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        質(zhì)量守恒定律在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用分析

        2019-11-26 09:58:43孫麗清
        名師在線 2019年11期
        關(guān)鍵詞:化學(xué)式總和方程式

        孫麗清

        (福建省泉州市惠安張坂中學(xué),福建泉州 362123)

        引 言

        質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)的重要組成部分,也是化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生只有真正理解了質(zhì)量守恒定律理論知識(shí),才能在解題的過程中做到定性和定量分析的統(tǒng)一,這樣就能快速地解決相關(guān)的化學(xué)習(xí)題,提高解題正確性,進(jìn)而促進(jìn)自身化學(xué)綜合能力的提升。

        一、質(zhì)量守恒定律分析

        質(zhì)量守恒定律的定義比較簡(jiǎn)單,其指的是化學(xué)反應(yīng)的過程中,參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量總和與反應(yīng)后生成新的物質(zhì)質(zhì)量總和是保持一致的。目前,初中生在學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律上存在一定的困難,主要是學(xué)生對(duì)質(zhì)量守恒定律的理解不是很透徹,這就導(dǎo)致他們?cè)谑褂觅|(zhì)量守恒定律解題的過程中常常會(huì)遇到這樣那樣的問題。

        在理解這個(gè)定律的時(shí)候需要搞清楚下面的問題:首先,質(zhì)量守恒定律只適用于化學(xué)反應(yīng),也就是說,所有的化學(xué)變化始終遵循的是質(zhì)量守恒定律,但不包含物理變化。比如,在物理變化的過程中將3 克水加熱后變成了3 克熱水,雖然水在加熱前后的質(zhì)量是相同的,但是這一物理變化過程不符合質(zhì)量守恒定律。其次,質(zhì)量守恒定律中強(qiáng)調(diào)的是全部物質(zhì)質(zhì)量的總和,也就是說,在解題的時(shí)候一定要將所有參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量計(jì)算進(jìn)去,不能忘記任何一種物質(zhì),不管是反應(yīng)前的物質(zhì)還是反應(yīng)后新生成的物質(zhì)。再次,從質(zhì)量守恒的定義中就可以看出,其指的是質(zhì)量守恒,這里并不包括體積守恒。也就是說,體積守恒不在質(zhì)量守恒的范圍之內(nèi),即在化學(xué)反應(yīng)的過程中,參加反應(yīng)的各種物質(zhì)的分子守恒。最后,在理解質(zhì)量守恒定律的過程中必須要掌握好“參與化學(xué)反應(yīng)的各種物質(zhì)”這句話[1]。在實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)出現(xiàn)剩余的情況,在解題的時(shí)候既不能將未參與反應(yīng)的物質(zhì)算在質(zhì)量守恒中去,也不能將化學(xué)反應(yīng)后剩余物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算在里面。也就是說,在解題的時(shí)候只能將真正參與反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量計(jì)算在內(nèi)。

        在學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律的時(shí)候,教師要讓學(xué)生明白質(zhì)量守恒的原因?;瘜W(xué)反應(yīng)過程的本質(zhì)是參與反應(yīng)的各種物質(zhì)的分子分解成了原子,原子在化學(xué)變化的時(shí)候會(huì)重新組合,這時(shí)就會(huì)形成新的分子。在化學(xué)反應(yīng)的過程中之所以能質(zhì)量守恒,從微觀的視角來看,是因?yàn)椴还苁腔瘜W(xué)反應(yīng)前還是反應(yīng)后,原子的種類沒有發(fā)生任何變化,原子的數(shù)目沒有增加或者變少。并且在整個(gè)過程中,原子的質(zhì)量沒有任何的改變,這也就決定了化學(xué)變化前后各種物質(zhì)的質(zhì)量總和不會(huì)有任何的變化,因而反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的總和是相等的。從宏觀的角度上看,只要是在化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類沒有發(fā)生改變,這樣就能保證化學(xué)反應(yīng)物總和與生成的新物質(zhì)質(zhì)量總和是一樣的[2]。

        二、質(zhì)量守恒定律在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用分析

        (一)化學(xué)式

        質(zhì)量守恒定律在化學(xué)解題中的應(yīng)用比較廣泛,有很多的選擇題需要利用質(zhì)量守恒定律來確定物質(zhì)的化學(xué)方程式。因此,教師必須要通過化學(xué)習(xí)題訓(xùn)練,讓學(xué)生掌握利用質(zhì)量守恒定律確定化學(xué)方程式的方法,這樣才能提高他們的解題能力。

        例題:現(xiàn)在已經(jīng)知道的化學(xué)反應(yīng)方程式是A2+3B2=2C,那么推算C 的化學(xué)式是什么?這里要求用A 和B 來表示C 的化學(xué)式。

        解題思路:在解題的過程中需要運(yùn)用到質(zhì)量守恒定律,從化學(xué)反應(yīng)的方程式可以看出,在反應(yīng)的過程中,不管是A原子還是B 原子,種類都不曾變化,而且原子的數(shù)量沒有任何變化,在化學(xué)反應(yīng)之前原子A 的種類為2,原子B 的種類為6,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以推算出C 的化學(xué)式是AB3。

        例題:給出的化學(xué)反應(yīng)方程式是3NO2+H2O=2HNO3+X,現(xiàn)在想要確定的是X 的化學(xué)式。

        解題思路:在對(duì)質(zhì)量守恒定律的含義有了深刻的理解后就會(huì)知道,化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類是不會(huì)發(fā)生變化的。由此可以推斷出,化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)中一定會(huì)有三種元素,它們分別是H、N、O。觀察已經(jīng)給出的化學(xué)反應(yīng)方程式就可以知道,參與反應(yīng)的反應(yīng)物中H 為2,N 為3,O 為7,根據(jù)質(zhì)量守恒定律就可以知道,生成物中每種元素的原子總數(shù)應(yīng)該保持不變,進(jìn)而可以得出X 的化學(xué)式是NO。

        (二)求某種物質(zhì)的質(zhì)量

        在初中化學(xué)中,應(yīng)用質(zhì)量守恒定律的習(xí)題經(jīng)常會(huì)讓學(xué)生根據(jù)已經(jīng)給出的化學(xué)反應(yīng)方程式去計(jì)算某種事物的質(zhì)量。

        例題:題目給出的化學(xué)反應(yīng)方程式是3A+2B=2C+D,在這個(gè)過程中,假設(shè)A、B 這兩種物質(zhì)完全反應(yīng),兩者的質(zhì)量比是3 ∶4,化學(xué)反應(yīng)后生成新的物質(zhì)是C 與D,這兩種物質(zhì)的質(zhì)量總和是140g?,F(xiàn)在想要知道的是,在這個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中,物質(zhì)B 總共消耗了多少質(zhì)量?

        解題思路:質(zhì)量守恒定律中明確指出了在化學(xué)反應(yīng)前后,各種物質(zhì)的總質(zhì)量不會(huì)有任何變化,應(yīng)用到這道題目中去就可以得出,A 質(zhì)量加上B 質(zhì)量總和等于C 質(zhì)量加上D 質(zhì)量總和。題目已經(jīng)給出了參加反應(yīng)的C 質(zhì)量加上D 質(zhì)量總和是140g,那也就意味著A 質(zhì)量加上B 質(zhì)量總和也是140g,由此就可以推斷出B 物質(zhì)消耗的質(zhì)量是140g×4/7,最后計(jì)算結(jié)果是80 克。

        (三)組成元素

        例題:把某種物質(zhì)放在氧氣中燃燒,已經(jīng)知道這種物質(zhì)的質(zhì)量是1.8 克,而且確定得到了充分燃燒,這時(shí)生成了新的物質(zhì):二氧化碳和水,兩種物質(zhì)的質(zhì)量分別是4.4 克和3.6 克,現(xiàn)在需要推斷這種可燃物中必然會(huì)有什么元素。

        解題思路:從已經(jīng)給出的條件中可以知道,生成的新物質(zhì)是二氧化碳和水,根據(jù)質(zhì)量守恒定律定義可知:化學(xué)反應(yīng)前后各種物質(zhì)的質(zhì)量總和是不變的,元素種類也是不會(huì)發(fā)生變化的,所以該可燃物中一定包含C、H 這兩種元素。然后根據(jù)條件中給出的二氧化碳的質(zhì)量是4.4 克,水的質(zhì)量是3.6克,這樣就能推斷出C 和H 元素的質(zhì)量總和。在計(jì)算出了質(zhì)量總和以后,就可以知道可燃物中必定包含著哪些元素。假設(shè)兩種元素的質(zhì)量等于1.8 克,那就說明可燃物中包含C、H這兩種元素。假設(shè)質(zhì)量總和在1.8 克以下,那么就說明還有其他的元素存在,兩者相差的質(zhì)量就是O 元素的質(zhì)量,由此就可以知道可燃物中所含的元素有C、H、O 三種元素。根據(jù)相關(guān)的方程式計(jì)算出,4.4 克二氧化碳中含有的碳元素的質(zhì)量是1.2 克,3.6 克水中含有氫元素的質(zhì)量是0.4 克,兩者質(zhì)量總和是1.6 克,這兩種元素的質(zhì)量總和低于可燃物的1.8 克,這也就說明可燃物中也含有氧元素。

        結(jié) 語

        總而言之,質(zhì)量守恒定律在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用需要學(xué)生充分理解其含義,這樣才能靈活運(yùn)用這個(gè)定律來解決實(shí)際問題。

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