陳怡然
山東省青島第二中學(xué)2016級高一十五班
守恒法在高中化學(xué)解題中應(yīng)用研究
陳怡然
山東省青島第二中學(xué)2016級高一十五班
隨著教育改革的不斷推進,對各個學(xué)段的教學(xué)都提出了新的要求。高中化學(xué)是高中教學(xué)的重點課程之一,化學(xué)解題方法的改革對于化學(xué)學(xué)習效率的提高具有重要作用。守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用越來越受到重視,并且已經(jīng)取得了一定的成效,作為一名高中生,結(jié)合自身的化學(xué)學(xué)習情況,現(xiàn)對守恒法在高中化學(xué)解題中應(yīng)用情況進行分析研究。
守恒法;高中化學(xué)解題;應(yīng)用
高中化學(xué)學(xué)科是一門重要的學(xué)習課程,其中包含了大量的化學(xué)基礎(chǔ)知識、化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)實驗,具有一定的復(fù)雜性和系統(tǒng)性?;瘜W(xué)題目的解答對于學(xué)生來說,既是學(xué)習的重點也是難點,往往會由于各種原因發(fā)生錯誤。在化學(xué)解題過程中,不僅要具備靈活運用化學(xué)知識的能力,更要選擇合適的解題方法,這是解題的關(guān)鍵。在化學(xué)反應(yīng)中,物質(zhì)反應(yīng)前后的總質(zhì)量和其他相關(guān)元素都具有一定的守恒定律,這也是物質(zhì)守恒定律的具體變現(xiàn),根據(jù)這一點,在對化學(xué)問題進行解答的過程中,采用守恒法,不僅能夠提高解題效率,也有助于學(xué)生從根本上分析問題,從而抓住解題的關(guān)鍵。
質(zhì)量守恒法主要是依據(jù)質(zhì)量守恒定律,以質(zhì)量為解題的根本依據(jù),在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)前后的物質(zhì)質(zhì)量不發(fā)生化學(xué)性質(zhì)上的變化,各物質(zhì)的質(zhì)量也不變。[1]
由這一基本原理出發(fā),對相關(guān)化學(xué)題目進行解答。例如:把2.2克平均相對分子質(zhì)量為7.5克每摩爾的CO和H2組成的混合氣體,并且與足量的O2充分燃燒后,立即通入足量的NA2O2的固體中,固體的質(zhì)量增加多少?通過應(yīng)用質(zhì)量守恒法對此問題進行分析,無論充入多少O2,只要充分燃燒,通過Na2O2后全部釋放出來,所以質(zhì)量增加仍為2.2克。也就是物質(zhì)反應(yīng)前后,物質(zhì)的量不發(fā)生變化,即質(zhì)量守恒。如果學(xué)生把握住這一解題方法的本質(zhì),就會大大提高解題效率,甚至制藥閱讀完題目,答案就已經(jīng)順其自然生成,而且能夠保證正確率。
電子守恒法是根據(jù)電子守恒定律,在相關(guān)化學(xué)題目中,形成電子守恒解題思維,從而正確解答題目。電子守恒主要是指:在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)。此方法的應(yīng)用關(guān)鍵是要注意一定是氧化還原反應(yīng)。[2]這就需要正確認識氧化還原應(yīng)的具體形式及本質(zhì)。一般氧化還原反應(yīng),主要是化學(xué)反應(yīng)前后,元素的氧化數(shù)量會發(fā)生一定變化,實質(zhì)上就是是電子的得失或共用電子對的偏移。這也是我們在化學(xué)學(xué)習中常見的一種反應(yīng)類型。因此,利用電子守恒法能夠有效解決氧化還原反應(yīng)的化學(xué)問題。例如:3.84克的銅和一定質(zhì)量的濃硝酸反應(yīng),當銅反應(yīng)結(jié)束時,共收集到標準狀況時的氣體2.24升,如果把裝有這些氣體的集氣瓶,倒立放在盛水的水槽中,要使集氣瓶充滿溶液?需通入多少升標況下的氧氣呢?在此氧化還原反應(yīng)中,應(yīng)用電子守恒法解答此題目,根據(jù)電子守恒原理會發(fā)現(xiàn):還原劑銅失去的電子數(shù)、氧化劑濃硝酸得到的電子數(shù),還有還原產(chǎn)物NO、NO2消耗的氧氣得到的電子數(shù),都是相等的。不用具體計算就可得出,銅失去的電子數(shù)等于氧氣得到的電子數(shù)。如果不用電子守恒法解答此題,正常的計算過程非常復(fù)雜,計算難度進而較大,計算結(jié)果很容易出現(xiàn)錯誤,通過應(yīng)用電子守恒法,根據(jù)電子守恒定律,很容易就會得出答案,解題效率明顯提升。
化學(xué)元素是化學(xué)學(xué)習內(nèi)容的重要組成部分,每一種化學(xué)反應(yīng)中都離不開化學(xué)元素的參與,在解答化學(xué)問題時,要根據(jù)化學(xué)元素守恒原理,采用元素守恒法,不僅能夠加快解題速度,而且能夠提高解題的正確率,是一種事半功倍的方法。元素守恒主要是指:在化學(xué)反應(yīng)中,所有化學(xué)元素的種類在反應(yīng)前后是不會發(fā)生變化的,變化只是形式上的,本質(zhì)并未變化。[3]例如:選取2份質(zhì)量相等的NaHCO3,一份與足量的鹽酸反應(yīng),一份先充分加熱使其分解,然后再加足量的鹽酸反應(yīng)。那么兩個反應(yīng)中所消耗鹽酸的量之比為多少?。根據(jù)元素守恒法對此題進行分析,由鈉元素守恒得出最終產(chǎn)物氯化鈉的質(zhì)量相等,由氯元素守恒得所消耗的鹽酸是相等。因此,很容易就判斷出此題的答案為1:1??粗軓?fù)雜的化學(xué)題目,根究元素守恒法,無需復(fù)雜的計算,就可以輕松作答,而且保證結(jié)果的正確性,有效地降低了化學(xué)解題的難度。
電學(xué)化學(xué)知識是化學(xué)學(xué)習中的重點內(nèi)容之一,也是難度較大的知識點,為了更好地掌握電學(xué)知識,更好運用化學(xué)原理解決實際問題。電荷守恒法的應(yīng)用不斷加強。也有效提高了學(xué)生的解題效率。所謂電荷守恒就是指:在電中性系統(tǒng)中,正負電荷是相等的,在化學(xué)反應(yīng)前后,離子所帶電荷的總數(shù)是不變的。根據(jù)這一原理,在相關(guān)化學(xué)題目中利用電荷守恒法進行解題。例如:某無色透明溶液溶液中可能有Cl-,NO3-,HCO3-,SO42-,OH-,K+,Ba2+,Cu2+,H+,Na+,現(xiàn)在將溶液分成兩份,一份加入足量的Mg,生成無色氣體,一份加入足量的NaCO3,生成白色沉淀。問溶液中可能更存在的離子有,一定存在的離子有,該題是一道離子共存題,由于題干說溶液無色,所以一定不存在Cu2+,又因為實驗一生成無色氣體,所以溶液中一定存在H+,進而推斷溶液中不存在NO3-,HCO3-,OH-,由實驗二知,溶液中一定存在Ba2+,所以溶液中不存在SO42-,又因為電荷守恒,溶液中需要有一個陰離子,所以Cl-一定存在,故答案為Na+,K+;H+,Ba2+,Cl-??偨Y(jié):該題易忽視電荷守恒,忽視Cl-導(dǎo)致錯誤。
綜上所述,在化學(xué)解題過程中,應(yīng)用守恒法,有針對性的對化學(xué)知識進行分類總結(jié),采用不同內(nèi)容的守恒方式,有效的提高了學(xué)生的化學(xué)解題效率,進而提高了學(xué)生化學(xué)學(xué)習的綜合能力。
[1]顏如傳.守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用分析[J].成功(教育),2012,20:91.
[2]劉杰.例談守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].考試周刊, 2013,80:158.
[3]羅煚.守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用研究[J].文理導(dǎo)航(中旬),2016,11:59.