守恒思想在初中化學解題中的應用

摘 要：將守恒思想運用到初中化學的解題過程中，不僅使整個教學變得更加輕松，同樣也可以開拓學生的思維，使整個解題過程變得更加快速.但是守恒思想同樣有一定的應用條件，尤其需要學生結合相關的課堂實際，有針對性地開展相關的問題.

關鍵詞：守恒思想;解題應用;初中化學

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2022）23-0113-03

收稿日期：2022-05-15

作者簡介：王慶越（1977.7-），男，山東省鄒平人，本科，中學高級教師，從事初中化學教學研究.

1 守恒思想在初中化學解題中的應用模式

1.1 根據化學反應前后物質質量不變，開展相關的求解

根據化學反應的質量守恒定律，參加化學反應的各物質總質量和反應后生成的物質總質量是相同的，這也就意味著，反應前后的物質質量是不變的，處于質量守恒的定律中.例如，白磷和氧氣在完全反應中會生成一定質量的五氧化二磷.只要該化學反應恰好完全反應，反應前后的物質質量是完全不變的，反應前后的氧原子、磷原子的總數、質量也是不變，只是在化學反應中分子會發生破裂，分子的總數會發生變化.所以，在遇到相關的求解問題時，學生就可以根據化學反應前后物質質量不變，開展相關的求解.以氯酸鉀和二氧化錳混合制氧氣為例，已知反應后的固體物體質量，結合反應前的固體質量，學生就可以通過分析化學方程式，得出最后制得氧氣的質量.這個案例運用的化學方法同樣是化學反應前后物質質量不變，也就是守恒定律在化學反應中的應用.這類題型在初中化學教學中非常常見，應用的范圍也非常廣泛.學生如果對守恒思想不了解，在化學計算中不能很好地應用守恒思想，就會帶來一系列的問題，甚至會影響到化學解題的步驟或者思路.所以這也就需要相關的化學教師在開展日常的實驗中，將守恒思想貫穿到實驗過程中，讓學生對守恒思想有更加深入的了解，從而應用到實際的問題解決中.

1.2 根據反應前后某元素的質量不變，開展相關的解題實驗

根據質量守恒定律可以了解到，同一種元素在化學反應前后的質量是不會發生變化的.這也就意味著，無論是反應前還是反應后，元素的總質量是一定的.例如，將4 g的金屬樣品投入到100 g溶質質量分數為9.8%的稀硫酸中，在完全反應后，形成了一定的硫酸鹽，而該硫酸鹽中含硫、氧兩種元素的質量分數為80%，要求學生判斷出該金屬的質量分數.拿到這樣一個例題，不少學生會陷入到迷茫之中，這道題目中并沒有具體的給出該金屬的質量分數以及一些比率，所以如果學生直接從理論上計算，是很難得到真正的結果，即使通過理論驗證，過程上也非常復雜.這時，教師就可以帶領學生換另一種思路，題目中已經提到了“完全反應”，也就是說，根據質量守恒因素，同一元素在反應前后的質量是不變的，所以無論是硫元素還是氧元素，反應前后的質量處于恒定中.所以根據這樣一個質量等式，再依據題目中提到的硫酸鹽中含硫、氧兩種元素的質量分數為80%，可以輕松地計算出最后的質量，而最后依據反應的結果，可以計算出金屬的質量，最后得出金屬的質量分數.通過化學質量守恒定律，將原本較為復雜的一個求解方程式，變得更加輕松、簡單，也通過這種方式給題目找到了一個全新的突破口，在整體上使解題過程變得更加清晰，也減輕了學生的學習負擔.這類題目在初中化學中非常常見，尤其是當出現一些較為復雜的元素時，學生一時間很難找到突破口，就完全可以通過元素反應前后質量守恒的定律，開展相關的解題實驗.

1.3 根據化學反應前后原子的數目和種類守恒，開展相關的解題

根據對初中化學相關題型的了解，往往在一道簡單的化學題目中，會出現各種各樣復雜的元素，有的元素對解題有幫助，有的元素卻只是用來干擾學生的解題視線.

遇到這種情況時，學生就可以抓住守恒定律，根據化學反應前后原子的數目和種類守恒的要求，應用到化學解題中.例如，一氧化碳是一種有毒的大氣污染源，不管是對環境還是人體都產生了極大的危害.而在化學中，為了檢測大氣中一氧化碳的含量和濃度，可以利用五氧化二碘進行檢測.而在這個檢測的過程中也發生了劇烈的化學反應，反應的化學方程式為：

I2O5+5COI2+5A

題目給出了相關的條件，并要求學生根據反應的情況，判斷出A的具體化學式.這類問題看似非常荒誕，學生也摸不著頭腦，事實上，卻很好的體現了化學反應前后原子數目質量守恒的定律.也就是說，在化學反應前后，無論是氧原子、碳原子還是其他的元素，反應前后是不會忽然消失或質量上出現變化的.也就是說，“I2O5+5CO”出現的原子總數和“I2+5A”的原子總數目是完全一致的.根據這樣的要求和特點，學生就可以輕松地求出A的具體化學式.在整個過程中既不需要復雜的化學計算，也不需要進行嚴格的思考，只是需要將守恒定律應用到解題中.

1.4 在電荷守恒、化合價守恒以及溶質質量守恒中的突出應用

電荷守恒、化合價守恒以及溶質質量守恒在初中化學中的應用范圍較少，但一到遇到此類解題題目，學生如果不利用守恒定律開展相關的解題，會大大加重學生的學習負擔.首先是電荷守恒，電荷守恒的應用范圍集中在溶液類的題目中.在各類化學溶液中，會存在許多肉眼看不見的離子，這些離子絕大多數都是陰陽離子，也就是說離子內部所帶的正負電荷數目是相等的，但陰陽離子的數目卻并不一定是相當的.例如，如果在一個化學溶液中，該溶液中含有Na+、CO2-3、Cl-三種離子，而對于這三種不同的離子，已知Na+與CO2-3的個數比為5∶1，那么學生應該判斷出CO2-3、Cl-的個數之比.此類類型題目有一個非常突出的特點，那就是并不會說出具體的數字，而是由一種抽象的比例來完成相關的例題.依據電荷守恒定律，陰陽離子所帶的正負電荷數目是相等，這樣才能使整體的溶液進行平衡，所以，依據這一點，可以直接通過溶液內部的化學方程式，計算出最后的比率.

對于化合價守恒來說，對同一個化學物質來說，要想使結構處于一種平衡狀態，化學物質元素的正負化合價需要達到一種平衡，也就是說，無論是正化合價還是負化合價，他們的絕對值都是平衡的.在九年級的化學學習中，學生并不需要深入了解化合價的一些重難點，只需要簡單的判斷一些化合物的化合價，對此有一個簡單的認識即可.所以此類問題的解決方法也非常簡單，直接依據不同物質的正負化合價，得出化學物質正確的化學方程式即可.而這類題目也多數以判斷題、填空題的方式出現，比如說要求學生依據化合價，寫出氧化鋁的化學式.學生除了進行日常的背誦，也可以依據正負化合價為零的方式，根據鋁的元素+3價，氧的元素-2價，來判斷出氧化鋁的化學式.

在九年級下學期的化學實驗中，學生已經需要接觸到相關的化學溶液實驗，就需要完成相關的問題，尤其是在初中化學的溶液實驗題.溶液在化學反應的過程中，雖然會通過加水稀釋，或者會有一定的蒸發產生結晶的過程，但在整體上，無論溶液的質量發生怎樣的變化，溶質都不會發生變化.這也就是溶液中常用的溶質守恒定律.尤其是在九年級的相關化學作業中，這類題型的出現頻率非常高，而且大多數是以應用題的模式.例如，在20℃時，100 g的某溶液質量分數是10%，這時如果需要提高溶液的質量分數，從10%上升到20%，就必須要對水分進行蒸發.那么對于這類溶液來說，應該蒸發掉多少克的水呢？這類題目看似非常復雜，甚至需要進行復雜的計算.如果學生利用溶質反應前后質量守恒定律，溶質在反應前后的質量并沒有發生變化，依據這樣的等量關系，就可以直接得出最終的水質量.同樣在有關于加水稀釋的相關題目中，質量守恒定律也非常好運用.這就是相關的化學守恒定律問題，無論是在化學填空題還是簡答題，應用的范圍都非常廣，也需要化學教師在日常的教學中有意識地滲透，幫助學生培養將守恒定律運用到化學解題中的意識，從而提高學生化學學習的效率，更好地完成相關的學習.

2 學生在學習和應用質量守恒中應該注意的相關問題

守恒思想雖然在初中化學的應用性非常廣，但同樣也有一定的應用范圍，需要學生在學習和應用的過程中注意.

2.1 理解好化學守恒的適用范圍和思想

化學守恒思想雖然應用的范圍比較廣，但同樣有一定的適用條件，不能隨意應用到所有的化學題目中.初中學生在接受相關的思想后，往往會帶來一種混亂感，題目尚未審清就直接將守恒定律運用到了解題中.但學生卻不能將這理解為分子數守恒，或者說是體積守恒，也不能胡亂應用到相關的題目中，最后帶來了一系列的解決問題.

2.2 具體了解反應前后的物質變化，注意相關的前提

對反應前后物質質量的總和要進行深入理解，不能遇到質量問題就直接應用質量守恒進行解答，必須要注意相關的前提，也就是是否進行了完全的反應.比如說氫氣和氧氣進行化學反應，但并沒有進行完全反應，如果學生在解答此類問題時仍然按照質量守恒定律，就會帶來一定的失誤，反應后生成的物質數目也會因此變多，出現問題.2.3 注意化學反應中可能會有氣體逸出

在有些特殊的初中化學題目中，化學反應后不僅會帶來物質的生成，同樣也會生成一定的氣體.但這個氣體一旦逸出到大氣環境中，具體的質量就很難得到估算，如果此時學生忽視了氣體的重量，仍然按照固體的方式開展相關的質量守恒計算，就會發生錯誤.這就要求學生不能只根據簡單的質量數進行加減，必須要對反應的化學方程式進行分析，確保沒有特殊情況后，在開展相關的氣體計算問題.

2.4 守恒變化是自然界一切化學變化遵循的定律，與其他變化無關

雖然說在相關的物理變化面前，物質的質量同樣是守恒的，但這并不意味著物理變化也遵循質量守恒定律.學生在應用守恒定律前必須要明白，守恒變化是自然界一切化學變化都應該要遵循的定律，但與其他變化無關.在相關的化學實驗中，除了會出現一些化學變化，也同樣會出現一些物理變化，這就需要學生進行系統的分析，做出正確的判斷方式.

守恒思想在初中化學的學習過程中發揮了非常重要的作用，尤其是在化學的解題過程中.化學教師必須要大力培養學生的思維能力，幫助學生將守恒思想運用到日常的化學學習過程中，提高解題的效率.在利用守恒思想解決相關的難題時，學生也必須要了解到不同守恒思想的應用范圍，了解好每個思想的使用特點，真正理解每個思想背后的含義.

參考文獻：

[1] 錢海如，趙華.初中階段守恒觀構建的“進階模型”研究——從“質量守恒定律”說起[J].化學教學，2019（8）：25～29.

[2] 韋新平.國內化學觀念與促進觀念建構的教學研究述評——以《化學教育》《化學教學》和《中學化學教學參考》2003～2013年文獻為例[J].化學教學，2018（9）：20～24.

[責任編輯：季春陽]