唐義人
摘要:守恒法作為高中化學解題中一種常見的解題思想與方法,也是化學測試的必考知識。我們?nèi)羰窍肟既「叻?,就需要在化學解題中巧用守恒思想,牢牢把握化學變化的,利用問題中的多種變量建立關系式,從而精簡解題思路,迅速解題。
關鍵詞:高中 學生 化學 守恒法
在學習高中化學知識時,守恒思想作為一種高效的解題方法,若是我們能夠把握其思想的本質(zhì),巧用此思想解答問題,必定會取得事半功倍的效果。因此,在日常學習中,我們需要注重此解題思想應用技巧的積累。
一、守恒思想解題技巧
在運用此思想解答問題時,我們能否準確找到解題的關鍵要素至關重要。首先,我們必須要知道每一種守恒法的使用特點,在此基礎上,深度挖掘問題中存在的化學守恒關系式,最后,選擇恰當?shù)慕忸}方法,準確解答問題。
其一,化學溶液中存在離子的電荷守恒與物料守恒。因此,我們在遇到有關溶液中離子數(shù)量或相關物質(zhì)的濃度問題時,我們需要優(yōu)先考慮是否適用于電荷守恒與物料守恒。
其二,氧化還原反應中存在著得失電子守恒。因此,若是問題中涉及氧化劑、還原劑、化學反應前后化合價變化或是電化學計算等知識,我們需要優(yōu)先考慮是否適用于電子守恒法。
其三,在一些較為復雜的化學反應中,部分元素的質(zhì)量或是濃度等沒有出現(xiàn)變動,此時我們需要優(yōu)先考慮元素守恒法,將復雜的問題題干梳理清楚,尋找關鍵信息。
其四,在一個較為完整的化學反應中,因為反應前后質(zhì)量沒有出現(xiàn)變化,所以我們需要利用質(zhì)量守恒法解答問題。
二、高中化學解題中引入守恒思想的價值
(一)有助于求解質(zhì)量守恒問題。一方面,物質(zhì)質(zhì)量守恒。在解答此類問題時,我們需要事先解讀問題,確定已知與未知量;依據(jù)質(zhì)量守恒定律計算生成的E物質(zhì)的質(zhì)量;在此基礎上,按照問題給出的條件,結(jié)合M=m/n公式準確計算摩爾質(zhì)量。假設此刻我們有14g甲物質(zhì)及10.5g乙物質(zhì),兩者恰好完全反應,并生成出7.2gC、3.8gD及0.3molE,此時我們?nèi)羰窍胍蠼釫物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,則可以按照上訴方法,依據(jù)質(zhì)量守恒定律反應前后的物質(zhì)的質(zhì)量和相等,求解E物質(zhì)的量為0.3mol,此時套用公式則可以求得E的摩爾質(zhì)量為45g/mol。在遇到此類問題時,我們需要事先觀察并判斷問題求解的是什么,在把握多種條件后選取相應的計算公式去求解問題。
另一方面,原子守恒,主要是指牢牢把握初始變化生產(chǎn)物與最終形成的物質(zhì)中某一個原子沒有出現(xiàn)變化,在遇到此類問題時我們需要尋找等量關系進行求解。
如:實驗中有一塊鋁鐵合金,我們?yōu)榱藴y定其含鋁量,自主設計實驗方案。首先,利用工具切取一小塊合金將其放置入鹽酸中,隨后加入了一定量的NaOH溶液。此時我們發(fā)現(xiàn)溶液中沉淀全部轉(zhuǎn)化為紅褐色時,在此基礎上我們再一次過濾沉淀物,將其處理后在空氣中灼燒,實驗操作后得到了紅褐色的粉末,此時我們稱取紅褐色粉末質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)其恰好與原來的鋁鐵合金試樣質(zhì)量相等,此時我們不禁產(chǎn)生好奇此合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)應該是多少。隨后翻閱筆記進行了如下計算:考慮到合金溶于鹽酸生成FeCl2和AICl3,再溶于過量氫氧化鈉生成Fe(OH)2和NaAlO2,F(xiàn)e(OH)2很快被氧化為Fe(OH)3,NaAIO2溶于水,過濾后得Fe(OH)3,充分灼燒分解為Fe2O3,F(xiàn)e2O3質(zhì)量等于原來合金質(zhì)量,所以Fe2O3中。的質(zhì)量就等于合金中AI的質(zhì)量,AI的質(zhì)量分數(shù)為163/(56 2+16 3)=30%。
(二)有助于求解電子守恒問題。具體是指在氧化還原反應中,氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。通過整理化學筆記發(fā)現(xiàn),電子守恒大多用于化學計算和反應配平。我們在學習中經(jīng)常將其與電荷守恒弄混。要想解答問題,我們,必須要提高自己的辨析能力,在確定問題的變量后求解問題。
如:將1.92g銅投入一定量的濃硝酸溶液中,銅完全溶解,生成氣體的顏色越來越淺,共收集到標準狀況下672mL氣體。將盛有此氣體的容器倒扣在水中,通入標準狀況下一定體積的氧氣恰好使上述氣體完全溶于水,則通入氧氣的體積是()
A.504mL B.336mL C.224mL D.168mL
解析:1.92gCu的物質(zhì)的量是1.92g/64g/mol=0.03mol,Cu與硝酸反應產(chǎn)生的氣體與水、氧氣又恰好反應生成硝酸,相當于在該反應中,Cu與氧氣恰好完全反應。根據(jù)得失電子守恒規(guī)律,0.03molCu共失去0.03mol 2=0.06mol電子,設通入氧氣的物質(zhì)的量是x,則氧氣得到電子的物質(zhì)的量是4x=0.06mol,所以x=0.01 5mol,標準狀況下的體積是0.01 5mol 22.4L/mol=0.336L=336mL,答案選B。
(三)有助于求解電荷守恒問題。簡單的說,是指溶液中所有陽離子所帶的正電荷總數(shù)與所有陰離子所帶的負電荷總數(shù)相等。在解答此類問題時,我們需要事先分析溶液中存在的陰陽離子,結(jié)合自己所學的知識,特別注意電解質(zhì)電離或鹽類水解條件,在確定沒有遺落關鍵信息的前提下解答問題。
三、結(jié)束語
綜上所述,守恒思想對于我們解答化學問題而言至關重要,我們必須要掌握此思想的使用方法。在日常學習中,我們需要善于運用守恒思想去解答問題,不僅能夠降低問題難度,且能提升解題效率,值得我們?nèi)W習與探索。