甘肅省慶陽市華池縣職業(yè)中專 張春天
化學解題中的守恒法,是一個概況的說法,包含元素守恒、質量守恒、電子守恒等多種內(nèi)容??梢哉f,守恒法是學生學好化學課程的關鍵因素,因守恒法特點,被廣泛運用到高中化學解題中,其是學生化學解題中的重要元素。在對守恒法進行研究中,發(fā)現(xiàn)守恒法具有以下特點。
其一,簡便性。高中化學解題是一個復雜過程,不同的化學關系、公式,在解題思維、計算方法中存在差異性,如果學生在解題中不能夠理清化學題目中的知識脈絡,就很難進行有效解題。而運用守恒法,學生只要找準化學題目中守恒不變的數(shù)量關系,就能夠輕松進行解題,增強學生化學解題能力,促進化學解題的便捷性,培養(yǎng)學生化學學習興趣。
其二,廣泛性。守恒法是一種科學真理,存在于萬物之中。化學是一門實驗課程,從化學變化來看,無論是通過哪種途徑,形成哪種物質反應,或者是產(chǎn)生哪種物質,守恒法都能夠運用到各類化學解題中。因此,守恒法的廣泛性,以守恒法為導向,解析化學現(xiàn)象,知曉物質的化學反應,進而更好地理解化學知識。
其三,易于理解。化學知識較為抽象,學生學習起來較為吃力。而守恒法,在內(nèi)容與形式上表達較為直白,能夠幫助學生快速地理清化學習題中的知識脈絡,將復雜的解題思路變得清晰化、簡單化,易于學生理解,進而促進學生更好地解題。因此,教師需要將守恒法運用到高中化學教學中,減緩化學教學難度,使學生輕松地知曉化學知識脈絡,進而提升學生化學學習能力。
在高中化學解題中,運用守恒法,需要遵循一定的步驟,才能夠合理、科學地運用守恒法進行解題。首先,化學物質在進行化學反應之后,會呈現(xiàn)相應的化學變化,學生需要借助守恒法特性,認真觀察化學反應,了解化學實驗現(xiàn)象和過程等,進而增強守恒法運用效度。因此,將守恒法運用到高中化學解題中,需要把握高中化學物質變化形式、過程,增強學生對化學現(xiàn)象本質的理解。其次,化學在物質變化過程中,需要遵守守恒法。由于在化學變化中一些物質是不會發(fā)生任何變化的,因此,在高中化學解題中,要合理地運用守恒法,在化學反應之后,要分析化學反應前后物質數(shù)量關系,找準化學各個元素之間的數(shù)量關系,進而促進守恒法在高中化學教學中的合理運用。針對化學反應之后,物質在質量、變量上沒有發(fā)生反應,借助守恒法能夠便捷地計算出化學習題結果。
守恒法的基本法則是質量守恒法,質量守恒法在其他課程中也被廣泛運用,可見,守恒法具有廣泛性。換言之,高中化學中的質量守恒法是在化學物質反應中,各個化學物質在反應前后不發(fā)生任何質量變化。學生在化學課程學習中,運用守恒法的質量守恒法的規(guī)律,能夠清晰地計算出化學習題結果,提升學生計算速度與準確度。因此,將質量守恒法運用到高中化學解題中,能夠幫助學生更好地理清化學題目,進而提升學生解題效率。
例如:將5.3 克平均相對應的分子質量的16.4 氫氣與一氧化碳混合體,倒入到容器中,再加入氧氣,讓它們進行燃燒,之后再加入固體NA2O2,問容器內(nèi)的固體增加多少?
解題思路:根據(jù)化學反應公式,當氧氣與一氧化碳相互反應之后,會生成二氧化碳;氧化鈉與二氧化碳相互反應之后,會生成氧氣與碳酸鈉;氧氣與氫氣相互反應之后,會生成水;氧化鈉與水相互反應之后,會生成氫氧化鈉。
根據(jù)上述分析,我們得出無論往容器中加入多少氧氣,只要燃燒,發(fā)生化學反應,最后都會通過氧化鈉釋放出來,該題目中的物質總量不會發(fā)生任何的變化。因此,容器中的固體質量經(jīng)過化學反應之后不會發(fā)生任何的變化。借助守恒法解化學習題,通過觀察,知曉化學現(xiàn)象的反應過程,掌握事物在反應過程中沒有發(fā)生量變,清楚、清晰地理清化學知識脈絡,提升學生化學學習能力。
在高中化學氧化還原反應中,氧化劑得到的電子數(shù)量與還原劑中失去的電子數(shù)量是相等的,這就是電子守恒法,電子守恒法適合運用到氧化還原化學反應中。掌握電子守恒法的運用規(guī)律,在氧化還原化學反應知識中有效運用,能夠將化學習題進行分類,精準化學習題模式,提升化學解題效率。因此,教師應教授學生電子守恒方法,讓學生在解氧化還原化學反應習題中運用該方法,促進學生快速解題。
例如:在硝酸和金屬化學反應實驗中,單純加入化學反應和加入還原化學反應的硝酸之間物質量比是7:1,在還原化學產(chǎn)物是唯一的情況中,問還原化學產(chǎn)物是什么?
解題思路:解該題時具有一定的難度,運用電子守恒法進行解題,會將題目中的化學關系變得一目了然。假設加入化學反應的硝酸有7mol,那么被還原的硝酸為1mol,得出在6mol的硝酸中,具備6mol 的電負荷,故而,金屬中的陽離子電荷量是6mol,則失去的6mol 電子在1mol 硝酸中得到有效補充,結合題目意思對化學產(chǎn)物進行還原。
因此,6 個電子能夠向1 個N 原子進行轉化,之后求出N2是還原產(chǎn)物即可。
元素守恒法是指,在高中化學反應前與后,所有化學反應中的物質只是從形式上發(fā)生了改變,而這些化學元素實際種類并沒有發(fā)生任何的改變。在高中化學課堂教學中,教師引導學生根據(jù)元素守恒法,對化學反應中的整個元素反應過程關系進行分析,結合元素守恒定律計算出題目結果,進而體現(xiàn)元素守恒法在高中化學教學中的運用價值。
例如:向體積為1.5 升的1.5mol/L 的NaOH 溶液中,加入1mol 二氧化碳,在此情況下,該溶液中Na2CO3與 NaHCO3物質量是多少?
解題思路:在該題目中,如果學生運用化學反應方程式進行計算,計算步驟較為繁多,而學生運用元素守恒法,能夠更好地計算該題目結果,進而提升學生化學計算能力。
綜上所述,相比較傳統(tǒng)化學解題方法,守恒法不僅能縮短化學解題時間,還能讓學生更好地知曉化學題目中的知識脈絡,提升學生化學解題準確率。因此,在高中化學教學中,教師應引導學生運用守恒法解題,教授學生守恒法解題方法以及遵循的守恒法解題規(guī)律,提升學生解題水平,使學生進行快速解題,減緩化學解題難度,培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng),進而促進高中化學教學質量的提升。