守恒法在高中化学解题中的应用探究

王 振

(安徽省砀山中学 235300)

化学作为理科的重要课程，虽然只有较少的运算量，却更强调对于运算方法方式的理解能力，尤其对实际高考化学考试进行探究，其中大多数题目都可以通过熟练使用守恒法解决，而使用守恒法时就首先要明白已知与未知之间的关系，通过守恒这个根本对问题进行有效解决，因此，对大量的例题进行探究以帮助学生理解是较为重要的.

一、化学守恒法的应用根本

在化学课程中，对于化学反应前后有这样一个认知，也就是化学物质的性质和一些内部组成是不会发生变化的，也就是所说的守恒变化，就鲁科版高中化学必修一教学方面来说，一共有四点：质量、元素、电子、电荷守恒.也就是质量守恒：在化学反应中，参加反应反应物前后质量不变；元素守恒：在大量复杂的化学过程中，元素的种类和数量没有发生变化；电子守恒：氧化剂在氧还反应中与还原剂的得失电子数不变；电荷守恒：也就是任何溶液中正负离子电荷数相等.

二、守恒法应用及其例题探究

1.质量守恒的具体应用探究

给出质量守恒的几个例题，比如在一个容器中进行反应的过程中，一些气体的反应可以根据其质量不变，也就是质量守恒进行推算.

(1)以臭氧发生器这一容器为例，常考内容多为氧气和臭氧之间的转换，如果三份氧气会转化为两份臭氧，那么在发生器中装入100mL氧气，最后气体体积变为95mL，这一变化过程之后，所得到的混合气体如何求密度？首先要提醒学生，该容器的反应过程中，氧气并没有完全转化，因此根据质量守恒定律进行计算，首先考虑在进行密度计算时一定是质量除以气体体积，因此只需要算出混合气体的质量就可以，而根据质量守恒，混合气体质量和原气体质量是等同的，那么此时只需要根据已知条件计算，氧气在装入过程中的原本空气质量即可，而原本的氧气体积可以推导出氧的量，和氧气摩尔质量进行相乘即可得出混合体积密度为1.5g/L.

(2)燃烧问题也是高中化学常考的问题之一，那么0.1mol某烃和1mol过量的氧气进行混合，将两者充分燃烧之后将气体通过足量过氧化钠，此时发现固体质量15g，而经过过氧化钠之后，逸出气体为16.8mL，那么由此如何进行该烃的分子式推断呢？这种题型通过常规解法会比较麻烦，首先需要注意的是，逸出气体一定是氧气，这是因为题目中给出了足量的过氧化钠，而之所以困难的原因是因为常规解法需要对剩余的逸出气体进行分析，而根据上文所述，是1mol过量的氧气，这也就是说明，最后的气体之中，仍然包括着剩余的氧气和大量化学反应之后出现的氧气，比如在燃烧产物二氧化碳和水进一步通过过氧化钠时，也会产生出氧气，如果由此入手，此题就会变成一个难点问题，那么如果通过质量守恒方法进行解决，就不用进行较为麻烦的考虑，具体解决可以将题目中的0.1mol烃质量设为x，而由题可知1mol氧气质量为32g，那么两者相加就等于固体增加的质量和最后逸出气体的质量，固体增加的质量在题目中已经直接给出而逸出气体的质量则可以通过，因为知道逸出气体为氧气，计算其物质的量与摩尔质量相乘即可得出逸出气体质量为24g.那么此时就可以得出x为7g，而相应的，也就是烃相对分子质量为70，也就是分子式为C5H10.

2.元素守恒的具体应用探究

直接在空气中进行的反应，一般是液体、固体的相关问题，尤其是大多数都是在溶液中进行反应，例如：

氢氧化钾固体在空气中暴露之后，由于空气中有水分和各类气体进行参与反应，所以在分析以后，发现其中含7.62%的水分、2.88%的碳酸钾，而氢氧化钾的质量占90%，将1g该样品加入到46mL的1mol/L盐酸中，同时使用过量的酸与1.07mol/L氢氧化钠溶液进行中和，之后再次蒸发溶液，求固体的质量.这道题对于大多数高中生来说，已经算是难点问题，而其实只需要经过仔细分析，通过氯离子进行计算就较为方便，这主要是首先分析蒸发后的溶液中所的固体为氯化钾，而氯化钾当中的氯并不是空气中暴露氢氧化钾的固体成分，因此全部是来自于盐酸，那么可以得知整个过程中氯离子是守恒的，那么所得固体氯化钾的质量也就是0.046L×1mol/L氯离子乘以其74.5g/mol的摩尔质量，最终得出为3.427g，由此来看，只要掌握了元素守恒法，这其实是一道简单的问题.这样的问题其实在高考中，只需要进行分析，找出其守恒元素即可解决，因此在实际教学中不必过多探究.

3.电荷守恒法和电子守恒法的具体应用探究

电荷守恒法在选择题、填空题当中较为常见，主要是针对溶液电荷守恒进行计算，电子守恒在高中化学考试中应用范围较广，从选择填空题到大题之中都存在，因此对其理解较为困难，也需要进行大量的探究，一般先选择简单例题，以帮助学生进行理解以防止学生出现畏难心理.而在此主要提及其5种类型，并根据5种类型进行分析：简单反应、电化学、多元素参与反应、微粒先后反应和多步反应，鉴于其类型较多，应该进行专题探讨，此处不再研究.

只进行讲解引导而不要求学生进行实际使用，会使学生在掌握化学解题方法时变得困难，尤其是对于像守恒法这一类强调理解，然后进行预算的方式方法来说，通过大量的试题让学生熟悉并提高是有必要的，因此本文通过对守恒法使用质量元素、电子电荷等四个方面大量的例题讲解，保证了教学质量和学生的理解.