守恒思想在化学习题中的运用

1、“守恒思想”在化学习题中的运用浒山中学 潘红庆随着新高考的不断深入，高中阶段基本完成了新一轮的“革命”，在现在的选考“7选3”模式下，选考科目组合变化十分的多。学生在选择的时候都是自己感兴趣的科目，可以学有余力的科目进行选择。因此，用一种好的教学方式，好的思维方式可以更好的帮助学生解决很多问题。“守恒”的思想从初中化学的教学中就已经开始，且一直延伸到高中，而且对高中的化学学习有很大的帮助。“质量守恒、电荷守恒、电子转移守恒”等几种守恒，将它们应用于高中化学相关问题的计算，能帮助学生解决很多复杂的问题。它让学生明白只须关注起始状态和结束状态，抓住恒量，理清变量之间的关系就可得到答案，这不仅节省了

2、学生的解题时间，提高效率和准确性，还可以激发学生的学习化学的热情和兴趣。一、质量守恒定律质量守恒定律或原子守恒定律：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量均保持不变。它是中学化学最基本的定律之一，有着及其广泛的应用。在初中化学的学习中就已经接触到了质量守恒定律，白磷在密封的锥形瓶中燃烧，反应前后固体质量变多了，但是天平没有变化，对这一有趣的现象学生有着深刻的认识。在习题中也经常做到过：例1、根据质量守衡定律判断，2AB2 +B2=2E，E的化学式是（ ） A、A2B B、 AB2 C、 A3B D、 AB3这是质量守恒定律以后的基本应用，根据化学反应前后原子个数保持不变即可得到答案D，而高中化

3、学教学中也对质量守恒定律的应用有了进一步提升。例2、取铁粉和氧化铁的混合物样品14.88g加入125mL稀硫酸，使之充分反应，当固体粉末完全溶解时，收集到3.36L（标准状况）气体；当向溶液中滴加KSCN溶液时，溶液不显红色，再用5mol·L-1氢氧化钠溶液中和过量的硫酸，并继续加碱溶液至150mL，恰好把溶液中的金属阳离子全部沉淀出来。试求：（1）原样品种氧化铁的质量分数；（2）上述稀硫酸溶液的物质的量浓度。其中针对这一例题中的第（2）小题就可以充分利用质量守恒定律来解题，可以极大的提高解题的效率和准确性。分析：当“恰好把溶液中的金属阳离子全部沉淀出来”那么溶液中原本的Fe2+完全

4、沉淀，最终溶液存在的溶质阳离子只有钠离子，而阴离子是硫酸根离子，即溶质有且只有硫酸钠，根据已知的氢氧化钠可以分析得到2n（SO42-）=n（Na+），即可马上得到第二小题的答案，稀硫酸溶液的物质的量浓度为2mol/L。这样的解题过程速度快，效率高，不容易出错，而且学生也十分容易理解，也会使学生感觉化学学习其实并不是很难，关键是要掌握方法。二、电荷守恒定律电荷守恒定律是指溶液中所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等，即溶液呈电中性。它在离子方程式的书写、溶液中的计算、电化学等都有很重要的应用，但是学生很难接受它的存在，其实电荷守恒的思想在化学教学中一直存在着。在我们学习电解质

5、与非电解质这一内容的时候就已经接触到电离的概念，知道了阳离子带正电，阴离子带负电，但溶液是不带电的呈电中性。因此，可以理解阴、阳离子所带正、负电荷数相同，导致整个溶液时不带电的。例3、在含MgCl2、KCl、Na2SO4的混合液中，已知其中含Cl-1.5mol，K+和Na+共1.5mol，Mg2+为0.5mol，则SO42-的物质的量为（ ）A1 mol B0.5 mol C0.75 mol D0.15 mol根据电荷守恒定律，阴、阳离子所带的电荷数相同即溶液呈电中性，可知：n（Cl-）+2n（SO42-）=n（K+）+n（Na+）+2n（Mg2+），即：1.5mol+2n（SO42-）=1.

6、5mol+2×0.5mol，解得n（SO42-）=0.5mol故选B该题是在学习电离、电解质等的内容中经常出现的较简单的习题，但是刚刚开始学习此内容的时候很容易把此题解题变为书写化学式，对物质的书写，结果发现Na+是硫酸根离子2倍直接选答案C而导致选错。三、电子转移守恒电子转移守恒：氧化还原反应中，氧化剂得电子(化合价降低)总数等于还原剂失电子(化合价升高)总数，得失电子守恒(化合价升降总数相等)。这一原理广泛的应用于氧化还原的各类计算中。例5、在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2O2-7和Pb2+，则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量为( )A0.3 mol

7、 B1.5 mol C1.0 mol D0.75 mol +4 +2 +3 +6分析：a.标出并且计算出化合价变化：PbO2Pb2+ ，Cr3+Cr2O2-7；b.算出变价元素1个原子的得失电子数：PbO2得(4-2)e-，Cr3+失(6-3)e-；c.求算原子得失电子总数，假设需PbO2的物质的量为a mol，则转移电子数为：a×(4-2)e-，Cr3+转移电子数为：(6-3)e-×1mol；d.利用电子守恒列式：a×(4-2)e-(6-3)e-×1mol，a1.5mol。故正确答案为B在实际的教学中，发现很多学生喜欢书写方程式进行此类题目的解题，这样

8、效率十分的低下，而且错误率很高，往往不少学生写不出方程式而放弃。利用这种方法可以快速的得到答案，而且正确率很高，学生基本不会出错。四、联合、灵活运用守恒方法书写电化学方程式在电化学中，有些电极反应式书写感觉较难，尤其是原电池。其实，电极反应式和离子方程式差不多，除了须遵守质量守恒外，还得遵守电子转移守恒和电荷守恒，往往后两者守恒运用的更多、更频繁。例6、一种乙醇燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中乙醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（ ）A、CH3CH2OH+2O2-2e-=2H2O+2CO2+2H+ B、O2+4H+4e-=2H2OC、CH3CH2OH +3H2O-12e

9、- =2CO2+12H+ D、O2+2H2O+4e-=4OH-分析：该电池的总反应为CH3CH2OH +3O2=3H2O+2CO2。因为负极发生氧化反应，失去电子，为CH3CH2OH -12e-2CO2（在此过程中可以把有机物中的H原子看作+1价，O原子看作-2价计算），因为在酸性溶液中发生反应，为了使该式电荷守恒，应在其右侧补H+使电荷相平，再根据原子守恒，左侧补H2O，最后的电极反应式为CH3CH2OH +3H2O-12e- =2CO2+12H+。在实际的化学解题过程中，我们首先必须明确几种守恒法的特点，然后根据题目已知条件挖掘存在的守恒关系，然后再进行方法的选取，最后巧列守恒答题。一般在涉及溶液中离子问题时，应多考虑使用电荷守恒与质量守恒；在涉及氧化还原反应问题时，应多考虑使用得失电子守恒；在涉及多步复杂的化学过程的问题时，应多考虑使