用守恒思想巧解化学计算题
作者 :  张存山

  摘要:初中化学存在着广泛的守恒关系。化学反应前后元素的种类和质量不变,原子的种类和数目不变,这就从"宏观"和"微观"两个不同的角度说明质量守恒定律。离子化合物以及溶液中阴阳离子所带电荷数相等,即电荷守恒。在化合物中各元素的化合价的代数和为零,说明化合价守恒。巧妙运用好守恒定律,解题时能化繁为易,有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。
  关键词:守恒;巧解;化难为易;能力
  中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1006-5962(2013)06-0262-02
  什么是守恒?在物质的组成和变化中总可以找到某一物质的量的值在变化前后不发生改变,这种思想方法就是"守恒"。
  质量守恒规律是化学中的一个十分重要的基本定律,质量守恒定律的实质就是化学变化中的实质,从分子、原子的观点看,化学反应的过程就是参加反应的各分子分成原子,原子重新组合而构成新的分子或物质的过程,化学反应过程中原子的种类、数目、质量都是不变的。
  在运用质量守恒定律时,要注意以下几点:①它适用于化学变化;②是质量守恒,而不是体积守恒或分子守恒;③因为反应中可能存在某些物质过量的情况,因此不能把"参加反应的各物质"简单地理解成"反应物"。
  元素守恒、粒子数守恒等作为依据,寻找化学式中正负化合价总数的绝对值相等;复分解反应中阴、阳离子所带正负电荷总量相等;几个连线或一组反应前后某种粒子的物质的量相等作为解题的基本思想。能用守恒法解题可以避免书写烦琐的化学方程式,减少步骤,缩短解题时间,受到事半功倍的效果。
  在应用守恒思想解题时,要注意巧妙地选择两种状态中总值不变的物理量建立等式,不纠缠中间过程,只考虑始终状态,实际上是整体思维的思想在化学中的应用。
  1 元素质量守恒
  根据化学反应前后"元素质量守恒"在解题时灵活地加以运用,常常能非常快捷地解决用常规解法显得很烦琐的问题,是最常用的守恒法之一。
  例1 将一定质量的碳酸钙和单质炭的混合物置于坩埚中充分灼烧,假定能将产生的气体全部收集起来,结果发现所得气体质量恰好等于原混合物质量,试求原混合物中碳元素的质量分数。
  解析:本题共发生两个反应
  CaCO3在高温下分解,有CO2一种气体生成,无其他含碳物质生成,所以其CO2中碳元素质量就等于CaCO3中碳元素质量;单质炭与氧气反应生成CO2一种气体,显然其生成的CO2中C元素的质量就等于单质炭的质量。两个反应完成后所得气体全部为CO2,据题意所生成的CO2等于原混合物质量。由上述分析可知,反应前后所得CO2中C元素的质量即为反应前混合物中C元素质量,而所得CO2质量等于原混合物质量,据此即可很快求出原混合物中C元素的质量分数。
  3 物质质量守恒
  参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,这个定律叫做质量守恒定律。质量之所以守恒,是因为化学反应前后,原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以化学变化前后物质的总质量必然相等。
  在化学变化前后有五个不变,两个一定变,一个可能变。
  5 电荷守恒法.化合价守恒法
  5.1 电荷守恒法:电荷守恒即对任一中性的体系,如化合物、混合物、溶液等,电荷的代数和为零,即在电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数在数值上必然相等。我们知道,酸、碱、盐的溶液中存在能自由移动的带电的离子,但是整个酸、碱、盐的溶液却不显电性,就是因为这些溶液中,所有阳离子带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等,即"电荷守恒"。
  5.2 化合价守恒法:任何一种化合物中,正负化合价的代数和总等于零,即元素的正价总数和元素的负价总数在数值上一定相等,所以既然混合物是由不同种纯净物组成的,因此在混合物中元素的正价总数和元素的负价总数在数值上一定相等,借此可确定化学式。
  6 比例守恒法、部分量守恒法
  在某些混合物中,部分元素的相对原子质量存在某种特定的比例关系,求解其中某元素的质量分数时,用常规思维无法求解,用比例守恒法便迎刃而解。
  部分守恒指的是反应中某元素的质量守恒,利用该元素的质量守恒可以列出方程式。
  经常用到的除了上述几种守恒法以外,还有溶质质量守恒、催化剂质量守恒方法等。巧妙运用好守恒法解题,能够化繁为简,化难为易,提高解题的准确率,提高解题的速率,提高解题的能力。
  参考文献
  [1] 杨瑞光《考进实验班 初中化学》 山西教育出版社 2006年2月第1版
  作者简介:张存山,男,汉族,中共党员, 江苏省泰州中学附属初中党委书记、副校长,研究生学历, 中学高级教师 。 泰州市中学化学学科带头人 ,泰州市有突出贡献的中青年专家,江苏省化学特级教师, 江苏省化学专业委员会理事 ,泰州市化学专业委员会副会长,泰州市陶研会副会长。

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