冉思毅
(重慶酉陽一中)
高中化學(xué)教學(xué)多年,我發(fā)現(xiàn)了很多有趣的東西,總結(jié)出了很多規(guī)律,通過“加、減法”的分析,發(fā)現(xiàn)在我們的化學(xué)中無處不在。
首先,談到的是電化學(xué)中的加法和減法,不管是原電池還是電解池,我們知道總反應(yīng)就是兩個(gè)電極的分反應(yīng)之和,也就是加法。知道了這一點(diǎn),我們?cè)跁鴮懹嘘P(guān)電化學(xué)的電極反應(yīng)時(shí),如果知道總反應(yīng),要求寫出某個(gè)電極的電極反應(yīng)式時(shí),就可以寫出簡(jiǎn)單電極的電極反應(yīng)式,用總反應(yīng)減去簡(jiǎn)單電極的電極反應(yīng)式,就可以得出復(fù)雜電極的反應(yīng)式。其次,就是在進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的計(jì)算時(shí),知道氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù),當(dāng)一個(gè)反應(yīng)中的氧化劑只有一種,還原劑有多種時(shí),利用得失電子相等,就可以求出其中的某種還原劑的物質(zhì)的量或者是它轉(zhuǎn)移的電子。
我們知道,一些物質(zhì)過量的化學(xué)方程式的書寫,其實(shí)也可以是加法,先按照少量來分析,當(dāng)某種物質(zhì)過量時(shí),過量的物質(zhì)再與生成物中的某一種物質(zhì)反應(yīng),用加法就可得出總反應(yīng)了。比如,Ca(OH)2溶液與CO2反應(yīng),當(dāng)CO2過量時(shí),生成的CaCO3與CO2反應(yīng)生成Ca(HCO3)2,所以當(dāng)CO2過量時(shí),我們利用加法就可以得出總反應(yīng),不過不是簡(jiǎn)單的加法,而是要注意把中間產(chǎn)物消掉。1840 年瑞士的化學(xué)家蓋斯(Hess)在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上提出:“一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成的,還是多步完成的,其熱效應(yīng)總是相同的。”——蓋斯定律。該定律的應(yīng)用也是很明顯的加法和減法,多步完成的熱效應(yīng)之和等效于一步完成的熱效應(yīng)。把多步反應(yīng)加起來的總反應(yīng)就是一步完成的反應(yīng),只是仍然要注意的不是簡(jiǎn)單的加法,而是要做一定的變形,同時(shí)乘以或者除以某個(gè)數(shù),把中間物質(zhì)消掉,在蓋斯定律中,同時(shí)注意△H 的相應(yīng)加減乘除。在電解質(zhì)溶液中,利用質(zhì)子守恒時(shí)也要用到加法,電解質(zhì)溶液中水電離出的H+濃度等于水電離出的OH-濃度之和。如果知道了其中的一部分濃度,就可以利用減法求出另外的一部分濃度。在電解質(zhì)溶液中,所有陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)。如果我們知道了某類離子所帶的電荷總數(shù),用加法就可以求出另外一類離子中的某些離子的相關(guān)問題了。
化學(xué)中用到的“加、減法”還有很多,比如,化合物中的化合價(jià)原則,化學(xué)方程式中質(zhì)量守恒,電解質(zhì)溶液中的物量守恒等,通過分析不難發(fā)現(xiàn),其實(shí)化學(xué)中“加、減法”的實(shí)質(zhì)就是化學(xué)中的守恒。