守恒法在中学化学计算题中的应用-

前言

依据中学化学课程标准，化学科考试，为了有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生，以能力测试为主导，将在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上，全面检测考生的化学科学素养（引用：海南省适用的2012、2013年的高考考试大纲说明）。高考计算试题注重对知识的理解和应用的考查，不要求写出过程，削减了数学计算的容量，定性和定量相融合的试题将会成为化学计算题的主流题型。通过化学计算，既可以使学生掌握化学计算的基本技能，又可以培养和提高学生分析问题的能力、解决问题的能力。以下是笔者根据在教学过程中对守恒法的一些体会、经验，从五个方面（即：一、质量守恒，二、原子或原子团的物质的量守恒，三、电荷守恒，四、化合价守恒，五、电子守恒）进行分类举例，然后解析，解答，目的是帮助学生如何去掌握守恒法在中学计算题中的应用。而且通过化学计算，既可以帮助学生掌握化学计算的基本技能，又可以帮助学生提高分析问题的能力、解决问题的能力。

所谓“守恒”，就是利用化学反应前后，某两个量保持相等关系（例如得失电子总数、溶液中阴阳离子的正负电荷总数等）；或利用溶液中某微粒的量保持不变，而进行化学计算的解题方法。守恒法的最大优点是特别针对于多步反应、又用繁杂的数据来设计陷阱的计算题，能够忽略过程，忽略细节，按宏观的方式列出式子，所以计算步骤简便，可以避免在复杂的计算中由于非智力因素所造成的错误，快速而准确的得出答案，相对常规方法来说，是较为简捷而又准确的一种解题方法。常用的守恒有：质量守恒、原子或原子团的物质的量守恒、电荷守恒、化合价守恒、电子守恒等。

一、质量守恒

利用参加反应的反应物的总质量，等于生成物的总质量。

例：物质A在加热的条件下分解：2A     B↑+2C↑, 测得生成的混合气体的平均摩尔质量为12g/mol，则A的摩尔质量为多少？

二、原子或原子团的物质的量守恒

根据：反应前后，某原子或原子团的物质的量保持不变：

例1 一定量的KOH固体，露置空气中一段时间后，经分析样品中含水7.12%，K2CO3 2.88%、KOH90%，若取此样品1g加入到50.00mL的1mol/L盐酸中，过量的酸再用1.07mol/L KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液，可得固体多少mol？

【解析】纵观题意，可知最后得到固体KCl，其中的Cl-全部来自于盐酸中的Cl-，Cl-守恒

多列举出类似的例子，然后对比，总结：对于此类多步反应，原子守恒法，是中学中最常用的计算方法之一，计算方法非常简单。                     

例2 0.6 mol Cu跟适量的浓硝酸反应，Cu反应完全后，收集到NO、 NO2共1mol，则反应消耗掉的HNO3的物质的量是多少mol？

三、电荷守恒

电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等。

例1 某溶液中含有Na+、Al3+、Cl-、SO42-，已知的Na+、Al3+、Cl-个数比为1：3：4，则Al3+和SO42-的个数比为多少？

例2 某地酸雨经检验除H+和OH-外，还含有Na+、Cl-、NH4+、SO42-，其浓度分别为c（Na+）=7.0×10-6mol/L、c（Cl-）=3.5×10-5mol/L、c（NH4+）=2.3×10-5mol/L、c(SO42-)=2.5×10-6mol/L，则酸雨的PH值为多少？

四、化合价守恒

例：某些试剂可用来净化。其中有一种化学式为[Al2(OH)nClm· yH2O]x ，其中m等于多少？（用n的代数式表示）

五、电子守恒

氧化还原反应的本质：发生了电子的得失或偏移。

同一氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等；

例1 Zn与很稀的硝酸反应生成硝酸锌，硝酸铵和水，当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为多少？

A. 2mol    B. 1mol    C. 0.5mol    D. 0.25mol

例2 溶液中1mol 的X2O72-的和3mol的SO32- 恰好完全发生氧化还原反应，则X在还原产物中的化合价为多少？

结语

笔者通过质量守恒、原子或原子团的物质的量守恒、电荷守恒、化合价守恒、电子守恒等常用的五个守恒，对守恒法进行分类举例、解析、解答，帮助学生对守恒法增强了认识、理解，懂得了守恒法在中学化学计算题的应用技巧。学生只要通过专题训练，在老师的引导下，多归纳，多总结，就可以达到熟能生巧、应答自如的程度。对于多步反应、用繁杂的数据来设计陷阱的计算题，掌握好守恒法，运用简便的计算方法，可以避免由于复杂的计算过程而造成非智力因素的错误，快速而准确的得出答案。守恒法，确实是简捷、快速、准确的一种解题方法。

 

参考文献

[1]《中学化学课程标准》.

[2]海南省适用的2012年、2013年的普通高考考试大纲说明.

[3]2008年海南省高考化学试题.

[4]《五年高考 三年模拟》教参.