高中化学解题思维中的守恒法策略探析

龙伟程

【摘要】 随着新课改的普及与落实，高中化学的教学内容不断发生变化，这就要求学生在化学的解题思维上掌握有效地解决方法，方能促使自己在学习化学、解答难题中达到事半功倍的效果。守恒法在化学解题技巧上是最为基础的方法，无论化学反应是经过多种相互作用后得出的化学量，在其变化中均遵守守恒定律，因此，笔者通过对简单的例题进行分析，阐述质量守恒、元素守恒、电子守恒、电荷守恒、化合价守恒等方面在高中化学解题中的应用。

【关键词】 高中化学 守恒法 解题思维

【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2016）11-090-01

0

前言

“守恒”的本意是指儿童在认识变化发展的事物时，始终保持其量的平衡，而在化学中的定义则表示为：不考虑在化学反应中已经发生了多少细节的变化，只考虑其变化前后的化学量是否处于守恒状态。据相关的化学研究指出，在化学解题中只要根据守恒定律对化学反应物进行分析，就会大幅度降低题目的难度以及节省了学生的解题时间，因为一切化学发应都遵循守恒的定律，例如：质量守恒、元素守恒、电子守恒等，所以要求学生在进行化学学习时重视守恒法的运用，促使自己在进行化学解题时做到准确分析其变量与不变量的关联，从而达到学好化学的目的。下面笔者将以高中化学为背景，从几点常见的守恒法进行题型的解析，具体如下。

一、质量守恒

根据相关实验的结果表明，物体的质量始终具有不变性，无论是经过溶解还是分隔或是进行其它物理或化学反应，其质量始终处于平衡状态，可以将其归纳为：反应前后的物质总质量不变、元素的种类不变、各元素的总质量不变、原子的种类不变、原子的数目不变、原子的质量不变等。

例题：在化学反应2A+B=2C+D中，16gA和4gB恰好完全反应生成9gC，若只有8gA参加其中的化学反应，则生成D的质量是多少？解析：根据质量守恒定律，16gA和4gB恰好完全反应生成9gC的同时必然生成11gD，如果只有8gA参加反应，那么D的质量则为5.5g.

二、元素守恒

元素守恒指的是在参加化学发应的物质中的元素种类、原子个数，以及同一种元素的质量总和在反应前后均成为相等关系。

例题：若24.5gKClO3和2gMnO2混合物加热到质量不再减少的程度，剩余固体质量为16.9g，则反应中产生的氧气质量为多少？同时生成氯化钾的质量為多少？解析：在该反应中MnO2是催化剂，其质量在反应前后中不发生改变，所以可以根据题目将其关系表示为m（KCl）=16.9g-2g=14.9g，又根据质量守恒定律列举m（KClO3）=m（KCl）+m（O2），所以氧气的质量应为24.5g-14.9g=9.6g，而氯化钠的质量则为14.9g.

三、电子守恒

电子守恒指的是在氧化还原反应的过程中，氧化剂得的电子总数与还原剂失的电子总数相同。

例题：24ml浓度为0.05mol/L的Na2SO3溶液，恰好与20ml浓度为0.02mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应，则元素Cr在被还原的产物中的化合价是？解析：用电子守恒法，则可由题知K2Cr2O7为氧化剂，则Na2SO3为还原剂，S元素化合价变化由+4到+6；Cr元素的化合价变化由+6到+n.由此可得：0.05mol/L×24ml×2=0.02mol/L×20ml×（6-n）×2，得n=3.

四、电荷守恒

在化学反应中，反应物的电荷总数等于生成物的电荷总数，即在电中性体系中，阳离子带的正电荷总量等于阴离子带的负电荷的总量。

例题：将一段已除去表面氧化膜的镁条在空气中充分燃烧，燃烧产物溶于50mL1.8mol/L的盐酸中，再用20mL0.90mol/L的NaOH溶液中和过量盐酸。然后继续向此溶液中加入过量NaOH溶液，逸出的氨气用足量盐酸充分吸收，盐酸增重0.102克，试计算该镁条质量。解析：盐酸被中和后，所得为NH4Cl、NaCl和MgCl2的混合溶液，其中NH4+可由蒸发出氨气的质量即盐酸增重的质量为0.102g÷17g/mol=0.006mol，Na+、Cl-物质的量分别为0.020L×0.90mol/L、0.050L×1.8mol/L.可设Mg物质的量为X，由溶液中电荷守恒，得X×2+0.006mol+0.020L×0.90mol/L=0.05L×1.8mol/L，X=0.033mol.

五、化合价守恒

化合价守恒是指化合物或混合物中正负化合价的绝对值相同。

例题：氯元素有多种化合价，也能形成多种化合物，在KCIO4、KCIO3、KCIO2、KCIO、CI2、HCI中，氯元素的化合价由高到低的规律进行排列，为什么？请予以说明。解析：根据在化合物中正负化合价代数和为零为依据，KCIO4中氯元素显+1价，氧元素显-2价，设KCIO4中氯元素的化合价为W，可得（+1）+W+（-2）×4=0，则W=+7；KCIO3中钾元素显+1价，氧元素显-2价，设KCIO3中氯元素的化合价为Z，可得（+1）+Z+（-2）×3=0，则Z=+5；KCIO2中钾元素显+1价，氧元素显-2价，设KCIO2中氯元素的化合价为X，可得（+1）+X+（-2）×2=0，则X=+3；KCIO中钾元素显+1价，氧元素显-2价，设KCIO中氯元素的化合价为Y，可得（+1）+Y+（-2）=0，则Y=+1；根据单质中元素的化合价为0，CI2属于单质，故氯元素的化合价为0；HCI中氯元素显+1价，氧元素显-2价，设KCI中氯元素的化合价为Q，可得（+1）+Q=0，则Q=-1，故氯元素的化合价由高到低排列。

结语

守恒法虽然在化学教学中属于较为基础的解题方法，但是却贯穿于整个化学课程中，尤其是在推理和计算化学题的过程中，只有让学生熟练地掌握化学中的守恒法，才能促进学生的推理能力以及解题能力，同时还培养学生的独立思考能力，促进学生学习质量的有效提升。

[ 参 考 文 献 ]

[1]丁玉娟，陈茂林.守恒法在高中化学解题中的运用[J].理科考试研究，2015，22（13）：72-72.

[2]雷兴明.守恒法在高中化学解题中的应用探讨[J].理科考试研究，2015，22（13）：64-64.

[3]周小秀.浅析解答高中化学试题中如何巧用守恒法[J].理科考试研究，2015，22（11）：63-63.

[4]王贵武.守恒法在高中化学试题解答中的应用[J].理科考试研究：高中版，2014，21（21）：80-80.