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        高中化學(xué)解題中守恒法的有效運用探析

        2018-01-02 02:44:28
        數(shù)理化解題研究 2017年31期
        關(guān)鍵詞:混合氣體混合物原子

        呂 珂

        (江蘇省南京市第二十九中學(xué)高三8班 210000)

        高中化學(xué)解題中守恒法的有效運用探析

        呂 珂

        (江蘇省南京市第二十九中學(xué)高三8班 210000)

        結(jié)合自身在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的所感所悟,就高中化學(xué)解題中守恒法的有效運用進行分析,希望可以為同學(xué)們的化學(xué)學(xué)習(xí)提供借鑒.

        守恒法;解題分析;高中化學(xué)

        一、質(zhì)量守恒

        高中化學(xué)解題中,質(zhì)量守恒是非常重要的組成部分,其主要是指整個化學(xué)反應(yīng)過程中,任何物質(zhì)無論在化學(xué)反應(yīng)前,還是化學(xué)反應(yīng)后,各物質(zhì)的質(zhì)量總和始終是不變的,在相關(guān)化學(xué)溶液的配置或稀釋過程中,對于溶質(zhì)的質(zhì)量也是一樣的,無論反應(yīng)前后溶質(zhì)的質(zhì)量都是保持不變的.

        例1 當(dāng)150℃時,碳酸氫鈉會受熱完全分解,這時就會促進氣態(tài)混合物的產(chǎn)生,試計算出相同條件下,混合氣體密度約是氫氣密度的( )

        A.32倍B.13倍C.48倍D.96倍

        通過分析,可得出化學(xué)方程式NH4HCO3=NH3+H2O+CO2,通過質(zhì)量守恒定律,可以得出,混合氣體的總質(zhì)量與碳酸氫鈉的總質(zhì)量是相同的,這樣混合氣體的平均相對分子質(zhì)量的計算方法為79/3=26.3,那么相同條件下,混合氣體密度與氫氣密度之比為26.3/2=13.15,則此題的答案為B.

        二、原子守恒

        原子守恒指的是,在整個化學(xué)反應(yīng)過程中,反應(yīng)前后各元素原子個數(shù)是不變的,同時,在反應(yīng)前后物質(zhì)的量也是不變化的.

        例2 在由亞硫酸鈉和硫酸鈉組成的某無水混合物中,通過相關(guān)測量得知,該混合物中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為a,請計算出混合物中氧元素的質(zhì)量分數(shù).

        通過化學(xué)式Na2SO3、Na2SO4,可以發(fā)現(xiàn),在這兩種物質(zhì)的組成部分中,S、Na這兩種元素的原子個數(shù)之比為1∶2,也就是說,無論以以什么樣的比例將亞硫酸鈉和硫酸鈉這兩種物質(zhì)進行混合,S、Na這兩種元素的原子個數(shù)之比終究都是1∶2.這時將含鈉元素的質(zhì)量分數(shù)假設(shè)為x,則32/46=a/x,x則為23a/16,由此可以得出w(O)=1-a-23a/16.

        三、元素守恒

        元素守恒指的是,在化學(xué)反應(yīng)前后,不僅各個元素的種類是不發(fā)生變化的,并且這個元素中原子個數(shù)也是始終不變的,在反應(yīng)前后過程中,物質(zhì)的量和質(zhì)量也是不發(fā)生變化的.

        例3 在10.0g由Al、Fe2O3、CuO組成的混合物中,將其放入至500mL某濃度的鹽酸之中,待混合物全部溶解之后,再將250mL2.00mol·L-1的NaOH溶液加入其中,這時可以得到最多沉淀,則該鹽酸的濃度為( ).

        A.0.500mol·L-1B.1.00mol·L-1

        C.2.00mol·L-1D.3.00mol·L-1

        通過對該題目的大致瀏覽,在對該問題進行解決時,可以通過關(guān)系式來進行多個步驟計算,這樣計算起來比較麻煩復(fù)雜,但是,通過對該題目的認真閱讀,能夠?qū)㈦[蔽條件挖掘出來,通過這些隱蔽條件,可以得出這樣的結(jié)論,當(dāng)該化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后,關(guān)于溶液中的溶質(zhì)方面,只存在著NaCl,并且在整個反應(yīng)過程中,Cl-沒有發(fā)生任何變化,并未受到損耗,通過元素守恒,就可以將鹽酸的濃度計算出來,得出鹽酸的濃度為1.00mol·L-1,則該題的正確選項為B.

        四、電荷守恒

        電中性體系包括許多方面,比如溶液、混合物、膠體、化合物等等,電荷守恒指的是,在所有的電中性體系中,電荷的代數(shù)總和為零,也就是說,正電荷總數(shù)等同于負電荷總數(shù).

        五、電子得失守恒

        電子得失守恒指的是,在氧化還原反應(yīng)發(fā)生的過程中,不管是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),還是后面學(xué)習(xí)的原電池或電解池中,氧化劑所得到的電子總數(shù)與還原劑所失去的電子總數(shù)是相等的.

        例5 將由Mg、Al、Fe組成的11.9g合金,放入足量的NaOH溶液中進行溶解,合金質(zhì)量減少了2.7g.然后在選取同等質(zhì)量的合金溶于過量稀硝酸中,這時生成了6.72L(標準狀況下)NO氣體,將適量的NaOH溶液加入到反應(yīng)后的溶液中,這時Mg2+、Al3+、Fe3+正好完全轉(zhuǎn)化為沉淀,則計算出這時的沉淀質(zhì)量.

        根據(jù)合金所涉及的化學(xué)變化,可以得出,合金溶于過量稀硝酸時失去的電子物質(zhì)量,與金屬陽離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀時氫氧根離子的物質(zhì)量是相同的,通過氧化還原反應(yīng)中的電子得失守恒關(guān)系式:n(OH-)=n(e-)=6.72L÷22.4L/mol×3=0.9mol,由此可以得出m(沉淀)=m(合金)+m(氫氧根離子)=11.9g+17.9gmol·L-1×0.9mol=27.2g,則沉淀的質(zhì)量為27.2g.

        高中化學(xué)的解題能力提升對于解題計算方面具有極為重要的推動作用,守恒法的應(yīng)用能夠提高題目解答效率,對于化學(xué)綜合能力的提高大有裨益.

        [1]劉紅利.新課程理念下高中化學(xué)有效教學(xué)策略探究[J]. 學(xué)周刊,2017(03):217-218.

        [2]李嘉煜.高中化學(xué)解題方法歸納探討[J]. 科學(xué)大眾:科學(xué)教育,2016(02):10.

        [3]陳潤珊,衷明華. 淺析守恒法在化學(xué)解題中的應(yīng)用[J]. 江西化工,2015(03):192-193.

        [4]劉萬清.淺談用守恒思想解決高中化學(xué)計算題[J]. 教育教學(xué)論壇,2013(27):253-254.

        G632

        A

        1008-0333(2017)31-0090-02

        2017-07-01

        呂珂(2000.6-),女,河北省臨漳縣人,南京市第二十九中學(xué),在讀學(xué)生.

        季春陽]

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