質量守恆定律

一、實驗目的

目的：

1、測定化學反應前後的質量變化，以驗證質量守恆

定律。

2、利用質量守恆定律，推測反應生成物的質量。

3、利用質量守恆定律，測定混合物中碳酸鹽的含量

百分率。

二、相關知識

化學反應的前後，參與反應的物質性質改變，但總

值量卻沒有改變，稱之質量守恆定律（Law of

conservation of mass）或稱質量不滅定律。

本實驗，利用錐形瓶測定下列物質反應前後的總質量

變化，其相關化學反應如下：

3)()()(3 )(33 OHFeNaClNaOHFeCl aqaqaq

紅棕色沉澱

)()(3)(2)(32 2 aqsaqaq NaClCaCOCaClCONa

白色沉澱

二、相關知識

縱觀化學反應只是原子之重新排列和組合、原子並

未增減、故反應前後之後之總質量不變。

CaCO3 和HCl反應產生CO2逸失，使總質量減輕，

可推算混合物中碳酸鹽所佔百分率。

2)(2)(2)()(3 2 COOHCaClHClCaCO Laqaqs

三、實驗步驟

一、質量守恒定律

1、取一10mL的量筒量取5mL 1M的氫氧化鈉溶液置

於250mL錐形瓶中。再取一10mL的量筒量5mL 1M

的氯化鐵溶液盛入一小試管中，然後用鑷子小心地將

此小試管置於裝有氫氧化鈉溶液的錐形瓶中。

三、實驗步驟

2、塞上橡皮塞，然後精稱並紀錄之。

3、緩緩傾斜錐形瓶，使瓶內兩容易充分混合反應，

並注意此時發生之變化。

4、靜置片刻，等錐形瓶的溫度回復至室溫後，再精

稱並紀錄之。

5、觀察並紀錄反應前後的變化，同時比較反應前後

總質量的變化。

三、實驗步驟

二、碳酸鹽試樣的分析

(一)、第一次反應（碳酸鈉與氯化鈣的作用）

1、精稱並紀錄約2克的無水碳酸鈉粉末，小心倒入

250mL錐形瓶中。

2、取一50mL量筒量取20mL的蒸餾水注入無水碳酸

鈉的椎形瓶中，蓋上附有長15cm直徑 6mm玻璃管的

橡皮塞，玻璃管中加入乾燥脫脂棉花，精稱並紀錄之

（W1）。

三、實驗步驟

3、取一50mL量筒取20mL1M的氯化鈣溶液，置於一

50mL秤量瓶（或50mL燒杯代之）中，精稱並記錄之

（W2）。

4、將氯化鈣溶液緩緩地加入裝有碳酸鈉溶液的

250mL錐形瓶中。蓋上橡皮塞搖動錐形瓶使充分混合，

注意此時發生的變化。靜置片刻。

三、實驗步驟

5、傾去氯化鈣溶液的稱量瓶(或燒杯)之殘種。精稱

並記錄之（W3）。

6、等錐形瓶的溫度回復至室溫後，再精稱並記錄之

（W4）。

7、觀察並記錄反應前後的變化，同時此較反應前後

總質量的變化。

8、錐形瓶內容物留置供下述第二次反應實驗用。

三、實驗步驟

(二)、第二次反應（碳酸鈣與鹽酸的作用）

1、取一50mL量筒量取20mL 4M的鹽酸溶液，置於

50mL秤量瓶（或50mL燒杯代之）中。精稱並紀錄之

（W5）。

三、實驗步驟

2、將鹽酸溶液分成數次（每次1~2mL）緩慢加入第

一次反應留置的錐形瓶中，蓋上橡皮塞充分搖動錐形

瓶使均勻混合，觀察並記錄瓶內變化。等瓶內溶液不

在冒泡時，再打開橡皮塞，在加入1~2mL的鹽酸，

重複上述操作，直至20mL鹽酸溶液加完。繼續搖動

錐瓶，直到確定容易不在冒泡為止。

3、反應停止後，打開橡皮塞，在搖動一二次徹底使

瓶內氣體逸出。靜止片刻。

三、實驗步驟

4、精稱並計入傾去鹽酸溶液的稱量瓶（或燒杯）之

殘重（W6）。

5、等錐形瓶的溫度回復至室溫後，蓋上橡皮塞，在

至天平上精稱並記錄之（W7）。

6、與第一次反應步驟7比較。

7、求出逸出二氧化碳的質量及其原碳酸鈉中所含二

氧化碳的重量百分率。

8、重覆實驗（碳酸鹽試樣分析）一次。

三、實驗步驟

三、實驗步驟

三、實驗步驟

三、實驗步驟

三、實驗步驟

三、實驗步驟

四、實驗數據紀錄

一、質量守恒定律

反應前錐形瓶等物的質量＋反應物的質量 （g）

反應後錐形瓶等物的質量＋生成物的質量 （g）

反應前NaOH溶液顏色

反應前FeCl3溶液顏色

反應後生成物（沉澱）顏色

四、實驗數據紀錄

二、碳酸鹽試樣的分析

（一）第一次反應（碳酸鈉與氯化鈣的作用）

碳酸鈉試樣的質量 （g）

反應前錐形瓶等物的質量 W1（g）

稱量瓶（或燒杯）＋氯化鈣溶液的質量W2（g）

傾氯化鈣溶液後稱量瓶殘餘質量 W3（g）

反應後錐形瓶等物的質量＋生成物的質量 W4（g）

未加氯化鈣反應前的現象

加氯化鈣反應後的變化

四、實驗數據紀錄

二、碳酸鹽試樣的分析

（二）第二次反應（碳酸鈉與鹽酸的作用）

稱量瓶（或燒杯）＋鹽酸溶液的質量

W5（g）

傾去鹽酸溶液後稱量瓶殘餘質量

W6（g）

加鹽酸反應後錐形瓶等物的質量

W7（g）

五、實驗結果整理

一、質量守恒定律

反應前 總質量 （g）

反應後總質量 （g）

反應前後增加

質量 （g）

百分率 ( ％）

由實驗結果得知反應前後物質的總質量：（ˇ）相等（ ）不相等。

五、實驗結果整理

二、 碳酸鹽試樣的分析

（一）第一次反應（碳酸鈉與氯化鈣的作用）

反應前 碳酸鈉試樣的質量 （g）

氯化鈣溶液的質量 （g）

總質量（含錐形瓶等物） （g）

反應後總質量（含錐形瓶等物） （g）

反應前後增加量

質量 （g）

百分率 ( ％）

五、實驗結果整理

第二次反應（碳酸鈉與鹽酸的作用）

第一次反應後總質量（含錐形瓶等物） （g）

加入鹽酸後溶液質量 （g）

第二次反應後總質量（含錐形瓶等物） （g）

減少（及逸出CO2）的質量

實驗值 （g）

理論值 （g）

誤差 ( ％）

六、結論

結果與討論︰

問題討論︰