略谈守恒法在高中化学的应用

在自然界中，守恒关系是普遍存在的，如能量守恒，质量守恒，电子守恒，电荷守恒等等，运用守恒思想，不拘泥于事物发展的细节或变化途径，只要抓住事物变化过程中的守恒因素，往往能达到速解和巧解的作用。下面就中学化学的教学实践，笔者略谈守恒法在中学化学中的几种具体应用。

　　一、质量守恒

　　理论依据：在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量，反应前后质量不变。

　　例1把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为ag，则原合金中铁的质量分数为（）

　　A.70%B.52.4%C.47.6%D.30%

　　解析：把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，生成了Al3+和Fe2+，再加入过量NaOH溶液，Al3+转化为AlO■■，留在溶液中；Fe2+生成了Fe（OH）2沉淀，过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到的红色粉末为Fe2O3，铁在反应过程中是守恒的，Fe2O3中氧的量等于合金中铝的量，则w（Fe）=■×100%=■×100%=70%。选A项。

　　二、得失电子守恒

　　理论依据：氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，得失电子守恒。

　　例2取3.84g铜和一定质量的浓硝酸反应，当铜反应完时，共收集到标准状况时的气体2.24L，若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中，需通入多少升标况下的氧气才能使集气瓶充满溶液？

　　解析：铜失电子数=被还原的硝酸得的电子数=氧化硝酸的还原产物nO，nO2消耗的氧气得的电子数，省去中间计算，得铜失的电子数=氧气得的电子数。则

　　n（O2）=n（Cu）×2×1/4=3.84g÷64g·mol-1×2×1/4=0.03mol

　　V（O2）=0.03mol×22.4L·mol-1=0.672L

　　若用常规解法，应先求出NO，NO2的物质的量，再根据：

　　4nO2+O2+2H2O=4HnO3

　　4nO+3O2+2H2O=4HnO3

　　计算出O2的物质的量，并求出其体积，此方法运算量大，中间计算多且复杂，容易出错，用电子守恒法综合考虑，可省去中间的各步计算，使计算简化。