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实验探究——质量守恒定律
【阅读资料】化学史话
1756年俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里煅烧，锡发生变化，生成白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量，在煅烧前后并没有发生变化。经过反复的实验，都得到同样的结果，于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的。但这一发现当时没有引起科学家的注意，直到1777年法国的拉瓦锡做了同样的实验，也得到同样的结论，这一定律才获得公认。但要确切证明或否定这一结论，都需要极精确的实验结果，而拉瓦锡时代的工具和技术(小于0.2%的质量变化就觉察不出来)不能满足严格的要求。因为这是一个最基本的问题，所以不断有人改进实验技术以求解决。1908年德国化学家朗道耳特(Landolt)及1912年英国化学家曼莱(Manley)做了精确度极高的实验，所用的容器和反应物质量为1 000 g左右，反应前后质量之差小于0.000 1 g，质量的变化小于一千万分之一。这个差别在实验误差范围之内，因此科学家一致承认了这一定律。
【提出问题】
物质在发生化学变化时，反应前各物质的质量总和与反应后各物质的质量总和之间存在什么关系呢？（＞、＝、＜？）
【做出假设】
猜想1：反应前各物质的质量总和 反应后各物质的质量总和
猜想2：反应前各物质的质量总和 反应后各物质的质量总和
猜想3：反应前各物质的质量总和 反应后各物质的质量总和
【实验验证】
1、铜与氧气反应前后质量的测定
实验器材：锥形瓶、玻璃管、橡胶塞、气球、电子秤、酒精灯、火柴
实验药品：铜粉
【注意观察】锥形瓶内铜粉反应的现象；气球的变化情况；化学反应前后质量的变化情况 ；铜与氧气反应前后质量的测定
表达式：
现 象 ：
数据分析：
反应前质量总和 = 反应后质量总和
锥形瓶 锥形瓶
气球 气球
橡胶塞 橡胶塞
玻璃管 玻璃管
铜粉 剩余铜粉
氧气 氧化铜
氮气、稀有气体等 氮气、稀有气体等
结论：参加反应的 和 的质量总和等于反应后生成的
的质量。
思考1.橡胶塞和小气球的作用是什么？
2.实验结束后，电子天平读数偏小的原因可能是
2、铁丝与硫酸铜反应前后质量的测定
表达式：
现 象 ：
数据分析：
结论：参加反应的 和 的质量总和等于反应后生成的
的质量。
【实验结论】
参加化学反应的各物质的质量总和 反应后生成的各物质的质量总和
【当堂巩固】
1、判断下列变化是否符合质量守恒定律？
（1）10g氯化钠溶解在90g水中，形成100g氯化钠溶液，遵守质量守恒定律（ ）
（2）已知10g硫与10g氧气恰好完全反应，现将10g硫与15g氧气点燃充分反应后生成二氧化硫的质量为25g（ ）
（3）已知10LH2与20LO2恰好完全反应，则10LH2与20LO2充分反应，生成30L的水（ ）
敲重点：
（1、化学反应：
（2、参加：
（3、质量：
（4、总和：
2、镁带在密闭的容器中加热，其总质量与时间的关系正确的是 （ ）
3、已知反应P + O2 → P2O5
（1）、在上述反应中，参加反应的 和 的质量总和等于生成物 的质量。
（2）在上述反应中，参加反应的红磷(P)的质量 （小于、等于、大于）生成物五氧化二磷(P2O5)的质量。
（3）在上述反应中，12g的红磷(P)与16g的氧气(O2)恰好反应生成五氧化二磷(P2O5)的质量为 g
（4）在上述反应中，1.2g的红磷(P)在充足的氧气中燃烧，完全反应后生成五氧化二磷(P2O5)2.8g ，则有 g 的氧气参加反应。
（5）已知6g的红磷(P)与8g的氧气恰好完全反应，生成五氧化二磷(P2O5)的质量为
g；6g的红磷与10g的氧气充分反应后生成五氧化二磷(P2O5)的质量为 g；8g的红磷与8g的氧气充分反应后生成五氧化二磷(P2O5)的质量为 g。
【反思与评价】
思考1是否有不遵守质量守恒定律的反应呢？
思考2、通过以下实验验证质量守定律时测定，可能会出现以下情况，这是为什么？
实验1：盐酸与碳酸钠粉末反应（反应表达式：
现象：
称量结果：m前 m后
不平衡原因：
结论：参加反应的 和 的质量总和，等于反应后生成的______
_ 的质量总和。
实验2：镁在空气中燃烧反应（反应表达式：
现象：
称量结果1：m前 m后 称量结果2：m前 m后
不平衡原因：
结论：参加反应的 和 的质量总和，等于反应后生成的________的质量
思考3、验证质量守恒定律需要注意什么？
思考4、质量守恒的原因？（课本95页）
化学反应的实质:
反应前后：
不变【总结归纳】元素种类、元素质量、物质总质量、原子种类、原子数目、原子质量、物质的种类、分子的种类、元素化合价、分子数目
一定不变：
可能改变：
一定不变：
【应用】
1、解释一些化学变化中的质量变化
下列说法能用质量守恒定律解释的（ ）
A．镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带质量增加了
B．蜡烛完全燃烧后，生成水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛质量
C．水的质量和受热变成水蒸汽的质量相等
D．高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量比反应物质量轻
2、推断化学反应中某物质的质量
(1) 6g的碳在充足的氧气中燃烧，生成二氧化碳22 g ，则有___g 的氧气参加反应。
(2)将25 g氯酸钾和1g二氧化锰的混合物加热至完全分解，得到残余固体质量为14 g，则产生氧气____g。
3、推断化学反应中反应物或生成物中的组成元素
某矿石＋ O2 → Fe2O3＋SO2，则该矿石中一定含有 ____和_____元素。可能含有____元素
4、推断化学反应中某物质的化学式
黑火药爆炸原理：2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3X。X的化学式是
【能力提升】
根据下图回答问题
该化学反应中，参加反应的和与反应后生成 的各微粒的个数比为：　　　　　　。
2.在一定密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质量如下
求反应后X的质量____,该反应属于______反应.
实验探究——质量守恒定律导学案答案
答案
【做出假设】
猜想1：反应前各物质的质量总和 > 反应后各物质的质量总和
猜想2：反应前各物质的质量总和 = 反应后各物质的质量总和
猜想3：反应前各物质的质量总和 < 反应后各物质的质量总和
【实验验证】
1、铜与氧气反应前后质量的测定
表达式：
现象：铜粉由红色逐渐变为黑色（氧化铜），气球先膨胀后缓慢收缩，电子秤读数在反应前后基本不变。
数据分析：
反应前质量总和 符号 反应后质量总和
锥形瓶 = 锥形瓶
气球 = 气球
橡胶塞 = 橡胶塞
玻璃管 = 玻璃管
铜粉 = 剩余铜粉
氧气 = 氧化铜
氮气、稀有气体等 = 氮气、稀有气体等
结论：参加反应的 铜 和 氧气 的质量总和等于反应后生成的 氧化铜 的质量。
思考：
1、橡胶塞用于密封，小气球用于缓冲反应中气体体积变化引起的压强变化。
2、实验结束后电子天平读数偏小可能是因为：
气球未完全密封，有气体逸出；橡胶塞或玻璃管连接处漏气；
未冷却至室温，气球体积膨胀，存在向上的浮力。
2、铁丝与硫酸铜反应前后质量的测定
表达式：Fe+CuSO4→FeSO4+Cu
现象：铁丝表面覆盖一层红色固体（铜），溶液颜色由蓝色逐渐变浅。
数据分析：反应前后质量总和基本相等。
结论：参加反应的 铁 和 硫酸铜 的质量总和等于反应后生成的 硫酸亚铁 和 铜 的质量。
【实验结论】
参加化学反应的各物质的质量总和 等于 反应后生成的各物质的质量总和。
【当堂巩固】
1、（1）×（物理变化，不适用质量守恒定律）
（2）×（氧气过量，生成二氧化硫质量仍为20g）
（3）×（气体体积在相同条件下比较，但质量守恒不直接对应体积守恒）
敲重点：
（1）化学反应：必须是化学变化；
（2）参加：只考虑实际参与反应的物质；
（3）质量：指物质的质量，不是体积或数量；
（4）总和：所有参与反应物质质量之和。
B
（1）红磷、氧气、五氧化二磷
（2）小于
（3）28 g
（4）1.6 g
（5）14 g、14 g、14 g
【反思与评价】
思考1： 所有化学反应均遵守质量守恒定律。
思考2：
实验1：盐酸与碳酸钠粉末反应
表达式：Na2CO3 + HCl→NaCl + H2O + CO2↑
现象：产生大量气泡，固体减少。
称量结果：m前 大于 m后
不平衡原因：生成的二氧化碳气体逸出，未被称量。
结论：参加反应的碳酸钠和盐酸的质量总和等于生成的氯化钠、水和二氧化碳的质量总和。
实验2：镁在空气中燃烧
表达式：2Mg+O22MgO
现象：发出耀眼白光，生成白色固体。
称量结果1：m前小于m后
不平衡原因：反应前称的镁，反应后称的氧化镁
称量结果2：m前大于m后
不平衡原因：逸散到空气中的白烟氧化镁的质量大于参与反应的氧气质量
结论：参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的质量。
思考3： 验证质量守恒定律需在密闭系统中进行，防止气体逸出或外界物质进入。
思考4：
化学反应的实质：分子破裂为原子，原子重新组合成新分子。
反应前后：原子种类、数目、质量均不变。
总结归纳：
一定不变：元素种类、元素质量、原子种类、原子数目、原子质量、物质总质量
一定改变：物质的种类、分子的种类
可能改变：分子数目、元素化合价
【应用】
1、A、B、D
2、（1）16 g
（2）12 g
3、一定含有 Fe、S，可能含有 O
4、CO
【能力提升】
1、微粒个数比：2:1:2（以氢氧合成水为例）
2、反应后X的质量：4 g
该反应属于 化合反应（根据质量变化推断：X、Y减少，Z增加，Q可能为催化剂）
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