探究化学反应前后物质的质量关系
用托盘天平称量几个化学反应前后物质的总质量，探究化学反应前后物质的质量关系，认识质量守恒定律，并能从原子的角度加以解释。
动手做实验 · Virtual Lab
在天平上称量反应前后的总质量：铁钉和硫酸铜、碳酸钠和盐酸（敞口、密闭）、镁条燃烧
正在搭建 3D 实验台
第 1 步
铁钉与硫酸铜溶液反应前后
把铁钉和盛有硫酸铜溶液的烧杯一起放在天平上称量；再让铁钉与硫酸铜溶液反应，看看天平是否仍然平衡。
第 1 步「磨」：处理铁钉。
指针指在中线：天平平衡
称量以后，数据记在这里。
- 磨处理铁钉
- 称称量反应前的总质量
- 放让它们反应
文字版：器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 托盘天平（含砝码）
- 烧杯
- 锥形瓶
- 小试管
- 气球
- 铁钉
- 砂纸
- 硫酸铜溶液
- 碳酸钠粉末
- 稀盐酸
- 镁条
- 陶土网
- 坩埚钳
- 酒精灯
记忆口诀
有气参加或生成，密闭容器里称
有气体参加或生成的反应，敞口进行时天平不平衡，不是不遵守质量守恒定律，而是气体没有被称量。
- 01
用砂纸把铁钉打磨干净。把盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录总质量 m₁。
- 02
把铁钉放入硫酸铜溶液中，观察现象；反应一段时间后，观察天平是否平衡。
要点铁钉表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。
- 03
把盛有稀盐酸的小试管放入盛有碳酸钠粉末的烧杯中，称量；再把稀盐酸倒入烧杯中，反应后观察天平是否平衡。
- 04
把上述反应改在密闭装置（锥形瓶口套气球）中进行，再称量反应前后的质量。
- 05
称量打磨过的镁条和陶土网；用坩埚钳夹住镁条，在陶土网上方点燃，再把生成物和陶土网一起称量，比较反应前后的质量。
现象
铁钉与硫酸铜溶液反应后天平保持平衡；碳酸钠与稀盐酸在敞口烧杯中反应，产生大量气泡，天平指针向右偏，在密闭装置中进行时气球鼓起，天平保持平衡；镁条燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体，生成物比镁条重。
结论
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，这个规律叫作质量守恒定律。化学反应前后，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。
01 — Principle
实验原理
在托盘天平上称量反应前的总质量，使反应发生后再称量，比较天平是否仍然平衡。铁和硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu；碳酸钠和稀盐酸反应会生成二氧化碳气体：Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑；镁在空气中燃烧要消耗氧气：2Mg + O₂══点燃2MgO。有气体参加或生成的反应，要在密闭容器中进行，才能把所有的反应物和生成物都称量进去。
02 — Pitfalls
易错点
Q1碳酸钠与盐酸在烧杯中反应后天平不平衡，说明这个反应不遵守质量守恒定律吗？+
不是。生成的二氧化碳逸散到空气中，没有被称量。一切化学反应都遵守质量守恒定律，有气体参加或生成的反应要在密闭容器中验证。
Q2镁条燃烧后的生成物为什么比镁条重？+
镁与空气中的氧气反应生成氧化镁，生成物的质量等于参加反应的镁和氧气的质量总和。如果有白烟逸散、生成物粘在坩埚钳上，称得的质量也可能比镁条小。
Q310 g 水受热变成 10 g 水蒸气，能用质量守恒定律解释吗？+
不能。质量守恒定律只适用于化学变化，水变成水蒸气是物理变化。
Q4密闭装置中气球鼓起后，称得的质量有时略小，为什么？+
气球鼓起后体积变大，受到空气的浮力变大，天平示数会略偏小。可以把装置改成硬质的密闭容器，避免这个影响。
03 — Practice
典型例题
例 1
化学反应前后，下列各项中一定没有变化的是（ ） ①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类 ④物质的总质量 ⑤物质的种类 ⑥原子的种类
例 2
在 A + B = C + D 的反应中，5 g A 与 7 g B 恰好完全反应，生成 8 g C，同时生成 D 的质量为（ ）
例 3
某物质在空气中燃烧只生成二氧化碳和水，则该物质中（ ）
04 — In Life
生活中的应用
原子数目不变
配平化学方程式
写化学方程式时，等号两边各种原子的数目必须相等，这就是质量守恒定律的要求。
元素种类不变
推断物质的组成
蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，说明蜡烛中一定含有碳、氢元素。
质量总和相等
计算反应物和生成物的质量
知道其中几种物质的质量，就能算出另一种物质的质量。
05 — Safety
安全提示
- 硫酸铜有毒，稀盐酸有腐蚀性，不要沾到皮肤上，实验后洗手。
- 镁条燃烧发出耀眼的白光，不要直视；用坩埚钳夹持，在陶土网上方燃烧，防止烫伤。