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质量守恒定律在初中化学解题中的应用分析

2021-08-05张优维

数理化解题研究 2021年11期
关键词:反应物烧杯方程式

张优维

(浙江省宁波市鄞州区邱隘实验中学 315100)

质量守恒定律从的概念十分简单,具体是指,在发生化学反应的过程中,参与反应的物质当中,物质的总质量在化学反应前后使保持一致的.但是对于初中生而言,质量守恒定律的学习是有一定困难的,主要是因为学生不能结合实际的化学问题,对质量守恒定律进行合理的分析,因此,学生不能把清楚的了解到在真实的化学反应过程中,质量守恒定律存在的意义.

一、借助质量守恒,促进学生知识理解

初中阶段的化学知识的学习,最离不开的就是化学反应式.化学方程式是化学知识学习的最基础内容,也是打开学生质量守恒定律大门的最佳路径.因此教师在日常的教学过程中可以通过一些习题,来让学生借助质量守恒定律与化学基础知识相结合,从而在帮助学生深入了解化学知识的同时,学习质量守恒定律.

例如下面这两道题:

在化学方程式A+B=C+D,其中的agA与agB进行完全的化学反应之后,就会产生Ccg,经过化学反应之后能够生成D的质量为d=ag+bg-cg.

在化学方程式A+B=C+3D,其中的agA与agB进行完全的化学反应之后,就会产生Ccg,经过化学反应之后能够生成D的质量为d=ag+bg-cg.

在这两道化学题当中,能够看到第一道题A+B=C+D,其中生成物D的系数为“1”,在第二道题当中A+B=C+3D,所以D的系数为“3”.通过两道题之间的对比分析,其实很清楚的知道D的质量是相同的.在这里就利用了质量守恒定律,在化学反应式中,等号前的质量与等号后的质量使相等的,与化学方程式当中的系数并没有必然的关系.

二、根据质量守恒,解答反应物生成质量

在初中阶段的化学考试过程当中,有这样一种题型深深的影响着学生的考试分数,那就是解答题.这一类问题在解题的过程中十分繁杂,会用到很多细小的知识点.自然,解答题也不会放过这两守恒定律这个知识点.并且初中阶段的学生更加注重自己的中考成绩,所以解答题使学生得分的重要题型.因此在教学的过程中教师需要抓住解答题这一重要形式,借助质量守恒定律,来帮助学生解答题型中的反应物生成质量问题.

对于反应物生成质量这一类的解答题,本身就是有质量守恒定律转化而来,因此在解答反应物生成质量相关问题时,不能忽略质量守恒定律,例如下面这道题:

图1

生铁一般同时含有Fe元素和C元素,某兴趣小组做了如下实验(实验仪器如图1所示):将6g生铁置入烧杯中,并向烧杯中添加了65g的稀硫酸,生铁与稀硫酸刚好进行完全反应. 反应前烧杯和其中物质的总重量为97g,反应后烧杯和其中物质的总重量为96.8g.试求:(1)实验所产生的H2的质量;(2)该生铁中铁的质量分数;(3)所得溶液溶质的质量分数.

在这道题当中,通过质量守恒定律,可以分析出氢气使在反应过程中生成的,因此在发生化学反应之后,烧杯中的物质不存在氢气,因此实验所产生的氢气质量计算方式应该为:m(H2)=97g-96.8g=0.2g.通过质量守恒定律,学生就可以十分简单的回答出第一个问题,拿到一定的分数.

在解答问题(3)的过程中,根据问题(2)了解到贴到质量分数为93.3%,因此生成的FeSO4就是15.2g.质量守恒定律在化学反应当中强调的是质量不便,因此就能够分析出溶液的质量为70.4g,溶液当中的硫酸亚铁质量以及溶液的质量都能够解出,因此溶质的质量分数就可以通过算式15.2g÷70.4g×100%来计算,最终的结果为21.6%.

通过质量守恒定律,教师就能够帮助学生在解答题中,不断树立学生的思路,使学生能够根据题意以及质量守恒定律,发现解答题当中的一些隐性条件,从而将一道十分繁杂难解的题目变得更加简单,使学生能够轻松的掌握解答题的解题思路与方案,从而高效的对各种试题进行解答,提高学生的逻辑思维能力.

三、巧用质量守恒,分析反应组成元素

在质量守恒定律的教学过程中,教师需要让学生从化学反应的本质入手去进行质量守恒定律的分析.化学反应的本质就是参与反应的各种物质的分子,通过反应分解成了原子,原子在化学反应当中又再次进行组合,从而形成新的分子.因此质量守恒定律从微观点角度来看,就是在化学反应前后原子的数目、种类并未发生变化.在化学学习的过程当中,学生会遇到一些具有逆向思维的习题,就是通过化学反应的生成物对组成的元素进行反推的元素组成题.在这一类题的解答过程中教师就需要巧妙的将质量守恒定律融合进去,帮助学生形成良好的逆向思维.

例如,把某种物质放在氧气中燃烧,已经知道这种物质的质量是1.8g,而且确定得到了充分燃烧,这时生成了新的物质:二氧化碳和水,两种物质的质量分别是4.4g和3.6g,现在需要推断这种可燃物中必然会有什么元素.

在这道题的结题过程中,首先要根据原题来进行分析,在化学反应的过程中,新的生成物使二氧化碳和水.根据质量守恒定律进行反推,化学反应前后,物质的质量总和是不发生变化的,元素的种类也不会发生变化.通过质量守恒定律可知,可燃物当中必然存在氢元素和碳元素.再次回到原题,原题当中给出了二氧化碳质量为4.4g,水的质量为3.6g,那么学生就可以根据这两个条件推算出碳元素和氢元素的质量综合,在质量综合计算出来后,学生就能够轻易地发现可燃物品中所包含的元素:加入两种元素的质量和为1.8g,那么可燃物中就只包含碳、氢两种元素;假如质量综合地域1.8g,那么,相差出来的质量就是氧元素,由此可知,可燃物中必然包含的三种元素:碳、氢、氧.根据相关的化学方程式,可以计算4.4g的二氧化碳当中,包含了碳元素的质量为1.2g,3.6g水当中含有的氢元素为0.4g,两者相加1.2g+0.4g=1.6g结果是小于可燃物的1.8g,因此可以说明可燃物中包含碳氢氧三种元素.

例如选择题蔗糖在隔绝空气加热时,会生成碳和水,则可以推断蔗糖的组成元素是( ).

A.只有碳 B.只有碳氢 C.只有氢氧 D.碳氢氧

根据质量守恒定律,反应前后元素的种类保持不变.生成物是碳和水,含碳、氢、氧三种元素,故反应物一定也含碳,氢、氧三种元素,因为是隔绝空气加热,所以蔗糖中一定含有碳、氢、氧三种元素,所以答案应选D.

在解题过程中,发现学会使用质量守恒定律是这一题的重要条件.

综上所述,能够看到在初中阶段的学习过程中,无论是填空、选择、解答各种题型都与质量守恒定律息息相关.因此在教学的过程中,教师需要把握住质量守恒定律这个重点,引导学生根据质量守恒定律解决相关问题.

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