刘炳秋
【摘要】守恒思想是解决初中化学问题的一种极其重要的方法和技巧。运用守恒思想,关键是抓住有关化学变化的始态与终态,不需要纠缠变化过程的细节,利用其中某种不变的量建立关系式,从而简化思路,快速解题。笔者根据近几年中考化学命题的变化,总结出如何利用守恒思想提高学生化学计算的解题能力。
【关键词】守恒思想;初中化学计算;复习课
从近三年的中考年报分析:化学计算得分率都很低,说明化学计算对学生来说不仅仅是一大难题,更多是一种课改观念改变的体现。看待计算问题,不再是纯粹教学生解题的技巧,解题的程序,更重要的是背后“初高中衔接”观念的渗透,需要学生学会定量认识物质和物质变化;从量变角度分析物质变化及其规律。近三年中考计算题分值如下:
从表可以看出分值由7-6-8,化学方程式计算由2-2-4,说明试题难度加大,更加注重化学思想方法的考查——守恒思想。因此,以下是本人以初中化学方程式计算的复习课为例,阐述如何利用守恒法提高学生化学计算能力。
一、质量守恒的应用
质量守恒定律的内容,从宏观上阐述是:“参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物質的质量总和”;从微观领域阐述则是:“在一切化学反应中,反应前后原子的种类、个数(或数目)、原子质量前后没有变化,因此,质量守恒”。
例1.将3.16g高锰酸钾和24.5g氯酸钾混合加热段时间后,称得固体的质量为22.5g,则放出氧气的质量为( )
A.2.0g
B.14.1g
C.5.16g
D.9.6g
分析:本题有的同学会分别将3.16g高锰酸钾和24.59氯酸钾反应产生的氧气计算出来,再相加得到结果,因此计算很繁琐,因为没有说明完全反应。其实只需根据反应前后物质的总质量相等的原理进行计算即可。
因此,设反应生成氧气的总质量为X。则 3.16g+24.5g=22.5g+X
X=5.16g,固选C。
对应练习1:在一密器有A、B、C、D四种物质,一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下,试推断该密闭容器中发生的化学反应基本类型是A、化合反应;B、分解反应;C、置换反应;D、复分解反应
【解析】:根据质量守恒定律,物质A、B、D反应后质量减少,为该反应的反应物,物质C反应后质量增加,为反应的生成物,因此该反应属于三种物质生成一种物质的化合反应。
对应练习2:甲、乙、丙、丁四种物质在反应前后的质量关系如图所示,下列有关说法不正确的是
( )
A.参加反应的甲和乙质量比为14﹕26
B.丙可能是该反应的催化剂
C.丁一定是生成物
D.x的值是7
【解析】由图中数据分析可知,反应前后甲的质量减少了14g-2g=12g,故甲是反应物,参加反应的甲的质量为12g;同理可以确定丁是生成物,生成的丁的质量为36g-5g=31g;丙的质量不变,丙可能作该反应的催化剂,也可能没有参加反应;由质量守恒定律,乙应是反应物,且参加反应的乙的质量为31g-12g=19g,故X的数值为26g-19g=7g。A、参加反应的甲和乙质量比为12g:19g=12:19,错误;B、丙的质量不变,丙可能作该反应的催化剂,也可能没有参加反应,正确;C、该反应的反应物为甲和乙,生成物是丁,符合“多变一”的特征,属于化合反应,丁是化合反应的生成物,一定是化合物,正确;D、由质量守恒定律,乙应是反应物,且参加反应的乙的质量为31g-12g=19g,故X的数值为26g﹣19g=7g,正确。故选A。解题的关键是分析表中数据(反应后质量增加的属于生成物、质量减少的属于反应物),灵活运用质量守恒定律。
二、元素守恒的应用
在一些复杂多步的化学过程中,虽然发生的化学反应多,但某些元素的物质的量、浓度等始终没有发生变化,整个过程中元素是守恒的。
例题1:已知在CO和CO2的混合气体中,含氧58%,将该混合气体10g通过足量的灼热的氧化铜,完全反应后,再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色沉淀质量为多少?
【解析】:本题按常规方法通常是:先由求出10g的混合气体中CO和CO2各自的质量,然后求出CO质量生成的CO2质量,再得到反应后CO2的总质量,最后再从CO2质量算出生成的CaCO3沉淀质量,从而得出正确答案。这种方法显得十分繁琐,其实只要抓住反应最后得到的CaCO3沉淀中含有的碳元素全部来自10g混合气体,应该等于10g混合气体中含有的碳元素的质量,一切问题都迎刃而解了。
守恒思想已经是中考常考的一种学科思想,特别在化学计算这一版块。恰当地运用守恒法,对提高解题速度和破解中考难点都有很大的帮助。
守恒是世界物质存在的不变守则,无论化学物质如何变化,其始终保持着内在要素的守恒性。
在初中化学解题中合理引入守恒思想,是为学生初、高中知识的衔接作铺垫,更是为学生快速找到解题的突破口,进而提高学生的化学解题能力。
【参考文献】
[1] 章细宏.守恒思想在高中化学解题中应用[J].中学生数理化(教与学),2017(6):20.
[2] 林秋香.浅谈守恒定律在初中化学解题中的运用[J].中小学教学研究,2016(12):20.