守恒法是一种中学化学典型的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，可以免去一些复杂的数学计算，大大简化解题过程，提高解题速度和正确率。它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细微末节，直接抓住其中的特有守恒关系，快速建立计算式，巧妙地解答题目。物质在参加反应时，化合价升降的总数，反应物和生成物的总质量，各物质中所含的每一种原子的总数，各种微粒所带的电荷总和等等，都必须守恒。所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据，守恒法往往穿插在其它方法中同时使用，是各种解题方法的基础，利用守恒法可以很快建立等量关系，达到速算效果守恒思想贯穿着中学化学始终，守恒法的灵活运用能够简化解题过程，从而快速准确地解答题目。现将守恒法的类型及应用归纳如下：
一．守恒法的类型
1．电荷守恒法
在溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，溶液电中性。
例1.1L混合溶液中含SO42－0.00025mol，Cl－0.0005mol ,NO3－0.00025mol ,Na＋0.00025 mol ,其余为H＋，则H＋物质的量浓度为（ ）。
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】由电荷守恒知：
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；答案选C（2006线上棋牌平台网址 题 ）
2．电子守恒法
氧化还原反应中，氧化剂失电子总数等于还原剂失电子总数，得失电子守恒。
例2.某氧化剂中，起氧化作用的是X2O72－离子，在溶液中0.2 mol该离子恰好能使0.6molSO32－离子完全氧化，则X2O72－离子还原后的化合价为（ ）。
A．＋1 B．＋2 C．＋3 D．＋4
【分析】在上述反应中，氧化剂为X2O72－，还原剂为SO32－。设反应后X元素的化合价为a.则X元素化合价由＋6降为a，S元素化合价由＋4升为＋6。1molX元素得电子（6－a）mol，1molS元素失电子（6－4）mol=2 mol。由电子守恒知：2×0.2（6－a）=0.6×2；a=＋3 答案选C
3．元素守恒法
在一些复杂多步的化学过程中，虽然发生的化学反应多，但某些元素的物质的量、浓度等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。
例3.有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.62%，K2CO32.88%，KOH90%，若将此样品1g加入到46.00ml的1 mol·L－1盐酸中，过量的酸再用1.07mol·L－1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？
【分析】此题中发生的反应很多，但仔细分析可知：蒸发溶液后所得固体为氯化钾，其Cl－全部来自于盐酸中的Cl－，在整个过程中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．质量守恒法
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4.在臭氧发生器中装入100mlO2，经反应3O2=2 O3，最后气体体积变为95ml（体积均为标准状况下测定），则反应后混合气体的密度为多少？
【分析】根据质量守恒定律反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100ml O2的质量。则反应后混合气体的密度为：
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，即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
例5.0.1mol/L的NaOH溶液0.2L，通入标准状况下448mL H2S气体，所得溶液离子浓度大小关系正确的是（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】对于溶液中微粒浓度（或数目）的比较，要遵循两条原则：一是电荷守恒，即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数；二是物料守恒，即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
上述溶液实际上是含0.02mol NaHS的溶液。根据上面的规律：
电荷守恒：溶液中阳离子有Na+ 、H+，阴离子有HS－、S2－、OH－。
[Na+]+[H+]=[HS－]＋2[S2－]＋[OH－]…………………①
物料守恒：HS－由于水解和电离，其存在形式为HS－、S2－、H2S。
S=[S2-]＋[HS－]＋[H2S]
而钠元素物质的量等于硫元素物质的量即
[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电离而来，故H+ 、OH－二者的总量应相等，而H+由于HS－水解的原因存在形式为H+、H2S，OH－由于HS－电离的原因存在形式为OH－、S2－。同样可得到③。综上所述，答案选D
二．守恒法的选取
在进行解题时，如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。首先必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目。
1．在溶液中存在着离子的电荷守恒和物料守恒。因此涉及到溶液（尤其是混合溶液）中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法物料守恒法。
2．在氧化还原反应中存在着得失电子守恒。因此涉及到氧化还原反应中氧化剂、还原剂得失电子及反应前后化合价等问题可考虑电子守恒法。
3．在某些复杂多步的化学反应中，某些元素的质量或浓度等没有发生变化。因此涉及到多步复杂的化学过程的问题可考虑元素守恒法。
4．在一个具体的化学反应中，由于反应前后质量不变，因此涉及到与质量有关的问题可考虑质量守恒法。
要想解题过程迅速准确，必须针对题目的特点，选取最有效的解题方法，甚至是多种方法综合运用，以上各种守恒关系为我们解答复杂题目提供了一个简便的方法，利用守恒关系解题，可以不必纠缠过程的细节，只要注意问题始态与终态之间某种守恒关系，建立等式求解，以达到减少运算量，增强运算准确率的效果，从而在测试中取得更多的主动权，以获取更佳的成绩，即“时间就是分数，效率就是成绩”。
西安市第八中学
