質(zhì)量守恒定律的理解和應(yīng)用

〔關(guān)鍵詞〕 理解；掌握；探究；聯(lián)系

〔中圖分類號〕 G633.8〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2007）08（B）—0056—01

質(zhì)量守恒定律是初三化學(xué)教材中的一個(gè)基本定律，表達(dá)了物質(zhì)不滅的原理，它是從“量”的角度來研究化學(xué)反應(yīng)的，是化學(xué)方程式配平的重要理論依據(jù)，也是根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的理論基礎(chǔ)，在初中化學(xué)中占有十分重要的地位。

一、正確理解化學(xué)反應(yīng)中的“三個(gè)守恒”

1.質(zhì)量守恒：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。

2.原子守恒：化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都不變。

3.元素守恒：化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變。

二、全面理解質(zhì)量守恒定律

1.“化學(xué)反應(yīng)”，規(guī)定了質(zhì)量守恒定律的研究范圍是化學(xué)反應(yīng)，而非物理變化。如：2克水加熱后變成2克水蒸氣，這一變化的前后雖然質(zhì)量相等，但不能說這一變化符合質(zhì)量守恒定律。

2.“參加”化學(xué)反應(yīng)，指沒有參加反應(yīng)或反應(yīng)后有剩余的物質(zhì)除外。如：4克碳在8克氧氣中完全燃燒后可產(chǎn)生多少克的二氧化碳?我們不能簡單地將4克和8克相加，而要通過計(jì)算得出答案，因?yàn)?克碳并沒有完全反應(yīng)，最終剩余1克碳，因此生成11克二氧化碳，而不是12克。

3.“各物質(zhì)”，即不能漏掉任何一種反應(yīng)物或生成物，特別是氣體。

4.“反應(yīng)生成”，不是該反應(yīng)生成的物質(zhì)不能包括進(jìn)去。

三、靈活掌握質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用

1.解釋化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的“增重”與“減輕”現(xiàn)象。——利用質(zhì)量守恒解釋。

例如，鐵在生銹后，物質(zhì)的質(zhì)量增重了，這是否違背了質(zhì)量守恒定律呢?

2.推斷反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式——利用原子守恒推斷。

例如，甲醛是室內(nèi)裝修時(shí)產(chǎn)生的主要污染物質(zhì)，用下列化學(xué)方程式可檢測室內(nèi)甲醛含量是否超標(biāo)：4KMnO₄+5R+6H₂SO₄=2K₂SO₄+4MnSO₄+5CO₂+11H₂O，試推斷R代表的甲醛的化學(xué)式。

3.確定反應(yīng)物或生成物的元素組成——利用元素守恒確定。

如：“神州五號”載人宇宙飛船發(fā)射成功，表明我國載人航天技術(shù)有了重大突破。運(yùn)送“神州五號”飛船的火箭所使用的燃料是偏二甲肼(化學(xué)式C₂H₈N₂)。其主要反應(yīng)為：C₂H₈N₂+N₂O₄→X+CO₂+H₂O，試推斷X中一定含有的元素。

4.判斷化學(xué)方程式是否正確——利用原子守恒。

5.正確書寫和配平化學(xué)方程式——利用原子守恒。

6.進(jìn)行有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算——利用質(zhì)量守恒。

四、合理設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律

質(zhì)量守恒定律雖說是一切化學(xué)反應(yīng)中普遍存在的定律，但在許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)“增重”或“減輕”的現(xiàn)象，從而使部分學(xué)生否定質(zhì)量守恒定律，對此教師要給以正確分析，合理解釋。

我在組織學(xué)生進(jìn)行質(zhì)量守恒定律的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，先鼓勵(lì)同學(xué)們根據(jù)親身經(jīng)歷和已有的知識大膽猜想化學(xué)反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量是變大、減小還是不變。然后根據(jù)自己的猜想設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)小心求證，組織學(xué)生交流討論，推薦學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，將學(xué)生分組進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)分工合作。有一組同學(xué)進(jìn)行鋅與稀硫酸的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在反應(yīng)后稱量中發(fā)現(xiàn)生成物的質(zhì)量輕了，正當(dāng)無法解釋時(shí)我追問學(xué)生：如果反應(yīng)中有氣體參加或者生成時(shí)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)該有什么特點(diǎn)?學(xué)生討論后認(rèn)為要形成氣密性，終于明白了由于實(shí)驗(yàn)裝置的缺陷導(dǎo)致質(zhì)量減輕的原因是氫氣逸到空氣中了。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，達(dá)成共識，得出化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒的普遍規(guī)律。

因此，我們要注意提醒學(xué)生在提倡大膽猜想的前提下，更要小心求證，而設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)更是探究實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在。如以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)中的D實(shí)驗(yàn)就不能用來證明質(zhì)量守恒定律，這正是因?yàn)榇搜b置沒有密封，會(huì)使生成的氣體逸到空氣中的原故。

五、質(zhì)量守恒定律與社會(huì)熱點(diǎn)、生產(chǎn)生活、科技前沿的聯(lián)系

1.質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)的重點(diǎn)知識，針對這方面的試題題型各異。如解釋日常生活中的現(xiàn)象；破除迷信(普通的水由“大師”點(diǎn)化后成為“圣水”，飲之可逢兇化吉)；揭露偽科學(xué)(古代有“點(diǎn)石成金”的說法；水變?nèi)加停恍敖探M織頭目李洪志鼓吹能把鋁變成銀)以上說法都嚴(yán)重違背了元素守恒的原理，是“謊言”。

2.隨著新課程的實(shí)施，以當(dāng)今社會(huì)熱點(diǎn)問題和新科技、新概念、新觀點(diǎn)中包含的化學(xué)原理為命題背景的題目應(yīng)運(yùn)而生。如汽車安全氣袋、納米材料和納米技術(shù)、綠色化學(xué)、毒氣泄露、環(huán)保、能源等方面的信息，好多都要求學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用信息根據(jù)質(zhì)量守恒定律來解決問題。