守恒法在高中化学解题中的应用透析
2018-02-13赵海钦
赵海钦
摘 要:高中化学具有较大的难度,很多题目中都包含着多种因素,我们在解题时如果不使用正确的解题方法就会浪费我们的时间,且无法确保准确率。因此我们需要找到有效的解题方法。守恒法就是一种有效解题方法,可以节省我们的解题时间,同时可以确保准确率,本文分析了守恒法在高中化学解题中的应用。
关键词:守恒法;高中化学解题;应用策略
守恒法是高中化学解题中一个常用的解题思想,主要就是通过发生化学反应前后反应物及生成物间的总质量守恒,或者是某种元素的守恒,进而可以更快的解题,能够确保解题的准确率。因此,我们需要在化学解题中熟练的应用这一方法,提升我们的解题效率和效果,也可以让我们更加明确化学元素的变化特点,对我们的化学学习具有积极促进作用。
一、守恒法的内涵
化学守恒法就是在多种物质发生化学反应时,反应前后电子及质量等因素的变化是守恒的,将一个元素质量守恒或者发生化学反应前、后反应物和生成物的总质量守恒,进而可以计算出要求的物质量[1]。要正确的应用这一方法就需要依照程序进行,我们在使用该方法时,需要先准确的分析整个化学反应中每个物质的变化形式,进而可以掌握每个量相互间的关系,在分析这种联系时可以从两方面入手,首先,可以将每种元素的存在形式渗透到整道题目中;其次,可以写出几个化学反应关系式,进而从中找出相互之间的隐藏关系。
二、守恒法在高中化学解题中的应用
(一)质量守恒法
高中化学和实际生活具有紧密的联系,学习化学对我们的生活也具有积极促进作用[2]。高中化学不同于初中化学,知识点在难度、深度、广度、抽象性上都得到了提升,知识结构也更加复杂,这就增加了我们学习的难度,特别是在解化学题目时会更加感到困难。因此,我们要想改变这种情况,提升自己的解题效率和效果,就需要掌握多种有效的解题方法,确保我们可以顺利的解题。守恒法就是一种有效的解题方法,在解题中应用该方法,可以有效发挥出质量守恒法的效果,就是化学反应中,所有物质的质量是不会发生变化的,在这一前提下进行解题,依据守恒法基本原理,反应前、后,物质质量的化学性质不会出现变化,这是问题解决的关键点,因此,在解化学题目时使用守恒法非常重要。例如,在题目:“将一定质量的KOH固体放置在空气中,这时物质中含有7.2%的碳酸钾,还有2.8mol的水,取出1g的该类物质放在浓度为3mol·L-1的盐酸中,溶液的总体积是50mL,然后用浓度为1.07mo1·L-1的氢氧化钾总共30mL来中和剩余的部分盐酸,求出此时固体质量是多少?”中,在解决这道题目时我们就需要先分析,样品中的固体是KCl,氯元素都来自于盐酸,结合质量守恒法,可以得出等式:n(KCl)=n(HCl)=3 mol/L-1x0.05L=0.15mol,可以计算出其质量是11.175g。可见,应用该方法解题可以帮助我们正确的解题,可以促进我们分析问题和解决問题能力的提升。
(二)元素守恒法
元素守恒法顾名思义就是在整个化学反应中所有的化学元素种类不变,只是以不同的形式存在,在解题中应用这一方法也可以让我们高效的解题[3]。如,在题目“把4.2克铝与过氧化钠的混合物共同放入到一定量的水中,待完全反应后,当无多余固体时,再加入100.00mL4mo1/L的盐酸,刚好使反应产生的沉淀全部消失,问原混合物中铝与过氧化钠的质量分别是多少克?”中,其中的反应步骤比较繁琐,要是使用一般的方法解题就会很复杂,而应用元素守恒法就可以让解题过程变得简单,解题中需要注重挖掘后放入盐酸所得的溶液中溶质是氯化铝和氯化钠这一点。假设铝的物质量是Xmol,过氧化钠的物质量是Ymol,就可以得到算式:27g/mol*X+78g/mol*Y=4.2g。再结合铝、钠、氯元素守恒可以得到X+2Y=4mo1/L-1*0.1L,将两个式子放在一起组合,就可以得出X=0.062mol1;Y=0.01mol,进而求出铝的质量是3.42g,过氧化钠是0.78g。
(三)电子守恒法
通常电子守恒法都在氧化还原反应中进行应用,主要是在氧化还原反应中存在电子的得失问题,而得失数量就需要遵守守恒定律,反应中得到的电子总数等于失去的电子总数[4]。在解题时,我们就可以用电子守恒法,更加高效的解题,如:“在浓硝酸中完全溶入镁和铜的合金4.6g,如果硝酸发生还原反应产生300m1四氧化二氮以及4000m1的二氧化氮气体,那么在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,求生成的沉淀的质量”,在这道题目中根据题干可以知道氢氧化镁和氢氧化铜是最后的沉淀物,依照电荷守恒可以知道n(OH-)=2n(Mg+)+2n(Cu2+),镁离子及铜离子所带正电荷总物质的量等于合金失去电子总物质的量,电子转移的总物质量就是四氧化二氮以及二氧化氮所转移电子的物质量,可以知道氢氧根物质量是
1x4L/22.4L/mol+2x0.3L/22.4L/mol=0.46mo1,而沉淀质量就是合金质量和氢氧根质量的和,质量为12.42g。
(四)物质量守恒
这是从微观上来看的,就是在化学反应前后,原子总量是不变的。物质量就按照守恒法,结合反应过程中某一物质总量作为基础进行计算,在解题中应用这一方法,可以让多步反应计算变得简单,可以减少计算量和计算步骤,有效的求出计算结果。
结束语
综上所述,化学是我们高中学习中一个重要的科目,在解决化学题目时经常会碰到一些部分反应过程、计算过程比较复杂的题,要是使用一般的方法解决,不仅会浪费时间,还会无法保证准确率,这时我们就可以使用守恒法解题,可以将复杂的问题变得简单,提高我们解题的效率和效果。因此,我们需要掌握不同守恒法的特点,进而在解题中更好的应用,挖掘题目中的守恒关系,提高我们的解题正确率。
参考文献:
[1]周萍.高中化学复习教学中提高学生的主体性.中学生数理化(教与学),2017(06).
[2]章细宏.守恒思想在高中化学解题中的应用.中学生数理化(教与学).2017(06).
[3]张秀霞.高中化学实验教学中学生探究能力的培养.中学课程辅导:教学研究.2015(06).
[4]张昊.思想在高中化学教学中的应用——探讨守守恒恒法解题技巧理科考试研究[J].2015(05).endprint