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第二篇 物质科学（二）
第26讲 质量守恒定律
1. 质量守恒定律：化学反应中，参加化学反应的各物质的质量总和 反
应后生成的各物质的质量总和。
2. 实质：从微观上看，化学变化过程中，分子被拆分成原子，重新组合构成了
新的分子，反应前后，原子的种类和原子个数不变。
等于
一、质量守恒定律
3. 从分子、原子的角度解释质量守恒定律
五个 不变 宏观 元素的种类不变
物质的质量总和不变
微观 原子的种类不变
原子的数目不变
原子的质量不变
两个 改变 宏观 物质的种类一定改变
微观 构成物质的粒子一定改变
两个可 能改变 分子总数可能改变 元素的化合价可能改变
以C＋O2CO2为例：
1. 宏观意义：表示什么物质参加了反应，结果生成了什么物质；反应是在什么
条件下进行。即在点燃的条件下，氧气和碳反应，生成二氧化碳。
2. 质量意义：表示了各物质之间的质量关系，即反应物和生成物之间的质量
比，如12份质量的碳与32份质量的氧气完全反应生成44份质量的二氧化碳。
3. 微观意义：表示各物质间原子和分子的 。
1个碳原子和1个氧分子反应得到1个二氧化碳分子。
个数比
二、化学方程式的意义
1. 一般步骤：设未知数→写出配平的化学方程式→写出有关物质的质量比和已
知量→列方程、求解→写出简明的答。
2. 注意点：①方程式必须配平；②计算有关物质的质量比时，式量要乘以前面
的系数；③单位必须统一；④如是不纯物必须换算成纯物质的质量代入计算。
三、根据化学方程式进行计算
例1 （2025·湖北）在探究蜡烛元素组成时，做了如图的实验。下列推测错误
的是（ C ）
C
高频点1 质量守恒定律
A. 蜡烛燃烧有水生成
B. 蜡烛燃烧有二氧化碳生成
C. 蜡烛一定含有氧元素
D. 蜡烛一定含有碳、氢元素
例2 （2024·黑龙江）密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下
充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法错误的是
（ C ）
C
A. 该反应基本反应类型为化合反应
B. 该化学反应中乙、丙质量比为3∶17
C. 物质丙可能为单质
D. 物质丁可能是该反应的催化剂
例3 （2025·安徽）科学家发明了一种利用二氧化碳的新技术：2CO2＋
6H24H2O＋X。在密闭容器中加入CO2和H2模拟该反应，反应物的总
质量、各生成物的质量随时间变化如图所示。下列说法正确的是（ A ）
A
A. m＝0.28
B. X的化学式为CH4
C. 反应前后分子种类不变
D. 容器中碳、氧元素的质量比为1∶2
【解析】A、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由图可
知，反应前CO2和H2的总质量为1.00g，反应结束后CO2和H2的质量减少至0g，
生成水的质量为0.72g，则生成X的质量为1.00g－0.72g＝0.28g，故m＝
0.28，说法正确，符合题意；B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类
及数目不变，根据化学方程式2CO2＋6H24H2O＋X，反应前有2个碳原
子、4个氧原子和12个氢原子，反应后有8个氢原子、4个氧原子和1个X分子，
则1个X分子中含有2个碳原子和4个氢原子，故X的化学式为C2H4，说法错误，
不符合题意；C、由B选项分析可知，X为C2H4，则化学方程式为2CO2＋
6H24H2O＋C2H4，反应前后分子种类发生了改变，说法错误，不符合
题意；
D、由B选项分析可知，X为C2H4，由A选项分析可知，生成水、C2H4的质量分
别是0.72g、0.28g，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，
则容器中碳元素的质量等于二氧化碳中碳元素的质量等于C2H4中碳元素的质量，
容器中氧元素的质量等于二氧化碳中氧元素的质量等于水中氧元素的质量，故
容器中碳、氧元素的质量比为［0.28g×（×100％）］∶［0.72g×
（×100％）］＝3∶8，说法错误，不符合题意。
例4 （2025·广安）过氧化钠（Na2O2）可在呼吸面具中作供氧剂，久置易变
质。为了测定某呼吸面具供氧剂中过氧化钠的质量分数，小吴同学进行了如下
实验：向5.0g供氧剂样品中加入适量的水，使其充分反应，化学反应方程式为
2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑（无其他产生氧气的反应），测得产生氧气的
质量与时间关系如图所示：
（1）充分反应后，产生氧气的质量为 g。
0.8
高频点2 坐标曲线类计算题
（2）计算该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数。（写出计算过程）
2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑
156
32
x
0.8g
＝
x＝3.9g
【答】设该供氧剂样品中过氧化钠的质量为x。
该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数为×100％＝78％
例5 化学兴趣小组为测定实验室制取二氧化碳后的废液中氯化钙的质量，向
废液（含溶质HCl和CaCl2）中逐滴滴加10.6％Na2CO3溶液至过量，用pH传感
器测得溶液pH与加入Na2CO3溶液的关系如图所示。
完成下列问题：
（1）稀盐酸和氯化钙混合溶液的pH （填“＞”“＝”或“＜”）7。
（2）A处溶液中含有的阳离子为 （写离子符号）。
（3）计算废液中氯化钙的质量（写出计算过程）。
【答】11.1g
＜
Na＋、Ca2＋、H＋
例6 （2025·舟山）无水硫酸钠称为元明粉，暴露于空气中易吸湿成为含水硫
酸钠，常用于造纸和玻璃、印染和医药工业等。某兴趣小组为测定某元明粉样
品是否为合格品进行了以下实验（杂质不参与反应，过滤后滤渣损失忽略不
计）。
（1）图中玻璃棒的作用是 。
搅拌，加速药品溶解
高频点3 实物/流程图类计算题
（2）根据硫酸钠含量，通过计算判断该元明粉样品是否为合格品。（写出计
算过程，结果精确到0.1％）
无水硫酸钠
品牌：××江盐
含量：98％
规格：50kg/袋
等级：工业级
【答】设元明粉样品中所含硫酸钠质量为x。
Na2SO4＋BaCl22NaCl＋BaSO4↓
233
46.6g
列关系式得＝ 解得x＝28.4g
Na2SO4％＝×100％＝98.6％＞98％ 答：该元明粉样品是合格品。
（3）实验过程中，如果过滤所得的滤渣未经洗涤直接干燥，这一操作会导致
该样品中硫酸钠的质量分数计算结果 （填“偏大”“不变”或“偏
小”）。
偏大
142
x
例7 （2025·宁波）小宁取“实验室制取二氧化碳”实验后的废液（氯化钙和
氯化氢的混合溶液）50g置于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液，发现先有气泡产
生，后生成白色沉淀。下表为产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸钠溶
液总质量的关系。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
碳酸钠溶液的总质量/g 25 50 75 100 125 150 175
气体总质量/g 1.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
沉淀总质量/g 0 0 2.5 5.0 7.5 a 10
高频点4 表格数据类计算题
（1）表中a＝ 。
10
（2）求所取溶液中氯化钙的质量分数。
【答】设所取溶液中氯化钙的质量分数为x。
CaCl2＋Na2CO3CaCO3↓＋2NaCl
100
10g
＝ x＝22.2％
111
50g×x
（3）若图甲表示原混合溶液中的离子种类和数量，请在图乙中画出第4次加入
碳酸钠溶液充分反应后的相关离子数量柱状图。
【答】如图
例8 （2025·杭州）小明在完成实验室制取二氧化碳的实验后，想去探究废液
的成分。他取上层废液，并将125g碳酸钠溶液分5次加入到该废液中，充分反
应后，测得实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5
加入Na2CO3溶液质量/g 25 25 25 25 25
生成沉淀的总质量/g 0 2 7 m 15
高频点5 综合图像类计算题
（1）第2次实验观察到的现象为 。
（2）表格中m的数值是 。
先产生气泡，一段时间后产生白色沉淀
12
（3）请求出所加碳酸钠溶液的溶质的质量分数。
【答】设25g碳酸钠溶液中碳酸钠的质量为x。
Na2CO3＋CaCl2CaCO3↓＋2NaCl
100
7g－2g
＝ x＝5.3g
则所加碳酸钠溶液的溶质的质量分数为：×100％＝21.2％。
106
x
（4）请画出上述过程中生成沉淀质量与加入碳酸钠溶液质量的变化关系图，
并标出反应结束时的具体数值。
【答】如图
第二篇 物质科学（二）
第26讲 质量守恒定律
实验 验证质量守恒定律
1. 实验装置
验证质量守恒定律
2. 实验装置分析
（1）锥形瓶底部铺一层细沙的目的：防止红磷燃烧时锥形瓶底部受热不均匀
而炸裂。
（2）实验室气球先鼓起后变瘪的原因：①由于红磷燃烧放出大量的热，使锥
形瓶内气体温度升高，锥形瓶内压强增大，导致气球膨胀；②红磷燃烧消耗锥
形瓶内的氧气，瓶内气体减少，冷却后瓶内压强减小，所以气球变瘪。
（3）气球的作用：①调节锥形瓶内的压强，起缓冲作用；②密封作用，防止
实验时锥形瓶内外的物质发生交换。
3. 实验现象
（1）实验1：红磷燃烧，产生大量 ，放出大量的热，气球鼓起，冷却
后气球变瘪，最终天平平衡。
（2）实验2：铁钉表面有 析出，溶液由 逐渐变为
，实验结束后天平平衡。
（3）实验3：烧杯中有大量气泡产生，实验结束后天平指针向右偏转。
（4）实验4：镁条燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，反应前后用天平称
量时，指针有可能向左或向右偏转，也可能不偏转。
注：在称量反应后的物质质量时，必须等锥形瓶（或烧杯）冷却至室温后再称
量，以免称量前后因温度不同对实验结果产生影响。
白烟
红色固体
蓝色
浅绿
色
4. 解释
实验1和实验2发生了化学反应，且反应均在密闭容器中进行，故实验结束后天
平平衡；实验3在敞口烧杯中进行，反应生成的气体逸散到空气中，烧杯中物
质的质量减少，故实验结束后天平指针向右偏转；实验4在空气中进行，由于
参与反应的氧气和生成的白烟的质量无法称量，故反应前后用天平称量时，指
针有可能向左或向右偏转，也可能不偏转。
5. 实验结论
（1）化学反应中，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。
（2）物质在发生化学反应前后，各物质的质量总和相等，是因为在化学反应
中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变，
所以各物质的质量总和相等。
6. 实验改进
用如图所示装置验证质量守恒定律的优点是
。
装置简单，操作方便，现象明显
（合理即可）
1. 某兴趣小组的同学设计了如图1所示的三个实验（天平略）来验证质量守恒
定律。
第1题图
（1）小组同学讨论后认为，只有实验 能直接用于验证质量守恒定律，
另外两个被否定的原因分别是
。
甲
乙实验没有发生化学变化，丙实验中气体会逸
散到空气中
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是
。
（3）图2实验为图丙的改进实验。实验时将锥形瓶倾斜即可发生反应，其化学
方程式为 ，该装置中小气球的作用是
。
防止瓶底炸裂（合理即可）
2H2O22H2O＋O2↑
平衡气压和
密封（合理即可）
2. 兴趣小组利用图甲白磷燃烧装置探究质量守恒定律，利用红外测温仪测量瓶
内温度T0，注射器记录气体体积V0，电子天平测量装置质量m0，将相关数据随
时间的变化情况绘制成图乙。
第2题图
（1）若实验中加入的白磷质量较小，则该实验能否验证化学反应中质量守
恒？ 。
（2）实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减
小，但t0～t1时刻气体体积却变大。请解释其体积变大的原因：
。
能
白磷燃烧放热
导致气压增大的幅度大于氧气消耗导致气压减小的幅度
Thank you!
