淺談守恒法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

摘 要：化學(xué)作為高考的重點科目之一，測試了學(xué)生的化學(xué)知識掌握應(yīng)用能力以及核心素養(yǎng)，因此培養(yǎng)學(xué)生解決化學(xué)題的能力也是高中教師的重中之重，通過極值法、假設(shè)法、守恒法等讓學(xué)生理解化學(xué)概念與基本理論，運用化學(xué)思維，進行化學(xué)解題.主要介紹了化學(xué)守恒法，以及在高中化學(xué)中解題方法與講解建議，希望對高中生解題有所幫助.

關(guān)鍵詞：守恒法;解題技巧;高中化學(xué)

中圖分類號：G632文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2021）34-0105-02

收稿日期：2021-09-05

作者簡介：劉毅（1970.3-），男，福建省建甌人，本科，中學(xué)一級教師，從事中學(xué)化學(xué)教學(xué)研究.

化學(xué)核心素養(yǎng)要求學(xué)生掌握并了解守恒思想的內(nèi)涵與應(yīng)用方法，因此在實際教學(xué)中，化學(xué)教師需要重點指導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)守恒技巧的學(xué)習(xí)，并在解題過程中進行應(yīng)用.這不僅可以幫助學(xué)生更加深刻地理解化學(xué)反應(yīng)的進行過程，學(xué)習(xí)物質(zhì)的變化規(guī)律，還可以幫助學(xué)生養(yǎng)成化學(xué)思維，有利于高考化學(xué)成績的提升.

一、化學(xué)守恒法概述

1.化學(xué)守恒法概念

守恒是化學(xué)中重要的學(xué)科思想，也是化學(xué)計算的典型方法之一.守恒法本質(zhì)是利用物質(zhì)守恒定律，即物質(zhì)變化過程中某一特定的量固定不變，建立恒等式，巧妙地解答，從而提高解題速度和正確率.這可以以某一物質(zhì)為基準(zhǔn)，從而省略掉其他干擾項，大大簡化了解題過程.

2.化學(xué)守恒法優(yōu)點

守恒法的優(yōu)點就是透過現(xiàn)象抓住本質(zhì)，即抓住題目中的不變因素，以不變應(yīng)萬變，舍棄某些數(shù)據(jù)，刪去一些繁雜的數(shù)字運算，簡化了解題過程，減少了出現(xiàn)錯誤的機會.因此守恒法是一種常用的典型解題方法.

守恒法并不是一個具象化的知識點，它是多種化學(xué)原理、化學(xué)知識核心概念的體現(xiàn)，并不是如同化學(xué)式一樣的組合.在解題的過程中通過對知識進行概括、類比、總結(jié)，從而得出各項物質(zhì)之間的關(guān)系式，學(xué)生學(xué)會利用守恒法解題后，也更容易理解化學(xué)的守恒觀念，這是化學(xué)概念的核心理論支撐點.學(xué)生從所學(xué)習(xí)的守恒解題技巧，普及到整體化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，提升學(xué)生對整體化學(xué)知識點的認知.這個觀念一旦形成，就會在學(xué)生的腦內(nèi)形成堅固的化學(xué)理解方式，觸類旁通，提高學(xué)生對化學(xué)知識的總結(jié)能力，更好地理解化學(xué)原理，應(yīng)用化學(xué)知識.學(xué)生經(jīng)過反復(fù)地探索和思考，深刻理解知識的內(nèi)涵，提高自己的理解和思想達到抽象和概括的高度，將知識融入自己的思想，轉(zhuǎn)化為自己的思想成為一部分，促進對知識的深層理解，從而巧妙的解答高考題.

二、化學(xué)守恒法解題技巧

化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是原子間的化分和化合，反應(yīng)前后元素的固有特征是不會改變的，抓住這些守恒關(guān)系，并將其運用于化學(xué)計算中，能順利解決應(yīng)用題.本文針對其中幾種常見方法進行講述.

1.質(zhì)量守恒法

質(zhì)量守恒原理是：物質(zhì)既不能產(chǎn)生也不能消滅.但它的組成卻可從一種形式變成另一種形式.盡管化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量構(gòu)成會發(fā)生變化，但系統(tǒng)的總質(zhì)量卻維持不變.在運用質(zhì)量守恒法解題時需注意，質(zhì)量守恒法質(zhì)量總和不變指的是已經(jīng)參加化學(xué)反應(yīng)的所有反應(yīng)物的質(zhì)量與進行化學(xué)反應(yīng)后所有生成物的質(zhì)量總和不變.其次是質(zhì)量守恒法應(yīng)用于化學(xué)變化的質(zhì)量守恒，物理變化中的質(zhì)量不能運用化學(xué)質(zhì)量守恒法.最重要也是學(xué)生解題過程中最常出現(xiàn)的問題，即化學(xué)質(zhì)量守恒是指進行化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量，而不是化學(xué)物質(zhì)的體積等其它量的守恒.

例1 M g氯酸鉀與1.5 g二氧化錳混合加熱，充分反應(yīng)后，留下殘留物N g，則生成氣體的質(zhì)量是（）.

A.（M-N）g B.（M-1.5-N）g

C.（M+1.5-N）gD.（N-1.5）g

解析 根據(jù)此反應(yīng)的化學(xué)方程式：氯酸鉀在二氧化錳催化劑、加熱的反應(yīng)下生成氯化鉀與氧氣，即M+1.5=N+m（O2）;由于二氧化錳是催化劑，反應(yīng)前后質(zhì)量不變，故由此可求出氧氣的質(zhì)量，故選項（C）符合要求.

2.元素守恒法

在化學(xué)反應(yīng)過程中，從某種意義上說可以認為是原子重新組合的過程，因此在反應(yīng)過程中某種元素的原子，在反應(yīng)前后都保持原子的微粒數(shù)守恒.在解題過程中要迅速抓住反應(yīng)物或生成物的某種元素的原子，建立等量關(guān)系，簡便、準(zhǔn)確、快速解題.

例2 化合物BrFX與水按物質(zhì)的量之比3∶5發(fā)生反應(yīng)，其產(chǎn)物為溴酸、氫氟酸、單質(zhì)溴和氧氣.

（1）在BrFX中，X=？

（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：.

解析 第（1）問解題的出發(fā)點為原子守恒.

題中給出了反應(yīng)物物質(zhì)的量之比，又給出了生成物的名稱，根據(jù)原子守恒，反應(yīng)物中的3mol 溴原子在生成1mol Br2單質(zhì)后，只剩余1mol Br，因此只能生成1mol HBrO3.而在HBrO3中已有3mol 氧原子，5mol H2O中的5mol 氧原子還有2mol，生成1mol O2.再根據(jù)氫原子守恒，就可以得出生成9mol HF.由于BrFX為3mol ，所以X為3.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是3BrF3+5H2OHBrO3+9HF+Br2+O2↑.

3.電荷守恒法

電荷守恒法是利用反應(yīng)前后離子所帶電荷總量不變的原理進行推導(dǎo)或計算的方法.在電解質(zhì)溶液里或在離子化合物中，陰、陽離子的電荷數(shù)相等;在化學(xué)反應(yīng)過程中，同類性質(zhì)的電荷相等或不變.換句話說即物質(zhì)顯電中性，在此基礎(chǔ)上對試題進行求解.

例3 在常溫下，把氨水滴加到鹽酸中，當(dāng)c（NH+4）=c（Cl-）時，混合溶液的pH為（）.

A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.無法判斷

解析 此題粗看，無從著手，易錯選D.若簡單地認為是弱堿滴入強酸，易錯選B.但是若根據(jù)電荷守恒法：NH3·H2ONH+4+OH-，即c（NH+4）=c（OH-），而鹽酸電離c（H+）=c（Cl-），現(xiàn)c（Cl-）=c（NH+4），故c（H+）=c（OH-），溶液顯中性.答：C

電荷守恒法解題過程巧妙地運用了物質(zhì)顯電中性的原理，不需要常規(guī)方法那樣繁瑣的分析電解質(zhì)溶液中每種物質(zhì)的電離方程式，再融入題目所給的相關(guān)離子濃度，一步一步計算推斷.不僅增加了計算量，繁瑣的推斷步驟還很容易出錯，同時在考試中會因此花費大量時間，導(dǎo)致其余題目在有限的考試時間中來不及計算.而電荷守恒法很好地規(guī)避了計算量，只需要找出混合溶液中存在的離子，再通過電荷守恒就可以輕松推斷，選擇忽略掉會帶來大量計算的常規(guī)方法，只需要關(guān)注題目中電荷相關(guān)的解題點，快速解決問題，同時保證了正確率.

三、守恒法解題技巧教學(xué)建議

1.選擇合適內(nèi)容

化學(xué)學(xué)科的多樣性導(dǎo)致化學(xué)題目內(nèi)容往往考察的不只是化學(xué)知識，還同時考察了學(xué)生對題目的理解能力、語文閱讀能力.學(xué)生需要對題目進行細致了解分析，避開題目中的陷阱，選擇合適的方法進行化學(xué)解題.雖然化學(xué)守恒法在高中化學(xué)過程中是重點考察的解題技巧，但是并不是所有題目都適合應(yīng)用，教師在講解過程中要注意選擇合適的教學(xué)內(nèi)容、典型的例題進行講解.既符合高中生的學(xué)習(xí)特點，又能很好地凸顯出守恒法的良好應(yīng)用，幫助學(xué)生在腦內(nèi)構(gòu)建守恒法的知識框架，明確各類型題目與守恒法的相適應(yīng)性，完善學(xué)生化學(xué)解題思維.

2.加強變式訓(xùn)練

守恒法解題技巧本質(zhì)上是需要培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，守恒法涉及許多細致的知識點，有的學(xué)生可能只是掌握了質(zhì)量守恒法，而對電荷守恒法掌握薄弱.教師需要多變化考查知識點，讓學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，看透問題核心，以及所應(yīng)用技巧的核心思想，才能靈活掌握守恒法應(yīng)用.

3.加強計算與反思意識

有些時候，學(xué)生對待計算題因為感覺繁瑣，所以時常了解思路后就不再進行計算，沒有養(yǎng)成良好的計算以及驗算的習(xí)慣.而在考試中結(jié)果是決定分數(shù)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，即使在考試中學(xué)生思路正確，卻因為計算不熟練得到了錯誤的結(jié)果而丟失了應(yīng)得的分數(shù)，何嘗不是一種遺憾？所以教師要改變學(xué)生對計算輕視的態(tài)度.提示學(xué)生進行計算訓(xùn)練，并且鼓勵學(xué)生在做題后進行檢驗，反思自己的解題思維是否正確，提高學(xué)生的反思能力.

總之，守恒法是化學(xué)重點學(xué)習(xí)的解題方法，教師需要培養(yǎng)學(xué)生守恒思維，熟練運用守恒法進行解題，提高做題效率與正確率.

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[責(zé)任編輯：季春陽]