我对质量守恒定律验证实验的质疑——肖培昌

我对质量守恒定律验证实验的质疑

岑巩县平庄中学肖培昌

【摘要】九年级化学中质量守恒定律的验证实验不能真正证明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，他只能说明反应前后物质的质量是相等的，物质不会凭空产生，也不会凭空消失，只要是密闭的容器里面反应，反应前后的质量是不变的。这与质量守恒定律的内涵不相统一。

【关键词】质量守恒验证实验参加质量总和刚好完全生成多少反应前后

九年级化学中质量守恒定律的验证实验很多，不管是什么版本，或多或少都经过好几次实验改进，也有很多在网上或报刊、杂志上发表过有关验证实验的改进。但是笔者认为都有一个共同的缺陷，那就是不管从正面去验证还是从反面去验证，其结果都是：反应前后物质的质量是守恒的。这些实验得出的结论跟质量守恒定律的真正内涵是不相统一的，质量守恒定律强调的是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。

今年我在学校上公开课的时候，向学生提出了这样一个问题，给你一大堆柴和一瓶氧气充分反应，所生成的二氧化碳的质量与反应前的一大堆柴和一瓶氧气的质量相等吗?其结果大家都是很清楚的，不会相等，因为一大堆柴根本燃烧不完。我们教材上的验证实验与质量守恒定律本身发生了一定的偏离。我们所做的验证实验根本没有办法保证是反应物全部被转化，也没有办法知道生成的物质质量是多少。

接下来我们先来看看几个关于质量守恒定律的验证实验：

从正面去验证：

实验1：在密闭装置里加热胆矾的实验。在一支试管里加入少许胆矾（CuSO4·5H2O），取一个气球，挤压出气体内的空气并将气球扎在试管上，在托盘天平上称量。取下试管，将试管在酒精灯上加热，观察胆矾颜色的变化。待试管冷却后，将试管重新放在天平上，观察天平是否平衡，结果是平衡的。

实验2：盐酸和氢氧化钠反应的实验。将盛有少量稀盐酸和酚酞试液并带有胶头滴管（用胶头滴管事先吸入少量浓NaOH溶液）的锥形瓶放在托盘天平上称量，挤压胶头滴管，当观察到红色刚好消失的时候，观察天平是否平衡，结果也是平衡的。

实验1和实验2的结果会告诉学生，反应前后物质的质量是不会增加也不会减少的，是守恒的。

从反面去验证：

实验3：碳酸钠粉末与稀盐酸反应的

试验。步骤：在烧杯中装入少量碳酸钠

粉末（Na2CO3），取一支小试管，在小

试管中倒入稀盐酸，然后将小试管轻轻

地放进烧杯中，再放在左边的托盘上，

在天平右边的托盘上放一只烧杯或加

加砝码使之平衡。然后将小试管中的稀盐酸溶液倒入烧杯中进行混合，仔细观察，反应后再放回托盘中，观察天平平衡状况。结果称量

质量是减少了。经过老师引导和学生分析的情况下，再进一步改进实验装置：将少量碳酸钠粉末放入锥形瓶中，再用小试管盛一定量的稀盐酸放入锥形瓶中，然后用一个气球套住锥形瓶的瓶口，称量记录。倾斜锥形瓶，让试管里面稀盐酸与少量碳酸钠粉末反应，反应完毕后再放回天平去称量，结果是天平仍然平衡，从而得出，物质不会凭空产生，也不会凭空消失，只要是密闭的容器里面反应，反应前后的质量是不变的。

综上所述的实验，不管是从正面还是反面去证明，他们都只能说明反应前后的物质的质量是不变的，这些实验的设计都很好，能给学生一种很好的质量观，那就是物质的质量不会凭空产生，也不会凭空消失，要是增加了或减少了，那就可以找得出相应的原因。但是这些实验得出的结论能解释质量守恒定律中的“参加”二字吗？这个我相信是化学老师的都能明白这点，我们不能保证所参加的物质刚好反应完，或者生成了多少都不知道。人教版上的实验也是如此，所以为了我们化学教学的进步和发展，我呼吁有条件的或热爱钻研教学实验的老师们、专家们一起来改进这个验证质量守恒定律的实验。

我的实验改进：

用电解水的实验去验证：

步骤：1、用蒸馏水配制好10%的氢氧化钠溶液作

为电解液，（大家都知道，用蒸馏水更好，但是反应的

速度实在是太慢了）先在氢氧化钠溶液中通入氧气和氢

气一段时间（防止生成的氧气或氢气溶解在水中所造成

的微小误差而备），再用氢氧化钠溶液润洗电解水装置，用电子天平准确称量所需电解液的质量，准确读取并详细记录。

2、将电解液倒入电解水装置中，连接仪器，接通电源开始实验，一段时间后关闭电源，准确读取氧气和氢气的体积数，利用氧气的密度为1.429 g/L和氢气的密度为0.089 9 g/L算出相应的质量。

3、将仪器中剩余的液体倒出后再用电子天平准确称量，得出一个差值，这个减少的质量就是被反应掉的水的质量，也就是参加化学反应的质量，而生成的氧气和氢气的质量之和就是生成物的总质量，看看是否相等，只有这样才能真正解释质量守恒定律。

由于本实验测出的气体质量过于微小，所以实验起来很不方便，甚至失败，不过大家可以努力推动该定律的验证，希望有条件或有新方法的同仁们把目前这种教材上的教学实验能向前推动一下。

参考文献：

1、北京市仁爱教育研究所编著义务教育教科书（化学）科学普及出版社2013年4月

2、北京市仁爱教育研究所编著义务教育教科书教师教学用书（化学）科学普及出版社2013年4月