運(yùn)用守恒法透過現(xiàn)象看本質(zhì)-李光自

1、.淺談中學(xué)化學(xué)教學(xué)中守恒法的運(yùn)用老港中學(xué) 李光自在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)計(jì)算是一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生在解題時(shí)常常感到無從下手或因運(yùn)算過程繁瑣而產(chǎn)生畏難情緒，如果老師能適時(shí)地介紹一些巧解的方法，則可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，收到事半功倍的效果，本文就介紹幾種中學(xué)化學(xué)中常用的守恒法。一、質(zhì)量守恒法根據(jù)在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和保持不變的原則，適用于一切常用化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算。例1：2.1g平均相對分子質(zhì)量為7.2的CO和H2組成的混合氣體，在足量的O2中充分燃燒后，立即通入盛有足量Na2O2固體的容器中，求固體增加的質(zhì)量。分析：根據(jù)常規(guī)方法需先求CO和H2的質(zhì)量，再求出CO和H2燃燒生成的

2、CO2和H2O的質(zhì)量，最后根據(jù)CO2和H2O分別與Na2O2的反應(yīng)即可求出固體增加的質(zhì)量。利用質(zhì)量守恒則十分簡單，因?yàn)镹a2O2Na2O3可看作增加的是CO的質(zhì)量，Na2O22NaOH可看作增加的是H2的質(zhì)量，所以固體增重的質(zhì)量相當(dāng)于CO和H2的質(zhì)量，即為2.1g。二、 物料守恒法（元素守恒）根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類和原子個(gè)數(shù)不變或構(gòu)成同一種物質(zhì)的不同元素在反應(yīng)后雖然存在形式不同，但必須遵循物質(zhì)的量比守恒的原則。適用于復(fù)雜的化學(xué)方程式計(jì)算多步反應(yīng)計(jì)算，有機(jī)和溶液中離子濃度關(guān)系判斷等。例2：向100ml 0.25mol/l的AlCl3溶液中加入金屬鈉完全反應(yīng)，恰好生成只有NaCl和NaAl O2的

3、澄清溶液，則加入的金屬鈉的質(zhì)量是A、3.45g B、2.3g C、1.15g D、0.575g分析：根據(jù)常規(guī)方法要通過以下幾個(gè)反應(yīng)可求出加入的金屬鈉的質(zhì)量2Na+2H2O2NaOH+ H2AlCl3+3NaOHAl（OH）3+3NaCl Al（OH）3+ NaOHNa Al O2+2 H2O如果利用元素守恒則快速準(zhǔn)確。根據(jù)Cl元素和Al元素守恒可得出nNa Cl=0.075mol nNa Al O2=0.025mol 又根據(jù)Na元素守恒得nNa=0.075+0.025=0.1mol mNa=0.1×23=2.3 g例3 ：在Na2 SO3溶液中存在多種微粒，分析下列關(guān)系是否正確。分析

4、：解法一 在Na2SO3溶液中，存在多種微粒，分別為H2O、H2SO3、Na+、H SO3-、SO32-、H+、OH-七種。根據(jù)電荷守恒得：（1）根據(jù)物料守恒得：（2）將（2）代入（1）可得關(guān)系正確解法二：根據(jù)H2OH+OH-可知水電離出的 但由于SO32-的水解，水電離出的H+部分形成了H SO3-和H 2SO3，根據(jù)氫元素守恒得：關(guān)系正確三、電子守恒法根據(jù)氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子總數(shù)等于還原前失電子總數(shù)的原則，適用于氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算和電解產(chǎn)物的有關(guān)計(jì)算。例4：將5. 21g純鐵溶于足量的稀H2 SO4中，在加熱條件下用2.53g KNO3氧化溶液中的亞鐵離子，充分反應(yīng)后余下的亞鐵

5、離子還需0.009mol Cl2才能完全氧化，則KNO3還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)是：A、-3價(jià) B、+4價(jià) C、+3價(jià) D、+2價(jià)分析：此題如果采用寫化學(xué)反應(yīng)方程式去求解，顯然不易，從電子守恒的角度看，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+所失電子數(shù)等于Cl2、KNO3被還原所得的電子總數(shù)設(shè)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)為x，則：x=2四、 電荷守恒法根據(jù)在電解質(zhì)溶液中，陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)，溶液整體不顯電性的原則，適用于溶液中離子濃度大小比較；溶液酸堿性的計(jì)算；離子濃度的計(jì)算，電解和電鍍的有關(guān)計(jì)算。例5：將硫酸鉀、硫酸鋁、硫酸鋁鉀三種鹽混合溶于硫酸酸化的水中，測得C(SO42-)=0.105mol/L 、C(Al3+)=0.055mol/L 溶液的PH=2（假想溶液中H2SO4完全電離為H+和SO42-），則C(K+)為：A、0.045mol/L B、0.035mol/L C、0.055mol/L D、0.04mol/L分析：根據(jù)在電解質(zhì)溶液中，溶液整體不顯電性，陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)，可得出： 由于PH=2，所以C(OH-)可忽略不計(jì)。C(K+)=2×0.105-3×0.055-0.01=0.035mol/L總之，通過以上幾例常用守恒法的分析不難看出，守恒法的本質(zhì)就是利用化學(xué)變化中的不變因素去解決變化的問題。這就要求