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第四章
生命之源——水
4.3
质量守恒定律
质量守恒定律,运用质量守恒定律解释实验现象
托盘天平的使用
1.校准:称量前要对天平进行校准,即检查天平是否平衡。
2.称量:左盘放物体,右盘放砝码,先放大的砝码,后放小的砝码,最后移动游码。
操作指引
3.结束:称量完毕,砝码放回砝码盒,游码移回零刻度处。
注意:托盘天平只能精确到0.1g。
复习:写出下列反应的文字表达式
1.铁丝在氧气中燃烧:
2.红磷在空气中燃烧:
3.水在直流电作用下分解:
铁+氧气
四氧化三铁
点燃
磷+氧气
五氧化二磷
点燃
水
氢气+氧气
通电
提出问题
化学反应前后物质总质量是否改变?
猜想与假设
⑴参加反应的各物质的质量之和大于生成的各物质的质量之和。
⑵参加反应的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和。
⑶参加反应的各物质的质量之和小于生成的各物质的质量之和。
探究活动
实验与事实
【实验4-7】石灰石与稀盐酸反应
【实验4-8】石灰石与稀盐酸反应
【实验4-9】硫酸铜与氢氧化钠反应
实验序号
实验现象
反应前称量
反应后称量
实验4-7
实验4-8
实验4-9
实验结果
产生气泡,石灰石逐渐溶解。
产生气泡,气球胀大,石灰石逐渐溶解。
产生蓝色沉淀
m1
小于m1
m2
等于m2
m3
等于m3
讨论与交流
【实验4-7】和【实验4-8】的比较
【实验4-7】(在开放容器内)
m反应前
>
m反应后
碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
【实验4-8】(在密闭容器内)
m反应前
=
m反应后
碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
注意
在验证质量守恒定律时,有气体参加或有气体、烟、雾等生成的实验必须在密闭装置中进行。
【实验4-9】(在密闭容器内)
m反应前
=
m反应后
氢氧化钠+硫酸铜→硫酸钠+氢氧化铜
结论:
物质发生化学反应前后,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。
一、质量守恒定律:
1.内容:
在化学反应里,参加化学反应的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质质量总和,这就是质量守恒定律。
2.注意:
⑴适用于
“一切化学反应”,不适用于物理变化。
⑵仅是指“质量”守恒,而不指其它物理量(如体积、能量等)。
⑶指反应或生成的“各种物质”,包括固体、
液体、气体都要考虑,不能因为有气体参与或生成气体而误认为质量增加或减少不符合质量守恒定律。
⑷指“参加”反应的物质,未反应剩余的物质不计算在内。
问题:为什么反应前后总质量守恒?
水电解的微观过程
水分子
氢原子、氧原子
氢分子、氧分子
【归纳】
化学变化中:原子种类、数目、质量不变。
3.化学反应前后总质量守恒的原因
⑴微观:化学反应的实质是参加反应的各物质(反应物)的原子,重新组合生成新物质(生成物)的过程。反应前后原子的种类、数目和质量都没有改变,所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
⑵宏观:化学反应前后元素的种类和质量都不变,所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
动动脑
化学反应前后
元素种类变了吗?
元素质量变了吗?
不变
物质种类呢?
分子种类呢?
改变
分子数目变了吗?
可能改变
4.关于质量守恒定律的解释
六个不变
宏观
反应物和生成物总质量不变。
元素种类不变。
微观
原子种类不变。
原子数目不变。
原子质量不变。
两个一定改变
宏观:物质种类一定改变。
微观:分子种类一定改变。
微观:分子数目可能改变。
元素质量不变。
两个可能改变
宏观:元素化合价可能改变。
六个不变
宏观
练习:
1.下列不能用质量守恒定律解释的是(
)
A.潮湿的衣服在阳光下晒干
B.蜡烛燃烧越来越短
C.铁丝灼烧后质量增加
D.
高锰酸钾受热后固体质量减少
2.物质在发生化学反应前后肯定没有变化的是(
)
①原子数目,②分子数目,
③元素种类,
④化学反应前后各物质的质量总和,
⑤物质的种类,
⑥原子的种类。
①
④
⑥
B.
①
③
⑤
C.
①
③
④
⑥
D.
①
③
④
⑤
⑥
A
C
3.在化学反应前后,下列各项中,肯定不会改变的是______;肯定会改变的是____;可能改变也可能不变的是____。
A.分子的种类
B.原子的种类
C.分子的数目
D.物质的总质量
4.下列叙述完全符合质量守恒定律的是(
)
A.水结成冰前后,质量保持不变
B.50mL水和50mL乙醇混合后总体积小于100mL
C.在100g过氧化氢溶液中,含有30g过氧化氢和70g水
D.1.2g碳与3.2g氧气恰好完全反应可生成4.4g二氧化碳
BD
A
C
D
5.下列实验装置不能用来证明质量守恒定律的是(
)
A.
B.
C.
D.
6.红磷在密闭的容器内加热,下图能正确表示坩埚及其所盛物质总质量的变化关系的是(
)
总质量
时间
总质量
时间
总质量
时间
总质量
时间
A
B
C
D
D
B
质量守恒定律的适用范围是什么?学了该定律,对我们有什么用?
质量守恒定律适用于一切化学反应。
可运用定律
1.
解释一些实验现象
2.
推断物质的组成
3.
进行有关的计算
反应物和生成物总质量不变。
答:镁在空气中与氧气反应,生成物氧化镁的质量应等于反应物镁条与氧气的质量之和。所以,氧化镁的质量要比镁条的质量大。
二、质量守恒定律的应用
1.解释实验现象
例1.根据质量守恒定律解释:镁条在空气中燃烧后,生成物的质量比原来镁条的质量要大。
例2.根据质量守恒定律解释:高锰酸钾受热分解后,剩余固体质量减少了。
答:参加反应的高锰酸钾的质量应等于生成的锰酸钾、二氧化锰、氧气的总质量,由于生成的氧气已逸散到空气中,所以剩余固体的质量比原反应物的质量小。
2.推断物质的组成
例3.蔗糖在隔绝空气加热时,生成碳和水。据此推断蔗糖中一定含有的元素是(
)
A.碳、氧
B.碳、氢、氧
C.碳、氢
D.氢、氧
例4.绿色植物是通过光合作用发生反应:CO2
+H2O
→
葡萄糖+O2,由此推知葡萄糖(
)
A.一定含碳、氢元素,可能含氧元素
B.一定含碳、氢元素,不含氧元素
C.一定含碳、氢、氧元素
D.无法确定
元素的种类不变
B
A
例5.成语“点石成金”,本意为古代术士的一种法术,即能使石头变成黄金;现比喻能化腐朽为神奇。有人说他能把石灰石(主要成分是CaCO3)变成黄金,请你用化学知识说明石灰石不能变成黄金的道理。
答:根据质量守恒定律,在化学反应中元素的种类不变。黄金是由金元素组成的,石灰石的主要成分是碳酸钙,它是由钙元素、碳元素、氧元素组成,不含有金元素。因此石灰石不可能变成黄金。
例6.著名的发明家诺贝尔经过长期的研究与试验,终于发明了安全炸药——三硝酸甘油酯(硝酸甘油),三硝酸甘油酯的化学式为C3H5N3O9,这种炸药发生爆炸的化学方程式为4C3H5N3O9===12CO2↑+10H2O↑+6X↑+O2↑。
⑴X的化学式是_________;
⑵推断X的化学式的依据是_____________。
原子的种类、数目不变
N2
质量守恒定律
点燃
3.进行有关计算
反应物和生成物总质量不变。
例7.已知反应A
+
B
=
C
+
D,且A与B参加反应的质量比为4
︰3,若反应后生成C和D共2.8g,则消耗的反应物B的质量为(
)
A.1.6g
B.1.2g
C.0.3g
D.0.9g
例8.已知物质A和物质B反应生成物质C,现有10gA和10gB充分反应后,发现B有剩余,剩余2g,则生成C的质量为(
)
A.20g
B.12g
C.18g
D.22g
C
B
9.密闭容器内有下表中四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下:
物质
A
B
C
D
反应前质量/g
0
80
10
25
反应后质量/g
111
0
1
3
则密闭容器内发生的化学反应为(
)
A.A
+
B
→
C
+
D
B.B
+
C
+
D
→A
C.A
→
B
+
C
+
D
D.B
+
D
→
C
+
A
B