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课题1 质量守恒定律
第1课时 探究质量守恒定律
一、知识目标
1.通过实验探究化学反应前后物质之间的质量关系，认识质量守恒定律。
2.通过分析和解释常见化学反应中的质量变化关系，理解质量守恒定律的内涵。
3.了解科学探究的一般过程，初步形成基于证据推理的科学思维。
二、核心素养目标
1.化学观念：通过实验观察化学反应前后物质质量的变化，形成“化学反应遵循质量守恒”的定量视角，形成守恒观。
2.科学思维：通过实验探究和数据分析，形成基于证据推理的科学思维，建立质量守恒定律的模型。
3.科学探究与实践：了解科学探究的一般过程，通过设计实验、观察现象、分析数据等活动，培养科学探究能力和创新意识。
1、 学习重点
1.了解质量守恒定律的内容，并建立守恒观念。
二、学习难点
1.理解质量守恒定律的内涵，并用质量守恒定律解释一些现象。
1.化学变化的特征是______________。
2. 用天平称量化学试剂时的注意事项：干燥的固体试剂应放在__________或_______（如小烧杯、表面皿）中称量，易潮解的试剂应放在________中称量。
3. 写出下列反应的符号表达式：
（1）铜与氧气反应：________________________。
（2）铁与硫酸铜溶液反应：________________________。
（3）镁条燃烧：________________________。
4. 质量守恒定律：______________的各物质的质量总和，等于______________的各物质的质量总和。
5.质量守恒定律适用于所有的______________变化，但不适用于______________变化。
6. 用质量守恒定律解释：镁在氧气中燃烧后生成物的质量比原来镁条的质量大。
原因：镁在氧气中燃烧生成氧化镁，根据质量守恒定律，参加反应的反应物质量和(镁与氧气) ________生成物的质量(氧化镁)，氧气具有一定质量，所以生成物的质量比原来镁条的质量大。
一、实验探究质量守恒定律
活动一：预测反应前后物质的质量关系
学生任务：当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和可能存在什么关系？
活动二：铜与氧气反应前后质量的测定实验
学生任务1：阅读教材P111方案一，了解实验方案和原理。
学生任务2：认真观看实验视频，记录实验现象。
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
学生任务3：分析反应前后的物质组成，探究化学反应前后物质质量的变化，在教师的引导下得出结论。
活动三：铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定实验
学生任务1：阅读教材P111方案二，了解实验方案和原理。
学生任务2：认真观看实验视频，记录实验现象。
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
学生任务3：分析反应前后的物质组成，探究化学反应前后物质质量的变化，在教师的引导下得出结论。
活动四：总结质量守恒定律
学生任务：写出质量守恒定律。
活动五：典例精讲
学生任务：某化学兴趣小组通过铜与氧气的反应来验证质量守恒定律，下列说法错误的是（ ）
A．红色铜粉逐渐变成黑色
B．气球先鼓起后变瘪
C．反应结束后，应冷却至室温再称量
D．反应前锥形瓶内铜粉与氧气的总质量一定等于反应生成的氧化铜的质量
二、质量守恒定律的应用
活动一：盐酸与碳酸钠反应实验
学生任务1：阅读教材P113实验5-1，了解实验操作和装置。结合反应原理：盐酸 + 碳酸钠 → 氯化钠 + 水 + 二氧化碳，预测这个反应前后的称量结果是否会有变化？
学生任务2： 观看实验视频，记录实验现象和反应前总质量。
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
学生任务3：分析反应后物质的总质量减小的原因，以及该反应是否遵循质量守恒定律。
活动二：镁与氧气反应实验
学生任务1：阅读教材P113实验5-2，了解实验操作和装置。结合反应原理：镁 + 氧气 → 氧化镁，预测这个反应前后的称量结果是否会有变化？
学生任务2： 观看实验视频，记录实验现象和反应前总质量。
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
学生任务3：分析反应后物质的总质量减小的原因，以及该反应是否遵循质量守恒定律。
活动三：典例精讲
学生任务：下列实验可用于验证质量守恒定律的是（ ）
A. B.
C. D.
一、质量守恒定律
1.定义：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。
2.适用范围：一切化学变化。
3.应用：解释一些现象等。
二、探究质量守恒定律
实验 加热铜粉 铁与硫酸铜溶液 稀盐酸与碳酸钠粉末 点燃镁条
装置
原理 Cu+ O2 CuO Fe+CuSO4→FeSO4+Cu Na CO3 + HCl → NaCl + H O + CO ↑ Mg+ O2 MgO
现象 ①锥形瓶内，红色粉末逐渐变为黑色。②气球先膨胀后缩小。 银白色铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色变浅绿色 烧杯内产生大量气泡，白色粉末逐渐消失 镁条燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体
说明 体系密闭，反应前后质量相等 体系密闭，反应前后质量相等 体系开放，有气体生成，反应前后质量不相等 体系开放，有气体参与反应，反应前后质量不相等
三、设计实验验证质量守恒定律时的注意事项：
1.实验中必须发生化学变化，而非物理变化。
2.若反应中有气体参加或生成，必须在密闭容器中进行实验。
1.为验证质量守恒定律，小组同学通过测定铜与氧气反应前后的质量，以下分析正确的是（ ）
A．铜粉必须过量
B．用酒精灯直接给锥形瓶加热
C．加热时红色固体逐渐变黑
D．加热时气球先变大后不变
2.下列事实能用质量守恒定律解释的是（ ）
A. 蓝矾固体研磨后质量不变
B. 酒精和水混合后总体积减小
C. 雪糕熔化后质量不变
D. 铁丝生锈后质量增大
3.某小组同学通过铜与氧气反应验证质量守恒定律（图a所示），加热密闭装置中的铜粉，锥形瓶中固体部分变为黑色，实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是（ ）
A．氧元素的质量
B．固态物质的质量
C．氧气质量
D．气体总质量
4.在密闭容器内，甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分反应，反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法错误的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 17 10 25 48
反应后的质量/g 18 10 33 X
A．X的值为39
B．丁为生成物
C．乙可能是该反应的催化剂
D．反应中生成的甲、丙的质量比为1：8
考点1 实验探究质量守恒定律
1．下列装置及实验(天平未画出)能用来验证质量守恒定律的是
A．镁条燃烧 B．铜粉燃烧
C．制取氧气 D．蒸馏水食盐水混合
2.小组同学利用电子天平完成质量守恒定律的验证实验(如图)。下列说法正确的是
A．实验中观察到气球持续变小 B．取下气球也可完成实验验证
C．反应后所称质量为CuO的质量 D．反应前后固体质量发生改变
3.如图是探究质量守恒定律的实验装置图，回答下列问题。
(1)该实验 (填“能”或“不能”)探究质量守恒定律，原因是 。
(2)要用如图所示的装置继续探究质量守恒定律，若药品不变，改变装置的方法是 。
考点2 质量守恒定律的应用
1．下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ）
A．温度上升冰融化成水，变化前后的物质质量不变
B．木炭燃烧烧成灰烬，灰烬的质量比木炭的质量小
C．镁条在空气中燃烧，反应后白色固体的质量增加
D．大理石和盐酸反应，反应前后物质的总质量减少
2．下列有关质量守恒定律说法正确的是（ ）
A．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变，能够验证质量守恒定律
B．冰融化成水，质量不变，可以用质量守恒定律解释
C．纸在空气中燃烧化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小，符合质量守恒定律
D．铁丝在氧气中燃烧后，生成物质量比铁丝质量大，因此这个反应不遵循质量守恒定律
答案和解析
一、知识目标
1.通过实验探究化学反应前后物质之间的质量关系，认识质量守恒定律。
2.通过分析和解释常见化学反应中的质量变化关系，理解质量守恒定律的内涵。
3.了解科学探究的一般过程，初步形成基于证据推理的科学思维。
二、核心素养目标
1.化学观念：通过实验观察化学反应前后物质质量的变化，形成“化学反应遵循质量守恒”的定量视角，形成守恒观。
2.科学思维：通过实验探究和数据分析，形成基于证据推理的科学思维，建立质量守恒定律的模型。
3.科学探究与实践：了解科学探究的一般过程，通过设计实验、观察现象、分析数据等活动，培养科学探究能力和创新意识。
2、 学习重点
1.了解质量守恒定律的内容，并建立守恒观念。
二、学习难点
1.理解质量守恒定律的内涵，并用质量守恒定律解释一些现象。
1.化学变化的特征是有新物质生成。
2. 用天平称量化学试剂时的注意事项：干燥的固体试剂应放在纸上或容器（如小烧杯、表面皿）中称量，易潮解的试剂应放在容器中称量。
3. 写出下列反应的符号表达式：
（1）铜与氧气反应：Cu+ O2 CuO。
（2）铁与硫酸铜溶液反应：Fe+CuSO4→FeSO4+Cu。
（3）镁条燃烧: Mg+ O2 MgO。
4.质量守恒定律：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。
5.质量守恒定律适用于所有的化学变化，但不适用于物理变化。
6. 用质量守恒定律解释：镁在氧气中燃烧后生成物的质量比原来镁条的质量大。
原因：镁在氧气中燃烧生成氧化镁，根据质量守恒定律，参加反应的反应物质量和(镁与氧气)等于生成物的质量(氧化镁)，氧气具有一定质量，所以生成物的质量比原来镁条的质量大。
一、实验探究质量守恒定律
活动一：预测反应前后物质的质量关系
学生任务：当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和可能存在什么关系？
答案：相等（或不相等）。
活动二：铜与氧气反应前后质量的测定实验
学生任务1：阅读教材P111方案一，了解实验方案和原理。
学生任务2：认真观看实验视频，记录实验现象。
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
答案：
实验现象 ①锥形瓶内，红色粉末逐渐变为黑色。②气球先膨胀后缩小。
反应前总质量（m1） 144.9g
反应后总质量（m2） 144.9g
学生任务3：分析反应前后的物质组成，探究化学反应前后物质质量的变化，在教师的引导下得出结论。
答案：
结论：参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和，即。
活动三：铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定实验
学生任务1：阅读教材P111方案二，了解实验方案和原理。
学生任务2：认真观看实验视频，记录实验现象。
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
答案：
实验现象 银白色铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色变浅绿色。
反应前总质量（m1） 178.9g
反应后总质量（m2） 178.9g
学生任务3：分析反应前后的物质组成，探究化学反应前后物质质量的变化，在教师的引导下得出结论。
答案：
结论：参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和，即。
活动四：总结质量守恒定律
学生任务：写出质量守恒定律。
答案：质量守恒定律：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。
活动五：典例精讲
学生任务：某化学兴趣小组通过铜与氧气的反应来验证质量守恒定律，下列说法错误的是（ ）
A．红色铜粉逐渐变成黑色
B．气球先鼓起后变瘪
C．反应结束后，应冷却至室温再称量
D．反应前锥形瓶内铜粉与氧气的总质量一定等于反应生成的氧化铜的质量
答案：D。
二、质量守恒定律的应用
活动一：盐酸与碳酸钠反应实验
学生任务1：阅读教材P113实验5-1，了解实验操作和装置。结合反应原理：盐酸 + 碳酸钠 → 氯化钠 + 水 + 二氧化碳，预测这个反应前后的称量结果是否会有变化？
答案：质量不变（或质量变小、或质量变大）。
学生任务2： 观看实验视频，记录实验现象和反应前总质量。
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
答案：
实验现象 烧杯内产生大量气泡，白色粉末逐渐消失
反应前总质量（m1） 130.0g
反应后总质量（m2） 129.6g
学生任务3：分析反应后物质的总质量减小的原因，以及该反应是否遵循质量守恒定律。
答案：该反应是在开放体系中进行，反应中有气体CO2逸出，所以m1>m2，实际上m1= m2+生成CO2的质量，该反应仍然遵循质量守恒定律。
活动二：镁与氧气反应实验
学生任务1：阅读教材P113实验5-2，了解实验操作和装置。结合反应原理：镁 + 氧气 → 氧化镁，预测这个反应前后的称量结果是否会有变化？
答案：质量不变（或质量变小、或质量变大）。
学生任务2： 观看实验视频，记录实验现象和反应前总质量。
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
答案：
实验现象 镁条燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体
反应前总质量（m1） 23.5g
反应后总质量（m2） 23.3g
学生任务3：分析反应后物质的总质量减小的原因，以及该反应是否遵循质量守恒定律。
答案：该反应是在开放体系中进行，反应中有气体O2参与，且氧化镁为粉末状，会逸散，所以m1>m2，实际上实际上参加反应的Mg和O2质量=生成的MgO的质量，该反应仍然遵循质量守恒定律。
活动三：典例精讲
学生任务：下列实验可用于验证质量守恒定律的是（ ）
A. B.
C. D.
答案：D
一、质量守恒定律
1.定义：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。
2.适用范围：一切化学变化。
3.应用：解释一些现象等。
二、探究质量守恒定律
实验 加热铜粉 铁与硫酸铜溶液 稀盐酸与碳酸钠粉末 点燃镁条
装置
原理 Cu+ O2 CuO Fe+CuSO4→FeSO4+Cu Na CO3 + HCl → NaCl + H O + CO ↑ Mg+ O2 MgO
现象 ①锥形瓶内，红色粉末逐渐变为黑色。②气球先膨胀后缩小。 银白色铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色变浅绿色 烧杯内产生大量气泡，白色粉末逐渐消失 镁条燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体
说明 体系密闭，反应前后质量相等 体系密闭，反应前后质量相等 体系开放，有气体生成，反应前后质量不相等 体系开放，有气体参与反应，反应前后质量不相等
三、设计实验验证质量守恒定律时的注意事项：
1.实验中必须发生化学变化，而非物理变化。
2.若反应中有气体参加或生成，必须在密闭容器中进行实验。
1.为验证质量守恒定律，小组同学通过测定铜与氧气反应前后的质量，以下分析正确的是（ ）
A．铜粉必须过量
B．用酒精灯直接给锥形瓶加热
C．加热时红色固体逐渐变黑
D．加热时气球先变大后不变
【答案】C
【解析】A、无论铜粉是否过量，都不会影响反应前后物质的总质量，不影响质量守恒定律的验证，故选项说法错误；
B、加热锥形瓶时应垫上陶土网，防止因受热不均匀炸裂，故选项说法错误；
C、铜是红色，生成的氧化铜呈黑色，加热时会观察到红色逐渐变黑，故选项说法正确；
D、加热时瓶内气体受热体积膨胀，随后因氧气被消耗、瓶内压强下降，气球会回缩，因此气球不会先变大后不变，故选项说法错误。
故选：C。
2.下列事实能用质量守恒定律解释的是（ ）
A. 蓝矾固体研磨后质量不变
B. 酒精和水混合后总体积减小
C. 雪糕熔化后质量不变
D. 铁丝生锈后质量增大
【答案】D
【解析】ABC项，均为物理变化，不能用质量守恒定律解释；D项，为化学变化，能用质量守恒定律解释，故选D。
3.某小组同学通过铜与氧气反应验证质量守恒定律（图a所示），加热密闭装置中的铜粉，锥形瓶中固体部分变为黑色，实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是（ ）
A．氧元素的质量
B．固态物质的质量
C．氧气质量
D．气体总质量
【答案】A
【解析】A、铜与氧气在加热的条件下生成固体氧化铜，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，则实验过程中瓶内氧元素的质量不变，与图b相符，故选项正确；
B、铜与氧气在加热的条件下生成固体氧化铜，实验过程中瓶内固态物质的质量逐渐增加，至完全反应，不再发生变化，与图b不相符，故选项错误；
C、铜与氧气在加热的条件下生成固体氧化铜，随着反应的进行，氧气的质量逐渐减少，至完全反应，不再发生变化，与图b不相符，故选项错误；
D、铜与氧气在加热的条件下生成固体氧化铜，随着反应的进行，氧气的质量逐渐减少，即气体的总质量不断减少，至完全反应，不再发生变化，与图b不相符，故选项错误；
故选A。
4.在密闭容器内，甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分反应，反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法错误的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 17 10 25 48
反应后的质量/g 18 10 33 X
A．X的值为39
B．丁为生成物
C．乙可能是该反应的催化剂
D．反应中生成的甲、丙的质量比为1：8
【答案】B
【解析】由表格数据可知，反应前后甲、丙的质量增加，说明甲、丙为生成物；反应前后乙的质量不变，说明乙可能是该反应的催化剂，也可能是不参与该反应的物质；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则，解得 ，则反应前后丁的质量减小，说明丁为反应物，则该反应为丁在一定条件下分解生成甲和丙。
A、由分析可知，X的值为39，说法正确，不符合题意；
B、由分析可知，丁为反应物，说法错误，符合题意；
C、由分析可知，乙可能是该反应的催化剂，说法正确，不符合题意；
D、由表格数据可知，反应中生成的甲、丙的质量比为 ，说法正确，不符合题意。
故选：B。
考点1 实验探究质量守恒定律
1．下列装置及实验(天平未画出)能用来验证质量守恒定律的是
A．镁条燃烧 B．铜粉燃烧
C．制取氧气 D．蒸馏水食盐水混合
【答案】B
【解析】A、镁条在空气中燃烧生成氧化镁，由于有空气中的气体参加反应，不能直接用于验证质量守恒定律，不符合题意；
B、红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，有氧气消耗，且在密闭的环境中进行该实验，能直接用于验证质量守恒定律，符合题意；
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，生成的氧气逸出，不能直接用于验证质量守恒定律，不符合题意；
D、蒸馏水不能与食盐水反应，发生的是物理变化，不能用来验证质量守恒定律，不符合题意。
故选B。
2.小组同学利用电子天平完成质量守恒定律的验证实验(如图)。下列说法正确的是
A．实验中观察到气球持续变小 B．取下气球也可完成实验验证
C．反应后所称质量为CuO的质量 D．反应前后固体质量发生改变
【答案】D
【解析】A、铜与氧气在加热条件下反应，开始加热时，装置内空气受热膨胀，气球变大；随着反应进行，氧气被消耗，装置内气体减少，压强减小，气球变小，所以气球在实验过程中变化是先变大后变小，选项说法错误；
B、铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，参加反应的铜和氧气的质量和等于生成氧化铜的质量，该反应有氧气参与，因此装置需要密闭，取下气球导管与外界连通，反应过程中气体进出，无法保证反应前后质量相等，不能完成质量守恒定律的验证，选项说法错误；
C、反应后所称质量为整个装置的总质量，并非只有氧化铜的质量，选项说法错误；
D、铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，参加反应的铜和氧气的质量和等于生成氧化铜的质量，固体质量增加，即反应前后固体质量发生改变，选项说法正确；
故选D。
3.如图是探究质量守恒定律的实验装置图，回答下列问题。
(1)该实验 (填“能”或“不能”)探究质量守恒定律，原因是 。
(2)要用如图所示的装置继续探究质量守恒定律，若药品不变，改变装置的方法是 。
【答案】(1) 不能 碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体逸出，天平反应前后不平衡
(2)用一个带有气球的锥形瓶，形成一个密闭装置
【解析】（1）该实验不能探究质量守恒定律，原因是：碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应生成二氧化碳气体逸出，天平反应前后不平衡；
（2）要用如图继续探究质量守恒定律，若实际不变，改变装置的方法是：用一个带有气球的锥形瓶，形成一个密闭装置。
考点2 质量守恒定律的应用
1．下列现象不能用质量守恒定律解释的是
A．温度上升冰融化成水，变化前后的物质质量不变
B．木炭燃烧烧成灰烬，灰烬的质量比木炭的质量小
C．镁条在空气中燃烧，反应后白色固体的质量增加
D．大理石和盐酸反应，反应前后物质的总质量减少
【答案】A
【解析】A、温度上升冰融化成水，变化前后的物质质量不变，该过程只是水的状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，不能用质量守恒定律来解释，故A正确；
B、木炭燃烧成为灰烬，属于化学变化，灰烬的质量比木炭的质量小，是因为生成的二氧化碳气体逸散到空气中，能用质量守恒定律来解释，故B错误；
C、镁条在氧气中燃烧生成固体氧化镁，反应后固体的质量增加，是因为反应前参加反应的镁条与氧气的质量和等于生成的氧化镁的质量，属于化学变化，能用质量守恒定律来解释，故C错误；
D、大理石和盐酸反应生成二氧化碳气体，反应前后物质的总质量减少，是因为有气体释放出来，属于化学变化，能用质量守恒定律来解释，故D错误；
故选：A。
2．下列有关质量守恒定律说法正确的是
A．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变，能够验证质量守恒定律
B．冰融化成水，质量不变，可以用质量守恒定律解释
C．纸在空气中燃烧化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小，符合质量守恒定律
D．铁丝在氧气中燃烧后，生成物质量比铁丝质量大，因此这个反应不遵循质量守恒定律
【答案】C
【解析】A. 一定质量的氢气和氧气混合后没有发生化学变化，不能验证质量守恒定律，此选项错误；
B. 冰融化成水，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释，此选项错误；
C. 纸在空气中燃烧化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小，是因为生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中去了，符合质量守恒定律，此选项正确；
D. 铁丝在氧气中燃烧后，生成物质量比铁丝质量大，是因为铁丝与氧气发生反应生成了四氧化三铁，这个反应遵循质量守恒定律，此选项错误。
故选C。
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