提升解題的效率。在應用守恒法解題的過程中，需要具備扎實的基礎知識和一定的發散思維，掌握各種物質發生化學反應時的變化形式，迅速的找出已知條件中隱含的守恒關系，從而達到事半功倍的效果。在高中化學解題中經常會遇到各種化學反應，化學反應一般遵循守恒定律，可以根據不同的題目，選擇不同的守恒法，例如元素守恒法、電子守恒法、質量守恒法、電荷守恒法等，利用這些守恒法建立等量關系，有助于簡化題目的解決過程。以下對守恒法的應用做具體闡述：

一、元素守恒法的應用

元素守恒法是指在化學反應中，化學元素的種類不會憑空出現，也不會憑空消失，只是會以不同的形式出現。在解題的過程中，只需將元素拆分重組即可[1]。舉例說明：將4.2g鋁和過氧化鈉的混合物放入一定量的水中，當反應完全之后，向容器中導入100毫升4mol/L的鹽酸，正好能夠將沉淀完全消除，求原來混合物中鋁和過氧化鈉的質量。在解這道題的時候，由于涉及到很多化學反應步驟，如果用一般的方法求解，不但會加大計算量，計算結果的準確性也無法保證，這個時候就需要利用元素守恒法求解，從而簡化題目。首先要注意到，在倒入鹽酸之后，所得到的溶液中的溶質是氯化鋁和氯化鈉，這個時候假設鋁的物質的量為Amol,過氧化鈉的物質的量為Bmol，可以得出以下等式，27g/mol×A+78g/mol×B=4.2g。然后根據反應前后鈉元素和氯元素守恒，能夠列出Al—AlCl3,Na2O2—2NaCl,3A+2Y=4mol/L×0.1L。結合所列出的等式，可以解出A=0.062mol;B=0.01mol,那么就能夠得出在原混合液中，鋁的質量為1.674g，氫氧化鈉的質量為0.78g。

二、電子守恒法的應用

電子守恒定律是指在氧化還原反應中，氧化劑得到電子的總數與還原劑失去電子的總數相等，電子守恒的法則適用于各類的化學反應[2]。舉例說明：有鎂和銅的合金4.6g，將其完全融入濃硝酸中，硝酸發生還原反應產生了4000Ml的二氧化氮和300Ml的四氧化二氮，此時向反應后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，求生成沉淀的質量。根據已知條件可以分析出，最終所生成的沉淀物是氫氧化銅和氫氧化鎂，根據電荷守恒定律，鎂離子和銅離子所帶的正電荷總數與氫氧根離子的負電荷總數相等，也就是合金失去電子的總物質的量,可以列出：n(OH-)=2n(Mg+)+2n(Cu+)，電子轉移的總物質量等于四氧化二氮和二氧化氮所轉移的物質的量，可以求出氫氧根離子的物質的量為1×4L/22.4L/mol+2×0.3L/22.4L/mol=0.46mol,所以沉淀的質量就是氫氧根的質量與合金質量的和，也就是0.46mol×17g/mol+4.6g=12.42g。

三、質量守恒法的應用

質量守恒法就是指在化學反應前后，無論發生怎樣的變化，物質的總質量都是不會改變的，而且溶液在稀釋的過程中，溶質的質量保持不變，在解題過程中可以應用這個方法求解[3]。舉例說明：將含有7.2%碳酸鉀和2.8%水的氫氧化鉀固體樣品，取1g放到40ml濃度為4mol/L的鹽酸中，與此同時，將多余的鹽酸與30.8ml濃度為1.07mol/L的氫氧化鉀溶液中和，將中和之后的溶液蒸干，問蒸干后固體的質量是多少。在這道題中，由于反應復雜，如果使用普通的計算方法，計算量會非常的大，從已知條件中我們能夠得出，反應之后蒸干的固體是氯化鉀，氯化鉀中的氯元素是從鹽酸中來的，因此可以使用質量守恒定律，列出下面的等式，n(HCl)=n(KCl)=4mol/L×0.04L=0.16mol，因此，m(KCl)=74.5g/mo×l0.16mol=11.92g，所以固體的質量就為11.92g。

四、電荷守恒法的應用

電荷守恒法就是指在電解質溶液中，陰離子和陽離子所帶點和總數相等，或者說是離子方程式的兩側，陰陽離子所帶電荷的代數和相等[4]。舉例說明：將(NH4)2SO4與NH3NO3的混合溶液a升等分為兩份，其中一份加入bmol的燒堿并加熱，正好能夠將NH3全部趕出，另一份加入cmol的BaCl2沉淀反應完全，求原溶液中NO3-的物質的量濃度。根據已知條件克制，一份混合液中加入bmol氫氧化鈉，NH4+為bmol,也就是說原溶液中含有2bmolNH4+，另一份混合液中加入cmol的BaCl2，SO42-就為cmol，那么原溶液中就含有2cmolSO42-，設NO3-為x,根據電荷守恒可以列出，2b=2c×2+x,x=2b-4c,由此得出原溶液中NO3-物質的量濃度即為（2b-4c）/amol/L。

五、結束語

綜上所述，在高中化學解題過程中使用守恒法，能夠避免復雜的過程，將其簡單化，提高了解題的速度，節約了大量的時間，還能夠保證解題的準確性，達到事半功倍的效果。在平常的學習中，應該扎實基礎、開拓思路、融會貫通，找出題目中的隱含條件，用最快的速度，找到最佳的解體辦法，在提高學習效率的同時還能夠提升學習的興趣，從而實現良性的循環。

參考文獻

[1]黃震.守恒法在高中化學解題中的應用[J].江西教育,2015,(36):47-48.

[2]連澤華.論守恒法在高中化學解題中的應用[J].讀書文摘,2017,(8):355.

[3]周建發.淺談守恒法在高中化學解題中的應用[J].數理化學習(高一二版),2016,(11):57-61.

[4]于亮.守恒法在高中化學解題中的應用[J].高中數理化,2016,(16):50-50.

作者:楊帆 單位:山東省沂南縣第一中學2015級4班