质量守恒定律
点燃一支蜡烛，蜡烛越烧越短；把一根镁条放在空气中燃烧，留下的白色固体却比原来的镁条重。一个变轻，一个变重，难道化学反应会让质量忽多忽少吗？先别急着下结论。把目光从“桌上剩下的那一小部分”移到“所有参加反应和所有生成的物质”，答案就清楚了。
化学变化里，物质会换成新的物质，可总质量并没有凭空增减。这条规律不仅能解释燃烧和生锈，还能帮你检查实验数据、求未知质量，并为下一章学习化学方程式打地基。
先把“谁算在内”说清楚
质量守恒定律说的是：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
把它想成一次完整的快递交接：进仓的每一件包裹都要登记，出仓的每一件包裹也都要登记。包装可以拆开、重新组合，甚至有包裹变成看不见的气体；只要进出的所有东西都没有漏记，总质量就相等。
这里的两个“所有”很重要。反应物中的空气、氧气、溶液都可能有质量；生成物中的气体、烟、沉淀也都有质量。只称一根燃烧后的镁条，或只称蜡烛燃烧后留下的固体，都没有把全部物质算进去，不能用来判断质量守恒。
判断质量是否守恒时，先圈出“反应体系”：哪些物质参加反应，哪些物质生成，气体能不能进出。题目中的天平若称的是密闭装置整体，装置里的气体也已经被算进去了。
怎样把气体算进去
假设锥形瓶里装有碳酸钠溶液，小试管中装有稀盐酸。先把锥形瓶、小试管、瓶塞或气球作为一个整体放到天平上称量；再让两种液体接触。你会看到不断冒出气泡，因为生成了二氧化碳：
如果装置保持密闭，二氧化碳没有离开这个整体，天平示数在反应前后应相同。气球可能鼓起来，液体、气体和固体的多少也在变化；变的是各部分的分配，不变的是这个完整体系的总质量。
反过来想：若在敞口烧杯中让碳酸钠和盐酸反应，气泡会跑到空气中。再称烧杯，示数可能变小。是定律失效了吗？不是。少掉的是称量对象中的二氧化碳；它仍在周围空气中。只要把逸出的二氧化碳也纳入总质量，反应前后依然相等。开放装置的称量结果只能说明“有物质进出所称范围”，不能说明“不守恒”。
有气体参加或生成的反应，要验证质量守恒，必须让气体留在称量的整体中；但密闭不等于可以随意把会快速产气的容器硬塞紧。实验应由教师按规范选用安全装置，避免压强升高带来风险。
为什么总质量不会变
宏观上，我们是在比较一堆物质的总质量；微观上，原因更直接：化学反应不是把原子变没，而是让原子重新组合。
例如氢气在氧气中燃烧生成水：
反应前有 4 个氢原子和 2 个氧原子；反应后仍有 4 个氢原子和 2 个氧原子。原子的种类没有变，每种原子的数目也没有变，原子的质量当然没有凭空增减，所以反应物和生成物的总质量相等。
现在自问一句：反应前后，分子数会不会也一定相等？不一定。上面的反应中，反应物一侧有 3 个分子，生成物一侧有 2 个分子。守恒的是原子的种类和数目，不是分子数，更不是物质种类。把“原子数守恒”误写成“分子数守恒”，是这一部分最常见的失分点。
一个看得见的验证实验
白磷在空气中燃烧会产生大量白烟。把少量白磷放在铺有细沙的密闭锥形瓶中，称量整个装置后，由教师按规范点燃白磷。燃烧时白烟出现，说明生成了新物质；反应结束并冷却到室温后，再称量整个装置，前后总质量相等。
为什么要等冷却？热的装置会使周围空气流动，影响天平的稳定读数；并不是“冷却后质量才守恒”。瓶底的细沙用于隔热，降低高温熔融物损坏瓶底的风险。这个实验强调的不是把白磷单独称一遍，而是把瓶、瓶内空气和全部物质当作一个整体来称。
白磷易燃并有毒，燃烧实验只能由具备条件的教师在通风和防护措施下演示。学习时应关注装置为何密闭、为何铺细沙、为何冷却后称量，不自行尝试。
生活里的“变轻”和“变重”
蜡烛燃烧后，杯子里的蜡会减少，是因为蜡中的元素与空气中的氧气反应，生成的二氧化碳和水蒸气分散到空气中；把空气中的氧气和这些气体一起算上，总质量仍守恒。镁条燃烧后，生成的氧化镁固体比原镁条重，是因为它把空气中氧气的质量带进了固体。
铁器生锈也是同一个思路：铁与空气中的氧气、水等发生缓慢的化学反应，铁器本身可能增重，但不是物质凭空增加。观察到某一部分质量变化时，先问自己：“有没有气体进入或离开？我称的是整个体系吗？”这比背结论更可靠。
质量守恒定律描述的是化学反应。冰融化、食盐溶于水等过程没有生成新物质，它们不是用来检验这一定律的化学反应；不过在没有物质进出的完整体系中，它们的总质量也不会凭空改变。不要把“质量没有消失”与“这就是质量守恒定律的实验”混为一谈。
中考题怎样用它
先守住总质量，再看每种物质的变化
在密闭容器中，反应前甲、乙、丙的质量分别为 、、；反应后分别为 、、。求 ，并判断甲、乙、丙的角色。
别一上来只盯着某一种物质。先把两边总质量列出来：
反应前总质量是 。密闭容器中没有物质进出，因此反应后总质量也应是 。
再遇到“某物质前后质量相等”时，别马上写“它一定是催化剂”。仅凭一张前后质量表，只能说它可能是催化剂，也可能没有参加反应；要确认催化剂，还需要知道它能改变反应速率，且反应前后质量和化学性质都不变。
用已知质量求未知质量
某物质在氧气中完全燃烧，参加反应的该物质质量为 ，参加反应的氧气质量为 ，只生成二氧化碳和水，其中水的质量为 。二氧化碳的质量是多少？
把反应物质量加起来，是 ；生成物总质量也应为 。因此二氧化碳质量为 。注意题目说“完全燃烧”且“只生成两种物质”，才能把生成物总质量拆成水和二氧化碳两部分；缺少这些条件就不能随意相减。
质量守恒计算的固定顺序是：确认研究范围是否完整，确定哪些数据属于参加反应或生成的物质，写出反应前总质量等于反应后总质量，最后再代数求解。先写关系式，能避开“把剩余物质当成参加反应物质”的错误。
章末自测
1
镁条在空气中燃烧后，所得白色固体的质量大于原镁条的质量。最合理的解释是？
2
在密闭容器中，某物质反应前后质量相等，所以它一定是催化剂。
再想一想： 敞口烧杯中盐酸与碳酸钠反应后，烧杯和其中物质的质量变小。这一现象应怎样完整表述？