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高中化学解题中守恒法的应用实践研究

2015-05-30巩晓敏

课程教育研究 2015年6期
关键词:应用实践高中化学

巩晓敏

【摘要】自然界的万物都在时刻变化着,但化学世界中存在着一个不变的主题,即守恒定律。守恒法则是在守恒定律的基础上发展而来的。在化学解题中以守恒法为依据处理相关问题,可以有效提高学习效率。因此,本文从元素守恒法、化合价守恒法等方面,系统阐述了高中化学解题中守恒法的应用实践。

【关键词】高中化学 守恒法 应用实践

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)06-0142-01

化学反应前后物质所包含的元素种类和质量是一直不变的,这是质量守恒法的本质和依据。高中化学中的守恒法也是一种重要的解题技巧。在应用守恒法时,首先需要弄清楚不同的物质在化学反应过程中的内在关系和变化形式,并剖析各量与已知条件的关系。掌握了这些解题步骤和本质,才能在高中化学解题中准确使用守恒法。

一、元素守恒法

所谓的元素守恒法就是指在化學反应过程中,所涉及到的化学元素类别均为呈现明显变化,只是换了一种存在形式。因此,运用元素守恒法来解决这类化学计算题,可以有效提高解题的效率。将1.5克铝和过氧化钠的混合物放入一定量的水中,充分反应后固体物剩余,再向其中加入50毫升密度为1mol/L的盐酸,可以恰好使反应过程中产生的沉淀消失,求原混合物中铝和过氧化钠各多少克。显然,水与过氧化钠反应,生成氧气和氢氧化钠,氢氧化钠与铝反应,无论生成沉淀还是氯酸钠,最后都被盐酸中和,即是指最后所有的铝离子和钠离子都要和氯离子结合,氯离子是恰好反应。由此可知:钠离子的物质的量+3?鄢铝离子的物质的量=氯离子的物质的量=0.05mol我们可以设铝和过氧化钠的物质的量分别是X、Y。可得27X+78Y=1.5,3X+2Y=0.05解方程可得X=0.005 Y=0.0175则铝的质量为0.005?鄢27=0.135,则过氧化钠的质量为0.0175?鄢78=1.365.

二、化合价守恒法

化合价守恒法是指某种化合反应或化合物在反应之后生成化合物中正化合价与负化合价的总数相等。例如,某种混合物含有MgO和MgBr2,经检测得知镁元素的质量分数为38.4%。求溴元素的质量分数。我们知道,在任何化合物中,元素的负价总数等于元素的正价总数,由此可以推知在混合物中元素的负价总数等于元素的正价总数,即是指:镁原子个数×镁元素化合价=溴原子个数×溴元素的化合价+氧原子个数×氧元素的化合价。我们可以设混合物的质量为100克,溴元素的质量为X,那么38.4/24×2=X/80×1+(100-38.4-X)×2解方程可得X=40,那么溴元素的质量分数即为40/100×100%=40%。

三、电荷守恒法

电荷守恒法在化学解题中的运用主要体现在盐类的水解及离子方程式的书写等方面。当然,盐类水解问题也是高中化学解题的重点问题和难点问题。所以,大部分学生在这类问题面前一筹莫展,然而,如果运用电荷守恒法来解决盐类水解问题,就会大大降低其难度。电荷守恒定律主要是指依据电解质溶液中阴阳离子浓度及所带电荷的关系,列出对应的方程式,并进行正确解题。电解质溶液中包含处于游离状态的阴离子和阳离子,它本身又呈现出电中性状态,由此不难得出结论:在电解质溶液中所有阴离子带的负电荷数量与所有阳离子带的正电荷数量相等,依据这一等式关系就可以解决相关电荷问题。同样在离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数必须相等且电性相同,依据这一原理进行离子方程式书写及缺项配平。

四、质量守恒法

在运用质量守恒法时应注意,必须保证物质的质量在反应前后均不发生任何变化。例如将一些氢氧化钾放在桌面上,暴露于空气中。经过专业测试得到氢氧化钾固体所含的碳酸钾的质量比例为7.2%,水的质量比率为2.8%,取出1克的碳酸钾固体,并将之放到密度为3 mol·L-1的50毫升盐酸中,为了中和多余的盐酸,另取浓度为1.07 mol·L-1的氢氧化钾溶液30.8毫升。然后加热中和后的溶液,直至蒸干为止,那么求最后得到的固体质量。许多同学在做这类化学题时常采用一些过程繁琐的解题模式,降低了解题效率。其实,如果深入分析已知条件、研究得出的固体就可以发现最后得到的固体是氯化钾,那么依据元素守恒法可以得到n (KCl)=n (HCl)=0.05 L×3 mol·L-1 =0.15 mol对这个等式正确求解,就可以得知氯化钾固体的质量为11.175克。

总之,合理运用守恒法可以提高化学解题效率,因此,高中教师在化学教学中要注意提高学生的守恒法运用能力,促使学生能够准确找出题目中隐含的条件,进而正确解答相关化学问题。

参考文献:

[1]任响.巧用“化合价”提高高中化学解题效率 [J] 未来英才,2014

[2]束必俊.高中化学解题能力培养策略探究 [J] 理科考试研究,2014

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