巧用守恒 事半功倍

在自然科學中，有許多的“守恒”定律，例如，質量守恒、元素守恒、電子轉移守恒、電荷守恒、物料守恒、質子守恒等。在化學計算題中巧用“守恒”，會使復雜的計算題變得簡便。在此對化學習題中常見的守恒定律的應用，總結如下。

一、元素守恒

元素守恒是化學反應中的基本規律，也是化學解題中的一個重要法寶。應用元素守恒可以避開復雜的反應過程，直接利用反應前后元素個數、種類守恒求解，使習題變得簡便。

例如，38.4 mg銅跟適量的濃硝酸反應，銅全部反應后，共收集到氣體22.4 ml(標準狀況下)，該反應消耗的HNO3的物質的量是多少?

分析:Cu跟濃HNO3反應時生成NO2和Cu(NO3)2，隨著反應的進行，HNO3濃度逐漸減小，此后銅跟稀HNO3反應生成NO和Cu(NO3)2。直接利用化學反應去找關系就無從下手，而直接利用氮元素守恒，消耗的硝酸的量就為:被還原的硝酸的量+生成Cu(NO3)2消耗的硝酸的量。

二、電子轉移守恒

電子轉移守恒是氧化還原反應的基本規律，氧化劑得到電子的總數與還原劑失去電子的總數相等。涉及氧化還原反應的習題，我們可以考慮直接用電子轉移守恒的思路來進行計算。尤其對于多個相關的氧化還原反應，應用電子轉移守恒來計算就更為簡便。

例如，一定量的銅與某濃度的硝酸溶液反應，將放出的氣體與11.2L(標準狀況下)氧氣混合通入水中，恰好全部被水吸收，銅的質量是多少?

分析:在反應中，銅被氧化，Cu→Cu2+，硝酸在反應中被還原生成氮的氧化物，HNO3→NOx;通入氧氣，NOx→HNO3，氧氣被還原，O2→2O2-。整個過程利用電子轉移守恒定律得到:Cu失去的電子總數和O2得到的電子總數相等。一道看似復雜的習題就迎刃而解。

三、電荷守恒

電荷守恒是自然界電中性的基本規律，陰離子所帶的負電荷總數與陽離子所帶的正電荷總數相等。對于化學習題中求離子濃度或物質的量的習題，我們就可以利用電荷守恒，用已知離子的濃度或物質的量直接求出待求離子的濃度或物質的量。

例如，6.4 g銅與過量的硝酸充分反應后，硝酸的還原產物有NO，NO2，反應后溶液中H+為1 mol，此時溶液中含NO3-的物質的量為多少?

分析:反應后溶液中只有:H+，NO3-，Cu2+，根據電荷守恒就可以得到:n(NO3-)=n(H+)+2n(Cu2+)

在復雜的習題中，經常是幾個守恒共同應用來求解。自然界的守恒定律是最基本的，應用起來也是最簡單、最實用的，同學們在計算的過程中要善于去發現和總結。

(晉州市第一中學)