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1、守恒思维在化学解题中的应用探析守恒思维在化学解题中的应用探析［摘耍］目前，教学中学生对守恒定律理解上的误区和守恒“元索”研究对象选择偏差是导致其计算能力低下的根源，文章在解析这一根源基础上，以守恒法个案破解学生守恒思维困境的问题。［关键词］守恒思维化学计算应用［中图分类号］G633.8［文献标识码］A［文章编号］1009-5349（2012）01-0161-01［DOI］CNKI:22-1010/C.20120115.1029.001在中学化学计算中，守恒法应用最多。目前学界围绕以守恒思维解题的相关
2、研究较多，然而许多学生对其无所适从。究其原因是对守恒定律理解上的误区和守恒“元素”研究对象选择偏差导致，事实上在对守恒法的原理深入理解和选择合适研究对象的基础上，可以通过以个案破解这一问题。一、物料守恒（一）原子（或离子）守恒依据某原子（或离子）数反应前后不变，其关键是选择合适恰当的守恒微粒，如能抓住这个本质在解题时往往能出奇制胜，快速解题。例：粗盐中含有52+、Mg2+、S02-等杂质,取120g粗盐溶于水过滤除去6g不溶物，向滤液屮依次加入过量的（1）lmol.Ll-的氢氧化钠溶液200mL（2
3、）4.56g固体氯化领（3）31.8%的碳酸钠溶液10g,发现白色沉淀逐渐增多，过滤除去沉淀物再加入过量的盐酸，使溶液呈酸性，加热蒸发得氯化钠品体126.65g,求粗盐中含氯化钠的质量分数。解析：氯化钠来自两个方面，一个是粗盐中的氯化钠，另一个是除杂过程屮加入试剂生成的氯化钠。根据物质的量守恒可知，后者的氯化钠可直接由加入的氢氧化钠和碳酸钠的量来确定，即除杂过程中加入试剂所生成的氯化钠有下式：所以粗盐中氯化钠的白分含量二。(二)质量守恒依据：反应物总质量二牛成物总质量，利用物质变化前后整体质量不变；
4、或整体中某些部分质量不变；或某些部分间有确定的量的关系等。例：将2体积气体X和6体积气体Y混合，在600°C和催化剂存在下发生如下反应，并达平衡状态：2X(g)+Y(g)=2Z(g),在同温同压下测得此反应在平衡前后气体的密度比为0.8:1,则此吋X的转化率是多少？解析：此题若用常规法来解则会因X、Y、Z的相对分子质量不知而陷入困境。但若能利用反应前后气体的总质量不变来进行计算，则可出奇制胜。设2molX和6molY混合总质量为100g达平衡吋有amolY反应掉，则有：2X(g)+Y(g)2Z(g)
5、开始：2mol6mol0平衡时：(2—2a)mol(6—a)mol2amol平衡时混合气体总物质的量为：(2—2a)mo1+(6—a)mol+2amol=(8—a)mol因反应前后质量守恒，得出同温同压下平衡前后混合气体的密度比等于其物质的量之反比。即:0.8/1=(8—a)mol/(2+6)mol,解得a=1.6mol,从而a的转化率为：1.6/2X100%=80%o二、电守恒(一)电荷守恒依据溶液或离子晶体屮呈电中性，即，阳离子所带正电荷数二阴离子所带负电荷数，对于那些反应关系复杂用常规方法无从
6、下手的题目，若能从电荷守恒的角度来考虑，往往能巧妙解答。例：浓度均为0.10mol•L-l的NaCl溶液和CH3COONa溶液,其阴离子浓度分别为&和b,则a和b的下列关系中正确的是()。A.abC.a=bD.无法确定解析：初看此题有些学生往往不加思索而选C,也有的同学误认为因CH3C00—水解而使溶液显碱性，其溶液屮c(OH-)大于N&C1溶液中c(0H-)而误选A,但如果能利用电荷守恒我们就不难找到如下关系：NaCl溶液：c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-
7、)；CH3COONa溶液:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH—)。而两溶液中c(N&+)相等，但NaCl溶液中c(H+)大于CH3COONa,溶液中的c(H+),故应选氏(二)电子转移守恒依据：氧化还原反应中氧化剂的电子总数=还原剂失电子总数。对于比较复杂的氧化还原反应，若淡化其反应过程，抓住关键之所在往往能省时省力快速解题。例：将一定质量铜片投入到盛有某一浓度的HNO3溶液中充分反应，将产生的气体全部收集到一试管中，然后把该试管倒扣在水槽中不断通入氧气使试管充满了液体。此过程
8、消耗了336ml氧气(标准状况下测得)，求参加反应的铜的质量。解析：本题化学变化多，关系复杂，若按常规解法不仅繁琐费时，且易误入歧途。但只要抛开繁杂的变化过程，紧紧抓住得失电子守恒这一点不难发现：经一系列变化后Cu最终氧化为Cu2+,HNO3的最终还原产物还是硝酸化合价没有变化02最终还原为-2价的02整个过程可见化为：Cu-2eCu2+02+4e02设铜的质量为x,根据得失电子守恒得：(x/64g/mol)X2二(0.336L/22.4L/mol)X4,解得x二1.
