守恒思想在高中化学教学中的应用——探讨守恒法解题技巧

包晓玥

(福建省长汀县第一中学 366300)

守恒法不仅是高中化学解题中的重要技巧与方法，而且还是高考解题中常用的解题方法，其特点就是抓住相关变化的始态与终态，忽视其中间的过程，通过其中的不变量构建关系式，以实现思路简化与迅速解题.因此，高中化学的教学当中，守恒思想是极其重要的，将守恒思想应用到化学试题解题中，不仅能够使解题速度得到显著提升，而且还能使学生实现轻松学习.基于此，化学教师需注重引导学生通过守恒思想构建起相应的关系式，将解题技巧提供给学生，从而使学生自身的解题效率得到显著提升.

一、质量守恒的应用

高中化学的教学中，守恒思想当中的质量守恒通常是其关键，且在化学的解题教学中得到广泛应用.质量守恒的定律主要指直接参与到化学反应的质量总和等于反应后各生成物质的质量总和.对于质量守恒定律而言，其主要表现为：(1)反应物的质量总和等于反应生成物质量综合；(2)溶液在稀释或浓缩的过程中，原溶液中的物质质量和变化后溶液中的物质质量相等；(3)反应物的减少总质量与产物增加的总质量是相等的.根据上述的相关关系式，就能构建起试题已知条件与未知条件之间的关系，忽略化学反应和变化过程，直接从质量守恒角度进行未知量的求解，有效解决过程复杂、混合物质比例未知的问题.

例1有一包铝粉和铁粉组成的混合物，先将其倒入足量盐酸中完全反应，然后往反应后的溶液中加入过量NaOH溶液，直至溶液中沉淀无变化为止，将沉淀进行灼烧得到红色粉末，干燥后，红色粉末的质量与原铝粉和铁粉组成混合物质量一致，求原铝粉和铁粉组成混合物中铝的质量分数( ).

A.40% B.30% C.60% D.50%

解析铁与铝都能够与盐酸进行反应，通入氢氧化钠以后，生成物都能够与氢氧化钠反应产生沉淀，在氢氧化钠过量的情况下，氢氧化铝沉淀会再次反应溶解，这样对稳定后的沉淀进行灼烧处理，得到只还有铁元素的三氧化二铁.由于红色粉末的质量与原铝粉和铁粉组成混合物质量一致，因此，元混合物中铝的质量分数即是三氧化二铁中的氧元素质量分数，经过计算可得30%.

二、原子守恒的应用

化学的本质就是原子的重新排列组合，产生新物质，但是不产生新原子，即抓住原始反应物与最后的生成物当中的某个原子的不变规律，找出其中的等量关系实施求解.

例2在适量的浓硝酸溶液中加入38.4mg的铜，当反应不再进行的时候，得到22.4mL的气体，那么，参与反应的HNO3的物质的量最可能的是( ).

A.1.6×10-3mol B. 1.0×10-3mol

C.2.4×10-3mo1 D.2.2×10-3mol

解析铜与硝酸的反应比较复杂，产物中的气体可能是NO、NO2或是二者的混合物，如果运用化学方程式的方法，不仅繁琐而且在不确定NO、NO2二者比例的情况下，也不易于计算，通过原子守恒，构建N与HNO3之间的关系，即一个氮原子对应一个硝酸分子，那么只要计算气体的物质的量，就能够得到硝酸物质的量，通过计算得出D选项，2.2×10-3mol.在对该题进行解答时，就需注重审题，看其是消耗，还是被还原.

三、电荷守恒法在高中化学教学中的应用

电解质的溶液或者离子化合物当中，含有的阳离子、阴离子电荷数是相等的，也就是阳离子的物质的量×阳离子的电荷数=阴离子的物质的量×阴离子的电荷数，根据该点可知：(1)离子化合物当中，阳、阴离子电荷数是相等的；(2)电解质的溶液中，阳、阴离子电荷数是相等的.

A. 0.15mol B. 0.20mol

C. 0.25mol D. 0.40mol

四、电子守恒法在高中化学教学中的应用

电子守恒的思想主要表示为化学反应物的电子失去的总数与得到的总数相一致，通常会运用在氧化还原反应当中的电子得失的反应求解，根据有关的关系方程可对化学问题进行有效解答.

例4Fe2(SO4)3和50.0mL羟胺酸性溶液(0.10mol/L)通过煮沸的条件进行全面反应，其反应后所生成的二甲铁离子和50.0mL酸性的高锰酸钾溶液(0.04mol/L)产生发生氧化反应，得出的羟胺氧化产物是( ).

A. NO2B. N2O C. NO D. N2

解析本题中，三价的铁离子和羟胺及二价的铁离子和酸性高锰酸钾产生氧化反应，因此，羟胺电子所失去的数目是通过高锰酸钾所获取的.这个时候，羟胺酸的N是-1价，因此，氧化后的产物N是x价，根据电子守恒得出[x-(-1)]×50.00mL×0.10mol/L=(7-2)×50.00mL×0.04mol/L，由此可得：x=1,因此，本题的答案为B.

五、能量守恒法的运用

化学反应中，计算反应热的过程当中，始终需注重节能的思想，明确何为能量守恒，其主要是两种或者多种方式的互相转变，或者物体间的互相转变，而对总能量的保持却是不变的.能量守恒的定律属于普遍且基本的规律.

ΔH3=+0.33kJ·mol-1

B.正交硫相较于单斜硫更稳定

C.相同物质量正交硫相较于单斜硫含的能量更高

D.(1)式是表示断裂的1mol O2当中的共价键吸收的能量所形成的1mol SO2当中共价键放出的能量要多297.16kJ.

解析本题所给的两个热化学的方程式是相减的，单斜硫就能转化成正交硫所释放的能量，因此，等物质量的单斜硫相较于正交硫的含量更高，且正交硫相较于单斜硫更稳定；热化学的方程式所表示的破坏的反应物当中的化学键需要的能量和生成的产物中化学键释放的能量差，D中忽略了单斜硫，因此答案是B.

综上所述，高中化学的教学中，各种化学反应中，守恒思想属于较为常见的一种解决化学问题的思路与方法，且在高考化学的试题当中，守恒类的习题占据愈来愈大，因此，学生在具体学习时，需勤奋练习，准确掌握相关化学反应的规律，在解题时，能够积极运用守恒思想，对问题当中的相关变量关系进行建立，并揭示出各种守恒的规律与特征，从而实现解题高效且简化的同时，实现学生学习化学知识的兴趣提高.