基于守恒法談化學(xué)解題探究

羅 睿

(長春外國語學(xué)校 130000)

一、原子守恒規(guī)律

化學(xué)反應(yīng)中，參加化學(xué)反應(yīng)前各物質(zhì)所測得的質(zhì)量，與在反應(yīng)后，所生成物和所殘留物所測得的質(zhì)量完全相等.這是在初中所學(xué)的質(zhì)量守恒規(guī)律.物質(zhì)，是由原子構(gòu)成的，物質(zhì)的質(zhì)量總和也就是原子的質(zhì)量守恒，因此，原子的質(zhì)量總和也不會變化.而化學(xué)反應(yīng)相當(dāng)于物質(zhì)的拆分與結(jié)合，這個過程中，物質(zhì)的本質(zhì)在發(fā)生變化，構(gòu)成物質(zhì)的原子的所聯(lián)系的鏈斷裂，組成新的鏈.但化學(xué)反應(yīng)前后，原子本身并沒有受到破壞，其種類以及個數(shù)都是本質(zhì)存在的，均不會發(fā)生變化.以人教版高中化學(xué)為例，在講到“物質(zhì)的量”這一章節(jié)時以下列例題為例進(jìn)行探究.

例1 一瓶1 L 的NaOH的溶液，它的濃度為1mol/L，將一袋16.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的二氧化碳?xì)怏w通入其中，計算所得溶液中碳酸氫鈉和碳酸鈉的物質(zhì)的量.

首先，正確寫出碳酸氫鈉和碳酸鈉的化學(xué)式，分別為NaHCO3,Na2CO3正確的化學(xué)式是題目的第一步.很多同學(xué)喜歡直接做題目，跳過這一步，而沒有化學(xué)式，很容易做著做著就忽略其中的原子個數(shù).其次，根據(jù)規(guī)律，可計算得n(NaOH)=1 L×1 mol/L=1 mol，根據(jù)氣體體積，可以得知二氧化碳質(zhì)量：n(CO2)=16.8 L/22.4 L/mol=0.75 mol，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)有Na2CO3和NaHCO3，這兩個是要求的元素，暫時無法得知，可以先設(shè)n(Na2CO3)=xmol,n(NaHCO3)=y，由鈉原子守恒：2x+y=1，由碳原子守恒：x+y=0.75，解得x=0.25 mol，y=0.5 mol，所以Na2CO3和NaHCO3各是0.25 mol,0.5 mol.

關(guān)于這道題目，教師在講解的時候要注意提醒學(xué)生，NaOH和CO2有兩種反應(yīng)，一種是在二氧化碳充足的情況下，一種是在二氧化碳不充足的情況下，這兒，并沒有明確二氧化碳是否充足，所以兩種方程式都要去計算.這就是在考基本功了.化學(xué)變化中，原子質(zhì)量的不變，可以推及反應(yīng)前后的物質(zhì)的質(zhì)量，這是一個考點.因此，掌握原子的移動方向，對解題時有著很大的幫助.教師可以提醒學(xué)生，在解這類題目時，要將化學(xué)方程式正確地寫出，方便更加明了原子的移動方向.

二、電荷守恒規(guī)律

在化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的電荷總數(shù)等于生成物的電荷總數(shù)，這就是電荷守恒規(guī)律.從這個規(guī)律中，可得知化學(xué)物中的陰陽離子電荷相等，所以呈現(xiàn)電中性，而其外在表現(xiàn)，就是化學(xué)價.在寫方程式時，都需要配平化學(xué)價，教師應(yīng)該在這個時候，適當(dāng)加入這項工作的意義，就是要求化學(xué)物質(zhì)的電中性.在方程中，陰陽離子電荷相等，化學(xué)價相加為零.這個規(guī)律在溶液中，同樣適用.就算是在少部分強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液中，電荷是守恒的.根據(jù)這個規(guī)律，可以知道方程式中，各化學(xué)物質(zhì)的比例成分，因此可以算出各物質(zhì)質(zhì)量，各離子的比例.在講“物質(zhì)的量濃度”時，以人教版高中化學(xué)為例進(jìn)行探究.

A. 0.3 mol/L B. 0.1 mol/L C. 0.4 mol/L

這道題如果按照一般方法，需要先通過化學(xué)方程式來解出各個化合物的比例，再進(jìn)行運算.方程式是一道化學(xué)題目的開始，如果這一步都錯了，那么整道題都會出現(xiàn)偏差.

三、電子守恒規(guī)律

電子守恒規(guī)律，即化學(xué)反應(yīng)前后氧化劑所得到的電子個數(shù)與還原劑失電子的個數(shù)相同.在化學(xué)反應(yīng)前后，物質(zhì)中的電子會產(chǎn)生偏移，但是，其總數(shù)和總的正負(fù)是不會變化的.通過這個規(guī)律，可以算出化學(xué)反應(yīng)前后的各物質(zhì)的得失電子的情況，這個過程要求學(xué)生對氧化反應(yīng)的基本原理熟悉，對各個離子的化學(xué)價的掌握，而且對計算也有一定的要求.需要注意的是，電子的守恒規(guī)律一定是發(fā)生在氧化還原反應(yīng)中的，其中一定有一個還原劑，一個氧化劑，而且，在這個反應(yīng)之中，有時對于化學(xué)價的計算和理解，也需要靈活變通.像這類的題目，在高中的化學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)，考的形式也是多變的，有時會是考物質(zhì)質(zhì)量變化，更多的是出現(xiàn)在對化學(xué)價的判斷之中.教師平時就應(yīng)該多引導(dǎo)學(xué)生從電子守恒方面來思考問題.對于化學(xué)價問題，也可以多加變化，要靈活應(yīng)用，絕對不能死記化學(xué)價.此外，需要注意那些置換反應(yīng):

1.活潑金屬單質(zhì)和酸反應(yīng)

兩者反應(yīng)會生成含金屬原子的鹽和氫氣，這種情況，就需要牢牢記住那些活潑金屬有哪些了.

2.金屬單質(zhì)和一種含金屬元素的鹽反應(yīng)

反應(yīng)后會生成另一種金屬和另一種鹽，需要注意的是：只有活潑性更強(qiáng)的金屬才能將那些活潑性不如它的金屬置換出來.

3.金屬氧化物和炭或氫氣反應(yīng)

這種情況下生成金屬和二氧化碳或水.這個規(guī)律常常會出關(guān)于銅的題目，需要記住，而且，反應(yīng)物和生成物的變化，也要時刻警惕.

參考文獻(xiàn)：

[1]陳紅.守恒法在解題中的應(yīng)用[J].亞太教育，2016(3):60-61.

[2]陳潤珊.淺析守恒法在化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].江西化工，2015(6):32-33.