守恒法對高中化學解題效率的探討

焦業翔

摘 要：守恒法作為高中化學重要的解題方法之一，對解題的效率具有重要的作用。文章以守恒法對高正化學解題效率探討為研究對象，針對守恒法的概述和靈活利用守恒法提升解題效率進行了具體的分析探討。其中包括：質量守恒法與元素守恒法對解題效率的應用、質化合價守恒法與電子守恒法對解題效率的應用。

關鍵詞：守恒法；高中化學；解題效率；探討

一、前言

隨著我國的課程改革深入實施以來，對于化學教學與學習提出了更高的要求，為了讓學生們對化學這門學科具有更加清晰深刻的認識，讓學生們掌握更多的高效學習方法與解題策略，從而有效提升學生的解題效率與成功率。守恒法的被應用的越來越廣泛，作為一種常見的化學解題方法，它主要可以根據在物質發生化學反應后，能夠根據總的質量守恒定律，把未知量轉化為以質量從而列出方程式，并進一步將問題解決，因此靈活正確的使用守恒法解題會將原本復雜的問題簡單化，從而大大提升學生的化學解題效率。

二、守恒法概述

高中化學試題因其知識性強、復雜程度高等特點影響學生在解題過程中的效率，因此可以利用守恒法提高解題的效率。世界的各個物質在本質數量上不會發生改變，始終遵循物質守恒定律，根據這一特性守恒法應用而來，它主要是針對在化學反應過程中一些固定的守恒關系不變來進行高效率的解題方法，它能夠減少很多計算量，使化學物質之間的轉化關系更加清晰，從而提升解題的正確率與效率。

三、靈活利用守恒法應用提升解題效率

針對各種化學例題題型，守恒法也分很多方法類型，為提升解題的效率，應靈活運用不同的守恒法類型去解決化學問題。以下是具體的例題分析用以解決不同的化學問題：

（一）質化合價守恒法與電子守恒法對解題效率的應用

例1：現有固體KOH暴露在空氣中，其質量未知，已知該KOH中碳酸鉀占7.2%，水占2.8%，現稱取1g的該KOH放入濃度為3mol·L-1的鹽酸中，該鹽酸的體積為50ml，然后把多余的鹽酸用30ml的濃度為1.07mol·L-1氫氧化鉀進行中和，并將充分反應后的液體蒸干，求所得固體的質量是多少

解析：針對上述例題，如果用常規的計算方法進行相應的計算，會使問題的計算量變得很大，對解題效率產生很大的不利影響。因此我們可以用質量守恒法來解決這一問題，有題目的條件可知，剩余的固體物質是KCL，其中的氯元素都來自鹽酸中，因此就可以直接利用質量守恒法列出以下公式：

n（KCl）=n（HCl）=0.05L×3mol·L-1=0.15mol，因此可以得出答案：KCl質量為0.15mol×74.5g·mol-1=11.175g。

例2：現把4.2g的Na2O2與Al的混合物放入水中并充分反應，等反應不再產生多余的固體時加入100ml濃度為4mol·L-1的鹽酸，從而是固體能夠完全反應，試分別求出Al的質量與原混合物的質量。

解析：針對這一題我們可以發現化學反應前后它的元素并沒有改變，因此我們可以用元素守恒法對問題進行解析：

我們可以假設Al有xmol，而Na2O2有ymol，根據元素守恒定律可快速列出如下等式：

（1）27g·mol-1×x+78·mol-1×y=4.2g。

（2）3x+2y=0.1L×4mol·L-1。

將（1）（2）兩式結合可以很快得出原混合物中Al的質量為3.42g，Na2O2的質量為0.78g。

（二）化合價守恒法與電子守恒法對解題效率的作用

針對正化合價和負化合價在一種化合物中，或者正化合價與負化合價經過充分反應后總數相等的題型，我們可以用化合價守恒法進行計算解題，可以大大提升解題的效率。相應的電子守恒法則是根據氧化還原反應中化合物得到的電子總數與失去的電子總數是相等的這一定律進行相關題型的解題。詳見以下參考例題：

例3：現用80ml的濃度為1mol·L-1鹽酸和碳酸溶液進行中和反應，其中碳酸鈉溶液的體積為20ml，充分反應后得到的溶液用PH試紙檢測為酸性，隨后用濃度為2mol·L-1KOH溶液將該酸溶液進行中和，當加入4ml氫氧化鉀溶液剛好中和酸溶液，若用濃度為1mol·L-1，的硫酸中和氫氧化鉀則消耗了氫氧化鉀溶液的體積為1ml。試求碳酸鉀溶液的濃度。

解析：通過仔細羅列該貼的化學反應式就會發現鹽酸溶液中的硫化氫、氯化氫的化合價總數與碳酸鉀溶液和氫氧化鉀溶液的化合價數是相等的，因此可以根據化合價守恒定律解題：

2×0.04×1+x×0.2×1=1×0.001×2+1×0.08×1，x=1.85mol·L-1。

例4：用濃度為0.1mol·L-1的羥胺酸性溶液和充足的硫酸鐵進行反應，隨后用濃度為0.04mol·L-1體積為50ml的高錳酸鉀溶液與反應產生的二價鐵離子進行氧化反應，下列哪項氧化產物是羥胺酸的？（ ）

A.N2O B.NO C.N2 D.NO2

解析：根據這一題型，要提升解題效率就要學會找其中的關鍵字，該題的關鍵字為“氧化反應”，接著我們經過具體的分析酸性高錳酸鉀溶液具有很強的氧化性因此可以氧化鐵離子從二價變為三價，三價的鐵離子又進一步氧化了羥胺，那么我們可以根據電子守恒定律得知羥胺的電子經過轉移被高錳酸鉀接手，因此我們可以假設羥胺的氧化物為N，是x價，因此可得到下列等式：

[x-（-1）]×50ml×0.01，mol·L-1=（7-20）×50ml×0.04mol·L-1。

通過對上述公式進行計算得出x=1，因此正確答案應選擇A。

四、總結

綜上所述，通過對經典例題的分析，我們可以深刻感受到靈活利用守恒法根據不同的題型進行解題會大大提升解題的效率，對學生的辯證思維能力也具有一定的鍛煉，從而為化學成績的提升提供可靠地保障。

參考文獻：

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[3]尹開鳳.論守恒法在高中化學解題中的應用[J].中學生數理化：學研版，2016（7）：50-50.endprint