質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用

沙林祥

質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)最重要的基礎(chǔ)理論，學(xué)習(xí)中，同學(xué)們往往對(duì)質(zhì)量守恒定律缺乏深刻的理解，對(duì)典型錯(cuò)題缺少應(yīng)對(duì)方法。現(xiàn)列舉三例常見(jiàn)錯(cuò)題，與同學(xué)們一起探討解題方法。

壯壯的錯(cuò)題1

壯壯：沙老師，下面這道題答案是D，可我選了C，哪里錯(cuò)了呢？這道題判斷的依據(jù)是什么呢？

【題1】（2020·河南·鄭州）氯堿工業(yè)是以電解食鹽水為基礎(chǔ)的基本化學(xué)工業(yè)，電解食鹽水不可能生成的是（ ）。

A. H2 B. Cl2 C. NaOH D.NaNO3

沙老師：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類(lèi)不變，這是解題的依據(jù)。本題中反應(yīng)物可能為食鹽（主要成分為氯化鈉）和水，所以反應(yīng)前有四種元素，即鈉、氯、氫、氧元素，反應(yīng)后不會(huì)出現(xiàn)除這四種元素以外的其他元素。H2中含有氫元素，反應(yīng)物中也含有氫元素，所以此反應(yīng)的產(chǎn)物中可能存在H2;Cl2中含有氯元素，反應(yīng)物中也含有氯元素，所以此反應(yīng)的產(chǎn)物中可能存在Cl2;NaOH中含有鈉、氧、氫元素，反應(yīng)物中也含有鈉、氧、氫元素，所以此反應(yīng)的產(chǎn)物中可能存在NaOH;NaNO3中含有鈉、氮、氧元素，反應(yīng)物中沒(méi)有氮元素，所以此反應(yīng)的產(chǎn)物中不可能含有NaNO3。所以本題應(yīng)選擇D。

【檢測(cè)1】（2020·四川·南充模擬）碳酸氫銨（NH4HCO3）是一種常見(jiàn)氮肥，極不穩(wěn)定，常溫下就會(huì)分解生成水、二氧化碳和一種有刺激性氣味的氣體，該氣體可能是（ ）。

A. N2 B. SO2 C. CO D. NH3

答案：D

壯壯的錯(cuò)題2

壯壯：沙老師，下面這道題答案是D，可我選了B，哪里錯(cuò)了呢？請(qǐng)老師給我點(diǎn)撥一下。

【題2】（2020·湖南·澧縣模擬）取相對(duì)分子質(zhì)量為46的某有機(jī)物4.6 g，在足量的氧氣中充分燃燒，生成8.8 g二氧化碳和5.4 g水，據(jù)此判斷該有機(jī)物（ ）。

A. 其分子中C、H、O原子個(gè)數(shù)比為2∶5∶1 B. 其化學(xué)式為CH2O

C. 只由碳、氫兩種元素組成 D. 一定含有碳、氫、氧三種元素

沙老師：本題應(yīng)該先確定該有機(jī)物的元素種類(lèi)，再確定該有機(jī)物的分子中各原子的個(gè)數(shù)比，再結(jié)合相對(duì)分子質(zhì)量確定該有機(jī)物的化學(xué)式。某物質(zhì)在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和水，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類(lèi)不變可知，該物質(zhì)中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素，可根據(jù)計(jì)算確定是否含有氧元素。

根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，該物質(zhì)中碳元素質(zhì)量就是生成的二氧化碳中碳元素的質(zhì)量，即8.8 g × [1244]=2.4 g，該物質(zhì)中氫元素質(zhì)量就是生成的水中氫元素的質(zhì)量，即5.4 g × [218] = 0.6 g，碳、氫元素的質(zhì)量和為：2.4 g + 0.6 g = 3 g，小于該有機(jī)物的質(zhì)量，所以該有機(jī)物中還含氧元素，故C錯(cuò)誤、D正確。該有機(jī)物中氧元素質(zhì)量為：4.6 g - 3 g=1.6 g，所以該有機(jī)物分子中碳、氫、氧原子個(gè)數(shù)比 = [2.4 g12]∶[0.6 g1]∶[1.6 g16]=2∶6∶1，又因?yàn)樵摲肿拥南鄬?duì)分子質(zhì)量為46，則其化學(xué)式為C2H6O，故A、B都錯(cuò)誤。所以本題應(yīng)選擇D。

【檢測(cè)2】（2020·江蘇·昆山模擬）為判斷某化合物是否含碳、氫、氧三種元素，取4.4 g該化合物在氧氣中充分燃燒，生成13.2 g CO2和7.2 g H2O，則下列判斷正確的是（ ）。

①一定含有C、H元素 ②一定含有O元素 ③一定不含O元素 ④分子中C、H的原子個(gè)數(shù)比為3∶8

A. ①②③ B. ①②④

C. ①③④ D. ①②③④

答案：C

壯壯的錯(cuò)題3

壯壯：沙老師，下面這道題答案是B，可我選了D，希望老師幫我分析一下。

【題3】（2020·福建模擬）在一密閉容器中放入X、Y、Z、Q四種物質(zhì)，在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，一段時(shí)間后，測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如表1，則關(guān)于此反應(yīng)的認(rèn)識(shí)正確的是（ ）。

表1

[物質(zhì)

X Y Z Q 反應(yīng)前質(zhì)量/g 20 2 1 37 反應(yīng)后質(zhì)量/g 15 32 1 a ]

A. 物質(zhì)Y一定是單質(zhì) B. 反應(yīng)后物質(zhì)Q的質(zhì)量為12 g

C. 反應(yīng)過(guò)程中X、Q的質(zhì)量比為9∶4 D. 物質(zhì)Z一定是該反應(yīng)的催化劑

沙老師：由表中數(shù)據(jù)分析可知，反應(yīng)前后X的質(zhì)量減少5 g，Y的質(zhì)量增加30 g，Q的質(zhì)量減少25 g，所以X、Q是反應(yīng)物，Y是生成物，該反應(yīng)符合“多變一”的形式，屬于化合反應(yīng)。Y是化合反應(yīng)的生成物，一定是化合物，故A錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的總質(zhì)量不變，由于該反應(yīng)是在密閉容器中進(jìn)行，所以反應(yīng)前的總質(zhì)量等于反應(yīng)后的總質(zhì)量，即20 + 2 + 1 + 37 = 15 + 32 + 1 + a，a = 12，故B正確;反應(yīng)過(guò)程中X、Q的質(zhì)量比=（20 -15）∶（37 - 12）=1∶5，故C錯(cuò)誤;Z的質(zhì)量不變，可能是該反應(yīng)的催化劑，也可能是沒(méi)有參加反應(yīng)的雜質(zhì)，故D錯(cuò)誤。所以本題應(yīng)選擇B。

【檢測(cè)3】（2020·河北·邢臺(tái)模擬）在一密閉容器中加入下列四種物質(zhì)充分反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如表2。下列說(shuō)法正確的是（ ）。

表2

[物質(zhì) A B C D 反應(yīng)前質(zhì)量/g 20 12 2 6 反應(yīng)后質(zhì)量/g 0 2 2 待測(cè) ]

A. 該反應(yīng)是分解反應(yīng) B. 物質(zhì)C一定是催化劑

C. 物質(zhì)D的待測(cè)值是36 g D. 反應(yīng)中B、D的質(zhì)量比是3∶1

答案：C