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摘 要：化学计算是高中化学里一个重要环节，综合性和技巧性强，而守恒思想是在高中化学计算中运用最广泛的方法之一。 守恒法是我们在解答化学习题中的常用方法，使用守恒法解化学题目的重点是要善于发现题目中所包含的“恒等关系”。很多题目都需要我们突破常规的思维方式，才可以发现隐藏在题目中的“恒等关系”。
关键词：守恒思想；高中化学；计算题
一、守恒的概念及特点
守恒，是指某个物理量在变化过程前后保持数值不变。在化学计算中，守恒法是一种重要的解题技巧，它是利用某个物理量在反应前后保持不变的关系，只抓起始状态和最终状态，忽略中间过程，快速理清物质之间的错综关系，从而使复杂的过程简单化。利用守恒法，可以使大篇幅的文字量迅速变为简单的算式，既节省解题时间，又减少计算量，也提高了结果的准确率。
化学计算是中学化学的重要内容，也是每年高考命题考查的范围之一。而守恒法又是运用最广泛的方法，它有如下特点：
（1）化学知识与数学计算有机结合。化学计算的基础是对相关化学知识的正确理解和应用，而运算能力在化学计算中尤其重要，很多学生数学基础差，所以化学计算能力非常薄弱。
（2）基础性强，对化学基本原理要求较高。要合理地运用守恒法，要求对化学原理掌握得比较透彻，根据相应的化学原理列出相应的式子或者方程、不等式等。
（3）有一定的技巧性。化学计算题往往涉及一些巧算，而这些技巧性的计算运用最多的还是守恒，有电子守恒、电荷守恒、原子守恒等，更多的时候则是多种方法的综合运用。而这种题型重点考查学生思维的敏捷性和整体性，所以学生掌握起来还是有一定的难度。
二、守恒思想在高中化学计算中的巧用
1.原子守恒——关系式法
这种方法往往应用于比较复杂的多步反应或者多步计算，关键是把握好初始物质和最后的物质中间的量的关系。例：某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知NH3制NO的产率是96%；NO制HNO3的产率是92%，HNO3与NH3反应生成NH4NO3。问制HNO3所用去NH3的质量占总耗NH3的质量分数是多少？（不考虑生产上的其他损耗）
分析：根据N原子守恒，制HNO3所消耗的N原子数和与HNO3反应的NH3的N原子数相等。设100gNH3，其中被氧化NH3的质量为x克，则有：（x÷17）·96%·92%=（100-x）/17，解得x=53.1，所以质量分数为53.1%。
2.原子守恒——差量法
差量法要求把握反应的本质，弄清反应物和生成物之间的差，具体体现在体积差、质量差等。而如果将化学中的守恒思想运用在差量法的计算中，一般学生就比较难掌握了。例：将卤素互化合物BrCln4.66g溶于水，再通入过量的SO2，发生如下反应：BrCln+（n+1）H2O+（n+1）/2SO2=HBr+nHCl+（n+2）/2H2SO4，然后将所得溶液调至中性，再加入过量Ba（NO3）2溶液，除去生成的沉淀后，所得溶液用过量的AgNO3溶液处理，可得到15.46g沉淀，试确定卤素互化物BrCln的n值。
分析：根據题意，卤素互化物的水溶液与SO2反应，可生成HCl、HBr和H2SO4。反应后溶液中加入Ba（NO3）2，目的是将产物中SO42-全部转化为BaSO4沉淀，同时避免引入可能与Ag+形成沉淀的阴离子；再向滤液中加入过量的AgNO3溶液，显然是把产物中的Cl-和Br-全部转化为AgCl和AgBr沉淀。所以15.46g沉淀是AgCl和AgBr沉淀的总和。因AgBr和AgCln中的Br-和Cl-均来自BrCln，则Ag+的质量=15.46g-4.66g=10.8（g），根据题中已知反应，可得关系式
BrCln————（n+1）Ag+
80+35.5n〓（n+1）×108
10.8×（80+35.5n）=4.66×（n+1）×108〓〓得n=3
3.原子守恒——电子守恒法
例1：一定量的Cu、Fe与硝酸反应，生成的气体中只有NO且为0.1mol，反应后溶液在常温下pH=1，求反应后溶液中NO3-的物质的量。
分析：铜与硝酸反应生成硝酸铜，铁与硝酸反应，无论是生成二价的铁盐，还是三价的铁盐，特征都是生成的盐中NO3-的物质的量与金属转移电子的量相等，而金属转移电子的量与硝酸做氧化剂所转移的电子的量又相等，所以后来形成的盐中NO3-的物质的量应该等于硝酸转移的电子，当然是0.3mol，而溶液pH=1，说明溶液中多余的硝酸是0.1mol，所以后来溶液中NO3-的物质的量是0.4mol。
例2：FeS与足量的稀硝酸反应，生成Fe（NO3）3，S，NO和H2O。若反应中有0.3mol的电子转移，求反应中没有被还原的硝酸的物质的量。
解：依题意，写出反应：（设参加反应的FeS为xmol，同时考虑铁和硫的原子守恒，初步写出系數）xFeS+HNO3→xFe（NO3）3+xS+0.1NO。NO是还原产物，转移电子为0.3mol，而化合价上升的有铁和硫两种元素，所以有：2x+x=0.3。解得x=0.1。所以没有被还原的硝酸的物质的量（即Fe（NO3）3的物质的量）为0.3mol。
4.原子守恒——电荷守恒法
这类题目的要求比较高，要求学生能够掌握题目中的离子反应，因为很多离子或次要物质不需要体现在化学反应中，我们必须弄清楚初始物质和终态物质之间量的关系，才能掌握这种多种守恒的计算。在实际化学计算中，很能节省时间，并能让学生体会到守恒思想的精髓，把握离子反应的本质，从而提高学习化学的兴趣。例：50mL bmol/L的AlCl3溶液中，加入50mL amol/L的NaOH溶液，当溶液中既有沉淀，又有一部分的沉淀发生溶解时，求溶液中沉淀的质量。分析：依题意，Al3+和OH-都已经反应完全，而Na+和Cl-不参加离子反应，主要产物当然是Al（OH）3和AlO2-，因此我们可以写出离子反应（生成物H2O未写出）：0.05bAl3++0.05OH-→Al（OH）3+AlO2-。现在问题是确定Al（OH）3和AlO2-的系数，先由两边电荷守恒，得出AlO2-的系数为0.05a-0.15b，再根据Al原子守恒，得到Al（OH）3的系数是0.05b-（0.05a-0.15b）=0.2b-0.05a，所以沉淀的质量是78（0.2b-0.05a）=3.9（4b-a）g。
利用守恒法的关键是对化学反应的一个解析过程，科学、正确地运用守恒法来解答高中化学习题，能够有效避免一些比较冗杂的解答过程。我们在平常的化学学习过程里一定要不间断地寻找化学习题中所隐藏的一些有用信息，注意培养学生的发散性思维，从而让学生用最快、最简洁、最正确、最有效的方法来解答各类化学习题。总之，守恒法在化学计算中应用非常广泛，而且是化学计算中最常用的方法之一，它涉及到一定的技巧性，而且经常和多种计算方法联系在一起，所以平时要多总结才能掌握好。而掌握守恒思想，对于提高化学成绩，很有帮助。
关键词：守恒思想；高中化学；计算题
一、守恒的概念及特点
守恒，是指某个物理量在变化过程前后保持数值不变。在化学计算中，守恒法是一种重要的解题技巧，它是利用某个物理量在反应前后保持不变的关系，只抓起始状态和最终状态，忽略中间过程，快速理清物质之间的错综关系，从而使复杂的过程简单化。利用守恒法，可以使大篇幅的文字量迅速变为简单的算式，既节省解题时间，又减少计算量，也提高了结果的准确率。
化学计算是中学化学的重要内容，也是每年高考命题考查的范围之一。而守恒法又是运用最广泛的方法，它有如下特点：
（1）化学知识与数学计算有机结合。化学计算的基础是对相关化学知识的正确理解和应用，而运算能力在化学计算中尤其重要，很多学生数学基础差，所以化学计算能力非常薄弱。
（2）基础性强，对化学基本原理要求较高。要合理地运用守恒法，要求对化学原理掌握得比较透彻，根据相应的化学原理列出相应的式子或者方程、不等式等。
（3）有一定的技巧性。化学计算题往往涉及一些巧算，而这些技巧性的计算运用最多的还是守恒，有电子守恒、电荷守恒、原子守恒等，更多的时候则是多种方法的综合运用。而这种题型重点考查学生思维的敏捷性和整体性，所以学生掌握起来还是有一定的难度。
二、守恒思想在高中化学计算中的巧用
1.原子守恒——关系式法
这种方法往往应用于比较复杂的多步反应或者多步计算，关键是把握好初始物质和最后的物质中间的量的关系。例：某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知NH3制NO的产率是96%；NO制HNO3的产率是92%，HNO3与NH3反应生成NH4NO3。问制HNO3所用去NH3的质量占总耗NH3的质量分数是多少？（不考虑生产上的其他损耗）
分析：根据N原子守恒，制HNO3所消耗的N原子数和与HNO3反应的NH3的N原子数相等。设100gNH3，其中被氧化NH3的质量为x克，则有：（x÷17）·96%·92%=（100-x）/17，解得x=53.1，所以质量分数为53.1%。
2.原子守恒——差量法
差量法要求把握反应的本质，弄清反应物和生成物之间的差，具体体现在体积差、质量差等。而如果将化学中的守恒思想运用在差量法的计算中，一般学生就比较难掌握了。例：将卤素互化合物BrCln4.66g溶于水，再通入过量的SO2，发生如下反应：BrCln+（n+1）H2O+（n+1）/2SO2=HBr+nHCl+（n+2）/2H2SO4，然后将所得溶液调至中性，再加入过量Ba（NO3）2溶液，除去生成的沉淀后，所得溶液用过量的AgNO3溶液处理，可得到15.46g沉淀，试确定卤素互化物BrCln的n值。
分析：根據题意，卤素互化物的水溶液与SO2反应，可生成HCl、HBr和H2SO4。反应后溶液中加入Ba（NO3）2，目的是将产物中SO42-全部转化为BaSO4沉淀，同时避免引入可能与Ag+形成沉淀的阴离子；再向滤液中加入过量的AgNO3溶液，显然是把产物中的Cl-和Br-全部转化为AgCl和AgBr沉淀。所以15.46g沉淀是AgCl和AgBr沉淀的总和。因AgBr和AgCln中的Br-和Cl-均来自BrCln，则Ag+的质量=15.46g-4.66g=10.8（g），根据题中已知反应，可得关系式
BrCln————（n+1）Ag+
80+35.5n〓（n+1）×108
10.8×（80+35.5n）=4.66×（n+1）×108〓〓得n=3
3.原子守恒——电子守恒法
例1：一定量的Cu、Fe与硝酸反应，生成的气体中只有NO且为0.1mol，反应后溶液在常温下pH=1，求反应后溶液中NO3-的物质的量。
分析：铜与硝酸反应生成硝酸铜，铁与硝酸反应，无论是生成二价的铁盐，还是三价的铁盐，特征都是生成的盐中NO3-的物质的量与金属转移电子的量相等，而金属转移电子的量与硝酸做氧化剂所转移的电子的量又相等，所以后来形成的盐中NO3-的物质的量应该等于硝酸转移的电子，当然是0.3mol，而溶液pH=1，说明溶液中多余的硝酸是0.1mol，所以后来溶液中NO3-的物质的量是0.4mol。
例2：FeS与足量的稀硝酸反应，生成Fe（NO3）3，S，NO和H2O。若反应中有0.3mol的电子转移，求反应中没有被还原的硝酸的物质的量。
解：依题意，写出反应：（设参加反应的FeS为xmol，同时考虑铁和硫的原子守恒，初步写出系數）xFeS+HNO3→xFe（NO3）3+xS+0.1NO。NO是还原产物，转移电子为0.3mol，而化合价上升的有铁和硫两种元素，所以有：2x+x=0.3。解得x=0.1。所以没有被还原的硝酸的物质的量（即Fe（NO3）3的物质的量）为0.3mol。
4.原子守恒——电荷守恒法
这类题目的要求比较高，要求学生能够掌握题目中的离子反应，因为很多离子或次要物质不需要体现在化学反应中，我们必须弄清楚初始物质和终态物质之间量的关系，才能掌握这种多种守恒的计算。在实际化学计算中，很能节省时间，并能让学生体会到守恒思想的精髓，把握离子反应的本质，从而提高学习化学的兴趣。例：50mL bmol/L的AlCl3溶液中，加入50mL amol/L的NaOH溶液，当溶液中既有沉淀，又有一部分的沉淀发生溶解时，求溶液中沉淀的质量。分析：依题意，Al3+和OH-都已经反应完全，而Na+和Cl-不参加离子反应，主要产物当然是Al（OH）3和AlO2-，因此我们可以写出离子反应（生成物H2O未写出）：0.05bAl3++0.05OH-→Al（OH）3+AlO2-。现在问题是确定Al（OH）3和AlO2-的系数，先由两边电荷守恒，得出AlO2-的系数为0.05a-0.15b，再根据Al原子守恒，得到Al（OH）3的系数是0.05b-（0.05a-0.15b）=0.2b-0.05a，所以沉淀的质量是78（0.2b-0.05a）=3.9（4b-a）g。
利用守恒法的关键是对化学反应的一个解析过程，科学、正确地运用守恒法来解答高中化学习题，能够有效避免一些比较冗杂的解答过程。我们在平常的化学学习过程里一定要不间断地寻找化学习题中所隐藏的一些有用信息，注意培养学生的发散性思维，从而让学生用最快、最简洁、最正确、最有效的方法来解答各类化学习题。总之，守恒法在化学计算中应用非常广泛，而且是化学计算中最常用的方法之一，它涉及到一定的技巧性，而且经常和多种计算方法联系在一起，所以平时要多总结才能掌握好。而掌握守恒思想，对于提高化学成绩，很有帮助。