◇ 山東 許學(xué)申

高中化學(xué)題目類型繁多，而且不同的題目要采用不同的解題方式，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極地探索和學(xué)習(xí)，根據(jù)不同化學(xué)題目的特點(diǎn)采用正確的解題方法，以快速、正確地解決化學(xué)問題.

1 電子守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

例1將10.416g鐵絲溶于過量的鹽酸，在加熱條件下用5.050gKNO3氧化溶液中的Fe2+完全反應(yīng)后，還需要24 mL0.3 mol·L-1的KMnO4溶液才能完全氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為KMnO4+.試通過計(jì)算確定KNO3的還原產(chǎn)物，并寫出KNO3與FeCl2反應(yīng)的化學(xué)方程式.

分析大家在課上都學(xué)過在酸性條件下，NO-3具有很強(qiáng)的氧化性，而其還原產(chǎn)物隨著硝酸濃度的不同而變化，在濃硝酸參與反應(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物為NO2，在稀硝酸參與反應(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物為NO.但是，學(xué)生面對這道題時(shí)，就很容易感到困惑，因?yàn)轭}目中沒有明確告知我們此時(shí)的硝酸濃度是處于濃的狀態(tài)還是稀的狀態(tài)，這使得學(xué)生無法判斷還原產(chǎn)物，從而面對此題時(shí)一籌莫展.教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過電子守恒法判斷出還原產(chǎn)物.詳細(xì)解析如下：我們先判斷10.416g Fe（0.186mol）與充足的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，所以0.186mol的單質(zhì)Fe變成了0.186mol的二價(jià)亞鐵離子；這部分二價(jià)亞鐵離子再經(jīng)過兩步氧化反應(yīng)才變成了三價(jià)鐵離子，首先是第一步反應(yīng)之后加入的5.050g硝酸鉀，其次是再次加入的24 mL0.3mol·L-1的高錳酸鉀溶液，最終的結(jié)果為所有的二價(jià)亞鐵離子都變成了三價(jià)鐵離子.根據(jù)電子守恒的概念，在Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+的過程中共失去0.186mol×1=0.186mole-，所以經(jīng)過兩次氧化過程，兩種不同的還原產(chǎn)物（NO 或NO2，MnCl2）也應(yīng)該得到0.186mole-，在從KMnO4到MnCl2的過程，Mn元素共得到24×10-3L×0.3mol·L-1×5=0.036mole-，所以5.050g的硝酸鉀（0.05 mol）參與氧化亞鐵離子時(shí)共得到0.186 mol-0.036 mol=0.15mole-.再設(shè)硝酸鉀（其中N 元素為+5價(jià)）被還原的產(chǎn)物中N 元素的化合價(jià)為x，所以根據(jù)電子守恒可得，0.05 mol×（5-x）=0.15 mol，解得x=2，所以硝酸鉀被還原的產(chǎn)物應(yīng)該為NO，其所對應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeCl2+KNO3+4HCl=3FeCl3+NO↑+KCl+2H2O.

2 電荷守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

例2經(jīng)過檢測，某地區(qū)的酸雨中有Cl-、Na+等，濃度分別是2.5×10-6mol·L-1、2.3×10-5mol·L-1、3.5×10-5mol·L-1、7.0×10-6mol·L-1，則該地區(qū)酸雨的pH 為（ ）.

A.3 B.4 C.5 D.6

分析這是一道與人們的生活息息相關(guān)的化學(xué)題，該題目難度不大，可以利用電荷守恒法快速正確地解決.酸雨中陽離子所帶的正電荷和陰離子所帶的負(fù)電荷數(shù)值上是守恒的.所以可以得出：c（Na+）+c（H+）+c（）=c（Cl-）+c（OH-）+2c（）.溶液顯酸性，OH-少到可忽略不計(jì)，則有c（H+）=c（Cl-）+2c（）-c（Na+）-c（）=3.5×10-5mol·L-1+2×2.5×10-6mol·L-1-7.0×10-6mol·L-1-2.3×10-5mol·L-1=1×10-5mol·L-1，pH=-lgc（H+）=-lg10-5=5，所以答案為C.

3 元素守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

例3把4.2g鋁和Na2O2的混合物一起放到適量的水中，使它們完全反應(yīng)，再倒入100mL4mol·L-1的鹽酸，這時(shí)候，正好可以把反應(yīng)后所產(chǎn)生的沉淀全部溶解，則原來的混合物中，Al和Na2O2的質(zhì)量分別是多少？

分析這道題所涉及的化學(xué)反應(yīng)非常煩瑣，如果用常規(guī)的解題方法會產(chǎn)生大量的計(jì)算，在計(jì)算的過程中還容易出現(xiàn)一些錯(cuò)誤.如果在解答這道題的過程中，加入元素守恒思想，就可以將題目變得很簡單.假設(shè)鋁的物質(zhì)的量為x，Na2O2的物質(zhì)的量為y.則可以列出相應(yīng)的關(guān)系式：

27g·mol-1×x+78g·mol-1y=4.2g.①

利用氯元素的守恒可以得出計(jì)算式：3x+2y=4mol·L-1×0.1L.②

把列出的兩個(gè)式子結(jié)合起來，就可以算出x=0.127mol；y=0.01 mol.所以m（Al）=3.429g；m（Na2O2）=0.78g，則最后可以得出Al的質(zhì)量為3.429g，Na2O2的質(zhì)量則為0.78g.

高中化學(xué)題目種類繁多，因此，教師應(yīng)該重視解題方法的總結(jié)和講解，重視守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用研究，幫助學(xué)生更好地解答化學(xué)難題.