守恒法是一種中學化學典型的解題方法，它利用物質變化過程中某一特定的量固定不變來列式求解，可以免去一些復雜的數學計算，大大簡化解題過程，提高解題速度和正確率。它的優點是用宏觀的統攬全局的方式列式，不去探求某些細微末節，直接抓住其中的特有守恒關系，快速建立計算式，巧妙地解答題目。物質在參加反應時，化合價升降的總數，反應物和生成物的總質量，各物質中所含的每一種原子的總數，各種微粒所帶的電荷總和等等，都必須守恒。所以守恒是解計算題時建立等量關系的依據，守恒法往往穿插在其它方法中同時使用，是各種解題方法的基礎，利用守恒法可以很快建立等量關系，達到速算效果守恒思想貫穿著中學化學始終，守恒法的靈活運用能夠簡化解題過程，從而快速準確地解答題目?，F將守恒法的類型及應用歸納如下：
一．守恒法的類型
1．電荷守恒法
在溶液中陽離子所帶正電荷總數等于陰離子所帶負電荷總數，溶液電中性。
例1.1L混合溶液中含SO42－0.00025mol，Cl－0.0005mol ,NO3－0.00025mol ,Na＋0.00025 mol ,其余為H＋，則H＋物質的量濃度為（ ）。
A．0.0025 mol·L－1 B．0.0001 mol·L－1 C．0.001 mol·L－1 D．0.005 mol·L－1
【分析】由電荷守恒知：
n（Na＋）＋n（H＋）= 2n（SO42－）＋n（Cl－）＋n（NO3－）
即0.00025 mol＋n（H＋）=2×0.00025 mol＋0.0005 mol＋0.00025 mol
n（H＋）=0.001 mol；故c（H＋）=0.001mol/1L = 0.001mol/L；答案選C（2006高考題 ）
2．電子守恒法
氧化還原反應中，氧化劑失電子總數等于還原劑失電子總數，得失電子守恒。
例2.某氧化劑中，起氧化作用的是X2O72－離子，在溶液中0.2 mol該離子恰好能使0.6molSO32－離子完全氧化，則X2O72－離子還原后的化合價為（ ）。
A．＋1 B．＋2 C．＋3 D．＋4
【分析】在上述反應中，氧化劑為X2O72－，還原劑為SO32－。設反應后X元素的化合價為a.則X元素化合價由＋6降為a，S元素化合價由＋4升為＋6。1molX元素得電子（6－a）mol，1molS元素失電子（6－4）mol=2 mol。由電子守恒知：2×0.2（6－a）=0.6×2；a=＋3 答案選C
3．元素守恒法
在一些復雜多步的化學過程中，雖然發生的化學反應多，但某些元素的物質的量、濃度等始終沒有發生變化，整個過程中元素守恒。
例3.有一在空氣中暴露過的KOH固體，經分析知其內含水7.62%，K2CO32.88%，KOH90%，若將此樣品1g加入到46.00ml的1 mol·L－1鹽酸中，過量的酸再用1.07mol·L－1KOH溶液中和，蒸發中和后的溶液可得固體多少克？
【分析】此題中發生的反應很多，但仔細分析可知：蒸發溶液后所得固體為氯化鉀，其Cl－全部來自于鹽酸中的Cl－，在整個過程中Cl－守恒。
即n（KCl）= n（HCl）；故m（KCl）=0.046L×1 mol·L－1×74.5 g · mol－1=3.427 g
4．質量守恒法
在化學反應中，參加反應的反應物的總質量等于反應后生成物的總質量，反應前后質量不變。
例4.在臭氧發生器中裝入100mlO2，經反應3O2=2 O3，最后氣體體積變為95ml（體積均為標準狀況下測定），則反應后混合氣體的密度為多少？
【分析】根據質量守恒定律反應前后容器中氣體的質量不變，等于反應前100ml O2的質量。則反應后混合氣體的密度為：
d=（0.1 L /22.4 L·mol－1 ×32g·mol－1）/0.095 L =1.5 g·L－1
5．物料守恒法
物料守恒，即溶液中某一組分的原始濃度應該等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。
例5.0.1mol/L的NaOH溶液0.2L，通入標準狀況下448mL H2S氣體，所得溶液離子濃度大小關系正確的是（D）
A．[Na+]＞[HS－]＞[OH－]＞[H2S]＞[S2－]＞[H+] B．[Na+]+[H+]=[HS－]＋[S2－]＋[OH－]
C．[Na+]＝[H2S]＋[HS－]＋[S2-]＋[OH－] D．[S2－]＋[OH－]＝[H+]＋[H2S]
【分析】對于溶液中微粒濃度（或數目）的比較，要遵循兩條原則：一是電荷守恒，即溶液中陽離子所帶正電荷總數等于陰離子所帶負電荷總數；二是物料守恒，即溶液中某一組分的原始濃度應該等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。
上述溶液實際上是含0.02mol NaHS的溶液。根據上面的規律：
電荷守恒：溶液中陽離子有Na+ 、H+，陰離子有HS－、S2－、OH－。
[Na+]+[H+]=[HS－]＋2[S2－]＋[OH－]…………………①
物料守恒：HS－由于水解和電離，其存在形式為HS－、S2－、H2S。
S=[S2-]＋[HS－]＋[H2S]
而鈉元素物質的量等于硫元素物質的量即
[Na+]=[S2-]＋[HS－]＋[H2S]…………②
②代入①中，得[S2－]＋[OH－]＝[H+]＋[H2S] …………………③
另在溶液中，H+ 、OH－都由H2O電離而來，故H+ 、OH－二者的總量應相等，而H+由于HS－水解的原因存在形式為H+、H2S，OH－由于HS－電離的原因存在形式為OH－、S2－。同樣可得到③。綜上所述，答案選D
二．守恒法的選取
在進行解題時，如何選擇并應用上述方法對于正確快速地解答題目十分關鍵。首先必須明確每一種守恒法的特點，然后挖掘題目中存在的守恒關系，最后巧妙地選取方法，正確地解答題目。
1．在溶液中存在著離子的電荷守恒和物料守恒。因此涉及到溶液（尤其是混合溶液）中離子的物質的量或物質的量濃度等問題可考慮電荷守恒法物料守恒法。
2．在氧化還原反應中存在著得失電子守恒。因此涉及到氧化還原反應中氧化劑、還原劑得失電子及反應前后化合價等問題可考慮電子守恒法。
3．在某些復雜多步的化學反應中，某些元素的質量或濃度等沒有發生變化。因此涉及到多步復雜的化學過程的問題可考慮元素守恒法。
4．在一個具體的化學反應中，由于反應前后質量不變，因此涉及到與質量有關的問題可考慮質量守恒法。
要想解題過程迅速準確，必須針對題目的特點，選取最有效的解題方法，甚至是多種方法綜合運用，以上各種守恒關系為我們解答復雜題目提供了一個簡便的方法，利用守恒關系解題，可以不必糾纏過程的細節，只要注意問題始態與終態之間某種守恒關系，建立等式求解，以達到減少運算量，增強運算準確率的效果，從而在測試中取得更多的主動權，以獲取更佳的成績，即“時間就是分數，效率就是成績”。
西安市第八中學
