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质量守恒定律
【学习目标】
学习内容 学习要求
质量守恒定律 理解，并能解释一些化学反应

【主体知识归纳】
1．质量守恒定律的内容：参加化学反应的各物质的___________，等于反应后生成的___________，这个规律叫做___________定律．
2．质量守恒定律的实质：在化学反应中，反应前后原子的___没有改变，原子的____没
有增减，原子的___________ 也没有变化，所以反应前后各物质的质量总和必然相等．

【疑难问题解析】
1．质量守恒定律的含义
质量守恒定律的前提是“参加化学反应”，未参加化学反应的质量不能计入质量总和．若物质发生物理变化，无论质量变化如何均与质量守恒定律无关．
计算“各物质质量总和”，不能遗漏任何一种反应物或生成物，特别不能忽视气体的质量．
从化学反应实质来理解质量守恒定律，化学变化的实质是原子重新排列和组合．在化学反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有发生变化，所以反应前后各物质的质量总和必然相等．
2．质量守恒定律的运用
解释发生化学变化的一些现象．例如，镁条在空气中燃烧质量增加．
推断某反应物或生成物的组成元素或化学式．例如，2AB2＋B2＝＝＝＝2C，推断C的化学式为AB3．
根据反应前后质量之差，确定某反应物或生成物的质量．例如，氯酸钾和二氧化锰混合物15．5 g加热制氧气，完全反应后剩余固体残留物10.7 g，确定生成氧气的质量为4.8 g．
议一议
怎样用高锰酸钾及必要的实验仪器，证明质量守恒定律？

【例题精讲】
例1 下列说法中，符合质量守恒定律的是
A．镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带的质量增加了
B．蜡烛完全燃烧后，生成的水和二氧化碳质量之和等于蜡烛的质量
C．氯酸钾受热分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量轻
D．粗盐提纯实验得到精盐质量和滤纸上砂子的质量之和等于溶解的粗盐的质量
分析：应用质量守恒定律分析问题时，要注意“参加反应的”和“质量总和”等关键词语．
镁在空气中燃烧，是镁和氧气反应生成氧化镁．根据质量守恒定律，氧化镁的质量必然大于镁带的质量，选项A正确．
蜡烛在空气中燃烧是蜡烛和氧气反应生成水和二氧化碳．根据质量守恒定律，反应生成水和二氧化碳的质量总和应等于参加反应的蜡烛和氧气的质量之和，选项B是错误的．
氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气．根据质量守恒定律，氯酸钾的质量等于氯化钾和氧气的质量总和，所以剩余固体氯化钾的质量比氯酸钾的质量轻，选项C正确．
选项D的变化不属于化学变化，所以不能用质量守恒定律解释．
答案：AC
例2 用质量守恒定律解释下列问题．
(1)镁在氧气中燃烧后质量增加．
(2)碱式碳酸铜受热分解后，剩余固体质量比原来固体质量少．
分析：(1)根据质量守恒定律，参加反应的镁条的质量和氧气的质量之和应等于生成的氧化镁的质量．因此，氧化镁的质量大于镁的质量．(2)参加反应的碱式碳酸铜的质量应等于生成物氧化铜、水和二氧化碳的质量总和．但反应后剩余固体为氧化铜，故质量小于碱式碳酸铜的质量．
答案：(1)根据质量守恒定律，镁燃烧后生成的氧化镁的质量，等于参加反应的镁的质量与氧气的质量总和．因此镁燃烧后生成物的质量比镁的质量增加．
(2)根据质量守恒定律，碱式碳酸铜的质量等于反应后生成物氧化铜、水和二氧化碳的质量总和，所以剩余固体(氧化铜)的质量比原来固体(碱式碳酸铜)的质量减少．
例3 化学反应前后，肯定不变的是
A．分子的种类
B．分子的数目
C．原子的种类和数目
D．物质的种类
分析：原子是化学变化中的最小粒子，化学反应的过程就是反应物的原子重新组合的过程．因此，化学反应前后分子种类、分子数目和物质的种类都会改变．
答案：C
例4 若有A g氯酸钾与B g二氧化锰混合，加热到不再减少时为止，得到剩余固体C g，则反应生成的氧气的质量是___________g，同时会生成氯化钾__________g．
分析：氯酸钾在二氧化锰作催化剂，加热的条件下生成氯化钾和氧气．根据催化剂的定义，二氧化锰的质量在反应前后不变，剩余固体为氯化钾和二氧化锰的混合物．又根据质量守恒定律，生成氧气的质量等于参加反应的氯酸钾的质量减去生成的氯化钾的质量．综上分析可看出解这个题的关键是把握好、利用好质量守恒定律．
答案：（A＋B-C） （C-B）
例5 23 g某有机物在空气中完全燃烧后共生成44 g二氧化碳和27 g水，则该有机物含碳元素的质量是___________，含氢元素的质量是___________ ，它是由___________ 元素组成的．
分析：化合物在空气中燃烧，是与空气中的氧气反应．因为化学反应前后各元素原子的种类、数目、质量均不变，反应生成的二氧化碳中所含碳元素，水中所含氢元素一定是原化合物中所含的元素，且质量相等．根据生成二氧化碳和水的质量可以求出碳、氢元素的质量．
如果碳、氢两种元素的质量之和等于原化合物的质量时，原化合物中只含有碳氢两种元素．如果碳氢两种元素的质量和小于原化合物的质量时，原化合物中还含有氧元素，氧元素的质量等于原化合物的质量减去碳、氢两种元素的质量和．
解：含碳元素的质量：44g×＝12g
含氢元素的质量：27g×＝3g
因为12g＋3g＜23g，所以该有机物中还含有氧元素．
因此该有机物由碳、氢、氧三种元素组成．
答案：12 g 3 g 碳、氢、氧

【课外知识补充】
质量守恒定律的发现
现在，在自然科学的学习和研究中，质量守恒定律已被普遍应用，在课堂上我们通过几组简单的实验，便发现了化学反应前后质量守恒这一特点，但在历史上，质量守恒定律的发现以及被科学家们公认却几经波折．
最早，波义耳做了在敞口容器中煅烧金属的实验，发现煅烧后容器内物质的总质量增加了，没有得出质量守恒的结论．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量，在煅烧前后并没有发生变化．经过反复的实验，都得同样的结果，于是他认为在化学变化中物质的总量是守恒的．但这一发现当时没有引起科学家们的注意，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．
随着科学技术的发展，为精密的实验奠定了基础．1908年德国化学家朗道耳特及1912年英国化学家曼莱做了精确度极高的实验，反应前后质量之差小于0.0001 g．这个差别在实验误差范围之内，至此科学家们才一致承认了这一定律．
思考：为什么波义耳没有得出质量守恒定律？

【同步达纲练习】
1．用质量守恒定律解释下列问题．
（1）红磷在空气中燃烧后，生成物的质量比红磷的质量增加．
（2）6 g氯酸钾与2 g二氧化锰混合加热，充分反应后，剩余固体的质量小于8 g．
2．判断下列说法是否正确，并将错误的说法加以改正．
（1）蜡烛燃烧的过程中，蜡烛减少的质量等于生成的二氧化碳和水的质量之和．
（2）氢气在空气中燃烧，生成的水的质量比氢气的质量小．
3．在化学反应前后，一定发生变化的是
A．原子的种类
B．原子的个数
C．分子的种类
D．分子的个数
4．在密闭的容器中加热蔗糖产生炭黑和水，这一实验说明了
A．蔗糖是炭黑和水组成的纯净物
B．蔗糖是炭黑和水组成的化合物
C．蔗糖分子是由碳元素和水分子构成的
D．蔗糖是由碳元素、氢元素和氧元素组成的
5若6g碳在充足的氧气中完全燃烧后，生成二氧化碳22 g，则参加反应的氧气的质量为
A．28g
B．16g
C．32g
D．无法确定
6．酒精在空气中燃烧的文字表达式为：酒精＋氧气水＋二氧化碳，则有关酒精的组成描述正确的是
A．只含C、H元素
B．一定含C、H元素，可能含O元素
C．一定含C、H、O元素
D．一定含C、O元素，可能含H元素
7．加热A和B各10 g的混合物，A全部参加反应，反应后生成8 g C和4 g D，则参加反应的B的质量为
A．2 g
B．4 g
C．10 g
D．12 g
8．实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气的反应前后，二氧化锰在固体混合物中的质量分数
A．由大变小
B．由小变大
C．不变
D．无法判断
9．在A＋BC＋D反应中，5 g A和4 g B恰好完全反应，生成3 g C，则生成D的质量为___________，A、B、C、D四种物质的质量比为__________．
10．某化合物1.6 g在足量的氧气中充分燃烧后，生成4.4 g二氧化碳和3.6 g水，求1.6 g该物质中含碳、氢两元素的质量各是多少？该物质由什么元素组成？

参考答案
【同步达纲练习】
1．（1）根据质量守恒定律，红磷燃烧后生成的五氧化二磷的质量，等于参加反应的红磷的质量与氧气的质量总和．因此，红磷在空气中燃烧后，生成物的质量比红磷的质量增加了．?（2）根据质量守恒定律，6 g氯酸钾加热分解后生成的氯化钾与氧气的质量和，等于6 g．二氧化锰在反应前后质量不变．所以，6 g氯酸钾与2 g二氧化锰混合加热，充分反应后，剩余固体（即氯化钾与二氧化锰的质量和）与氧气的质量和等于8 g．因此，剩余固体的质量小于8 g．?
2．（1）不正确．蜡烛燃烧过程中，蜡烛减少的质量与参加反应的氧气的质量总和等于生成的二氧化碳与水的质量之和．
（2）不正确．氢气在空气中燃烧，生成的水的质量比氢气的质量大．
3．C 4．D 5．B 6．B 7．A 8．B
9．6 g 5:4:3:6
10．1.2 g 0.4 g?
由碳、氢两种元素组成

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