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高中化学解题中守恒法的应用与解题对策

2021-05-30葛洪艳

数理化解题研究·综合版 2021年12期
关键词:高中化学

摘 要:守恒法是高中化学较为基础的解题方法,遇到难度较大的题型时应用守恒法会使解题过程更加清晰简练.守恒法可以应用的范围之分十分广泛,在高中化学的学习中,学生如果可以熟练掌握守恒法的应用,解题时他们的逻辑会更加清晰,无疑是为他们的节约解题时间,提高解題的效率.首先对守恒法的具体内容进行解释,接着分析了守恒法在高中化学解题方法中的积极影响,最后为高中生更好得将守恒法应用到解题过程中提出了几点建议.

关键词:守恒法;解题对策;高中化学

中图分类号:G632      文献标识码:A      文章编号:1008-0333(2021)36-0088-02

在高中理科的学习中,素有得理综者得天下的说法,化学作为理科综合的一个组成部分,所占分值仅次于物理,这着实说明了这一学科的重要性.自然的世界里一切都是变化的,但是在化学的世界里却存在着一种平衡或动态平衡的情况,这就是所说的守恒定律.守恒法则是由守恒定律衍生出来的一种解题方法,它的出现可以大大提高学生们的解题速度,从而节约做题时间,争取更多的机会.

一、守恒法的具体内容

元素守恒法、电荷守恒法以及化合价守恒法是高中化学常用的解题方法.元素守恒法所涉及到的就是化学题目中,与化学元素的不变有关系的问题,在解题期间,可能应用到利用某原子的个数解题等的方法;电荷守恒法也比较常用,顾名思义,就是利用电荷的不变性来解题,电荷的得失与化学物质电子的转移变化息息相关,学生只要正确分析化学物质的电子转移就可以用好电荷守恒法;化合价守恒法,是利用元素或者物质的化合价不变而进行题目的解答,化合价的动态变化也可以应用化合价守恒法.

二、守恒法在高中化学中应用时的解题策略

1.元素守恒法

所谓的元素守恒法,可以简单理解为元素不变或者动态的变化着,意思就是整个化学反应过程中,某个元素虽然会与别的元素结合形成其他化学物质,但是它本身的质量或者物质的量是没有发生变化的,变化的只是这个元素所体现出来的形式.比如有这样一道题:已知有一种混合物由CaCO3和CaO组成,经实验分析得出其中Ca元素的质量分数为80%,现在从中取出20g样品,将样品放在高温炉里烧,再将烧过之后的固体物质放在蒸馏水中,假设该种固体最终都变成了氢氧化钙,请问共生成多少克的氢氧化钙呢?这道题就是一个典型的元素守恒法的例子,如果应用传统的化学解题方法,那么就需要写出每一步的化学方程式,导致一个简单的题目变得繁琐复杂,而应用元素守恒法进行题目分析,只需要将钙元素的存在形式列举出来,依次是碳酸钙/氧化钙-氧化钙-氢氧化钙.在分析过程中根据钙这一元素存在守恒关系,第一步可以根据Ca这一元素的所占质量比重,来计算出相应的质量,这样就可以通过质量计算相应物质的量,进而就可以轻而易举地算出氢氧化钙这一物质的质量,得出所求.

2.电荷守恒法

对于电荷守恒法来说,它最常应用在涉及到氧化还原反应的问题中,因为氧化还原中总是带有电子的得失,某一物质得到相应的电子那么另一种物质就失去了同样数量的电子,得失的电子总是平衡对等的.氧化还原反应在高中化学的学习中占有很大的比重,许许多多的反应都涉及到氧化还原,那么电荷守恒法的应用其实在高中化学中也非常重要.电荷守恒经常是和电解质溶液的电离与水解,又或者是参与到其他化学反应中,在求电解质溶液浓度的时候,电荷守恒法是很常见的,比如:在硫酸钠和硫酸铝的混合性溶液中,0.4mol/L为金属铝离子的物质浓度,0.8mol/L为硫酸根离子的浓度,抛设问题:金属钠离子物质量浓度?当看到有关于离子浓度,物质的量浓度等字眼时,解答某道题就可以应用电荷守恒法.这道题恰好符合了电荷守恒法的应用范围,这道题没有涉及到电子的转移,所以就要放到别的框架中去思考问题,然后可以根据整个电解质溶液是中性的,就是说负离子和正离子的数量互为相反数的,即金属铝离子所带的正电荷与金属钠离子所带正电荷相加,等于硫酸根阴离子的物质的量浓度,把已知的量带进去,就可以得到金属钠离子的物质的量浓度了.

3.化合价守恒法

任何化学物质都有化合价,正如电荷有正负之分,化合价也有正负的区别,所谓的化合价守恒就是在一个反应或者一组化学反应中,正化合价的物质数量等于负化合价的物质数量,从而保持反应的平衡状态.通过化合价的正负相抵就可以来进行一些题目的解答,最常应用的就是化学方程式的书写.无论是任何一个反应,它都有可能用到守恒法,亦或者电荷守恒与元素守恒、化合价守恒,一般在配平氧化还原反应方程式中会经常应用到化合价守恒,某一物质的化合价正负变化是相同的.正如这样一道题:已知目前有30mL的碳酸钠溶液,将这一溶液与70mL的浓盐酸完全中和后,再将溶液与多量的盐酸以及氢氧化钠进行混合,其中可以知道的是,浓盐酸的物质的量浓度为1mol/L,而氢氧化钠的物质的量浓度是

2mol/L,当氢氧化钠的体积达到5mL时, 溶液由中性变化为酸性.问题是如果把浓度相等的浓盐酸替换成硫酸溶液,同时还要把氢氧化钠替换成氨水,溶液能够刚好达到平衡,那么题目中碳酸钠的物质的量是多少呢?这道题有点冗长,学生读完会感觉到枯燥,甚至有的学生会掉入出题人的陷阱,甚至被绕晕而打退堂鼓.其实,在解决这一问题时,只要一步步得去分析,再对于化合价守恒法进行应用就可以更好得解决问题了.首先,可以将所要求的物质碳酸钠的物质的量浓度设为一个未知数,分析题目中存在的守恒之处,就可以由此得出一个关于未知数的方程,进而就可以求出要求的问题.  三、守恒法在高中化学中应用的积极影响

在初中阶段学生就已经接触到一些基础的化学知识,高中化学则是在初中化学的基础之上,更加深入并且更加扩展的内容.就高中化学知识的涵盖面来说,高中化学内容广泛,要求学生掌握的内容繁多.对于高中学生来说,化学课程更加繁琐与复杂化,他们在化学的学习上需要付出更多的精力和时间;另外高中化学中一道问题可能包含几个章节的若干知识点,它是综合性的问题,而不只是单单的某一个确切知识,这就需要学生一步一步去分析题干.高中化学的解题方法更加多种多样,守恒法因为它特有的积极作用而可以被众多教师和学生应用.高中学生把守恒法应用在化学题的解答中,一方面守恒法可以使他们的整个解题过程更加连贯,使做题思路越来越清晰,当做完题目回头检查时,也更方便理顺思路,节约了大量阅读题目的时间,同时为他们其他题目的解答也省下不少时间;另一方面,守恒法其实是在潜移默化中培养着学生的逻辑思维能力,以及引导他们寻找线索抓住题眼的技巧,这种逻辑与思维能力,无论是应用在高中化学中,亦或是应用在高中其他科目的学习中,都会对学子有很大的帮助,而且这种影响是一个长期并且有效的.

总而言之,通过本文不难看出守恒法在高中化学中的应用范围之广泛,更从高中化学解题应用中看出它的便利之处.对于复杂又繁琐的化学问题,高中学会应用守恒法确实是一个不错的选择.化学是高中学习非常重要的一部分,学生熟练掌握守恒法的应用,在实践练习中不断培养自己的逻辑思维能力,一定可以使化学的学习更加完善,从而在化学的学习中更加得心应手.

参考文献:[1]束必俊.高中化学解题思维培养策略[J].理科考试研究,2014(01):56.

[2]周萍萍.高中化学复习教学中提高学生的主体性[J].中学生数理化(教与学),2017(06):38.

[3]张昊.守恒思想在高中化学教学中的应用——探讨守恒法解题技巧[J].理科考试研究,2015,22(05):45.

[4]胡登娟.提高高中生化学计算中守恒思维能力的教学策略研究[D].上海:华东师范大学,2017.

[5]唐芬芳.浅谈高中化学解题策略[J].数理化解题研究,2014(10):20.

[责任编辑:季春阳]

收稿日期:2021-09-25

作者简介:葛洪艳(1982.12-),女,江苏省连云港人,本科,中学一级教师,从事高中化学教学研究.

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