高中化学解题中守恒法的应用与解题对策

葛洪艳

(江苏省连云港市城南高级中学 222100)

在高中理科的学习中，素有得理综者得天下的说法，化学作为理科综合的一个组成部分，所占分值仅次于物理，这着实说明了这一学科的重要性.自然的世界里一切都是变化的，但是在化学的世界里却存在着一种平衡或动态平衡的情况，这就是所说的守恒定律.守恒法则是由守恒定律衍生出来的一种解题方法，它的出现可以大大提高学生们的解题速度，从而节约做题时间，争取更多的机会.

一、守恒法的具体内容

元素守恒法、电荷守恒法以及化合价守恒法是高中化学常用的解题方法.元素守恒法所涉及到的就是化学题目中，与化学元素的不变有关系的问题，在解题期间，可能应用到利用某原子的个数解题等的方法；电荷守恒法也比较常用，顾名思义，就是利用电荷的不变性来解题，电荷的得失与化学物质电子的转移变化息息相关，学生只要正确分析化学物质的电子转移就可以用好电荷守恒法；化合价守恒法，是利用元素或者物质的化合价不变而进行题目的解答，化合价的动态变化也可以应用化合价守恒法.

二、守恒法在高中化学中应用时的解题策略

1.元素守恒法

所谓的元素守恒法，可以简单理解为元素不变或者动态的变化着，意思就是整个化学反应过程中，某个元素虽然会与别的元素结合形成其他化学物质，但是它本身的质量或者物质的量是没有发生变化的，变化的只是这个元素所体现出来的形式.比如有这样一道题：已知有一种混合物由CaCO3和CaO组成，经实验分析得出其中Ca元素的质量分数为80%，现在从中取出20g样品，将样品放在高温炉里烧，再将烧过之后的固体物质放在蒸馏水中，假设该种固体最终都变成了氢氧化钙，请问共生成多少克的氢氧化钙呢？这道题就是一个典型的元素守恒法的例子，如果应用传统的化学解题方法，那么就需要写出每一步的化学方程式，导致一个简单的题目变得繁琐复杂，而应用元素守恒法进行题目分析，只需要将钙元素的存在形式列举出来，依次是碳酸钙/氧化钙-氧化钙-氢氧化钙.在分析过程中根据钙这一元素存在守恒关系，第一步可以根据Ca这一元素的所占质量比重，来计算出相应的质量，这样就可以通过质量计算相应物质的量，进而就可以轻而易举地算出氢氧化钙这一物质的质量，得出所求.

2.电荷守恒法

对于电荷守恒法来说，它最常应用在涉及到氧化还原反应的问题中，因为氧化还原中总是带有电子的得失，某一物质得到相应的电子那么另一种物质就失去了同样数量的电子，得失的电子总是平衡对等的.氧化还原反应在高中化学的学习中占有很大的比重，许许多多的反应都涉及到氧化还原，那么电荷守恒法的应用其实在高中化学中也非常重要.电荷守恒经常是和电解质溶液的电离与水解，又或者是参与到其他化学反应中，在求电解质溶液浓度的时候，电荷守恒法是很常见的，比如：在硫酸钠和硫酸铝的混合性溶液中，0.4mol/L为金属铝离子的物质浓度，0.8mol/L为硫酸根离子的浓度，抛设问题：金属钠离子物质量浓度？当看到有关于离子浓度，物质的量浓度等字眼时，解答某道题就可以应用电荷守恒法.这道题恰好符合了电荷守恒法的应用范围，这道题没有涉及到电子的转移，所以就要放到别的框架中去思考问题，然后可以根据整个电解质溶液是中性的，就是说负离子和正离子的数量互为相反数的，即金属铝离子所带的正电荷与金属钠离子所带正电荷相加，等于硫酸根阴离子的物质的量浓度，把已知的量带进去，就可以得到金属钠离子的物质的量浓度了.

3.化合价守恒法

任何化学物质都有化合价，正如电荷有正负之分，化合价也有正负的区别，所谓的化合价守恒就是在一个反应或者一组化学反应中，正化合价的物质数量等于负化合价的物质数量，从而保持反应的平衡状态.通过化合价的正负相抵就可以来进行一些题目的解答，最常应用的就是化学方程式的书写.无论是任何一个反应，它都有可能用到守恒法，亦或者电荷守恒与元素守恒、化合价守恒，一般在配平氧化还原反应方程式中会经常应用到化合价守恒，某一物质的化合价正负变化是相同的.正如这样一道题：已知目前有30mL的碳酸钠溶液，将这一溶液与70mL的浓盐酸完全中和后，再将溶液与多量的盐酸以及氢氧化钠进行混合，其中可以知道的是，浓盐酸的物质的量浓度为1mol/L，而氢氧化钠的物质的量浓度是2mol/L，当氢氧化钠的体积达到5mL时， 溶液由中性变化为酸性.问题是如果把浓度相等的浓盐酸替换成硫酸溶液，同时还要把氢氧化钠替换成氨水，溶液能够刚好达到平衡，那么题目中碳酸钠的物质的量是多少呢？这道题有点冗长，学生读完会感觉到枯燥，甚至有的学生会掉入出题人的陷阱，甚至被绕晕而打退堂鼓.其实，在解决这一问题时，只要一步步得去分析，再对于化合价守恒法进行应用就可以更好得解决问题了.首先，可以将所要求的物质碳酸钠的物质的量浓度设为一个未知数，分析题目中存在的守恒之处，就可以由此得出一个关于未知数的方程，进而就可以求出要求的问题.

三、守恒法在高中化学中应用的积极影响

在初中阶段学生就已经接触到一些基础的化学知识，高中化学则是在初中化学的基础之上，更加深入并且更加扩展的内容.就高中化学知识的涵盖面来说，高中化学内容广泛，要求学生掌握的内容繁多.对于高中学生来说，化学课程更加繁琐与复杂化，他们在化学的学习上需要付出更多的精力和时间；另外高中化学中一道问题可能包含几个章节的若干知识点，它是综合性的问题，而不只是单单的某一个确切知识，这就需要学生一步一步去分析题干.高中化学的解题方法更加多种多样，守恒法因为它特有的积极作用而可以被众多教师和学生应用.高中学生把守恒法应用在化学题的解答中，一方面守恒法可以使他们的整个解题过程更加连贯，使做题思路越来越清晰，当做完题目回头检查时，也更方便理顺思路，节约了大量阅读题目的时间，同时为他们其他题目的解答也省下不少时间；另一方面，守恒法其实是在潜移默化中培养着学生的逻辑思维能力，以及引导他们寻找线索抓住题眼的技巧，这种逻辑与思维能力，无论是应用在高中化学中，亦或是应用在高中其他科目的学习中，都会对学子有很大的帮助，而且这种影响是一个长期并且有效的.

总而言之，通过本文不难看出守恒法在高中化学中的应用范围之广泛，更从高中化学解题应用中看出它的便利之处.对于复杂又繁琐的化学问题，高中学会应用守恒法确实是一个不错的选择.化学是高中学习非常重要的一部分，学生熟练掌握守恒法的应用，在实践练习中不断培养自己的逻辑思维能力，一定可以使化学的学习更加完善，从而在化学的学习中更加得心应手.