摘要:初中化學(xué)存在著廣泛的守恒關(guān)系。化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類和質(zhì)量不變,原子的種類和數(shù)目不變,這就從"宏觀"和"微觀"兩個(gè)不同的角度說(shuō)明質(zhì)量守恒定律。離子化合物以及溶液中陰陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)相等,即電荷守恒。在化合物中各元素的化合價(jià)的代數(shù)和為零,說(shuō)明化合價(jià)守恒。巧妙運(yùn)用好守恒定律,解題時(shí)能化繁為易,有利于提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
關(guān)鍵詞:守恒;巧解;化難為易;能力
中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1006-5962(2013)06-0262-02
什么是守恒?在物質(zhì)的組成和變化中總可以找到某一物質(zhì)的量的值在變化前后不發(fā)生改變,這種思想方法就是"守恒"。
質(zhì)量守恒規(guī)律是化學(xué)中的一個(gè)十分重要的基本定律,質(zhì)量守恒定律的實(shí)質(zhì)就是化學(xué)變化中的實(shí)質(zhì),從分子、原子的觀點(diǎn)看,化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程就是參加反應(yīng)的各分子分成原子,原子重新組合而構(gòu)成新的分子或物質(zhì)的過(guò)程,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都是不變的。
在運(yùn)用質(zhì)量守恒定律時(shí),要注意以下幾點(diǎn):①它適用于化學(xué)變化;②是質(zhì)量守恒,而不是體積守恒或分子守恒;③因?yàn)榉磻?yīng)中可能存在某些物質(zhì)過(guò)量的情況,因此不能把"參加反應(yīng)的各物質(zhì)"簡(jiǎn)單地理解成"反應(yīng)物"。
元素守恒、粒子數(shù)守恒等作為依據(jù),尋找化學(xué)式中正負(fù)化合價(jià)總數(shù)的絕對(duì)值相等;復(fù)分解反應(yīng)中陰、陽(yáng)離子所帶正負(fù)電荷總量相等;幾個(gè)連線或一組反應(yīng)前后某種粒子的物質(zhì)的量相等作為解題的基本思想。能用守恒法解題可以避免書寫煩瑣的化學(xué)方程式,減少步驟,縮短解題時(shí)間,受到事半功倍的效果。
在應(yīng)用守恒思想解題時(shí),要注意巧妙地選擇兩種狀態(tài)中總值不變的物理量建立等式,不糾纏中間過(guò)程,只考慮始終狀態(tài),實(shí)際上是整體思維的思想在化學(xué)中的應(yīng)用。
1 元素質(zhì)量守恒
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后"元素質(zhì)量守恒"在解題時(shí)靈活地加以運(yùn)用,常常能非??旖莸亟鉀Q用常規(guī)解法顯得很煩瑣的問(wèn)題,是最常用的守恒法之一。
例1 將一定質(zhì)量的碳酸鈣和單質(zhì)炭的混合物置于坩堝中充分灼燒,假定能將產(chǎn)生的氣體全部收集起來(lái),結(jié)果發(fā)現(xiàn)所得氣體質(zhì)量恰好等于原混合物質(zhì)量,試求原混合物中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解析:本題共發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)
CaCO3在高溫下分解,有CO2一種氣體生成,無(wú)其他含碳物質(zhì)生成,所以其CO2中碳元素質(zhì)量就等于CaCO3中碳元素質(zhì)量;單質(zhì)炭與氧氣反應(yīng)生成CO2一種氣體,顯然其生成的CO2中C元素的質(zhì)量就等于單質(zhì)炭的質(zhì)量。兩個(gè)反應(yīng)完成后所得氣體全部為CO2,據(jù)題意所生成的CO2等于原混合物質(zhì)量。由上述分析可知,反應(yīng)前后所得CO2中C元素的質(zhì)量即為反應(yīng)前混合物中C元素質(zhì)量,而所得CO2質(zhì)量等于原混合物質(zhì)量,據(jù)此即可很快求出原混合物中C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
3 物質(zhì)質(zhì)量守恒
參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,這個(gè)定律叫做質(zhì)量守恒定律。質(zhì)量之所以守恒,是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)前后,原子的種類沒(méi)有改變,原子的數(shù)目沒(méi)有增減,原子的質(zhì)量也沒(méi)有變化,所以化學(xué)變化前后物質(zhì)的總質(zhì)量必然相等。
在化學(xué)變化前后有五個(gè)不變,兩個(gè)一定變,一個(gè)可能變。
5 電荷守恒法.化合價(jià)守恒法
5.1 電荷守恒法:電荷守恒即對(duì)任一中性的體系,如化合物、混合物、溶液等,電荷的代數(shù)和為零,即在電解質(zhì)溶液中,陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)與陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)在數(shù)值上必然相等。我們知道,酸、堿、鹽的溶液中存在能自由移動(dòng)的帶電的離子,但是整個(gè)酸、堿、鹽的溶液卻不顯電性,就是因?yàn)檫@些溶液中,所有陽(yáng)離子帶的正電荷總數(shù)與所有陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等,即"電荷守恒"。
5.2 化合價(jià)守恒法:任何一種化合物中,正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和總等于零,即元素的正價(jià)總數(shù)和元素的負(fù)價(jià)總數(shù)在數(shù)值上一定相等,所以既然混合物是由不同種純凈物組成的,因此在混合物中元素的正價(jià)總數(shù)和元素的負(fù)價(jià)總數(shù)在數(shù)值上一定相等,借此可確定化學(xué)式。
6 比例守恒法、部分量守恒法
在某些混合物中,部分元素的相對(duì)原子質(zhì)量存在某種特定的比例關(guān)系,求解其中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),用常規(guī)思維無(wú)法求解,用比例守恒法便迎刃而解。
部分守恒指的是反應(yīng)中某元素的質(zhì)量守恒,利用該元素的質(zhì)量守恒可以列出方程式。
經(jīng)常用到的除了上述幾種守恒法以外,還有溶質(zhì)質(zhì)量守恒、催化劑質(zhì)量守恒方法等。巧妙運(yùn)用好守恒法解題,能夠化繁為簡(jiǎn),化難為易,提高解題的準(zhǔn)確率,提高解題的速率,提高解題的能力。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊瑞光《考進(jìn)實(shí)驗(yàn)班 初中化學(xué)》 山西教育出版社 2006年2月第1版
作者簡(jiǎn)介:張存山,男,漢族,中共黨員, 江蘇省泰州中學(xué)附屬初中黨委書記、副校長(zhǎng),研究生學(xué)歷, 中學(xué)高級(jí)教師 。 泰州市中學(xué)化學(xué)學(xué)科帶頭人 ,泰州市有突出貢獻(xiàn)的中青年專家,江蘇省化學(xué)特級(jí)教師, 江蘇省化學(xué)專業(yè)委員會(huì)理事 ,泰州市化學(xué)專業(yè)委員會(huì)副會(huì)長(zhǎng),泰州市陶研會(huì)副會(huì)長(zhǎng)。