初高中化学衔接：质量守恒法、原子守恒法等在中学化学计算中的应用

初高中化学衔接

质量守恒法、原子守恒法等在中学化学计算中的应用

第一部分：知识点讲解

知识点1 理解守恒法解题的基本原理

守恒法解题的基本原理：化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。

第二部分：教材分析和处理建议

初中课标：未作要求

高中课标：

守恒法解题是高中化学计算中的常用解题方法

建议：在高中化学计算中渗透守恒法解题

第三部分教案示例   守恒法解题

知识目标   掌握守恒法解题

能力目标   识别能用守恒法解决的问题

情感目标   体验守恒法解题的快捷性

教学方法   练习归纳

教学过程

[引入]

化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。

1.质量守恒法

质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。

【例题】150℃时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度的（）

（A）96倍 （B）48倍 

（C）12倍 （D）32倍

【分析】(NH₄)₂CO₃=2NH₃↑+H₂O↑+CO₂↑ 根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量，从而可确定混和气体的平均相对分子质量为24 ，混和气体密度与相同条件下氢气密度的比为12 ，所以答案为C 

2.元素守恒法

元素守恒即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变。

【例题】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K₂CO₃37.3% 取1克该样品投入25毫升2摩／升的盐酸中后，多余的盐酸用1.0摩／升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体（）

（A）1克 （B）3.725克 

（C）0.797克 （D）2.836克

【分析】KOH、K₂CO₃跟盐酸反应的主要产物都是KCl，最后得到的固体物质是KCl，根据元素守恒，盐酸中含氯的量和氯化钾中含氯的量相等，所以答案为B

3.电荷守恒法

电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液等，阴阳离子所带正负电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。

【例题】在Na₂SO₄和K₂SO₄的混和溶液中，如果c(Na⁺)=0.2摩／升，c(SO₄^2-)=x摩／升 ，c(K⁺)=y摩／升，则x和y的关系是 （）

（A）x=0.5y

（B）x=0.1+0.5y

（C） y=2(x-0.1)

（D） y=2x-0.1

【分析】可假设溶液体积为1升，那么Na⁺物质的量为0.2摩，SO₄^2-物质的量为x摩，K⁺物质的量为y摩，根据电荷守恒可得c(Na⁺)+ c(K⁺)=2 c(SO₄^2-)，所以答案为BC

第四部分  习题

1、将一定质量的碳酸钙和单质碳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等于原混合物质量，试求原混合物中碳元素的质量分数。

2、在CO和CO₂的混合气体中，含氧64％，将该混合气体5g通过足量的灼热的氧化铜，完全反应后，气体再全部通入足量的澄清石灰水中，得到的白色沉淀质量是（）
A．5g                B．10g

C．15g              D．20g

3、在含钠元素6.9g的NaCl和Na₂CO₃的混合物中加入100g某浓度的稀盐酸，恰好完全反应，产生4.4gCO₂，试求反应后所得溶液的溶质的质量分数。

4、将一定量Cu与Cu(OH)₂的混合物置于坩埚中充分灼烧，结果所得固体质量恰等于原混合物的质量，试求原混合物中铜元素的质量分数。

答案  1.  27.3%     2. C   

3.  15.66%   4.  80%