探析守恒法在高中化学解题中的应用

2017-02-06郭庆

数理化解题研究 2017年34期

关键词：阴离子阳离子总量

郭庆

(江苏徐州市第三中学 221000)

守恒定律是化学中的基本定律，纷繁复杂的化学世界中虽然会发生许许多多的变化，但是不管怎样变化，其物理量的值是固定不变的.

一、高中化学中的守恒法

1.原理

在化学中守恒定律表现为各种化学物质与物质之间虽然会在一定的条件下发生化学反应，但是发生反应之后的物质，不管是其物质总量还是构成物质的基本元素方面都是与之前的物质相一致的.

2.守恒法在高中化学解题中的基本使用步骤

在解题中运用时，首先要分析各物质经过化学反应之后出现了哪些变化，其次，据此对物质变化各量之间的关系进行明确.最后，通过题目中的已知条件以及之前做出的对各物质量的分析，从中找出隐藏关系，进而实现对化学题目的解答.

二、高中化学解题过程中守恒法的具体运用

1.质量守恒法

质量守恒法是指任何物质在一个孤立的系统中，不管发生何种变化，经历何种化学反应过程，物质的总量是始终不会改变的.

例1 有甲、乙、丙这三种物质构成的混合物，其中甲有25g，乙有10g，丙有5g，将该物质放入到密闭的容器当中并加热，待其发生相应的化学反应后停止加热.经过检测发现这时容器中甲成分为10g，乙成分为21g，且反应过程当中生成了一种新的物质戊，则化学反应后，反应物甲、乙、丙与生成物戊之间的质量比的关系.

解析解析该题目时，应该从该化学反应发生之前甲、乙、丙三个物质的物质总量来入手，该总量即经过化学反应后甲、乙、丙以及新的生成物戊的总量.在此基础上再弄清楚生产物和反应物各是哪些以及参与化学反应的反应物和生产物的质量.在该题目中，甲和丙物质的质量有所减少因此可以判定他们为反应物，其中甲的质量为25g-10g=15g，丙的质量为5g，总量相加少于反应之前的总量40g，因此乙和戊为生成物，其中乙的质量为21g-10=11g.根据质量守恒定律，将新的生成物戊设为x，则甲+丙=乙+戊，即15g+5g=11g+x，由此可计算出x=9g.所以该题目中各物质之间的质量比即为15∶11∶5∶9.

2.电子守恒法

电子守恒法最主要是应用于高中化学中的氧化还原反应中，在一个化学反应中，电子不论如何转移即得失或者偏移，电子的总数都是守恒不变的.通俗来讲，即一方失去的电子数也就是另一方得到的电子数.运用这一守恒定律，就可以高效的解决氧化还原反应中的计算题目.

例2 将14 g的铜银合金放入到浓度一定的硝酸中，让其发生完全反应，将该反应中生成的气体放入到标准状况的水中，正好能够被完全吸收，求该铜银合金中铜的质量.

解析该题目的实质为铜银遇氧后发生了氧化反应，根据电子守恒定律：x(Cu)×2+x(Ag)=x(O2)×4,通过计算可得合金中铜的质量为3.2 g.

3.电荷守恒法

电荷守恒法是指电解质溶液永远都保持着电中性的性质，就可以利用溶解在电解质溶液中的阳离子所带的正电荷的数量和阴离子所带的负电荷的数量是相同的这一原理来进行解题.即(阳离子的物质的量×阳离子的价数)=(阴离子的物质的量×阴离子的价数)，或者是(阳离子的物质的量的浓度×阳离子的价数)=(阴离子的物质的量浓度×阴离子的价数).

例3 需要配置其中含有NH4Cl 50 mol、KCl 16 mol、K2SO4含量24 mol的营养液，将其用于无土栽培中.其制作原料为KCl、NH4Cl以及(NH4)2SO4，求这三种物质物质的量分别为多少.

A.2、64、24 B.64、2、24 C.16、54、24 D.31、16、50