樊鳳連
【摘要】在初中化學(xué)教學(xué)的過程中,守恒法是經(jīng)常會使用到的一種解題方法,守恒法具有計算方便且不易出錯的優(yōu)點。守恒法主要是利用物質(zhì)在參與化學(xué)變化的過程中某一個特定量的守恒規(guī)律來尋求解題思路,尋找變化前后的守恒因素,從而快速地找準(zhǔn)等量關(guān)系,方便學(xué)生進行作答。文章結(jié)合相關(guān)的例題,選取幾種常見的守恒類型進行解題思路的分析。
【關(guān)鍵詞】守恒法;中學(xué)化學(xué);解題運用
守恒法的運用原理主要就是根據(jù)化學(xué)問題中的化學(xué)單位守恒原理進行求解。初中階段的守恒量無外乎質(zhì)量守恒、物質(zhì)的量(元素)守恒、電子守恒、體積守恒等。守恒法并不是解答化學(xué)問題的唯一方法,但是相比于其他的解題方法而言,守恒法能夠簡化解題的流程和步驟,同時幫助學(xué)生更好地理解和消化有關(guān)的化學(xué)知識,守恒法的運用也需要一定的思路和技巧,只要找準(zhǔn)守恒量,建立等式關(guān)系,就可以將難題迎刃而解。本文就選取了教學(xué)中的常見例題,進一步明確用守恒法的解題方法。
一、守恒法的解題思路
利用守恒法進行解題,首先就是要準(zhǔn)確的分析題目,找準(zhǔn)守恒量或者守恒點,列出化學(xué)反應(yīng)公式,理清是電子守恒還是質(zhì)量守恒,或者其他守恒類型。其次就是要運用守恒進行計算和分析,其中會涉及到有關(guān)分子質(zhì)量比、電子荷數(shù)以及質(zhì)子中子數(shù)等的基本化學(xué)知識,這就考驗學(xué)生的基本功與綜合分析能力。最后在完成計算之后,一定不要忘記回顧檢查,可以利用倒推的方法檢查等式兩邊質(zhì)量或?qū)㈦娮訑?shù)是否相等。
二、結(jié)合例題分析守恒法的主要類型和解題思路
1.質(zhì)量守恒
質(zhì)量守恒是在日常的教學(xué)過程中最為常見的一種守恒問題。質(zhì)量守恒就是從物質(zhì)的宏觀角度來看,在化學(xué)物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)的過程中,反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量是相等的。從質(zhì)量相等的角度入手,就可以尋找其中的等量關(guān)系。
例題:已知某參與化學(xué)反應(yīng)的生成物有C和D兩種,且知C、D之間的相對分子質(zhì)量比為9:22,化學(xué)反應(yīng)式為A+2B=2C+D,當(dāng)1.6g的物質(zhì)A與物質(zhì)B發(fā)生完全反應(yīng)后,能夠生成4.4g物質(zhì)D,那么參與反應(yīng)的物質(zhì)B與生成物C之間的質(zhì)量之比為多少?
解答思路:通過分析題目可知,需要學(xué)生運用質(zhì)量守恒的方法來判斷化學(xué)反應(yīng)前后的物質(zhì)質(zhì)量變化情況。根據(jù)質(zhì)量守恒的定理可知,化學(xué)反應(yīng)前后,參與反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物之間質(zhì)量始終相等。根據(jù)題目條件,有4.4g的物質(zhì)D生成,并且與同為生成物的C,之間的分子質(zhì)量比為9:22,再根據(jù)題目中化學(xué)反應(yīng)式的系數(shù)提示,可以計算出4.4gD生成時,會有3.6gC生成,于是可以列出這樣的等式:m1A+m2B=m3C+m4D,已知A的質(zhì)量的1.6g,那么將系數(shù)以此代入,就可以計算出B的質(zhì)量為6.4g,那么B與C的質(zhì)量比就是6.4:3.6,之后通過去小數(shù)點、化簡就可以得出最終的答案,也就是16:9。
2.元素守恒
元素守恒又可以稱為物質(zhì)的量的守恒,是從物質(zhì)的微觀角度進行守恒分析的。我們都知道,物質(zhì)是由原子、離子等組成的,區(qū)分原子、離子主要就是看它們的粒子個數(shù),同樣在化學(xué)反應(yīng)前后原子粒子數(shù)和離子粒子數(shù)都是保持不變的,可以用作等量關(guān)系分析。
例子:正常情況下38.4mg銅與一定量的濃硫酸混合,銅全部作用后,共生成氣體22.4mL,那么反應(yīng)中消耗的硝酸的量是多少?
解答思路:銅與硝酸經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)會生成Cu(NO3)2,H2O和NO或者NO2,無論是生成氣體NO,還是生成氣體NO2,根據(jù)化學(xué)元素N的元素守恒定律可以得出:n(HNO3)=2n(Cu(NO3)2)=n(NO)+n(NO2)=2×38.4×10﹣3g/64g·moL﹣2+22.4ml/mol﹣1=2.2×10﹣3mol
3.電子守恒
在初中化學(xué)的教學(xué)過程中,氧化還原反應(yīng)是最為重要和關(guān)鍵的加你組成部分,氧化還原反應(yīng)涉及到的一個重要的知識點就是氧化劑得電子的總數(shù)就等于還原劑失去電子的總數(shù),這就是氧化還原反應(yīng)中的電子守恒定律。根據(jù)得失電子相等可以進行等量計算。
例子:在一定條件下產(chǎn)生這樣的化學(xué)反應(yīng)式,RO3n﹣+6I﹣+6H﹢=R﹣+3I2+3H2O。那么求其中RO3n﹣的符號中n的值。
解題思路:從題目可知,該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),那么I﹣就是還原劑,其中RO3n﹣是氧化劑,根據(jù)電子守恒定律可得,(﹣n)﹢6×(﹣1)﹢6×(﹢1)=(﹣1),求解就可得n=1.
三、結(jié)語
在初中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)中,掌握了守恒法的解題技巧能夠更為快速和精準(zhǔn)地進行化學(xué)問題解答,通過文章對幾個常規(guī)例題的解題分析,相信學(xué)生能夠更加明確守恒法的運用過程,輔之以必要的練習(xí),能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量和效率的提升。
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