守恒法在高中化学解题中的应用管窥

摘 要：高中阶段的教学中，化学作为一门重要的学科，在学生的考试和升学中占着重要地位。高中化学知识内容学习时，学生会遇到各种类型的问题，在解题的过程中，如何引导学生进行问题的归类，获取更加简捷、高效的解题方式，对于学生来讲有着重要意义。守恒法是高中化学解题中常见的方式，主要是利用化学反应前后，反应物和生成物之间总质量守恒或者某一元素质量守恒的原理，进一步计算各物质的量。文章中结合高中教学化学解题，提出几点守恒法的应用策略。

关键词：高中化学；解题；守恒法；应用

在化学世界中，物质无时无刻不在发生着变化，但在变化的过程中遵守着一个永恒的规律，就是守恒定律。因此，高中化学解题的过程中，出现了守恒法的解题方式。在解题的过程中，运用守恒定律，不需要过分追究过程和细节。考虑反应体系中相互作用前后的变化，能够减少复杂的计算，优化解题的过程，保证解题的效率和质量。高中化学解题中，借助守恒法，快速构建数量关系，实现问题的有效解答。

一、 借助质量守恒，解答化学问题

质量守恒主要是指在和周围隔绝的物质系统中，发生怎样的化学反应和变化，其总质量始终保持不变。根据化学反应前的反应物和反应后的生成物的总质量相等的规律，进行化学计算和推断，实现化学问题的有效解答。

例题：某烃0.1 mol，与在标准状况下为20 L的氧气（过量）充分反应之后，迅速将混合气体通入足量的Na2O2粉末中，在一定设备条件下，使得气体完全反应，此时粉末的重量增加15 g。经过处理之后得到的气体是14.4 L（标准状况）。该烃可以是溴水褪色，通过计算求解该烃的分子式，并且写出可能的结构简式。

分析：此题有多种解题方式，如果按照常规的解题方式，求解最后的结果，求解的過程中就会变得比较烦琐复杂。通过分析题目中的已知条件，寻找本题目解题的关键点，根据反应前后的质量守恒定律解题，了解反应物和生成物都有哪些，了解反应物和生成物的质量以及其数量关系是怎样的。

解：假设该烃的质量为M，经过分析可以推断出14.4 L气体均是氧气。根据质量守恒可以得出，烃和氧气质量的减少量就是Na2O2粉末增加量。计算求解得出M=70。所以得出该烃的化学式是C5H10。因为该烃可以使溴水褪色，所以其为烯烃。该烃的结构简式可能是CH2CH—CH2—CH2—CH3、CH3—CHCH—CH2—CH3。

二、 利用元素守恒，解决化学问题

元素守恒主要是指在化学反应的前后，各元素的种类没有发生变化，元素的原子个数保持不变。元素守恒主要有原子守恒和离子守恒。在化学解题的过程中，使用元素守恒的方式，只需要寻找反应结束时，离子的对应关系，根据其守恒关系，计算出相应的结果。

例题：有一些在空气中放置一段时间的KOH固体，经过分析测量得知其含水2.8%、含K2CO337%，取1 g该样品，投入到25 mL 2 mol/L的盐酸中之后，多余的盐酸使用1.0 mol/L的KOH溶液30.8 mL恰好能够完全中和，求解蒸发中和后的溶液可以得到的固体质量是多少。

分析：通过分析确定最后的固体产物是KCl，根据氯元素守恒，通过盐酸物质的量浓度计算出KCl的物质的量，进一步计算出固体的质量。

解：K2CO3和KOH和盐酸发生反应的产物均是KCl，盐酸过量，并且使用相应的KOH溶液刚好中和，最后生成KCl。因此蒸发后所得到的固体是KCl，根据反应开始和反应结束时Cl元素守恒可以得出：n（KCl）=n（HCl）=0.05 mol，经过计算得出KCl的质量是3.725 g。

本题主要考查混合物的计算，难度并不大，主要是利用元素守恒，实现计算步骤的优化，运用相应的守恒思想。

三、 利用电荷守恒，解决化学问题

电荷守恒主要是针对任意电中性的体系，例如化合物、混合物等，其电荷的代数和是零，也就是正电荷总数等于负电荷总数。利用化学反应前后电荷总量不变的定理，开展相应的计算和推导。通常情况下，在溶液离子浓度关系推断中使用，在反应中，某些量的计算中也会使用此种方式。

例题：将aL由（NH42SO4和NH4NO3组成的混合溶液分成两等份，一份加入bmol烧碱，并且进行加热处理，刚好将NH3赶出；另一份中使用cmol BaCl2溶液，沉淀刚好完全，那么原溶液中c（NO-3）为。

分析：在解题的过程中，化学反应非常的复杂，数量关系处理比较烦琐，如果根据化学反应进行量的计算，非常的复杂。因此，根据电荷守恒的原理，可以轻松地进行计算、解题。

解：根据题目中的已知可以得出，aL的混合溶液中含有2bmol的NH+4和2cmol的SO2-4，根据电荷守恒可以列出相应的计算式，通过计算可以得出答案是2b-4camol/L。

本题主要是考查水的离子积常数、水电离的影响因素以及水的电离平衡等知识点，巧妙地应用电荷守恒。

四、 根据电子得失守恒，解答化学问题

高中化学解题中，电子得失守恒主要是在氧化还原反应中，氧化剂得到一定数量的电子数，和还原剂失去的电子数量相同。在氧化还原反应、原电池和电解池中，都是同样的。例题：将纯铁丝5.21 g溶于过量的稀盐酸中，在加热的条件下，使用2.53 g KNO3去氧化溶液中的亚铁离子，等到反应后，剩余的Fe2+需要12 mL0.3 mol/L的KMnO4溶液才能够完全氧化，写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。

分析：铁和盐酸发生完成反应会生成Fe2+，根据题目中可以得知Fe2+分别和KMnO4溶液和KNO3溶液发生氧化还原反应，KMnO4被还原生成Mn2+，那么KNO3被还原的产物是什么呢？根据电子得失守恒进行相应的分析和计算得出其还原的产物是NO。因此，硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式是：3FeCl2+KNO3+4HCl3FeCl3+KCl+NO↑+2H2O。

五、 结语

高中化学作为高中阶段的重要学科，其解题教学中，应当注重学生解题方式的培养。运用守恒法，对化学反应的过程开展相应的分析，了解化学反应中的数量关系，科学合理地利用守恒法，开展化学问题解题，优化解题过程，减少不必要的计算，做到事半功倍。在实际解题中，可以根据质量守恒、电荷守恒、元素守恒、电子得失守恒等原理，寻找题目中的隐藏条件，注重学生创造性思维的培养，灵活地应用守恒法，实现问题的有效解答。

参考文献：

[1]杨洋.守恒法在高中化学解题中的应用分析[J].数理化解题研究，2016（25）：76.

[2]刘霞.守恒法在高中化学解题中的应用分析[J].中学化学教学参考，2016（18）.

作者简介：

赵虎，甘肃省临夏回族自治州，甘肃省临夏中学新校区。