【閱前提示】本書(shū)由于是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生閱讀。但很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但很不扎實(shí)的學(xué)酥重新查漏補(bǔ)缺。 另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的備注。

第二章、氧和氫?

§2-8物質(zhì)不滅定律

小實(shí)驗(yàn)

? ? ? ? 在前面研究物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，我們只是注意到了化學(xué)反應(yīng)里物質(zhì)的變化，即哪些物質(zhì)經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)變成了哪些新物質(zhì)。但還沒(méi)有仔細(xì)研究化學(xué)反應(yīng)里物質(zhì)的總重量是否也有變化。在本節(jié)里，我們將通過(guò)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。

? ? ? ??取兩種都是無(wú)色的溶液，一種是氯化鈉溶液，另一種是硝酸銀溶液。把它們分別倒在兩個(gè)杯子里.然后把這兩個(gè)杯子放在天平的一個(gè)秤盤(pán)上，在天平的另一個(gè)秤盤(pán)上放砝碼使兩邊平衡（圖2-12a）。然后，把兩個(gè)杯子里的溶液倒在一起，這時(shí)立刻看到溶液里有白色膠凝狀的沉淀（氯化銀）析出，這是氯化鈉和硝酸銀發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成的新物質(zhì)。再把兩個(gè)燒杯放回到原來(lái)的那個(gè)天平盤(pán)上去，結(jié)果發(fā)現(xiàn)天平的兩邊仍是平衡的（圖2-12b）。這說(shuō)明了在這個(gè)反應(yīng)里，反應(yīng)前物質(zhì)（氯化鈉和硝酸銀）的總重量和反應(yīng)后生成的新物質(zhì)（氯化銀和硝酸鈉）的總重量是相等的。

? ? ? ??在一個(gè)杯子里放稀的硫酸溶液，另一個(gè)杯子里放氯化鋇溶液，先在天平上稱(chēng)出它們的重量，然后把這兩種溶液混和，它們立刻發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成白色的硫酸鋇沉淀。再用天平稱(chēng)這兩個(gè)杯子時(shí)，可以看到它們的總重量仍是不變。

? ? ? ??在另外一些實(shí)驗(yàn)中，例如，在試管里加熱氯酸鉀，使之發(fā)生分解反應(yīng)。這時(shí)，從外表上看來(lái)，它的重量是在逐漸減小的。但如果把氯酸鉀分解時(shí)放出的氧氣全部收集起來(lái)，那么，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，試管里殘留的氯化鉀和收集到的氧氣的總重量仍和反應(yīng)前原來(lái)氯酸鉀的重量相等。

? ? ? ??銅片在空氣里加熱后，它的重量會(huì)稍有增加。這時(shí)在銅片表面上生成了一薄層黑色的新物質(zhì)——氧化銅（CuO）。通過(guò)精細(xì)的實(shí)驗(yàn)證明：銅片所增加的重量，正好等于銅化合時(shí)所消耗掉的空氣中的氧氣的重量。

? ? ? ??以上這些事實(shí)都說(shuō)明了：在化學(xué)反應(yīng)里，參加反應(yīng)的物質(zhì)的總重量總是等于反應(yīng)后生成物質(zhì)的總重量。

物質(zhì)不滅定律

? ? ? ??早在十八世紀(jì)的時(shí)候，許多科學(xué)家曾經(jīng)用一系列的實(shí)驗(yàn)證明了上述這個(gè)結(jié)論，現(xiàn)在，這個(gè)結(jié)論已被確認(rèn)是自然界一切物質(zhì)變化所遵循的普遍規(guī)律，它已成為一個(gè)化學(xué)基本定律，稱(chēng)做物質(zhì)不滅定律：化學(xué)反應(yīng)的前后，物質(zhì)的總重量保持不變。

? ? ? ??從原子-分子論的觀(guān)點(diǎn)看來(lái)，物質(zhì)不滅定律是容易理解的。在§1-5中已經(jīng)講過(guò)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，只是一些物質(zhì)（參加反應(yīng)的物質(zhì)）分子里的原子重新結(jié)合成為另一些物質(zhì)（生成的物質(zhì)）的分子。例如水在電流作用下，分解成氫氣和氧氣。從§1-5圖1-3可以看出，反應(yīng)前每2個(gè)水分子（一共含有4個(gè)氫原子和兩個(gè)氧原子），反應(yīng)后生成2個(gè)氫分子和1個(gè)氧分子（一共也含有4個(gè)氫原子和兩個(gè)氧原子）。反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和個(gè)數(shù)都沒(méi)有改變。因此，反應(yīng)后各種生成物質(zhì)（我們以后稱(chēng)它們?yōu)樯晌铮┑目傊亓恳簿鸵欢ǖ扔趨⒓臃磻?yīng)的各種物質(zhì)（我們以后稱(chēng)它們?yōu)榉磻?yīng)物）的總重量。

? ? ? ??根據(jù)物質(zhì)不滅定律，自然界里任何物質(zhì)都不會(huì)毫無(wú)蹤跡地消失掉，也不會(huì)無(wú)中生有。應(yīng)用這種觀(guān)點(diǎn)，就能正確地解釋許多化學(xué)現(xiàn)象。例如，從表面上看來(lái)，常容易錯(cuò)誤地認(rèn)為蠟燭燃燒后就毫無(wú)蹤跡地消失掉了。實(shí)際并不如此，蠟燭燃燒后生成二氧化碳和水。二氧化碳是無(wú)色的氣體，水在那樣高的溫度下也成為水蒸氣，它們都散失到空氣中去了。如果把蠟燭燃燒后的生成物設(shè)法都收集起來(lái)，稱(chēng)它們的重量，就知道反應(yīng)物（石蠟和燃燒時(shí)用掉的氧氣）的總重量，和燃燒后生成物（二氧化碳和水）的總重量仍是相等的。

應(yīng)用與計(jì)算

? ? ? ??根據(jù)物質(zhì)不滅定律，還可以找出化學(xué)反應(yīng)里反應(yīng)物和生成物之間的重量關(guān)系。如果在反應(yīng)物和生成物里只有一種物質(zhì)的重量還不知道，那么根據(jù)物質(zhì)不滅定律，就可以算出這種物質(zhì)的重量來(lái)。

? ? ? ??例如，如果我們要知道一定重量的氯酸鉀分解后生成的氧氣的重量是多少，只要在實(shí)驗(yàn)前稱(chēng)出氯酸鉀的重量，實(shí)驗(yàn)后稱(chēng)出剩下的氯化鉀的重量。氯酸鉀的重量減去氯化鉀的重量，就是生成的氧氣的重量。例如，加熱分解49克氯酸鉀，結(jié)果剩下29.8克氯化鉀，那么生成的氧氣的重量一定等于49一29.8=19.2克。

? ? ? ??這種計(jì)算對(duì)于化學(xué)生產(chǎn)有很重要的指導(dǎo)意義。在生產(chǎn)中，如果反應(yīng)物的重量是已知的，那么根據(jù)物質(zhì)不滅定律，就可預(yù)先算出生成物的重量會(huì)有多少。例如，石灰廠(chǎng)里在煅燒石灰石時(shí)，如果所用石灰石（假定它不含雜質(zhì)）的重量是100噸，那么煅燒后生成的生石灰和二氧化碳的總重量將也是100噸，如果已知生產(chǎn)出的生石灰的重量是66噸，那末，同時(shí)放出的二氧化碳?xì)怏w的重量一定是100噸—56噸= 44噸。反過(guò)來(lái)，從需要生產(chǎn)的產(chǎn)品的重量，根據(jù)物質(zhì)不滅定律，也可以預(yù)先算出需用原料的重量。這樣，就能充分利用原料和節(jié)約原料。

習(xí)題2-8

1、用原子-分子論的觀(guān)點(diǎn)來(lái)解釋物質(zhì)不滅定律。

【山答】原子不會(huì)憑空消失和增加，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，原子只是重新組合成新的分子生成新的物質(zhì)，但其本身并沒(méi)有發(fā)生增減。

2、石灰石煅燒后，重量看來(lái)是減少了；鐵在空氣里加熱后重量看來(lái)是增加了’，這些現(xiàn)象和物質(zhì)不滅定律有矛盾嗎？

【山答】并不矛盾，石灰石煅燒后，質(zhì)量減少是因?yàn)樯闪硕趸忌⑷肟諝庵辛?，若將二氧化碳收集起?lái)稱(chēng)重，則必然與石灰石減少的質(zhì)量相當(dāng)。同理，鐵生銹，是因?yàn)榭諝庵械难鯕馀c鐵生成氧化鐵，若稱(chēng)出減少的氧氣質(zhì)量，則必與鐵增加的質(zhì)量相當(dāng)。

3、從物質(zhì)不滅定律的觀(guān)點(diǎn)看來(lái)，下面的現(xiàn)象應(yīng)該怎樣解釋?zhuān)?/p>

????(1)鉛板在空氣里加強(qiáng)熱后，重量增加；【山答】鉛板與空氣中的氧產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

????(2)將木柴隔絕空氣加強(qiáng)熱后，得到的木炭的重量比原來(lái)的木柴輕；【山答】木柴隔絕空氣加強(qiáng)熱后會(huì)生成木煤氣、木焦油和木炭等物質(zhì)，其中木煤氣、木焦油流逝后，剩下的木炭質(zhì)量自然比原來(lái)的木柴輕。

????(3)蠟燭完全燃燒以后，生成的氣態(tài)物質(zhì)的總重量大于蠟燭的重量。【山答】蠟燭燃燒時(shí)會(huì)與氧氣作用產(chǎn)生水和二氧化碳，由于空氣中氧的加入，因此生成的物質(zhì)總質(zhì)量大于原蠟燭。

4、多少克氧化汞完全分解后會(huì)生成16克氧氣和200克汞？

【山答】m=200+16=216g。

5、堿式碳酸銅受熱后能分解成氧化銅、水和二氧化碳三種物質(zhì)。設(shè)有22.1克堿式碳酸銅受熱全部分解后，得氧化銅15.9克，水1.8克，問(wèn)生成二氧化碳多少克？

【山答】m=22.1-15.9-1.8=4.4g。