浅析守恒法在高中化学解题中的应用分析

【摘 要】 高中化学考试，时间紧题量大，熟练运用守恒法可以帮助学生快速理清题干中的数量关系，缩短解题时间，提高解题的效率和正确率。本文将详细介绍化学守恒法的三大类型，并结合例题，具体分析如何运用守恒法来解答化学题目。

【关键词】 守恒法  高中化学  解题应用

引言

时代在发展，技术在进步，以化学知识为核心的现代工农业技术更新迅速，给人类社会生活带来了天翻地覆的变化。因此，高中生应该重视高中化学课程，在夯实理论知识基础的同时，注重掌握高效解题的技巧。

1. 三大守恒定律

在解答化学题目时，合理的利用守恒法可以屏蔽掉题干中的各种无关描述和无关数据的干扰，免去书写化学式的繁琐，通过观察在化学反应中原材料和产物之间的某一不变的物理量，建立准确的数量关系，再通过简便运算提升解题效率。

1.1 质量守恒定律及其应用

质量守恒定律在宏观上是指，在密闭的反应条件下，参与反应的各元素在化学反应前后的质量相等;在微观上是指，在密闭的反应条件下，参与反应的粒子的个数在化学反应前后相等。因此，涉及到元素、原子或原子团的质量或物质的量不变的问题时，可以选用质量守恒定律，例题如下。

例1  在500ml浓度为4mol/L的HNO3溶液中，加入铁粉和Fe2O3，一段时间后，固体完全溶解，并生成NO气体22.4L（标况）。若要将溶液中的Fe全部转化为沉淀，需向溶液中加入2mol/L的NaOH溶液多少毫升？

初看這道题目，常规思路是先分别写出Fe和 Fe2O3与稀硝酸反应的方程式，根据NO的产量，推算出铁粉的量和溶解铁粉所消耗的稀硝酸的量;再用硝酸总量减去铁粉所消耗的稀硝酸的量得出Fe2O3所消耗的稀硝酸的量继而依据方程式算出Fe2O3的量;最后根据铁元素的总量算出Na元素的量。这种按部就班的思路虽然也能得出答案，但解题过程繁琐，浪费时间的同时增加了出错的可能性。因此，转变思路很重要。在反应发生后，Fe3+会和氢氧根结合，而Na+会和硝酸根按照1：1的比例结合，生成NaNO3，这时便可以运用物质的量守恒定律，利用Na+与硝酸根的关系，而不是Fe3+会和氢氧根的关系来计算消耗的NaOH溶液的体积。如题，Na+的量等于溶液中硝酸根的量，溶液中硝酸根的量等于硝酸总量减去NO的量，为2-1=1mol，NaOH溶液的体积等于Na+的量/NaOH溶液的浓度，为1 /2*1000=500ml。

1.2 电荷守恒定律及其应用

电荷守恒定律是指在电解质溶液中，正电荷与负电荷的总数相等。

例2  已知由未知浓度的硫酸钾、硫酸铝和硫酸混合而成的溶液pH值为1，其中，C（Al3+）=0.2mol/L，C（SO42-）=0.6mol/L，则钾离子的浓度为多少？

分析如下，溶液中的带正电荷的离子为0.1mol/L的带一个单位正电荷的H+、浓度未知的带一个单位正电荷的K+、浓度为0.2mol/L的带三个单位正电荷的Al3+;阴离子为带两个单位负电荷的SO42-，OH-浓度太小，忽略不计。不妨假设溶液体积为1L，因为混合溶液呈电中性，根据电荷守恒定律可以得出：C（H+）*1 +C（K+）*1+ 3C（Al3+） *1=2C（SO42-）*1，即C（K+）=1.2-0.6-0.1=0.5mol/L。

1.3 得失电子守恒定律及其应用

得失电子守恒定律是指在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数和还原剂失去的电子总数相等。

例3  48mL浓度为0.025mol/L的K2SO3溶液与40mL浓度为0.01mol/L的K2Cr2O7溶液恰好完全反应。已知反应后，SO32-变为SO42-，试求反应之后的Cr元素的化合价为多少。

题目探讨的是氧化还原反应中的化合价变化问题，首选得失电子守恒定律进行解题。在此次反应中，S原子由+4价变为+6价，化合价变化值为2，根据上文中的等式可以得知：0.0048L*0.025mol/L*1*2=0.004*0.01*2*Cr原子的化合价变化值，计算可知Cr原子的化合价变化值为3。在K2Cr2O7溶液中，K离子为+1价，氧离子为-2价，则铬离子为+6价。得到电子后，Cr元素的化合价降低，因此反应之后的Cr元素为+3价。

2. 结语

不同的守恒定律适用于不同的题型，学会判断在哪种题型中应该选用哪种守恒定律是快速解答化学题的关键。同时，学生在解题时还需要注意一些容易失分的点，例如，在使用质量守恒定律时，需要整个反应都在密闭条件下进行;使用电荷守恒定律和得失电子守恒定律时，需要注意化学式中原子的个数。唯有这样，学生才能通过守恒定律的运用，实现快速而准确的解题。

参考文献

[1] 张陆琰.守恒法在高中化学解题中的应用策略探讨[J].教书育人，2019（01）：59.

[2] 吴桐.守恒法在高中化学解题中的应用研究安排[J].课程教育研究，2018（33）：165.

[3] 胡海英.守恒法在高中化学解题中的应用探究[J].课程教育研究，2017（25）：172.

*作者简介：汪志愿 男 汉族 1980年7月  安徽省砀山县人  大学本科毕业  中学一级教师 研究方向：高中化学 单位：安徽省砀山中学