高中化学解题中守恒思想的应用探索

摘 要：化学反应的本质是反应前后总质量不变、总原子数不变、化合价升降总数相等，体现出化学元素在反应中的守恒本质.在进行化学试题分析和解答的过程中，运用化学守恒思想，往往能够直击试题核心，有效地解决问题，避免了纷繁复杂的化学变化过程，降低了试题的计算量，体现出化学变化过程中各种量的变化关系，提高试题解答的正确率.文章以具体的化学试题为例，对在高中化学试题中如何进行守恒思想的应用进行探析，以期起到抛砖引玉的作用.

关键词：守恒思想；高效解题；高中化学

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2023）21-0119-03

收稿日期：2023-04-25

作者简介：张世华（1969.5-），女，甘肃省张掖人，本科，中学高级教师，从事高中化学教学研究.

新课程改革背景下，高中化学试题也越来越注重考查学生的化学素养，要求学生能够透过纷繁复杂的化学过程看到化学本质.守恒思想是化学反应的精髓，能够避免一些无关信息和反应过程的干扰，通过守恒思想有效解决化学问题.化学守恒思想体现了化学反应的本质，是化学学习和探究的基础，依据化学试题的条件，合理地利用守恒思想，往往能够化繁为简，减小运算量，提高试题解决的准确性，培养学生的化学综合能力.

1 利用质量守恒解决问题

化学反应过程是旧物质生成新物质的过程，虽然物质发生变化但是其总质量不变，在一些反应过程复杂或是反应物比例不明的试题中，通过质量守恒往往能够迅速找到突破口，抓住问题的关键所在，高效解决试题［1］.

例题1 在一次化学实验后，由于学生操作失误，一瓶氢氧化钠固体被敞口存放了一段时间，现在某小组为了测试其是否变质，取13.5 g固体放到烧杯中，随后用质量分数19.9%的稀硫酸进行滴定，当用反应完全后，测得稀硫酸用量为75 g.反应后，烧杯中的溶液总质量为86.3 g，试判断这瓶氢氧化钠是否变质，如果变质，计算出杂质的质量分数.

解 反应前质量：13.5 g+75 g=88.5 g，反应后质量86.3 g，反应前质量大于反应后质量，说明除了2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O反应外，还有其它物质参与反应，因此氢氧化钠已经变质.

氢氧化钠在空气中与CO2反应生成碳酸钠，碳酸钠与稀硫酸生成二氧化碳气体，根据质量守恒，反应后减少的质量即是二氧化碳的质量，设碳酸钠质量为x，由此可得：

评析 对于合金问题或是混合物参与的氧化还原反应，求出各个物质的量会非常复杂，计算过程也多，涉及各个步骤的化学方程式，学生很容易出错.通过反应物和生成物之间的电子转移平衡规律，能够构建反应物与生成物之间物质的量的关系，不需要计算其中的各个物质的单个质量，从整体上解决问题，既提高了解题速度，也提高了解题正确率.

5 利用原子守恒解决问题

在混合物或是多种物质进行反应的时候，往往不容易确定各种物质之间的比例，通过化学方程式不容易发现解题思路的时候，通过原子守恒的应用，能够更好地梳理混合物质之间的关系，明确解题思路.

例题5 在硫酸亚铁和硫酸铁组成的混合物中，某实验小组通过实验的方法测得混合物中硫元素的质量分数为m%，那么混合物中铁的质量分数为多少？解 由于混合物中的硫酸亚铁和硫酸铁比例不确定，因此不能够直接计算出其中铁的物质的量.对FeSO4和Fe2SO43的分子式进行观察，可以发现硫酸根具有相同的结构，其中硫与氧气的比例固定，通过原子守恒可以得出氧元素的质量分数为：16×432×m%=2m%，因此，混合物中铁的质量分数为：1-m%-2m%=1-3m%.

评析 在化学反应或是混合物质中，依据化学中一些常见离子的结构，能够得到其中各个原子的比例，这样通过原子守恒能够得到离子中各个元素之间的关系，将复杂的问题转化为简单的问题.

总之，化学反应和变化是物质的变化，其本质是原子的重新组合，因此满足守恒定律，在解题过程中，依据试题的条件，合理地应用守恒思想，通过质量守恒、电荷守恒、元素守恒、电子守恒、原子守恒等构建已知条件与所求问题之间的关系，避开纷繁复杂的化学反应和变化过程，直接体现化学本质的规律，高效地解决问题.

参考文献：

［1］ 章细宏.守恒思想在高中化学解题中的应用［J］.中学生数理化（教与学），2017（6）：96.

［2］ 陈翠环.电子守恒法配平氧化-还原反应方程式方法探究［J］.理科考试研究（高中版），2017（4）：58-59.

［3］ 李忠文.守恒思想在高中化学教学中的应用［J］.中学课程辅导（教学研究），2019（20）：68.

［4］ 徐益文.守恒法在高中化學解题中的应用分析［J］.文理导航（中旬），2017（9）：82.

［责任编辑：季春阳］