守恒法在高中化学解题中的应用分析

李圆

摘要：守恒法常被应用于高中化学习题解答中，其主要理论依据为化学物质经过任何改变后的总量、原子或电荷等不变，此理论能够将繁杂的化学习题简单化，能够使学生忽略冗余的变化过程，只考虑物质内在的变化，因此守恒法能够帮助学生从宏观角度上审视化学内部知识，深入理解化学知识，这对培养学生的宏观归纳思维有至关重要的作用，同时也有助于学生更为准确且高效的解答习题，因此其作为有效的习题解答方式已经被广泛应用于化学知识学习中。基于此，本文主要从质量守恒、电子守恒、电荷守恒以及物料守恒等多个方面出发阐述守恒法在高中化学解题中的应用。

关键字：守恒法;高中化学;解题;应用分析

引言：守恒法是指任何物質发生化学反应前后总会在能量上保持一致，化学习题解答中只需要把握这一要点即可，这个恒定的量可以贯穿在整个习题解答中，能量不变的定律即被称之为守恒法。守恒法不仅常被应用于物理学科中，其也是化学学科习题解答的主要理论依据。化学知识体系中常见的守恒法包含有电子守恒、质量守恒以及电荷守恒等。这些守恒法的本质是物理在发生变化时或反应时总有一个不会改变的量，借助这个不会改变的量就能分析出物体在发生变化前后的反应过程，进而帮助学生梳理化学知识。

一、质量守恒

守恒定律不仅常被应用于物理知识体系中，也常见于化学体系中，化学物质虽然构造复杂且化学反应繁琐，但反应前后的质量值遵守守恒定律。化学反应过程虽然复杂繁琐，涉及多个化学物的内部构造，但其依然遵守能量守恒定律，即化学反应前后质量不变，质量相等原理可以作为解题和化学问题思考的主要依据，其反应前后的总质量或反应物的总质量遵循守恒定律。例如，将5.5g的一氧化碳和氢气混合，其中一氧化碳的平均分子质量为15.5，继而在混合物中加入定量的氧气，并对其进行加热，使其充分的燃烧后再快速放入固体状态的过氧化钠，求问容器中的固体总重是否有所变化。依据守恒定律，整个化学反应过程中物体质量保持不变原理，可以得出固体总重并不会改变。质量守恒定律可以衍生出多个解题思维，如反应前后的总质量、可逆反应的总质量、结晶溶质的总质量等均是质量守恒的不变量，以此为解题依据可以列出化学物质反应前后的质量等式，从而计算出某种反应中所加入的其他物体质量。例如，将质量为4.2克的一氧化碳和氢气混合，其平均分子质量为14.4，在这样的物质中混入氧气，使其充分混合后继而加入过氧化钠，求问混合后的固体总质量增加了多少。根据质量守恒定律可以得出化学物体在化学反应前后的总量不会变，所以无论增加多少氧气，容器中的固体的质量都不会发生变化。

二、原子守恒

原子守恒中的不变量是指化学物体的原子总量不变，即化学物体之间或物体受到高温变化后在形态或质量上可能会有所变化，但其原子总量一定不会发生变化。原子守恒常被用于溶液反应习题解答中。例如，将1.0毫升的二氧化碳加入至3Lmol/L的氢氧化钠溶液中，两种物体融合后会发生一定的化学变化，求问容器中各反应物的质量比。根据题目描述，可以得出化学反应式来：2NaOH+ CO2=H2O+Na2CO3，二氧化碳和氢氧化钠会产生化学反应，继而产生碳酸钠，反应生成的碳酸钠会继续与二氧化碳产生发应，最终生成小苏打，即人们俗称的纯碱。小苏打是强电解质，其极易溶于水，同时也极易被氧化，小苏打与二氧化碳、水等也会产生反应，这样题目就会变得较为复杂，但依据原子守恒定律，物体无论经过何种变化，其内部的原子是守恒的，这样该反应过程中钠元素和碳元素不会变化，如此就可以根据钠和碳的总量列出二元一次方程式即A+B=0.8mol，A2+B=1mol，继而可以计算出碳和钠的比值为3：1，依据守恒定律可以精简的计算出元素的比值，从而可以忽略复杂的化学等式计算过程。

三、电子守恒

氧化还原几乎贯穿着整个高中化学理论基础，氧化还原理论可以衍生出各种类型的化学题，也因此常见于高考化学试题中，对高中生而言，必须掌握氧化还原的原理和过程，才能应对复杂的高考试题，而氧化还原同样遵守守恒定律。电子守恒与原子守恒类似，该守恒定律的不变量为电子，即反应前后溶液中的电子总数不会发生变化。

例如下面这道题目，浓度为0.001容量为60毫升的羟氨酸性溶液中加入硫酸铁，并用高温加热，加热后两种物质会发生化学反应，最终生成亚铁离子，这是一个氧化过程，亚铁离子会溶于高锰酸钾溶液中，求问最终产生的氧化物是什么？看似复杂的变化过程，若将其分解为氧化与还原过程即可迎刃而解，实际上，羟氨酸性溶液只是作为还原剂，亚铁离子是中间的媒介物质，开始被NH2OH从Fe2（SO4）3中将Fe2+还原出来，最后又成了氧化产物。因此实质上是电子在NH2OH和KMnO4之间转移，如此便可根据化学式计算出氧化物为9。

四、结语

守恒法是高中阶段的化学知识体系中极为重要的部分，其常被应用于高中化学习题街道中，通过守恒法的学习学生可以深入了解化学知识和化学物质内部的构造以及内部关系的变化。因此，高中化学教师应引导学生认识到守恒法的重要性，使学生学会融会贯通，举一反三。

参考文献：

[1]郑明昊. 守恒法在高中化学解题中的应用分析[J]. 2021（2019-1）：95-96.

[2]熊莉. 守恒法在高中化学解题中的应用探析[J]. 中学生数理化：学研版，2020.