例谈质量守恒定律的应用

黄惠芳

【摘    要】质量守恒定律是初中化学唯一一个定律，其概念为：在化学反应里，参加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。所有化学反应都遵循这一定律，所以该课起到承上启下的作用，继学生学习了分子、原子、元素符号、化学式的初步知识，对化学反应中物质发生了质的变化有了一定的认识基础上，过渡到量方面的变化来研究化学反应的客观规律，是学习化学方程式书写、有关化学方程式计算的理论基础。在实际解题时，要熟练应用该定律，就必须深刻、透彻地理解其含义，抓住“五个不变，二个改变，一个可能变”的规律。下面结合笔者的教学实际，谈谈对质量守恒定律的一些认识和看法。

【关键词】质量守恒定律  应用  教学探索

中图分类号：G4      文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.03.063

在引入质量守恒定律时，笔者先演示了书本实验4—9，再补充了红磷在密闭容器中燃烧的实验，通过比较反应前后，天平仍然处于平衡状态，顺理成章得出了质量守恒定律的概念。但在练习过程中出现了很多问题。

案例：下列能用质量守恒定律解释的现象是（      ）

A.高锰酸钾受热后，固体质量减少了。

B.5g蔗糖溶于95g水，总质量为100g。

C.潮湿的衣服在阳光下晾干了。

D.100mL水与100mL酒精混合后总体积小于200mL。

有些学生不假思索，马上回答是B。这时，教师必须引导他们重新审视、理解该定律，强调它的适用范围“在化学反应里”，使学生走出了误区，重新认识该定义，于是答案选择A。这道题激发了学生的好奇心，也为后面讲质量守恒定律的应用作了铺垫。这个时候，教师顺势引导学生思考：为什么参加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？从而归纳出“五个不变，二个改变，一个可能变”的规律。问题的关键又来了，怎样应用质量守恒定律进行解题呢？下面来谈谈它的应用。

一、解释化学反应中“增重”或“减轻”的现象

例1：镁在空气中燃烧，生成物的质量比原质量增加了。

例2：石灰石与稀盐酸反应，称量反应前后质量减少了。

为什么镁燃烧后产物质量增多了？而石灰石与稀盐酸反应后，质量却减少了？根据质量守恒定律，参加反应镁的质量与氧气的质量总和等于反应后生成氧化镁的质量，而题目只是比较反应前后固体的质量，没有包含氧气，所以反应后的质量增大了，增大的值也就是参加反应的氧气的质量。同理，石灰石与稀盐酸反应，生成二氧化碳气体，二氧化碳气体逸散到空气中去了，所以反应后容器里的物质的质量当然减少了，减少的量就是生成的二氧化碳气体的质量。这也再次巩固了质量守恒定律适用于“一切化学反应”，不论反应后质量是增加了、减少了还是不变，只要是化学反应，都符合质量守恒。

这些例子让我们进一步认识到，一是在探究质量守恒定律时，有气体参加或有气体生成的反应必须在密闭容器里进行;二是容器里物质增加或减少的部分，就是参加或生成的气体质量，为今后有关化学方程式的计算打下基础、埋下伏笔。

二、推断物质的组成

例3：某化合物在某容器中密封加热，完全分解后生成氨气（NH3）、水和二氧化碳，则该物质是由________________组成。

学生认为生成什么就该由什么组成，回答是由NH3、H2O和CO2组成，却忘掉了“物质是由元素组成的，在化学反应前后，元素的种类不变”。所以根据生成物就知道是由N、H、O、C元素组成的。

例4：某学习小组取一定质量的某有机物在足量的氧气中充分燃烧，只得到二氧化碳和水，根据质量守恒定律，推断该有机物的组成（     ）。

A.只含有C、H两种元素。

B.一定含有C、H两种元素，可能含有O元素。

C.含有C、H、O三种元素。

D.一定含有C、O两种元素，可能含有H元素。

一看到题目，很多学生马上选B，胡套乱猜。究其原因是没有弄清反应前后到底有哪些元素，生成物有C、H、O三种元素，而反应物已有O元素。因此可推断出答案B。

三、推断反应物或生成物的化学式

化学反应前后，原子的种类不变，原子的数目没有增减，是解决这类题的关键。

例5：根据反应3AB+C2B3    2C+3X，判断X的化学式（     ）。

A.A2B3          B.A3B2          C.AB2          D.A2B

反应物有A、B、C原子，个数分别为3、6、2，生成物已知C有2个，则3X有3个A，6个B，所以X为AB2，答案选C。

四、运用质量守恒定律进行有关计算

应当注意的是，理解质量守恒定律中“参加”“生成”的真实意义，“参加”就是反应后减少的部分质量，“生成”就是反应后增加的部分质量。

例6：将25g甲、5g乙和10g丙混合物加热发生化学反应，经分析知，反应后的混合物中含有10g甲和21g丙，还含有一种新物质丁，则丁的质量为_______。

甲在反应前后由25g变成了10g，说明甲是反应物，有15g参加了反应;反应后的混合物中没有乙，说明5g乙完全反应;丙由10g变成21g，说明生成了11g丙。根据质量守恒定律，生成丁的质量=参加反应的甲和乙的质量总和减去生成丙的质量，即15g+5g-11g=9g。

例7：ag木炭在bg氧气中燃烧，生成二氧化碳的质量（    ）

A.大于（a+b）g                  B.小于（a+b）g

C.等于（a+b）g                  D.小于或等于（a+b）g

很多粗心的學生马上就会选择B。这里没有说明木炭ag与氧气bg是否恰好完全反应，所以解题时必须考虑两种情况，一是恰好完全反应时，等于（a+b）g;二是有一种物质过量了，就小于（a+b）g。

总之，巧妙应用质量守恒定律，对初中化学很多类型题目的计算和推断可达到化繁为简、化难为易的目的，对初中化学的学习具有十分重要的意义。