高中化學試題中關于“守恒法”的有關研究

謝曉鵬

摘 要：守恒法是指利用化學反應前后參量之間的等量關系，通過分析得出所需參量變化值的方法。守恒法作為高中化學計算的一種重要方法，已被廣泛運用到高中化學解題中，針對各種題型詳解守恒法在高中化學試題中的應用。

關鍵詞：高中化學；守恒法；解題

在自然界中，無論是化學還是物理反應的過程，都存在這樣一種規律。一些參量在反應前后會保持不變，如目前熟知的電荷守恒，質量守恒定律等。因此，通過這類參量的守恒關系來求解試題的方法就是本文所說的守恒法。其主要特點是通過某一參量的守恒規律，規避掉反應中間的復雜過程，從而可以快捷準確地求解試題。

本文將針對不同守恒定律在高中化學試題中的應用進行實例分析，讓學生能夠進一步掌握利用守恒法解題的方法，提高應對高中化學的解題能力。

一、質量守恒定律在化學解題中的應用

質量守恒定律是指參加某一化學反應的反應物或者某一元素的質量在反應前后沒有發生變化。質量守恒定律可以應用的方面主要包括：反應物質量不變，反應元素質量不變或者整個反應過程中總質量守恒，結晶反應中溶液質量不變。

例1.在某化學反應中A+2B=C+2D，已知C和D的摩爾質量比值為9∶22.當16質量單位的A和B充分反應，產生44質量單位的C，那么參與化學反應的B和D的質量比值為（ ）

A.32∶9 B.23∶9 C.16∶9 D.46∶9

解：由題意可知：A + 2B = C + 2D

22 18

16 m（B） 36 44

根據質量不變定律，反應物B的質量應為36+44-16=64，那么參與化學反應的B和D的質量比值為64∶36=16∶9，所以答案為C。

例2.在某容器內，足量的濃硝酸和1.28g的Cu粉發生化學反應，那么當Cu粉完全反應完時，能夠得到標況下的2.24L氣體，那么該過程中參與反應的硝酸為（ ）

A.0.12mol B.0.11mol C.0.03mol D.0.08mol

解：由于參與反應的濃硝酸最終生成為兩個部分，一個是硝酸銅，另外一部分變為氣體，根據質量守恒定律，反應中N原子必定不變，不管最終生成的是何種類型的氣體。因此，最終參與反應的硝酸的物質的量是：

N（Hno3）=n（氣體）+2n（Cu（NO3）2）

=1.92g/64g·mol-1+1.12L/22.4Lmol-1

=0.03mol

二、原子守恒定律在化學解題中的應用

原子守恒定律是指在化學反應過程中，其中元素的種類和個數不變。這是從化學反應的本質中引申推理出來的。化學反應本質上是原子重新組合成新的物質的過程，化學變化中，原子的種類和個數是恒定的，變化中它們按照新的組合方式組成新的微粒。

例1.在氧氣中灼燒0.44g由硫、鐵組成的化合物，使其中的硫經過一系列變化最終全部轉化為硫酸，用20mL 0.5mol/L的燒堿

溶液恰好能完全中和這些硫酸。則原化合物中硫的質量分數約為

（ ）

A.36.4% B.46.2% C.53.1% D.22.8%

解法一：普通方法

先書寫方程式，再列式計算。而本題Fe、S化合物的化學式不定，因此，第一步Fe、S化合物燃燒方程式還需寫不定的化學方程式，這給計算帶來了更大的困難，即使不考慮鐵，只從S元素考慮，也有如下四個反應：

S+O2=SO2；2SO2+O2=2SO3；

SO3+H2O=H2SO4；H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O

根據已知NaOH的量，逆推H2SO4，再由H2SO4推SO3，再由SO3推SO2，再由SO2推S元素。這里面所蘊含的關系式如下：

2NaOH—H2SO4—SO3—SO2—S

2mol 32g

20×10-3L×0.5mol/L m（S）

=0.01mol

列比例式：解得m（S）=0.16g

則原化合物中S元素的質量分數=■×100%=■×100%≈36.4%

所以答案為A。

參考文獻：

[1]于榮華.運用守恒法巧解化學題[J].中小學教學研究，2010（10）.

[2]于力游.化學方法的學習之守恒法[J].科學教育，2010（1）.

（作者單位 寧夏回族自治區銀川市寧夏育才中學）