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21教育“胜哥课程”工作室
第1章第3节 化学反应中物质质量的关系1学案
一、学习目标
1. 记住质量守恒定律的内容，理解其适用条件（化学变化）。
2. 通过红磷燃烧、氢氧化钠与硫酸铜反应等实验，认识化学反应前后物质的总质量保持不变。
3. 从微观角度（原子种类、数目、质量不变）解释质量守恒的本质。
4. 能运用质量守恒定律解释镁条燃烧、煤燃烧等常见现象，并处理简单计算。
二、学习重点与难点
重点：质量守恒定律的内容及其应用；实验探究的设计与分析。
难点：从微观粒子理解质量守恒；涉及气体反应时质量总和的分析；对“参加反应”与“剩余”的辨析。
三、学习过程
（一）质量守恒定律的实验探究
1. 红磷燃烧实验：将锥形瓶放在天平上调节平衡，引燃红磷，观察到红磷燃烧产生大量白烟，冷却后天平平衡（填“平衡”或“不平衡”）。
2. 氢氧化钠与硫酸铜反应：将滴管内溶液滴入锥形瓶，出现天蓝色絮状沉淀，天平平衡。说明化学反应前后物质总质量不变。
3. 结论：化学反应前后，参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。
（二）质量守恒定律的内容
在化学反应中，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。这就是质量守恒定律。
（三）质量守恒的微观解释
以水电解为例：化学反应是原子重新组合的过程。反应前后原子的种类不变，原子的数目不变，原子的质量不变，所以物质总质量保持不变。
（四）理解质量守恒定律的注意点
① 仅适用于化学变化，不适用于物理变化。
② “参加反应”的质量是指真正参与反应的那部分，未反应完的剩余部分不能计入。
③ 气体反应物或生成物都必须计入总质量，不能忽略。
④ 质量守恒是指质量守恒，不是体积或分子个数守恒。
（五）运用定律解释现象
1. 镁带燃烧后固体质量增加：因为镁与空气中氧气反应生成氧化镁，参加反应的氧气质量计入固体，所以固体质量增加。
2. 煤燃烧后煤灰质量减少：煤中的碳、氢等元素与氧气反应生成CO 、水蒸气等气体逸散到空气中，剩余灰烬质量减少，但总质量不变。
3. 蜡烛燃烧后质量变少，为什么仍符合质量守恒？答：因为蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气扩散到空气中，未被称量；若在密闭容器中称量所有产物，总质量保持不变。
四、当堂检测
1．科学思维是科学课程要培养的核心素养之一。下列说法正确的是（　　）
A．比较：金刚石和石墨的组成元素相同，故两者的物理性质相同
B．分析：水电解时生成氢气和氧气，说明水是由氢、氧两种元素组成的
C．归纳：可燃物燃烧时温度需要达到着火点，故可燃物的温度达到着火点就一定会燃烧
D．推理：某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，则该物质一定含有碳、氢、氧元素
2．下列实验方法能用于验证质量守恒定律的是 （　　）
A． B．C． D．
3．在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表。下列关于此反应的认识，在确的是（　　）
物质 X Y Z W
反应前的质量/g 20 m 16 14
反应后的质量/g 4 6 60 50
A．参加反应的X与Y的质量比是1；3
B．m的数值为64
C．反应中Z、W的质量变化之比为6：5
D．若继续反应，最终容器内只剩下X、Z、W三种物质
4．在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种化合物，在一定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量变化见表。下列说法中不正确的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前物质质 10 0.2 16 0.8
反应后物质质 x 10 0 15
A．表格中的X等于2
B．该化学反应属于分解反应
C．若使甲完全反应，还需要4g丙参加反应
D．反应前后甲、乙两物质的质量变化之比为40：49
5．为测定某大理石中CaCO3的质量分数，“胜哥”进行了实验：取40g大理石平均分为四份，放入四个烧杯中，再分别加入相同质量分数的稀盐酸，待充分反应后测量烧杯中剩余物质的总质量，结果如下(大理石中杂质不与稀盐酸反应)。下列说法正确的是
实验组别 一 二 三 四
大理石的质量/g 10 10 10 10
加入稀盐酸的质量/g 10 20 30 40
反应后剩余物质总质量/g 18.9 m 36.7 46.7
A．表格中m的数值为28.9
B．实验三中稀盐酸有剩余
C．该大理石中CaCO3的质量分数是75%
D．40g大理石与足量的稀盐酸反应，最多生成气体质量为3.3g
6．在一个密闭容器中放入X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表所示。下列说法正确的是（　　）
物质 x Y z Q
反应前质量/g 20 2 1 37
反应后质量/g a 32 1 12
A．表格中a的值为5 B．该反应类型属于分解反应
C．反应中X、Q的质量比为1：5 D．物质Z在反应中起催化作用
7．质量守恒定律是自然界基本的规律之一。用如图所示装置验证质量守恒定律，下列说法正确的是（　　）
A．实验所用白磷需足量
B．灼热的玻璃管点燃白磷后需立即塞紧瓶塞
C．反应结束后立即放在天平上重新称量
D．只将白磷换成硫也可验证质量守恒定律
8．“胜哥”节假日去参观自然博物馆，在地质展区观察到许多矿石标本，其中的4种矿石及其主要成分如下：
（1）上述矿石主要成分中，所含元素种类最多的是　 　(填名称)。
（2）赤铁矿和黄铁矿都可冶炼制铁，其理论依据是化学反应前后　 　保持不变。
9．“胜哥”利用如图1装置，进行相关实验。请回答：
（1）白磷燃烧属于化学反应基本类型中的　 　反应。
（2）实验过程中，可观察到气球体积变化情况是　 　 。
（3）图2中，锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是　 　。
10．“胜哥”对物质的组成和结构有了更深入的认识，从微观本质上揭示了化学反应前后质量守恒的原因。结合氢气与氧气反应生成水的示意图。 ( 表示氧原子，●表示氢原子)回答下列问题：
（1）根据质量守恒定律，图A中缺少　 　(填微观粒子名称)。
（2）从微观角度分析：化学反应前后，　 　不变，因此参加化学反应的各物质的质量总和一定等于生成物的各物质的质量总和。
11． 在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量变化如图。X的值是　 　；反应物是　 　。
12．验证质量守恒定律的部分操作流程如下：
（1）装置可以设计成“敞口装置”和“封闭装置”两种。下列实验中可以用“敞口装置”验证质量守恒定律的是　 　。
A蔗糖溶于水 B 氢氧化钠和硫酸铜溶液反应 C盐酸和石灰石粉末反应
（2）“胜哥”想用白磷在空气中燃烧的反应验证质量守恒定律。设计了图甲中的两种装置，其中热管能较快地将热量从受热端传递至另外一端。
①相比于A装置，B装置的优点有　
　。 (写出一点)
②用B装置进行实验，反应结束后观察到气球皱缩，为减小误差，反应开始前气球应处于 　 　状态。 (选填“皱缩”或“扩张”)
③“胜哥”用B装置正确操作后，从宏观上验证了质量守恒定律，接着绘制了如图乙所示的微观模型，则X的化学式是　 　。
13．“胜哥”进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和 V (实验中操作正确， O2的密度为ρg/cm3)
测量对象 测量结果
m1
m2
试管 m3
试管+加热后剩余固体 m4
量筒内收集气体的体积 v
（1）装置中试管口略向下倾斜的原因是　 　。
（2） 根据质量守恒定律， m1、m2、m3、m4、V和p之间应存在的等量关系为　 　 。
（3）若“胜哥”根据数据计算所得结果与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是____ (填字母) 。
A．试管中氯酸钾没有完全分解
B．导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C．导气管没伸入量筒底部，部分氧气溶解于水
D．停止加热后，调节量筒内外液面相平再读数
（4）实验结束后，小金在旁边闻到刺激性气味，小金说：氧气是无色无味的，有刺激性气味的气体会不会是二氧化硫 “胜哥”认为不可能。他的理由是：　 　。
五、学习总结
通过本节课的学习，我掌握了：
① 质量守恒定律内容：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。
② 质量守恒的微观本质：反应前后原子种类、数目、质量都不变。
③ 应用质量守恒定律时要注意气体参与、是否反应完全等问题。
④ 能解释“镁条燃烧后固体变重”“煤燃烧后灰烬变轻”等现象。
自我评价： □ 完全达标 □ 基本达标 □ 需努力
参考答案
1．B 2．C 3．D 4．B 5．C 6．C 7．B
8．（1）孔雀石 （2）元素种类不变
9．（1）化合 （2）先变鼓，后变瘪 （3）C
10．（1）氢分 （2）原子种类和个数
11．10；乙
12．（1）B （2）在验证质量守恒定律的同时，还能够测定空气中的氧气含量；皱缩；P2O5
13．（1）防止冷凝水倒流炸裂试管 （2）m1+m2+m3=m4+V （3）B
（4）反应物中不含有硫元素，不能生成二氧化硫
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