关于质量守恒定律理解和应用的一些“小Case”

钟华

【摘要】 不矜细行，终累大德，小问题预见大智慧，本文从学生对质量守恒定律内容的理解和应用出现的问题出发，解决学生在细节的把握上常出现的“小Case”，从而帮助学生学习博大而精深的质量守恒定律，引领学生对化学反应的认识开始从“质”到“量”的过渡。

【关键词】 质量守恒定律 “不守恒”现象 守恒实质 应用

【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2016）04-010-01

一、明确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，这个规律叫做质量守恒定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一 。定律内容让学生记住比较容易，但要真正理解还有很难，同时质量守恒定律还蕴含着深刻的哲学思想，正如恩格斯在《自然辩证法》的导言中最后一段话表述了这样一种哲学信仰：“物质虽然在某个时候一定以铁的必然性毁灭，……，而在另外的某个地方和某个时候一定又以同样的铁的必然性把它重新产生出来。”所以质量守恒定律又叫物质不灭定律。

二、理解质量守恒定律时应注意的问题

1. 质量守恒定律的适用范围：适用于一切化学变化，而不包括物理变化。学生在解决具体问题时，比如判断某个现象是否符合质量守恒定律，只需要判断该变化是否是化学变化，只要是化学变化，一定符合质量守恒定律。

2. 理解“参加反应”的涵义： 对于反应物来说，一定要强调指“参加反应”的物质，而不是各物质质量的简单相加，一定不要把没有参加反应的物质（催化剂或反应剩余的物质）质量计算在反应前的物质的质量总和中。

3. 理解“反应生成”的涵义： 对于化学反应后物质来说，一定要强调是指“反应后生成”的物质，原来就有的物质的质量不能计算在生成物的质量总和中。

4. 理解各物质质量总和： 各物质的质量总和，包括气态、液态和固态的物质，不能漏掉任何一种反应物或生成物的质量，比如碳酸钠和稀盐酸反应有气体放出，如果实验在敞口容器中进行，称量反应前各物质质量和反应后剩余物质的质量，会发现反应后剩余物质量减轻，在学生的认识中就会出现“不守恒”的现象。实际上这个化学变化是符合质量守恒定律的，只是因为在敞口容器实验（图1），气体逸散，质量未被称量，如果改进实验在密闭容器（图2）中进行，称量到气体的质量，反应前后质量总和仍相等；同样，白磷燃烧的实验仍需要在密闭容器（图3）中进行。若选择有气体参加或有气体生成的化学反应来证明质量守恒定律，则反应一定要在密闭容器内进行。这样才能称量到各物质质量的总和，

5. 定律强调的是质量守恒：质量守恒定律强调的是质量守恒而不包括其它方面（ 如： 体积或其它物理量） 的守恒.如100mL水和100mL酒精混合，体积小于200mL，应用分子之间有间隔解释。

6. 微观角度理解质量守恒定律： 化学反应的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，也就是说，在一切化学反应中，反应前后原子不变，有关原子的种类、原子的数目、原子的质量都没有变化；而元素是一类原子的总称，所以元素的种类、元素的质量不变；而物质又由元素组成，所以参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后的各物质的质量总和（图4）——即质量守恒定律。

三、质量守恒定律的应用

1. 推断物质的化学式

（2014.重庆）蓄电池白天充电时发生的反应为：2PbSO4 +2H2O= Pb +X +2H2SO4，则X的化学式为（ ） 。

解析： 根据质量守恒定律，反应前后各原子的数目相等，可知，反应物中铅、硫、氢、氧原子的个数依次为2、2、4、10，而生成物中铅、硫、氧、氢原子的个数为1、2、4、8，相对比生成物比反应物少了，所以缺少的1 个铅原子2个氧原子必在 X 中，即X 的化学式为PbO2 .

2. 运用质量守恒定律解答“不守恒”现象

（1）高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量减小，不符合质量守恒定律，是否正确？

解析：根据质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量的总和等于反应生成的各物质质量总和，质量守恒定律适合所有的化学反应，有些反应表面上不符合质量守恒定律，那是忽略了某些气体反应物或生成物的质量。高锰酸钾受热分解后的产物是锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以由质量守恒定律可知高锰酸钾的质量等于锰酸钾、二氧化锰、氧气的质量之和，反应中氧气逸散到空气中，所以反应剩余的质量比原反应物的质量小。所以该说法是错的。

[参考文献]

[1] 许林.质量守恒定律中的哲学意蕴.化学教与学，2012（04）.

[2] 马亚楼.质量守恒定律的理解与应用.数理化学习，2014（06）.