◇ 山東 苗延強(qiáng)

守恒思想貫穿于整個(gè)高中階段化學(xué)教材的學(xué)習(xí).教師運(yùn)用守恒定律，進(jìn)行解題技巧教學(xué)時(shí)，要強(qiáng)調(diào)化學(xué)反應(yīng)體系中某些相互反應(yīng)的組分在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)前后的形態(tài)，進(jìn)一步找出化學(xué)反應(yīng)整體變化中某一個(gè)特定的等量關(guān)系，達(dá)到巧用守恒法速解化學(xué)題的目的.本文主要對(duì)高中階段水溶液的三大守恒定律的運(yùn)用進(jìn)行了闡述，并將守恒定律和相關(guān)例題結(jié)合.

1 電荷守恒

電荷守恒就是指溶液中的正電荷總數(shù)與負(fù)電荷總數(shù)相等，也可說為溶液中陽離子所帶的正電荷總量等于陰離子所帶的負(fù)電荷總量.因此，在書寫電荷守恒式時(shí)，要在全面掌握溶液中含有離子的基礎(chǔ)上構(gòu)建等式.

例如，在構(gòu)建NaHS 溶液電荷守恒式時(shí)，NaHS是可溶性鹽，在溶于水后完全電離，即NaHS＝Na＋＋HS－，基于已經(jīng)學(xué)過的電離和水解平衡知識(shí)可知，水溶液中并不只存在兩種離子，因?yàn)镠S－在溶液中還有弱電離和水解，即

除此之外，也要考慮水自身的電離，即

在全面考慮溶液中所有離子的情況下，可以將NaHS溶液所涉及的離子進(jìn)行整理，陽離子為Na＋、H＋，陰離子為HS－、OH－、S2－.

基于n(正電荷)＝n(負(fù)電荷)可列出n(正電荷)＝n(Na＋)＋n(H＋)，n(負(fù)電荷)＝n(HS－)＋n(OH－)＋2n(S2－)，從而得出初步的電荷守恒式為

也可以用離子的濃度來表示，即

由此可以總結(jié)電荷守恒式的快速書寫步驟：

1)要準(zhǔn)確判斷溶液中的所有離子，還要特別注意離子自身所帶的電荷量，寫出溶質(zhì)的電離和水解式.

2)找出所寫溶液中的所有陽離子和陰離子，將陽離子濃度寫在等式左邊，陰離子濃度寫在等式右邊.

3)在離子濃度前寫上相應(yīng)的系數(shù)，系數(shù)計(jì)算方法為該離子電荷量的絕對(duì)值.

2 物料守恒

物料守恒的概念為：電解質(zhì)中原子的個(gè)數(shù)比在溶解前后是不會(huì)發(fā)生變化的.以NaHS 溶液為例，在NaHS溶液中Na原子與S原子的個(gè)數(shù)比為1∶1，那么其在溶解后兩種原子的比例是不會(huì)發(fā)生變化的，即n(Na)＝n(S).

在NaHS 溶液中，S 原子總數(shù)等于HS－、S2－、H2S微粒數(shù)之和，即

然后在等式兩邊同時(shí)除以NaHS 溶液體積，可得出NaHS溶液的物料守恒公式：

寫物料守恒式時(shí)要注意，不能用H、O 原子和其他原子的比例進(jìn)行列式.

3 質(zhì)子守恒

質(zhì)子守恒式的含義是溶液中所有物質(zhì)得到的質(zhì)子總數(shù)和所有微粒失去的質(zhì)子總數(shù)相等.

還是以NaHS 溶液為例，在考慮其完全電離、HS－的弱電離和水解及水的電離后，可以發(fā)現(xiàn)完全電離過程中不涉及質(zhì)子得失，HS－弱電離和水解是失去和得到質(zhì)子的過程，水電離是一個(gè)水分子失去質(zhì)子，另一個(gè)水分子得到質(zhì)子的過程.即

等式兩邊同時(shí)除以NaHS溶液體積得出質(zhì)子守恒式

通常情況下，H3O＋都會(huì)簡(jiǎn)寫為H＋，也就是

在書寫質(zhì)子守恒式時(shí)，相對(duì)來說比較容易，我們可以在書寫完一種溶液的物料守恒和電荷守恒式后，再進(jìn)行該溶液質(zhì)子守恒式的推導(dǎo)，只要保證將不參與質(zhì)子得失的微粒消去即可.

電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒是高中階段水溶液學(xué)習(xí)的三大重要的守恒定律，同時(shí)也是高考備受青睞的知識(shí)點(diǎn)，高中生學(xué)好三大守恒定律，能夠有效解決高中化學(xué)階段水溶液中離子平衡學(xué)習(xí)的很多難題.