质量守恒定律在初中化学中的应用

童家贵

【摘 要】质量守恒定律是初中化学中的一个非常重要的定律，在每年的中考中都会出现较多的题目，许多学生虽然把定律背得滚瓜烂熟，但并没有真正的理解，为了帮助学生解决做题时存在的困惑，笔者将教学中出现的能应用质量守恒定律解决的典型题目列举出来，供大家学习参考。

【关键词】质量守恒 参加反应 原子种类 原子数目

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2018.03.007

质量守恒定律是化学反应的基本规律，是中学化学重要的基本知识之一，也是各地中考必考的重点和热点问题之一，因此，必须正确理解、牢固掌握和灵活运用质量守恒定律。

一、正确理解

质量守恒定律是从量的方面研究化学反应的客观规律，应从如下六个方面去理解。

1.明确适用范围。质量守恒定律是指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。这说明质量守恒只适用于化学变化，而不包括物理变化。

2.强调质量守恒。质量守恒定律强调的是质量守恒，而不是其他物理量（如体积）。实际上对于反应物和生成物均为气体的化学反应来说，反应前后气体的质量总和相等，但体积总和不一定相等。

3.理解“参加反应”。定律中的“参加反应”是指真正参与反应的那一部分质量，如果反应物没有全部参加反应，则剩余部分不能计算在内。

4.记住“质量总和”。根据质量守恒定律计算时，不能漏掉任何一种反应物或生成物的质量，特别是生成气体的质量，否则，就会出现“表面不守恒”现象。

5.抓住守恒实质。化学反应的实质是反应物的分子破裂成原子，原子又重新组合的过程。在此过程中原子的种类、数目、质量均不变，所以反应前后各物质的质量总和必然相等。

6.建立知识网络。从宏观和微观的角度来理解质量守恒定律，可将化学反应归纳为五个不变，两个一定改变，一个可能改变，并形成如下知识网络：

二、质量守恒定律的应用

（一）解释有关现象

例1：镁带在氧气里燃烧后，生成物的质量比镁带的质量增加了。

分析：在该题的反应中，反应物是镁带与氧气两种物质，而生成物只有氧化镁一种物质。由质量守恒定律可知，生成物氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量之和。显然，氧化镁的质量大于镁的质量。

（二）求反应中某反应物（或生成物）的质量

例2：在A+B=C+D化学反应中，6gA和9gB恰好完全反应，生成14gC和_____gD。

分析：由质量守恒定律可知，参加反应的反应物A和B的质量总和等于生成物C和D的质量总和，即，m（A）+m（B）=m（C）+m（D），则生成物D的质量为：m（A）+m（B）-m（C）=6g+9g-14g=1g。

（三）确定某物质的化学式

例3：在化学反应2X2+3Y2=2R中，若用X、Y表示R的化学式，则正确的是（ ）

A、X2Y2 B、X2Y3 C、X4Y5 D、X3Y2

分析：在该化学反应中，反应物有2个X2分子和3Y2个分子，则反应物中共有4个X原子和6个Y原子，它们化合成2个R分子。由质量守恒定律可知，生成物中也应有4个X原子和6个Y原子，那么R的化学式应是答案B。

（四）求某物质的相对分子质量

例4：某化学反应2A+B=C+2D，如果A的相对分子质量为103，B的相对分子质量为71，C的相对分子质量为160，求D的相对分子质量。

分析：由质量守恒定律可知，反应物中各物质的相对分子质量的总和等于生成物中各物质的相对分子质量的总和。即2X103+71=160+2Mr（D）（注：Mr表示相对分子质量），所以，D的相对分子质量为58.5。

（五）根据反应中某元素的质量守恒，求参加反应的反应物（或生成物）的质量

例5：实验室用氢气还原mg氧化铜，当大部分固体变红时，停止加热。冷却后，称得剩余固体的质量为ng，共用去氢气wg，此时生成水的质量为_________g。

分析：该题解法较多，但用质量守恒定律解题较简单。由质量守恒定律可知，参加反应的氧化铜中氧元素的质量即为生成物水中氧元素的质量，也就是反应后固体减少的质量为（m-n）g，则水的质量为（m-n）g÷16/18=9（m-n）g/8。

（六）根据原子团的质量守恒，求物质的质量

例6：50g锌、镁、铁的混合物与足量的稀硫酸反应得到混合溶液，蒸发后得到218g固体，则反应产生氢气的质量为______g

分析：根据锌、镁、铁分别与稀硫酸反应均生成硫酸盐，即M→MS04，根据质量守恒定律，MS04的质量减去M的质量就是S042-的质量，而S042-的质量就是参加反应是稀硫酸中S042-的质量，即S042-的质量为218g-50g=168g。在硫酸中m（H）：m（S042-）=2：96，所以m（H2）：168=2：96 m（H2）=3.5g

（七）根据反应前后物质质量变化，确定反应物和生成物

例6在一个密闭容器内有四种物质，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：

已知X的相对分子质量为n，Q的相对分子质量为2n，下列推理正确的是（ ）

A.反应后Q的质量为9g B.反应中Y与Q发生改变的质量比为1：1

C.反应后生成15gZ D.该反应方程式X与Q的化学计量数之比为2：3

分析：根据反应前后反应物的质量要减少，生成物要增加，故X物质一定是反应物，Y和Z一定是生成物（若质量不变的物质可能是催化剂或该物质与这个反应无关），因为X物质减少的质量为4g，Y物质增加的质量为2g，Z物质增加的质量14g，m（x）﹤m（y）+m（z），所以Q物质肯定是反应物，参加反应的质量为2g+14g-4g=12g，故待测为9g。正确答案为A。

（八）根据质量守恒找出两种物质之间的质量关系

例8：将4.0gCu-Zn合金粉末放到盛有10g稀硫酸的烧杯中，恰好完全反应，过滤，称得滤液的质量为11.26g，该合金中除Cu-Zn以外的其他成分不与稀硫酸反应，计算原Cu-Zn合金中Zn的质量分数。

分析：可设Cu-Zn合金中Zn的质量为X，根据质量守恒可得合金是质量加稀硫酸的质量等于滤液的质量加合金中Cu的质量再加生成H2的质量。即4.0g+10g=11.26g+（4.0g-X）+m（H2） m（H2）=X-1.26g，然后在根据化学方程式找出Zn和H2這两种物质之间的质量比，列出比例式，求出X，再用X除以合金的质量得原Cu-Zn合金中Zn的质量分数。