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        高中化學(xué)試題中關(guān)于“守恒法”的有關(guān)研究

        2013-10-16 06:26:52謝曉鵬
        新課程學(xué)習(xí)·中 2013年7期
        關(guān)鍵詞:高中化學(xué)解題

        謝曉鵬

        摘 要:守恒法是指利用化學(xué)反應(yīng)前后參量之間的等量關(guān)系,通過分析得出所需參量變化值的方法。守恒法作為高中化學(xué)計(jì)算的一種重要方法,已被廣泛運(yùn)用到高中化學(xué)解題中,針對各種題型詳解守恒法在高中化學(xué)試題中的應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:高中化學(xué);守恒法;解題

        在自然界中,無論是化學(xué)還是物理反應(yīng)的過程,都存在這樣一種規(guī)律。一些參量在反應(yīng)前后會(huì)保持不變,如目前熟知的電荷守恒,質(zhì)量守恒定律等。因此,通過這類參量的守恒關(guān)系來求解試題的方法就是本文所說的守恒法。其主要特點(diǎn)是通過某一參量的守恒規(guī)律,規(guī)避掉反應(yīng)中間的復(fù)雜過程,從而可以快捷準(zhǔn)確地求解試題。

        本文將針對不同守恒定律在高中化學(xué)試題中的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)例分析,讓學(xué)生能夠進(jìn)一步掌握利用守恒法解題的方法,提高應(yīng)對高中化學(xué)的解題能力。

        一、質(zhì)量守恒定律在化學(xué)解題中的應(yīng)用

        質(zhì)量守恒定律是指參加某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物或者某一元素的質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化。質(zhì)量守恒定律可以應(yīng)用的方面主要包括:反應(yīng)物質(zhì)量不變,反應(yīng)元素質(zhì)量不變或者整個(gè)反應(yīng)過程中總質(zhì)量守恒,結(jié)晶反應(yīng)中溶液質(zhì)量不變。

        例1.在某化學(xué)反應(yīng)中A+2B=C+2D,已知C和D的摩爾質(zhì)量比值為9∶22.當(dāng)16質(zhì)量單位的A和B充分反應(yīng),產(chǎn)生44質(zhì)量單位的C,那么參與化學(xué)反應(yīng)的B和D的質(zhì)量比值為( )

        A.32∶9 B.23∶9 C.16∶9 D.46∶9

        解:由題意可知:A + 2B = C + 2D

        22 18

        16 m(B) 36 44

        根據(jù)質(zhì)量不變定律,反應(yīng)物B的質(zhì)量應(yīng)為36+44-16=64,那么參與化學(xué)反應(yīng)的B和D的質(zhì)量比值為64∶36=16∶9,所以答案為C。

        例2.在某容器內(nèi),足量的濃硝酸和1.28g的Cu粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng),那么當(dāng)Cu粉完全反應(yīng)完時(shí),能夠得到標(biāo)況下的2.24L氣體,那么該過程中參與反應(yīng)的硝酸為( )

        A.0.12mol B.0.11mol C.0.03mol D.0.08mol

        解:由于參與反應(yīng)的濃硝酸最終生成為兩個(gè)部分,一個(gè)是硝酸銅,另外一部分變?yōu)闅怏w,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)中N原子必定不變,不管最終生成的是何種類型的氣體。因此,最終參與反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是:

        N(Hno3)=n(氣體)+2n(Cu(NO3)2)

        =1.92g/64g·mol-1+1.12L/22.4Lmol-1

        =0.03mol

        二、原子守恒定律在化學(xué)解題中的應(yīng)用

        原子守恒定律是指在化學(xué)反應(yīng)過程中,其中元素的種類和個(gè)數(shù)不變。這是從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)中引申推理出來的。化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)上是原子重新組合成新的物質(zhì)的過程,化學(xué)變化中,原子的種類和個(gè)數(shù)是恒定的,變化中它們按照新的組合方式組成新的微粒。

        例1.在氧氣中灼燒0.44g由硫、鐵組成的化合物,使其中的硫經(jīng)過一系列變化最終全部轉(zhuǎn)化為硫酸,用20mL 0.5mol/L的燒堿

        溶液恰好能完全中和這些硫酸。則原化合物中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為

        ( )

        A.36.4% B.46.2% C.53.1% D.22.8%

        解法一:普通方法

        先書寫方程式,再列式計(jì)算。而本題Fe、S化合物的化學(xué)式不定,因此,第一步Fe、S化合物燃燒方程式還需寫不定的化學(xué)方程式,這給計(jì)算帶來了更大的困難,即使不考慮鐵,只從S元素考慮,也有如下四個(gè)反應(yīng):

        S+O2=SO2;2SO2+O2=2SO3;

        SO3+H2O=H2SO4;H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O

        根據(jù)已知NaOH的量,逆推H2SO4,再由H2SO4推SO3,再由SO3推SO2,再由SO2推S元素。這里面所蘊(yùn)含的關(guān)系式如下:

        2NaOH—H2SO4—SO3—SO2—S

        2mol 32g

        20×10-3L×0.5mol/L m(S)

        =0.01mol

        列比例式:解得m(S)=0.16g

        則原化合物中S元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=■×100%=■×100%≈36.4%

        所以答案為A。

        參考文獻(xiàn):

        [1]于榮華.運(yùn)用守恒法巧解化學(xué)題[J].中小學(xué)教學(xué)研究,2010(10).

        [2]于力游.化學(xué)方法的學(xué)習(xí)之守恒法[J].科學(xué)教育,2010(1).

        (作者單位 寧夏回族自治區(qū)銀川市寧夏育才中學(xué))

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