浅谈守恒定律在初中化学解题中的运用

[摘 要]

正确理解并应用守恒定律是初中化学课程标准的要求，学生掌握好守恒思想有助于中学化学学习。采用守恒定律进行解题，可以简化思路，进而可以方便快捷地解决试题。教师在教学过程中应引导学生将复杂的题目简单化，结合初三化学教学实际，选取部分常见类型的守恒定律的化学试题，探讨守恒定律如何解析初中化学试题。

[关键词]

初中化学;守恒定律;解题方法指导

守恒思想在解决化学试题中会经常用到，为解决化学题目提供了重要的指导思想。熟练运用守恒思想，可以简单快速地解决问题，减少不必要的计算过程，形成科学的思维方式。在应用该思想过程中，应注意重点把握化学变化的始态与终态，抓住其中的不变量，并建立一定的关系，从而简化思路，快速解题。无论是宏观角度还是微观角度，质量守恒定律的应用比较广泛。除了质量守恒以外，常用的守恒法还有电荷守恒、物料守恒等，文章从这几个方面探讨守恒思想在初中化学题目中的应用。

一、质量守恒定律在初中化学解题中的应用

质量守恒定律是中学化学重要的基础知识，是化学反应的基本规律，也是配平化学方程式的依据，往往也是中考的主要考点之一。因此，在初中化学学习中，考生需要正确理解、熟练掌握和准确运用质量守恒定律。

（一）根据反应前后物质的质量守恒求解

质量守恒定律是参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，即反应前后各物质的质量总和相等。那么，针对反应前后物质的总质量没有发生改变，且看如下例题：

例1：x克白磷和y克氧气在恰好完全反应下能生成z克的五氧化二磷，下列叙述中不正确的是（  ）。

A.反应前后磷原子总数和氧原子总数不变

B.x+y=z

C.反应前后分子数总数不变

D.反应前后磷元素和氧元素种类不变

在这道题中，明确指出该化学反应恰好完全反应，可以得出x+y=z这一信息。根据质量守恒定律得知，化学反应前后物质质量不变，反应前后磷原子与氧原子的总数、质量、性质等不发生变化，但是在化学反应中分子会破裂，分子总数会有变化，对各个选项进行分析得知，选项C的含义是不正确的。

例2：将干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰化合物装入试管中，加热制氧气，待完全反应后，测得剩余固体物质质量为10.7g，已知反应前化合物的质量为15.5g，求制得的氧气的质量为多少。

关于这题很多学生非常想计算剩余固体中二氧化锰与氯化钾分别为多少，其实不需要计算这些混合物。根据题目提供的信息，剩余固体物质数据10.7就是二氧化锰与氯化钾混合物的质量，不能直接根据化学方程式进行计算混合物中二氧化锰与氯化钾具体多少。因此，根据质量守恒定律得知，反应前后物质总质量不变，反应前后固体混合物的质量差就是生成氧气的质量。

（二）根据反应前后某元素的质量守恒求解

根据质量守恒定律可知，同一种元素在化学反应前后质量守恒，知道某元素质量守恒准则，下面这类题目将会迎刃而解。

例3：将4.0g的某金属样品投入到100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸中，已知它们能完全反应，测得生成物硫酸盐中含硫、氧两元素的质量分数为80%，试求此金属的质量分数。

对于这道题目提供的信息，利用质量守恒定律中同一种元素在反应前后质量守恒可知，可以求得硫酸根的质量，然后再根据硫酸盐中硫和氧元素的质量分数80%这一信息，可以计算出正盐的质量，最后进一步求得参加反应的金属质量，则求得金属的质量分数为60%。这就是利用反应前后某元素的质量守恒寻找突破口，使得解题过程变得简单清晰。

（三）根据化学反应前后各原子的数目和种类守恒求解

有时候在面对众多物质时，我们需要牢牢抓住反应前后元素的原子种类和个数守恒，能让学生解题时可以把握解题方向，从而可以得心应手解决这类题目：

例4：我们知道一氧化碳是常见的有毒大气污染气体，而五氧化二碘（化学式I2O5）可以检测大气中一氧化碳的含量，其化学反应方程式为：I2O5+5CO=I2+5A，求该化学方程式中生成物质A的化学式。

对于这个题目提供的信息来看，可以利用质量守恒定律来解决问题，从物质在化学反应前后某元素原子数目与种类守恒来分析，不难求得A的化学式为CO2。

从以上几道例题来看，质量守恒定律可以概括为总质量守恒、元素种类及质量守恒、各元素的原子总数守恒，不可将其混淆，认为是重量守恒、分子数守恒或体积守恒等。此外，关于反应前后物质总质量守恒，必然会涉及参加化学反应的物质的质量的问题。对于化学反应后的生成物，结合化学反应方程式配比关系知道哪些没有参加反应的物质的质量，不可将未参加化学反应的物质的质量计算在内。

二、电荷守恒在初中化学解题中的应用

电荷守恒应用往往在化学溶液类的题目中，在各类化学溶液中也许存在着阴阳离子，且阴阳离子所带的正负电荷总数目是相等的，然而阴阳离子的数目未必相等。电荷守恒不但可以适用在一种溶质溶液中，也同样适用于多种溶质溶液中。

例5：某溶液中含有Na+、CO32-、Cl-三种离子，且Na+与CO32-的个数比为5∶1，求溶液中CO32-、Cl-的个数比为________。

对于这道溶液类的题目完全可以用电荷守恒定理解题，阴阳离子中正负电荷的代数和为零。设此溶液中Na+、CO32-、Cl-三种离子的个数分别为5A、A、x，得出5A×（+1）+A×（-2）+x×（-1）=0，解得x=3A，因此得出故CO32-与Cl-的个数比为A∶3A=1∶3。

三、化合价守恒在初中化学解题中的应用

化合价守恒是指化合物中正负化合价绝对值相等，也就是化合物中正负化合价的代数和为零。九年级是化学教学的启蒙阶段，认识化学式，学会正确书写化学式以及判断一些化学式的正误，是初中新课程标准的要求，而让学生能正确、快速地写出物质的化学式或准确无误地判断物质化学式的对错，最简便的方法就是利用化合价守恒。

例6：写出氧化铝的化学式________。这是根据物质的名称，运用化合价守恒写出化学式。此物质中铝元素为+3价，氧元素为-2价，根据在化合物中正负化合价的代数和为零的原则，采用十字交叉法，不难写出氧化铝的化学式为Al2O3。

还有一类题型解答也是运用化合价守恒，那就是根据化学式求某元素的化合价。在化合物中正负化合价的代数和等于零是解答此类题的基础，再根据化学式及化学式中无变价元素的化合价求有变价元素的化合价。

四、溶质质量守恒在初中化学解题中的应用

在初中化学溶液实验中，溶质的质量不因溶液的加水稀释或无溶质晶体析出的浓缩而改变，也是遵循守恒定律。因此溶质质量守恒经常用于溶液的计算，请看下面例题：

例7：在20℃时，质量分数为10%的某溶液100g，要想改变溶质的质量分数，从10%上升为20%，则需要蒸发掉多少克的水分？（提示：在20℃时，某饱和溶液浓度为28.6%）对于这道题而言，分析可知在蒸发过程中无晶体析出，题目中隐含的关系就是溶质在蒸发前后没有发生变化，这是基于溶液中溶质的质量守恒来解题。一旦从隐含的题目信息中找到了等量关系，问题就迎刃而解了。若是碰到有关加水稀释的计算，亦是如此。

五、结语

守恒思想在化学解题过程中起到了重要的作用，守恒思想是化学学科中的重要的思想，是化学题目中经常会用到的方法。守恒观在初中化学中的应用过程，是培养学生思维能力的过程，在利用守恒观解题时，应首先必须明确每一种守恒法的特点，分析并找出题目中隐含的某种等量关系，采取巧妙地解题方法给予正确解答。教师在教学过程中，应让学生充分理解守恒思想，引导学生运用该思想进行解题。

[参 考 文 献]

[1]杨俊峰.再谈质量守恒思想在初中化学计算中的应用[J].理科考试研究（初中版），2014（7）.

[2]戴静雷.守恒法在初中化学计算中的运用[J].试题与研究（新课程论坛），2013（20）.

[3]边春霞.质量守恒定律在初中化学中的应用[J].教育实践与研究，2013（2）.

[4]万金汉.守恒思想在初中化学解题中的应用[J].数理化学习（初中版），2014（11）.

（责任编辑：张华伟）

作者简介：林秋香（1980-），女，福建莆田人，福建省莆田市妈祖中学一级教师，大学本科。研究方向：初中化学教育教学研究。