守恒思想在初中化学解题中的应用

摘 要：将守恒思想运用到初中化学的解题过程中，不仅使整个教学变得更加轻松，同样也可以开拓学生的思维，使整个解题过程变得更加快速.但是守恒思想同样有一定的应用条件，尤其需要学生结合相关的课堂实际，有针对性地开展相关的问题.

关键词：守恒思想;解题应用;初中化学

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2022）23-0113-03

收稿日期：2022-05-15

作者简介：王庆越（1977.7-），男，山东省邹平人，本科，中学高级教师，从事初中化学教学研究.

1 守恒思想在初中化学解题中的应用模式

1.1 根据化学反应前后物质质量不变，开展相关的求解

根据化学反应的质量守恒定律，参加化学反应的各物质总质量和反应后生成的物质总质量是相同的，这也就意味着，反应前后的物质质量是不变的，处于质量守恒的定律中.例如，白磷和氧气在完全反应中会生成一定质量的五氧化二磷.只要该化学反应恰好完全反应，反应前后的物质质量是完全不变的，反应前后的氧原子、磷原子的总数、质量也是不变，只是在化学反应中分子会发生破裂，分子的总数会发生变化.所以，在遇到相关的求解问题时，学生就可以根据化学反应前后物质质量不变，开展相关的求解.以氯酸钾和二氧化锰混合制氧气为例，已知反应后的固体物体质量，结合反应前的固体质量，学生就可以通过分析化学方程式，得出最后制得氧气的质量.这个案例运用的化学方法同样是化学反应前后物质质量不变，也就是守恒定律在化学反应中的应用.这类题型在初中化学教学中非常常见，应用的范围也非常广泛.学生如果对守恒思想不了解，在化学计算中不能很好地应用守恒思想，就会带来一系列的问题，甚至会影响到化学解题的步骤或者思路.所以这也就需要相关的化学教师在开展日常的实验中，将守恒思想贯穿到实验过程中，让学生对守恒思想有更加深入的了解，从而应用到实际的问题解决中.

1.2 根据反应前后某元素的质量不变，开展相关的解题实验

根据质量守恒定律可以了解到，同一种元素在化学反应前后的质量是不会发生变化的.这也就意味着，无论是反应前还是反应后，元素的总质量是一定的.例如，将4 g的金属样品投入到100 g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸中，在完全反应后，形成了一定的硫酸盐，而该硫酸盐中含硫、氧两种元素的质量分数为80%，要求学生判断出该金属的质量分数.拿到这样一个例题，不少学生会陷入到迷茫之中，这道题目中并没有具体的给出该金属的质量分数以及一些比率，所以如果学生直接从理论上计算，是很难得到真正的结果，即使通过理论验证，过程上也非常复杂.这时，教师就可以带领学生换另一种思路，题目中已经提到了“完全反应”，也就是说，根据质量守恒因素，同一元素在反应前后的质量是不变的，所以无论是硫元素还是氧元素，反应前后的质量处于恒定中.所以根据这样一个质量等式，再依据题目中提到的硫酸盐中含硫、氧两种元素的质量分数为80%，可以轻松地计算出最后的质量，而最后依据反应的结果，可以计算出金属的质量，最后得出金属的质量分数.通过化学质量守恒定律，将原本较为复杂的一个求解方程式，变得更加轻松、简单，也通过这种方式给题目找到了一个全新的突破口，在整体上使解题过程变得更加清晰，也减轻了学生的学习负担.这类题目在初中化学中非常常见，尤其是当出现一些较为复杂的元素时，学生一时间很难找到突破口，就完全可以通过元素反应前后质量守恒的定律，开展相关的解题实验.

1.3 根据化学反应前后原子的数目和种类守恒，开展相关的解题

根据对初中化学相关题型的了解，往往在一道简单的化学题目中，会出现各种各样复杂的元素，有的元素对解题有帮助，有的元素却只是用来干扰学生的解题视线.

遇到这种情况时，学生就可以抓住守恒定律，根据化学反应前后原子的数目和种类守恒的要求，应用到化学解题中.例如，一氧化碳是一种有毒的大气污染源，不管是对环境还是人体都产生了极大的危害.而在化学中，为了检测大气中一氧化碳的含量和浓度，可以利用五氧化二碘進行检测.而在这个检测的过程中也发生了剧烈的化学反应，反应的化学方程式为：

I2O5+5COI2+5A

题目给出了相关的条件，并要求学生根据反应的情况，判断出A的具体化学式.这类问题看似非常荒诞，学生也摸不着头脑，事实上，却很好的体现了化学反应前后原子数目质量守恒的定律.也就是说，在化学反应前后，无论是氧原子、碳原子还是其他的元素，反应前后是不会忽然消失或质量上出现变化的.也就是说，“I2O5+5CO”出现的原子总数和“I2+5A”的原子总数目是完全一致的.根据这样的要求和特点，学生就可以轻松地求出A的具体化学式.在整个过程中既不需要复杂的化学计算，也不需要进行严格的思考，只是需要将守恒定律应用到解题中.

1.4 在电荷守恒、化合价守恒以及溶质质量守恒中的突出应用

电荷守恒、化合价守恒以及溶质质量守恒在初中化学中的应用范围较少，但一到遇到此类解题题目，学生如果不利用守恒定律开展相关的解题，会大大加重学生的学习负担.首先是电荷守恒，电荷守恒的应用范围集中在溶液类的题目中.在各类化学溶液中，会存在许多肉眼看不见的离子，这些离子绝大多数都是阴阳离子，也就是说离子内部所带的正负电荷数目是相等的，但阴阳离子的数目却并不一定是相当的.例如，如果在一个化学溶液中，该溶液中含有Na+、CO2-3、Cl-三种离子，而对于这三种不同的离子，已知Na+与CO2-3的个数比为5∶1，那么学生应该判断出CO2-3、Cl-的个数之比.此类类型题目有一个非常突出的特点，那就是并不会说出具体的数字，而是由一种抽象的比例来完成相关的例题.依据电荷守恒定律，阴阳离子所带的正负电荷数目是相等，这样才能使整体的溶液进行平衡，所以，依据这一点，可以直接通过溶液内部的化学方程式，计算出最后的比率.

对于化合价守恒来说，对同一个化学物质来说，要想使结构处于一种平衡状态，化学物质元素的正负化合价需要达到一种平衡，也就是说，无论是正化合价还是负化合价，他们的绝对值都是平衡的.在九年级的化学学习中，学生并不需要深入了解化合价的一些重难点，只需要简单的判断一些化合物的化合价，对此有一个简单的认识即可.所以此类问题的解决方法也非常简单，直接依据不同物质的正负化合价，得出化学物质正确的化学方程式即可.而这类题目也多数以判断题、填空题的方式出现，比如说要求学生依据化合价，写出氧化铝的化学式.学生除了进行日常的背诵，也可以依据正负化合价为零的方式，根据铝的元素+3价，氧的元素-2价，来判断出氧化铝的化学式.

在九年级下学期的化学实验中，学生已经需要接触到相关的化学溶液实验，就需要完成相关的问题，尤其是在初中化学的溶液实验题.溶液在化学反应的过程中，虽然会通过加水稀释，或者会有一定的蒸发产生结晶的过程，但在整体上，无论溶液的质量发生怎样的变化，溶质都不会发生变化.这也就是溶液中常用的溶质守恒定律.尤其是在九年级的相关化学作业中，这类题型的出现频率非常高，而且大多数是以应用题的模式.例如，在20℃时，100 g的某溶液质量分数是10%，这时如果需要提高溶液的质量分数，从10%上升到20%，就必须要对水分进行蒸发.那么对于这类溶液来说，应该蒸发掉多少克的水呢？这类题目看似非常复杂，甚至需要进行复杂的计算.如果学生利用溶质反应前后质量守恒定律，溶质在反应前后的质量并没有发生变化，依据这样的等量关系，就可以直接得出最终的水质量.同样在有关于加水稀释的相关题目中，质量守恒定律也非常好运用.这就是相关的化学守恒定律问题，无论是在化学填空题还是简答题，应用的范围都非常广，也需要化学教师在日常的教学中有意识地渗透，帮助学生培养将守恒定律运用到化学解题中的意识，从而提高学生化学学习的效率，更好地完成相关的学习.

2 学生在学习和应用质量守恒中应该注意的相关问题

守恒思想虽然在初中化学的应用性非常广，但同样也有一定的应用范围，需要学生在学习和应用的过程中注意.

2.1 理解好化学守恒的适用范围和思想

化学守恒思想虽然应用的范围比较广，但同样有一定的适用条件，不能随意应用到所有的化学题目中.初中学生在接受相关的思想后，往往会带来一种混乱感，题目尚未审清就直接将守恒定律运用到了解题中.但学生却不能将这理解为分子数守恒，或者说是体积守恒，也不能胡乱应用到相关的题目中，最后带来了一系列的解决问题.

2.2 具体了解反应前后的物质变化，注意相关的前提

对反应前后物质质量的总和要进行深入理解，不能遇到质量问题就直接应用质量守恒进行解答，必须要注意相关的前提，也就是是否进行了完全的反应.比如说氢气和氧气进行化学反应，但并没有进行完全反应，如果学生在解答此类问题时仍然按照质量守恒定律，就会带来一定的失误，反应后生成的物质数目也会因此变多，出现问题.2.3 注意化学反应中可能会有气体逸出

在有些特殊的初中化学题目中，化学反应后不仅会带来物质的生成，同样也会生成一定的气体.但这个气体一旦逸出到大气环境中，具体的质量就很难得到估算，如果此时学生忽视了气体的重量，仍然按照固体的方式开展相关的质量守恒计算，就会发生错误.这就要求学生不能只根据简单的质量数进行加减，必须要对反应的化学方程式进行分析，确保没有特殊情况后，在开展相关的气体计算问题.

2.4 守恒变化是自然界一切化学变化遵循的定律，与其他变化无关

虽然说在相关的物理变化面前，物质的质量同样是守恒的，但这并不意味着物理变化也遵循质量守恒定律.学生在应用守恒定律前必须要明白，守恒变化是自然界一切化学变化都应该要遵循的定律，但与其他变化无关.在相关的化学实验中，除了会出现一些化学变化，也同样会出现一些物理变化，这就需要学生进行系统的分析，做出正确的判断方式.

守恒思想在初中化学的学习过程中发挥了非常重要的作用，尤其是在化学的解题过程中.化学教师必须要大力培养学生的思维能力，帮助学生将守恒思想运用到日常的化學学习过程中，提高解题的效率.在利用守恒思想解决相关的难题时，学生也必须要了解到不同守恒思想的应用范围，了解好每个思想的使用特点，真正理解每个思想背后的含义.

参考文献：

[1] 钱海如，赵华.初中阶段守恒观构建的“进阶模型”研究——从“质量守恒定律”说起[J].化学教学，2019（8）：25～29.

[2] 韦新平.国内化学观念与促进观念建构的教学研究述评——以《化学教育》《化学教学》和《中学化学教学参考》2003～2013年文献为例[J].化学教学，2018（9）：20～24.

[责任编辑：季春阳]