例析化学题解中守恒思想的应用，本文主要内容关键词为：题解论文,思想论文,化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
化学教学中必然会碰到各种各样的化学问题，用于解决化学问题的思想方法也是多种多样的，其中守恒思想是一种普遍适用于各种题型的常用典型的思想方法。所谓“守恒”就是指在物质变化中某一特定量固定不变。物质变化过程中存在几种常见的守恒：质量守恒、微粒守恒、电荷守恒、电子守恒、化合价守恒等。下面结合一些例子谈谈守恒思想在化学解题中的具体应用。
一、质量守恒思想
我们都知道质量守恒就是指化学反应前后物质的总质量保持不变，其实质就是元素的种类不变和元素原子个数不变。运用质量守恒思想解题的关键是要能分清题目中物质之间质量变化和守恒的关系。运用质量守恒常用到的等量关系是：反应物的质量总和二生成物的质量总和。
例1 某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量为190.720g），利用图1装置测定混合物中
的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如表1。
表1 称量结果
读数次数 质量(g)
第1次 192.214
锥形瓶＋ 第2次 192.164
水＋试样 第3次 192.028
第4次 192.010
第5次 192.010
图1 称量装置示意图
(1)写出和
反应的化学方程式__________。
(2)过氧化钠质量分数为__________。
题析：此题在锥形瓶中发生的化学反应有两个：
。反应后只有氧气从锥形瓶中逸出，其他物质都留在瓶中。要计算试样中过氧化钠的质量分数，就应该先求出一定量试样中过氧化钠的质量。题中给出了反应前试样的质量以及水和锥形瓶的质量，反应后溶液加锥形瓶的质量也可通过表1中数据比较来确定，应取第4次或第5次的数据192.010g，因为这一数据反映了锥形瓶内质量已达恒重。所以根据质量守恒思想有：试样质量＋锥形瓶和水的质量＝氧气的质量＋反应后溶液加锥形瓶的质量，从而求出氧气质量，再由氧气求出过氧化钠的质量，最后确定过氧化钠的质量分数。正确答案是：(1)
(2)84.38%
二、微粒守恒思想
由于质量守恒实质是化学反应中元素种类不变和各元素原子个数不变，可以推出在化学反应中组成物质的微粒（原子或离子）的物质的量不变，即微粒守恒。在解混合物或多步反应计算时，只要依据此守恒。追踪有关微粒在化学反应中的转移，抓住微粒的物质的量关系，可以化繁为简，迅速解题。注意同一元素可以不同的形式存在，但其物质的量不变，此时常称元素守恒；电解质溶液中的物料守恒其实主要是微粒守恒。
例2 向
，组成的固体混合物32.4g中加入1L某浓度的盐酸（过量），使固体全部溶解，产生
气体4.48L（已转换为标准状况时的体积），然后向反应后的溶液中逐渐加入1.5mol/L的NaOH溶液。已知加入NaOH溶液的体积与反应生成的沉淀物质量之间的关系如图2所示。
求：(1)混合物中
的质量分数；
(2)原盐酸溶液的物质的量浓度。
图2 加入NaOH溶液体积与生成的沉淀质量的关系
图3 例2过程框图
所以c(HCl)=1.4mol÷1L=1.4mol/L
评析：此题运用微粒守恒、元素守恒、电荷守恒、抓住实质，避免了众多化学方程式的繁琐计算。
三、电荷守恒思想
任何电解质溶液，不论存在多少种离子，溶液都呈电中性，所以存在电荷守恒，即电解质溶液中的阳离子所带的正电荷总数必然等于阴离子所带的负电荷总数。这一守恒思想可用于离子方程式的书写和配平，可判断电解质溶液中离子浓度的关系，可用于混合物的计算（如例2）等。
例3 某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物，分别制成溶液。一份加入足量的
溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色；加热该混合物，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33g。另一份加入含 0.001 mol 
的酸性溶液，
恰好完全被还原为
。
请回答以下问题：
(1)该结晶水合物中含有的两种阳离子是______和______，阴离子是______。
(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式。
题析：据结晶水合物溶液加溶液后的现象一：生成的白色沉淀转变为灰绿色，最后带有红褐色，可知结晶水合物中含有
；现象二：加热逸出的气体使石蕊变蓝，可知该气体是
，则结晶水合物中有
；现象三：还有不溶于水和酸的白色固体，可知该固体是
，则结晶水合物中有
。据2.33g可推出的量，0.001 mol可求的量，再结合电荷守恒知识可得的量，结合质量守恒思想推出结晶水质量，并转换为物质的量，最后求出
的物质的量的最简整数比，即可确定化学式。
四、电子守恒思想
在氧化还原反应体系中，氧化剂得到（或吸引）的电子总数必等于还原剂所失去（或偏离）的电子总数，这就是电子守恒。利用这一思想可进行氧化还原反应（包括原电池和电解池）的有关计算。
例4 在氯氧化法处理含
的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐（其毒性仅为氰化物的千分之一），氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
(1)某厂废水中含KCN，其浓度为650mg/L。现用氯氧化法处理，发生如下反应（其中N均为 -3价）：KCN+2KOH+
→KOCN+2KCl+ 。被氧化的元素是______。
(2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平下列化学方程式，并标出电子转移方向和数目。
(3)若处理上述废水20L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯______g。
题析：(1)据化合价升降分析知碳元素被氧化。(2)利用化合价升降法可配平之，其正确答案：
(3)通过对上述两个氧化还原反应分析可知， 能把KCN中的+2价碳氧化成+4价碳，把 -3价氮最终氧化成0价，而本身被还原为-1价的氯。设液氯为xg，则根据电子守恒原则有： 650×20×
÷65×(2+3)=x÷71×2，得x= 35.5。
五、化合价守恒思想
化合价守恒是指化合物中的正价与负价的绝对值相等。
例5 某短周期元素X的最高氧化物对应的水化物为
，其气态氢化物为
。试确定X是什么元素。
题析：短周期元素是主族元素，则有：同一元素的最高正价＋最低负价的绝对值=8，根据化合价守恒，结合化学式，可求出X元素的最高正化合价。由主族元素的最高正价即可判断该元素在周期表中的位置，从而确定元素的名称。
解：由和X元素的最高正价为＋(2n- 1)，由知X的最低负价为-n，则有：2n-1+ n=8，n=3。所以X元素的最高正价为+5，属第五主族元素，X元素为氮或磷。
总之，中学化学计算中常见的守恒思想有上面几种情况。解题时，如能恰当地利用守恒思想，抓住实质，以不变应万变，那么就可以免去一些繁杂的计算，大大简化解题过程，提高解题的速度和准确度，达到事半功倍的效果。
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