“質量守恒定律的應用與驗證”考點歸類

吳甫紅

質量守恒定律表示為：參與反應的反應物的總質量和生成物總質量是相等的。尤其需要注意的一點是：物質為參與反應的物質及新生成的物質。從宏觀層面看，化學反應前后，參與反應物質種類未發生變化。從微觀層面看，反應前后原子種類及數目未發生變化。

翻閱近些年的中考題目可見，一些主要考題類型涉及了質量守恒定律，下面對質量守恒定律的應用及驗證做如下論述。

一、解釋實驗現象

例1 鋅在空氣中燃燒，生成的氧化鋅大于鋅本身質量，試對這一現象做出解釋。

分析 鋅之所以在空氣中燃燒是因為參與了化學反應：

2Zn+O2加熱2ZnO

按照質量守恒定律，生成物氧化鋅的質量和參與化學反應物鋅、氧總質量是相等的，所以，生成物氧化鋅的質量必然大于鋅的質量。

例2 鐵絲在空氣中燃燒，生成物四氧化三鐵的質量為什么大于參與反應物鐵絲的質量？

分析 按照質量守恒定律，鐵絲于空氣中燃燒，生成物四氧化三鐵的質量包含了氧氣的質量，為此，生成物的質量大于鐵絲的質量。

例3 紙在空氣中燃燒后變為灰燼，為什么質量減少了？

分析 按照質量守恒定律，紙在空氣中燃燒后生成了兩種物質，灰燼和二氧化碳，所以，灰燼小于紙的質量。

二、確定物質化學式

例4 為了更好地發現煤氣泄漏，往往在煤氣中添加一種特殊氣味的氣體乙硫醇（C2H5SH），乙硫醇燃燒化學方程式如下：

2C2H5SH+9O2點燃4CO2+2X+6H2O

則X的化學式為（ ）。A.CO B.SO3 C.SO2 D.S

分析 結合化學方程式，推斷化學物化學方程式，目的是為了考察學生對質量守恒定律的理解及掌握，化學反應前后原子數量及種類不會發生變化，反應前后原子總數守恒，最終得出化學物質X為SO2。

三、推斷物質

例5 一包白色粉末可能含有如下物質中的一種或者幾種，如CuSO4、MgCl2、NaNO3、NaCI，小張為了推斷其中的化學物質，設計并做了以下化學實驗：固體粉末加水/溶解無色溶液加入一定量的NaOH溶液，①生成白色沉淀A（無色溶液加入AgNO3溶液白色沉淀B），結合上述實驗，回答如下問題：

（1）①執行的操作為（ ）；

（2）白色粉末中一定不含有的物質是（ ）；

（3）生成白色沉淀物A的化學方程式為（ ）；

（4）上述實驗（能抑或不能）說明白色粉末物中含有NaNO3、NaCl。

分析 （1）過濾將不溶于液體的固體和液體分離出來。（2）加水于固體粉末中，獲得無色溶液，因為硫酸銅遇水變藍色，表明固體物質中一定不含有物質CuSO4 。（3）無論是無色溶液，還是NaOH溶液反應后，均生成白色沉淀，表明固體物質中含有MgCl2，因為MgCl2和NaOH反應后生成白色沉淀Mg（OH）2。（4）NaNO3、NaCl溶于水后均是無色溶液，兩者都不和NaOH發生化學反應，所以，無法確定發白粉末中是否含有NaNO3、NaCl。

答案：（1）過濾；（2）CuSO4；（3）MgCl2+2NaOH

Mg（OH）2↓+2NaCl；（4）不能

四、判斷反應物或者生成物的質量

例6 生鐵是一種合金，含有鐵和碳。為了測定某煉鐵廠生鐵中鐵的質量分數，小李稱取生鐵6.0 g，放置燒杯中，往其中加入 65.0 g 稀硫酸，物質完全反應（假如雜質不參與其中反應）。實驗結束后測得實驗數據如下：反應前燒杯的質量為98.0 g，反應后燒杯及生成物總質量為97.9 g，根據上述數據，完成相關實驗（計算結果保留小數點一位）。

（1）生成氣體氫氣質量？

（2）樣品中鐵的質量分數？

（3）反應結束后，溶液的質量分數？

分析 該題目是一道有關數據表格的綜合類題目，主要考查學生對表格的處理能力，問題的切入點是運用質量守恒定律，（1）氫氣質量=98 g-97.9 g=0.1 g。（2）假設生成物中鐵的質量為a，則生成物硫酸亞鐵質量為b，則根據：

Fe+H2SO4FeSO4+H2↑

得 a=0.1 g×56/2=2.8 g；

b=0.1 g×152/2=7.6 g；

w（Fe）=2.8 g/6 g×100%=46.7%。

（3）所以，w（FeSO4）=7.6 g/（2.8+65-0.1）g×100%=11.4%

五、探究相關實驗

例7 小王和小亮學習了質量守恒定律后，他們想親自探究化學反應是否符合質量守恒定律。小王和小亮采取了如下化學方法。小王做的實驗為在天平一端燒杯內放入BaCl2溶液和Na2SO4溶液；小亮的實驗為在天平的一端燒杯中放入稀鹽酸和Na2CO3溶液。

（1）小王在實驗中可觀察的實驗現象為；；小亮在實驗中可觀察到的實驗現象為；；

（2）上述兩個實驗參與反應的化學方程式為；；

（3）小王和小亮結合各自的實驗，做出了不同的結論，他們的實驗具有一定的相似之處，然而結論卻不同，原因在于。

（4）在滿足上述實驗裝置的前提下，要求幫助小亮選擇一組藥品做實驗，以驗證質量守恒定律，選擇的藥品可以為（注：上述用到的藥品不可再使用）。

分析 該題通過探究化學實驗的方式考察學生運用質量守恒定律解決問題的能力及知識分析遷移能力。小王在實驗中用到了BaCl2溶液和Na2SO4溶液，小亮在實驗中用到了稀鹽酸和Na2CO3溶液，二者實驗均產生了不同的現象，小王的實驗生成了白色沉淀，同時質量分數未發生改變，小亮的實驗因為生成了氣體，使得質量分數減少。質量守恒定律問題的研究需要考慮兩方面的問題，問題（1），反應中是否有氣體跑出；問題（2），外界氣體是否參與進來。小王實驗中的質量分數之所以發生改變，主要因為生成了氣體。為此，在驗證質量守恒定律中，實驗藥品的選擇要充分考慮以上因素，將實驗放置在密閉的容器內進行。