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守恒法在中学化学解题中的运用研究

2020-07-06樊凤连

广东教学报·教育综合 2020年77期
关键词:中学化学

樊凤连

【摘要】在初中化学教学的过程中,守恒法是经常会使用到的一种解题方法,守恒法具有计算方便且不易出错的优点。守恒法主要是利用物质在参与化学变化的过程中某一个特定量的守恒规律来寻求解题思路,寻找变化前后的守恒因素,从而快速地找准等量关系,方便学生进行作答。文章结合相关的例题,选取几种常见的守恒类型进行解题思路的分析。

【关键词】守恒法;中学化学;解题运用

守恒法的运用原理主要就是根据化学问题中的化学单位守恒原理进行求解。初中阶段的守恒量无外乎质量守恒、物质的量(元素)守恒、电子守恒、体积守恒等。守恒法并不是解答化学问题的唯一方法,但是相比于其他的解题方法而言,守恒法能够简化解题的流程和步骤,同时帮助学生更好地理解和消化有关的化学知识,守恒法的运用也需要一定的思路和技巧,只要找准守恒量,建立等式关系,就可以将难题迎刃而解。本文就选取了教学中的常见例题,进一步明确用守恒法的解题方法。

一、守恒法的解题思路

利用守恒法进行解题,首先就是要准确的分析题目,找准守恒量或者守恒点,列出化学反应公式,理清是电子守恒还是质量守恒,或者其他守恒类型。其次就是要运用守恒进行计算和分析,其中会涉及到有关分子质量比、电子荷数以及质子中子数等的基本化学知识,这就考验学生的基本功与综合分析能力。最后在完成计算之后,一定不要忘记回顾检查,可以利用倒推的方法检查等式两边质量或将电子数是否相等。

二、结合例题分析守恒法的主要类型和解题思路

1.质量守恒

质量守恒是在日常的教学过程中最为常见的一种守恒问题。质量守恒就是从物质的宏观角度来看,在化学物质参与化学反应的过程中,反应物与生成物之间的质量是相等的。从质量相等的角度入手,就可以寻找其中的等量关系。

例题:已知某参与化学反应的生成物有C和D两种,且知C、D之间的相对分子质量比为9:22,化学反应式为A+2B=2C+D,当1.6g的物质A与物质B发生完全反应后,能够生成4.4g物质D,那么参与反应的物质B与生成物C之间的质量之比为多少?

解答思路:通过分析题目可知,需要学生运用质量守恒的方法来判断化学反应前后的物质质量变化情况。根据质量守恒的定理可知,化学反应前后,参与反应的反应物与生成物之间质量始终相等。根据题目条件,有4.4g的物质D生成,并且与同为生成物的C,之间的分子质量比为9:22,再根据题目中化学反应式的系数提示,可以计算出4.4gD生成时,会有3.6gC生成,于是可以列出这样的等式:m1A+m2B=m3C+m4D,已知A的质量的1.6g,那么将系数以此代入,就可以计算出B的质量为6.4g,那么B与C的质量比就是6.4:3.6,之后通过去小数点、化简就可以得出最终的答案,也就是16:9。

2.元素守恒

元素守恒又可以称为物质的量的守恒,是从物质的微观角度进行守恒分析的。我们都知道,物质是由原子、离子等组成的,区分原子、离子主要就是看它们的粒子个数,同样在化学反应前后原子粒子数和离子粒子数都是保持不变的,可以用作等量关系分析。

例子:正常情况下38.4mg铜与一定量的浓硫酸混合,铜全部作用后,共生成气体22.4mL,那么反应中消耗的硝酸的量是多少?

解答思路:铜与硝酸经过化学反应会生成Cu(NO3)2,H2O和NO或者NO2,无论是生成气体NO,还是生成气体NO2,根据化学元素N的元素守恒定律可以得出:n(HNO3)=2n(Cu(NO3)2)=n(NO)+n(NO2)=2×38.4×10﹣3g/64g·moL﹣2+22.4ml/mol﹣1=2.2×10﹣3mol

3.电子守恒

在初中化学的教学过程中,氧化还原反应是最为重要和关键的加你组成部分,氧化还原反应涉及到的一个重要的知识点就是氧化剂得电子的总数就等于还原剂失去电子的总数,这就是氧化还原反应中的电子守恒定律。根据得失电子相等可以进行等量计算。

例子:在一定条件下产生这样的化学反应式,RO3n﹣+6I﹣+6H﹢=R﹣+3I2+3H2O。那么求其中RO3n﹣的符号中n的值。

解题思路:从题目可知,该反应属于氧化还原反应,那么I﹣就是还原剂,其中RO3n﹣是氧化剂,根据电子守恒定律可得,(﹣n)﹢6×(﹣1)﹢6×(﹢1)=(﹣1),求解就可得n=1.

三、结语

在初中阶段的化学学习中,掌握了守恒法的解题技巧能够更为快速和精准地进行化学问题解答,通过文章对几个常规例题的解题分析,相信学生能够更加明确守恒法的运用过程,辅之以必要的練习,能够实现化学教学质量和效率的提升。

参考文献:

[1]王秀平.化学计算中的守恒法[J].科技风,2018(17):220.

[2]梁炳元.快速解化学计算题的几种“技巧”[J].学周刊,2015(18):201.

[3]张玉花.中学化学中的守恒定律及其典型例题解析[J].中国现代教育装备,2015(12):48-49.

[4]吴孙富,夏时君,沈素帆.例谈化学反应计算题的四种解法[J].化学教学,2014(11):72-74.

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