守恒法在高中化学解题中的应用探究

2018-01-02王江涵

祖国 2017年21期

关键词：高中化学解题应用

王江涵

摘要：现阶段高中课改对于化学学习有了新的要求，鼓励使用创新思维解决化学题目，从而提高具体解题的效率。这其中，守恒法是所有化学解题方法中最为常见的一种方法，能够简化原有的化学题目。因此，合理利用该方法对于学习会有巨大的帮助。

关键词：守恒法高中化学解题应用

守恒定律是化学的基础定律，其代表化学反应永远保持守恒。因此将其加以利用，可以有效提高做题效率。通常而言，守恒法包括三种做题方法，分别为元素守恒法、电子守恒法以及电荷守恒法。本篇文章将会对其逐个讲解，同时列举相关案例进而一一进行分析。

一、守恒法的概述

（一）内涵的概述

通过资料可知，在化学世界中，所有公式和原理全部都遵循守恒定律，因此守恒法一直都是化学解题中非常实用的解题方法之一。加强对于此方法的分析和探讨，发挥其应有的应用价值，从而简化原本复杂的题目，在减少实际解题时间的同时，还提升了实际解题的正确率。

（二）质量守恒定律

化学中的守恒法主要是对于物质本身所产生的相关规律以及实际变化进行反映，所有化学物质必然遵循该规律，将自身的形态进行改变，从而转变为另一种形态。该定律也是化学的基础定律。

（三）能量守恒定律

化学通常是对于物质本身产生的变化进行研究，从而体现出物质本身能量运动的永恒性，如此也对于物质自身的转换进行了合理揭示。从本质上而言，守恒定律便是将化学中的实质以及不变的内容进行有机结合。

（四）应用的步骤

将守恒法应用于当前的化学解题中，最重要的一项内容便是需要对于化学反应中所有物质具体的变化进行精确分析，确保其满足能量守恒的需求。一般而言，可以通过某种元素在实际化学反应之后所产生的变化以及所有与题目相关的化学反应式之间的关系进行判断。

二、化学解题中的具体应用

（一）元素守恒法

元素守恒法通常是从化学物质的质量不会由于发生化学反应发生变化的原理出发，以此完成具体的解题。

例如，当前有一部分氢氧化钾完全存在于空气内部，且该物质中有7.3%的碳酸钾，且有2.7%的水。从中提取2克，将其全部放入60毫升且自身浓度为4mol·L-1的盐酸之中，之后再使用40毫升，且浓度达到1.08 mol·L-1的氢氧化钾。让其完成相关反应之后，计算最终物质实际的质量。

这类题目如果利用我们以往的计算方法，由于步骤非常繁琐，因此很容易计算错误。但是对其利用守恒法，分析该题目可以得知最终获得物质为氯化钾，且氯化钾中的氯元素全部来自于盐酸本身，所以我们可以列出以下公式。

n（KCL）=n（HCL）=0.06L*4 mol·L-1=0.24mol

最终可以计算出KCL的实际质量

0.24mol*74.5g·mol=17.88g

（二）电子守恒法

电子守恒法通常是根据元素自身的电子在实际反应中保持恒定作为出发点，以此完成相关题目的计算。

例如，当前使用浓度均为2 mol·L-1的盐酸和碳酸钾，其中盐酸为90毫升，碳酸钾为30毫升，将其完全中和，最终形成的溶液呈现出酸性的状态。之后再使用酸液对KOH进行中和，其实际浓度为3 mol·L-1，当容量达到5毫升时完全中和。如果使用硫酸对于氢氧化钾进行中和，且该硫酸的实际浓度为2 mol·L-1，此时一共需要使用约为2毫升的KOH。参考此条件，从而计算碳酸钾自身实际的浓度。

根据电子在化学反应中保持守恒能够看出，盐酸中的氯化钾和硫化氢的实际电子与碳酸钾本身相同，因此我们可以将碳酸钾自身的浓度设定为x，从而列出下面的公式。

3*0.005*2+x*0.3*2=2*0.002*3+2*0.09*2

最后算出该x的实际数值为3.08 mol·L-1

（三）电荷守恒法

电荷守恒法主要是根据实际化学反应中离子中所包含的电话保持恒定作为出发点，以此进行相关题目的计算。

例如，当前使用氯化镁与氯化铝进行融合，其容量为300毫升，而且锰的实际浓度为0.3 mol·L-1，而氯的实际浓度为1.4 mol·L-1。如果将锰元素从中全部分离，则需要添加的氢氧化钠为多少毫升，该氢氧化钠实际浓度为5 mol·L-1。

我们从题目的内容可以看出，Mg2+可以根据化学反应转化为氢氧化锰，而Al3+可以转化为二氧化铝。之后再按照电荷守恒法的原理，从中能够有效计算出Mg2+和Al3+自身的量，从而列出下面的公式。

c（Mg2+）*2+c（Al3+）*3=c（Cl-）*1

从中可以计算出c（Al3+）的实际浓度为0.3 mol·L-1

再根据相关关系式Mg2+～2OH-，Al3+～3OH-

最终可以计算出V（NaOH）=84mL

因此实际需要额外加入的氢氧化钠为84毫升。