《第2节 化学反应中的质量关系》考点精粹

质量守恒定律的内容

质量守恒定律的内容

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，这个规律就叫做质量守恒定律。

说明：（1）质量守恒定律适用于所有的化学反应，但不能用于解释物理变化。

（2）质量守恒定律强调的是“质量守恒”，不包括体积等其他方面的守恒。

（3）注意正确认识“参加化学反应”的物质，如有的反应需要使用催化剂，不能将催化剂视为反应物；有的物质没有全部参加反应，在利用该定律计算生成物的总质量时，不能将未反应的物质的质量计入反应物的质量总和当中。

（4）参加化学反应的“各物质”与生成的“各物质”，应当包括固态、液态、气态所有的物质。

（5）“质量和”相等，而非“质量比”相等。

（6）质量守恒中的“守恒”是指物质的总质量守恒，而非某一种或几种物质的质量守恒。

质量守恒定律实验探究

【探究】用不同实验方案探究化学反应前后物质的质量关系

方案一 红磷燃烧前后质量的测定（如图所示）

实验步骤：（1）在底部铺有细沙的锥形瓶中，放入一小堆干燥的红磷。

（2）在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃管，在其上端系牢一个小气球，并使玻璃管下端能与红磷接触。

（3）将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡，记录所称的质量m₁。

（4）取下锥形瓶，将橡胶塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后，迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧，并将红磷引燃。

（5）待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，记录所称的质量m₂。

（6）比较m₁和m₂的大小。

反应的文字表达式：

$磷（P） + 氧气（O _ {2}） \stackrel { \text { 点燃 } } { → } 五氧化二磷（P _ {2} O _ {5}）$

实验现象：红磷燃烧产生大量白烟；玻璃管上端的小气球先膨胀后变瘪；红磷燃烧前后的质量m₁＝m₂。

实验现象分析：（1）红磷燃烧放热，锥形瓶中空气膨胀，小气球鼓起；冷却后，红磷燃烧消耗了瓶中的氧气，生成P₂O₅固体，锥形瓶中气体压强变小，小气球变瘪。

（2）反应前物质总质量m₁＝装置＋细沙＋红磷＋氧气＋其他气体，反应后物质总质量m₂＝装置＋细沙＋余下的红磷＋五氧化二磷＋其他气体。

因为m₁＝m₂，所以参加反应的红磷和氧气质量总和＝五氧化二磷的质量。

实验结论：参加化学反应的红磷和氧气的质量总和，等于反应后生成的五氧化二磷的质量。

方案二 铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定（如图所示）

实验步骤：（1）在锥形瓶中加入适量硫酸铜溶液，塞好橡胶塞。

（2）将几根铁钉用砂纸打磨干净，将盛有硫酸铜溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m₁。

（3）将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察实验现象。

（4）待反应一段时间后溶液颜色改变时，将盛有反应后溶液和铁钉的锥形瓶放在托盘天平上称量，记录所称的质量m₂。

（5）比较m₁和m₂的大小。

反应的文字表达式：

$铁（Fe） + 硫酸铜（CuSO _ {4}）{ → } 铜（Cu） + 硫酸亚铁（FeSO _ {4}）$

实验现象：铁钉表面覆盖了一层红色的物质，锥形瓶中液体的颜色由蓝色逐渐变成浅绿色；铁钉和硫酸铜反应前后的质量m₁＝m₂。

实验结论：参加化学反应的铁和硫酸铜的质量总和，等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和。

注意：

1.（1）锥形瓶底部铺一层细沙的目的是防止锥形瓶底因受热不均而炸裂。

（2）在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃管，在其上端系牢一个小气球，目的是防止红磷燃烧产生的热量使瓶内气体迅速膨胀而冲开橡胶塞。

（3）玻璃管下端与红磷接触的目的是引燃红磷，玻璃管还能起到导气的作用。

（4）此实验成功的关键是装置气密性要良好。第二次称量时，必须等到装置冷却，气球变瘪。

2.使用托盘天平时应特别注意：

（1）称量干燥的固体药品前，应在两个托盘各放一张干净的大小相同的纸片，然后把药品放在纸片上称量；

（2）易潮解或有腐蚀性的药品，必须放在玻璃器皿（如小烧杯、表面皿）里称量。

利用实验探究化学反应前后质量是否守恒应注意的问题

利用实验探究化学反应前后质量是否守恒应注意的问题

【实验5-1】盐酸与碳酸钠反应前后的质量测定（如图所示）

实验步骤：（1）把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡。

（2）取下小烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入小烧杯中，观察现象。

（3）反应进行一段时间后，再把小烧杯放回托盘天平上，观察天平是否仍然平衡。

反应的文字表达式：

$碳酸钠（Na _ {2}CO _ {3}）+盐酸（HCI）{ → } 氯化钠（NaCI）+二氧化碳（CO _ {2}）+水（H _ {2}O）$

实验现象：盐酸倒入烧杯后，剧烈反应，有大量气泡生成；天平向右倾斜。

实验现象分析：碳酸钠与盐酸反应生成的CO₂气体逸出，反应后质量变小，天平不平衡。

实验结论：盐酸与碳酸钠反应后质量变小。

【实验5-2】镁条燃烧前后的质量测定（如图所示）

实验步骤：（1）取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量。

（2）在石棉网上方将镁条点燃，观察现象。

（3）将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量，比较反应前后的质量。

反应的文字表达式：

$镁（Mg）+氧气（O _ {2}）\stackrel { \text { 点燃 } } { → } 氧化镁（MgO）$

实验现象：剧烈燃烧，产生耀眼的白光，生成白色固体；用天平称量反应前后物质的质量，相等或变大或变小。

实验现象分析：镁条燃烧时有大量白烟（氧化镁）向空气中扩散，坩埚钳上粘有白色粉末，造成氧化镁损失。实验前称量的质量为镁和石棉网的质量，反应后称量的质量为留在石棉网上的氧化镁和石棉网的质量。若留在石棉网上的氧化镁的质量＝镁的质量，天平平衡；若大于，反应后质量变大；若小于，反应后质量变小。

实验结论：镁在空气中与氧气反应生成氧化镁，反应前后质量可能相等，可能变大或变小。