劉炳秋
【摘要】守恒思想是解決初中化學(xué)問(wèn)題的一種極其重要的方法和技巧。運(yùn)用守恒思想,關(guān)鍵是抓住有關(guān)化學(xué)變化的始態(tài)與終態(tài),不需要糾纏變化過(guò)程的細(xì)節(jié),利用其中某種不變的量建立關(guān)系式,從而簡(jiǎn)化思路,快速解題。筆者根據(jù)近幾年中考化學(xué)命題的變化,總結(jié)出如何利用守恒思想提高學(xué)生化學(xué)計(jì)算的解題能力。
【關(guān)鍵詞】守恒思想;初中化學(xué)計(jì)算;復(fù)習(xí)課
從近三年的中考年報(bào)分析:化學(xué)計(jì)算得分率都很低,說(shuō)明化學(xué)計(jì)算對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)不僅僅是一大難題,更多是一種課改觀念改變的體現(xiàn)??创?jì)算問(wèn)題,不再是純粹教學(xué)生解題的技巧,解題的程序,更重要的是背后“初高中銜接”觀念的滲透,需要學(xué)生學(xué)會(huì)定量認(rèn)識(shí)物質(zhì)和物質(zhì)變化;從量變角度分析物質(zhì)變化及其規(guī)律。近三年中考計(jì)算題分值如下:
從表可以看出分值由7-6-8,化學(xué)方程式計(jì)算由2-2-4,說(shuō)明試題難度加大,更加注重化學(xué)思想方法的考查——守恒思想。因此,以下是本人以初中化學(xué)方程式計(jì)算的復(fù)習(xí)課為例,闡述如何利用守恒法提高學(xué)生化學(xué)計(jì)算能力。
一、質(zhì)量守恒的應(yīng)用
質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容,從宏觀上闡述是:“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”;從微觀領(lǐng)域闡述則是:“在一切化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)前后原子的種類(lèi)、個(gè)數(shù)(或數(shù)目)、原子質(zhì)量前后沒(méi)有變化,因此,質(zhì)量守恒”。
例1.將3.16g高錳酸鉀和24.5g氯酸鉀混合加熱段時(shí)間后,稱(chēng)得固體的質(zhì)量為22.5g,則放出氧氣的質(zhì)量為( ? ? )
A.2.0g
B.14.1g
C.5.16g
D.9.6g
分析:本題有的同學(xué)會(huì)分別將3.16g高錳酸鉀和24.59氯酸鉀反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣計(jì)算出來(lái),再相加得到結(jié)果,因此計(jì)算很繁瑣,因?yàn)闆](méi)有說(shuō)明完全反應(yīng)。其實(shí)只需根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量相等的原理進(jìn)行計(jì)算即可。
因此,設(shè)反應(yīng)生成氧氣的總質(zhì)量為X。則 3.16g+24.5g=22.5g+X
X=5.16g,固選C。
對(duì)應(yīng)練習(xí)1:在一密器有A、B、C、D四種物質(zhì),一定條件下充分反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下,試推斷該密閉容器中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)基本類(lèi)型是A、化合反應(yīng);B、分解反應(yīng);C、置換反應(yīng);D、復(fù)分解反應(yīng)
【解析】:根據(jù)質(zhì)量守恒定律,物質(zhì)A、B、D反應(yīng)后質(zhì)量減少,為該反應(yīng)的反應(yīng)物,物質(zhì)C反應(yīng)后質(zhì)量增加,為反應(yīng)的生成物,因此該反應(yīng)屬于三種物質(zhì)生成一種物質(zhì)的化合反應(yīng)。
對(duì)應(yīng)練習(xí)2:甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)在反應(yīng)前后的質(zhì)量關(guān)系如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是
( ? ? )
A.參加反應(yīng)的甲和乙質(zhì)量比為14﹕26
B.丙可能是該反應(yīng)的催化劑
C.丁一定是生成物
D.x的值是7
【解析】由圖中數(shù)據(jù)分析可知,反應(yīng)前后甲的質(zhì)量減少了14g-2g=12g,故甲是反應(yīng)物,參加反應(yīng)的甲的質(zhì)量為12g;同理可以確定丁是生成物,生成的丁的質(zhì)量為36g-5g=31g;丙的質(zhì)量不變,丙可能作該反應(yīng)的催化劑,也可能沒(méi)有參加反應(yīng);由質(zhì)量守恒定律,乙應(yīng)是反應(yīng)物,且參加反應(yīng)的乙的質(zhì)量為31g-12g=19g,故X的數(shù)值為26g-19g=7g。A、參加反應(yīng)的甲和乙質(zhì)量比為12g:19g=12:19,錯(cuò)誤;B、丙的質(zhì)量不變,丙可能作該反應(yīng)的催化劑,也可能沒(méi)有參加反應(yīng),正確;C、該反應(yīng)的反應(yīng)物為甲和乙,生成物是丁,符合“多變一”的特征,屬于化合反應(yīng),丁是化合反應(yīng)的生成物,一定是化合物,正確;D、由質(zhì)量守恒定律,乙應(yīng)是反應(yīng)物,且參加反應(yīng)的乙的質(zhì)量為31g-12g=19g,故X的數(shù)值為26g﹣19g=7g,正確。故選A。解題的關(guān)鍵是分析表中數(shù)據(jù)(反應(yīng)后質(zhì)量增加的屬于生成物、質(zhì)量減少的屬于反應(yīng)物),靈活運(yùn)用質(zhì)量守恒定律。
二、元素守恒的應(yīng)用
在一些復(fù)雜多步的化學(xué)過(guò)程中,雖然發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)多,但某些元素的物質(zhì)的量、濃度等始終沒(méi)有發(fā)生變化,整個(gè)過(guò)程中元素是守恒的。
例題1:已知在CO和CO2的混合氣體中,含氧58%,將該混合氣體10g通過(guò)足量的灼熱的氧化銅,完全反應(yīng)后,再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色沉淀質(zhì)量為多少?
【解析】:本題按常規(guī)方法通常是:先由求出10g的混合氣體中CO和CO2各自的質(zhì)量,然后求出CO質(zhì)量生成的CO2質(zhì)量,再得到反應(yīng)后CO2的總質(zhì)量,最后再?gòu)腃O2質(zhì)量算出生成的CaCO3沉淀質(zhì)量,從而得出正確答案。這種方法顯得十分繁瑣,其實(shí)只要抓住反應(yīng)最后得到的CaCO3沉淀中含有的碳元素全部來(lái)自10g混合氣體,應(yīng)該等于10g混合氣體中含有的碳元素的質(zhì)量,一切問(wèn)題都迎刃而解了。
守恒思想已經(jīng)是中考常考的一種學(xué)科思想,特別在化學(xué)計(jì)算這一版塊。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用守恒法,對(duì)提高解題速度和破解中考難點(diǎn)都有很大的幫助。
守恒是世界物質(zhì)存在的不變守則,無(wú)論化學(xué)物質(zhì)如何變化,其始終保持著內(nèi)在要素的守恒性。
在初中化學(xué)解題中合理引入守恒思想,是為學(xué)生初、高中知識(shí)的銜接作鋪墊,更是為學(xué)生快速找到解題的突破口,進(jìn)而提高學(xué)生的化學(xué)解題能力。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 章細(xì)宏.守恒思想在高中化學(xué)解題中應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)理化(教與學(xué)),2017(6):20.
[2] 林秋香.淺談守恒定律在初中化學(xué)解題中的運(yùn)用[J].中小學(xué)教學(xué)研究,2016(12):20.