【阅前提示】本书由于是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生阅读。但很适合像我这样已接受过基础教育但很不扎实的学酥重新查漏补缺。 另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

第二章、氧和氢 

§2-8物质不灭定律

小实验

        在前面研究物质的化学反应时，我们只是注意到了化学反应里物质的变化，即哪些物质经过化学反应变成了哪些新物质。但还没有仔细研究化学反应里物质的总重量是否也有变化。在本节里，我们将通过一些简单的实验结果来说明这个问题。

        取两种都是无色的溶液，一种是氯化钠溶液，另一种是硝酸银溶液。把它们分别倒在两个杯子里.然后把这两个杯子放在天平的一个秤盘上，在天平的另一个秤盘上放砝码使两边平衡（图2-12a）。然后，把两个杯子里的溶液倒在一起，这时立刻看到溶液里有白色胶凝状的沉淀（氯化银）析出，这是氯化钠和硝酸银发生化学反应后生成的新物质。再把两个烧杯放回到原来的那个天平盘上去，结果发现天平的两边仍是平衡的（图2-12b）。这说明了在这个反应里，反应前物质（氯化钠和硝酸银）的总重量和反应后生成的新物质（氯化银和硝酸钠）的总重量是相等的。

        在一个杯子里放稀的硫酸溶液，另一个杯子里放氯化钡溶液，先在天平上称出它们的重量，然后把这两种溶液混和，它们立刻发生化学反应，生成白色的硫酸钡沉淀。再用天平称这两个杯子时，可以看到它们的总重量仍是不变。

        在另外一些实验中，例如，在试管里加热氯酸钾，使之发生分解反应。这时，从外表上看来，它的重量是在逐渐减小的。但如果把氯酸钾分解时放出的氧气全部收集起来，那么，我们就会发现，试管里残留的氯化钾和收集到的氧气的总重量仍和反应前原来氯酸钾的重量相等。

        铜片在空气里加热后，它的重量会稍有增加。这时在铜片表面上生成了一薄层黑色的新物质——氧化铜（CuO）。通过精细的实验证明：铜片所增加的重量，正好等于铜化合时所消耗掉的空气中的氧气的重量。

        以上这些事实都说明了：在化学反应里，参加反应的物质的总重量总是等于反应后生成物质的总重量。

物质不灭定律

        早在十八世纪的时候，许多科学家曾经用一系列的实验证明了上述这个结论，现在，这个结论已被确认是自然界一切物质变化所遵循的普遍规律，它已成为一个化学基本定律，称做物质不灭定律：化学反应的前后，物质的总重量保持不变。

        从原子-分子论的观点看来，物质不灭定律是容易理解的。在§1-5中已经讲过，发生化学反应时，只是一些物质（参加反应的物质）分子里的原子重新结合成为另一些物质（生成的物质）的分子。例如水在电流作用下，分解成氢气和氧气。从§1-5图1-3可以看出，反应前每2个水分子（一共含有4个氢原子和两个氧原子），反应后生成2个氢分子和1个氧分子（一共也含有4个氢原子和两个氧原子）。反应前后原子的种类和个数都没有改变。因此，反应后各种生成物质（我们以后称它们为生成物）的总重量也就一定等于参加反应的各种物质（我们以后称它们为反应物）的总重量。

        根据物质不灭定律，自然界里任何物质都不会毫无踪迹地消失掉，也不会无中生有。应用这种观点，就能正确地解释许多化学现象。例如，从表面上看来，常容易错误地认为蜡烛燃烧后就毫无踪迹地消失掉了。实际并不如此，蜡烛燃烧后生成二氧化碳和水。二氧化碳是无色的气体，水在那样高的温度下也成为水蒸气，它们都散失到空气中去了。如果把蜡烛燃烧后的生成物设法都收集起来，称它们的重量，就知道反应物（石蜡和燃烧时用掉的氧气）的总重量，和燃烧后生成物（二氧化碳和水）的总重量仍是相等的。

应用与计算

        根据物质不灭定律，还可以找出化学反应里反应物和生成物之间的重量关系。如果在反应物和生成物里只有一种物质的重量还不知道，那么根据物质不灭定律，就可以算出这种物质的重量来。

        例如，如果我们要知道一定重量的氯酸钾分解后生成的氧气的重量是多少，只要在实验前称出氯酸钾的重量，实验后称出剩下的氯化钾的重量。氯酸钾的重量减去氯化钾的重量，就是生成的氧气的重量。例如，加热分解49克氯酸钾，结果剩下29.8克氯化钾，那么生成的氧气的重量一定等于49一29.8=19.2克。

        这种计算对于化学生产有很重要的指导意义。在生产中，如果反应物的重量是已知的，那么根据物质不灭定律，就可预先算出生成物的重量会有多少。例如，石灰厂里在煅烧石灰石时，如果所用石灰石（假定它不含杂质）的重量是100吨，那么煅烧后生成的生石灰和二氧化碳的总重量将也是100吨，如果已知生产出的生石灰的重量是66吨，那末，同时放出的二氧化碳气体的重量一定是100吨—56吨= 44吨。反过来，从需要生产的产品的重量，根据物质不灭定律，也可以预先算出需用原料的重量。这样，就能充分利用原料和节约原料。

习题2-8

1、用原子-分子论的观点来解释物质不灭定律。

【山答】原子不会凭空消失和增加，发生化学反应时，原子只是重新组合成新的分子生成新的物质，但其本身并没有发生增减。

2、石灰石煅烧后，重量看来是减少了；铁在空气里加热后重量看来是增加了’，这些现象和物质不灭定律有矛盾吗？

【山答】并不矛盾，石灰石煅烧后，质量减少是因为生成了二氧化碳散入空气中了，若将二氧化碳收集起来称重，则必然与石灰石减少的质量相当。同理，铁生锈，是因为空气中的氧气与铁生成氧化铁，若称出减少的氧气质量，则必与铁增加的质量相当。

3、从物质不灭定律的观点看来，下面的现象应该怎样解释：

    (1)铅板在空气里加强热后，重量增加；【山答】铅板与空气中的氧产生化学反应。

    (2)将木柴隔绝空气加强热后，得到的木炭的重量比原来的木柴轻；【山答】木柴隔绝空气加强热后会生成木煤气、木焦油和木炭等物质，其中木煤气、木焦油流逝后，剩下的木炭质量自然比原来的木柴轻。

    (3)蜡烛完全燃烧以后，生成的气态物质的总重量大于蜡烛的重量。【山答】蜡烛燃烧时会与氧气作用产生水和二氧化碳，由于空气中氧的加入，因此生成的物质总质量大于原蜡烛。

4、多少克氧化汞完全分解后会生成16克氧气和200克汞？

【山答】m=200+16=216g。

5、碱式碳酸铜受热后能分解成氧化铜、水和二氧化碳三种物质。设有22.1克碱式碳酸铜受热全部分解后，得氧化铜15.9克，水1.8克，问生成二氧化碳多少克？

【山答】m=22.1-15.9-1.8=4.4g。