资源简介

课题 课题1 质量守恒定律
教学目标
1.通过实验探究，学会观察、记录物质在化学反应前后的质量变化，使学生认识质量守恒定律，培养学生的观察能力和数据分析能力。 2.通过分析和解释生活中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，引导学生将化学生活化，培养学生的知识迁移能力和解决问题能力。 3.通过动画模拟氢气燃烧，分析化学反应中分子原子的变化，理解质量守恒定律的微观本质，初步形成定量认识物质变化的质量视角和守恒意识，培养学生的微粒观和空间思维。 4.通过设计跨学科思考题，鼓励学生发现问题，并想办法解决，培养学生的创新思维能力。 5.使学生了解科学探究的一般过程，初步形成基于证据进行推理的科学思维。感悟科学家严谨的科学态度和追求真理的科学精神，认识定量研究对化学科学发展的重要作用。
重点: 质量守恒定律的内涵和守恒观的建立，质量守恒定律的应用。 难点: 质量守恒定律的微观本质，质量守恒定律的应用。
教学过程
一、 情境导入 200多年前，在一个夏季雨夜，法国化学家拉瓦锡坐在窗前吃着苹果，对着铁烛台上的蜡烛若有所思，片刻他感到闷热，就打开窗户，一阵青草香飘来，他突然灵感迸发，于是转身放下苹果，一头扎进实验室，把少量汞放在密闭的容器里，连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末。之后又把汞表面生成的红色粉末氧化汞收集起来，将45份质量的氧化汞放在另一个较小的容器里，再加热分解，恰好得到41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气，反应前后各物质的质量总和没有改变。“这难道是巧合吗？”拉瓦锡边思考边回到房间，这才发现，蜡烛已燃尽，只留少量凝固的蜡液，铁烛台也生锈了，苹果也腐烂了。 教师提问: “同学们，化学反应前后物质的质量真的不变吗？那为什么蜡烛燃烧后好像质量减小了呢？” 学生思考与讨论: 引导学生讨论可能的原因，并提出假设，激发他们的探究兴趣。 教师总结: “今天我们一起来一探究竟吧。” 二、实验探究 任务一：探究质量守恒定律 提出猜想：反应物总质量与生成物总质量间存在什么关系？ 做出猜想：反应物总质量=生成物总质量 给出实验方案： 实验方案现象分析结论铜和氧气反应铁和硫酸铜反应
方案1：铜与氧气的反应 教师：现在我们观察铜与氧气的反应。请同学们仔细观看视频，思考反应前后物质及质量的变化情况。 （播放实验视频1，展示铜与氧气反应生成氧化铜的过程） 教师讲解：分析反应前后物质的质量变化： 我们看到，在这个反应中，反应前总质量等于反应后总质量。 （1）实验前，称量整个实验装置的总质量，记录质量为m1。反应前总质量包括，装置的质量，铜粉的质量和锥形瓶内空气的质量，铜粉的质量又包括剩余铜粉的质量和参加反应铜粉的质量，而瓶内空气的质量包括氧气的质量和剩余气体的质量。 （2）反应结束后，待装置冷却，再次称量总质量，记录为m2。反应后总质量包括装置的质量和剩余铜粉的质量以及生成的氧化铜的质量，还有剩余气体的质量。 （3）反应前后装置的质量、剩余铜粉的质量和剩余气体的质量都是没有发生变化的。 （4）去除没有发生变化的干扰项，最后我们发现参加反应铜粉的质量和参加反应氧气的质量之和等于生成的氧化铜的质量。即反应物总质量等于生成物总质量。 铜（Cu）+氧气(O2)氧化铜(CuO) 教师提问：在实验中，橡胶塞和小气球的作用是什么？如果没有它们，实验结果会怎么样？请大家思考一下。 方案2：铁与硫酸铜溶液的反应 教师：接下来，我们来看另一个实验视频来铁与硫酸铜溶液的反应。请同学们仔细观看视频，思考反应前后物质以及质量的变化情况。 （播放实验视频2，展示铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁的过程） 教师讲解：分析反应前后物质的质量变化： 同样，在这个反应中，反应前总质量等于反应后总质量。 实验前，称量整个实验装置的质量，并记录质量为m 。而反应前物质总质量包括装置的质量，瓶内空气的质量，铁丝的质量和硫酸铜溶液的质量。而铁丝的质量包括剩余铁丝的质量和参加反应铁丝的质量。硫酸铜溶液又包括硫酸铜和水。 反应结束后，待装置冷却，再次称量总质量，记录为m2。 反应后物质的总质量包括装置的质量，瓶内空气的质量、剩余铁丝的质量、生成铜的质量、生成硫酸亚铁的质量和水的质量。 反应前后装置的质量、剩余铜粉的质量和剩余气体的质量都是没有发生变化的。 去除没有发生变化的干扰项，最后我们发现，参加反应铁钉的质量和参加反应硫酸铜的质量之和等于反应后生成铜的质量和生成硫酸亚铁的质量之和。即反应物总质量等于生成物总质量。 铁(Fe) + 硫酸铜（CuSO ） → 硫酸亚铁（FeSO ） + 铜（Cu） 小结：大量实验证明，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。这个规律叫作质量守恒定律。这里需要注意： 质量守恒定律的应用对象是化学变化，对于物理变化，不能用质量守恒定律解释。 质量守恒定律只适用于质量守恒，而不是体积守恒，也不是其它守恒。 强调“参加反应的”和“反应生成的”，对于未参加反应的物质不关注。 任务二：再探质量守恒定律 提出疑问：观看以下两个实验，预测反应前后称量结果是否会有变化？ 实验现象分析结论盐酸和碳酸钠镁条燃烧
实验1：盐酸和碳酸钠的反应 （播放实验视频3，展示盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳的过程） 教师问：我们看到，反应后质量似乎变轻了。那么，这与质量守恒定律矛盾吗？为什么？ 学生答：称量结果是质量变小,这是因为盐酸与碳酸钠反应,生成的二氧化碳气体逸散到了空气中,所以质量减小，与质量守恒定律并不矛盾。 我们再来看一个实验 实验2：镁条燃烧 （播放实验视频4，展示镁条在空气中燃烧反应生成氧化镁的过程） 教师问：我们看到，反应后质量似乎变重了。那么，这与质量守恒定律矛盾吗？为什么？ 学生答：称量结果是质量变大(或变小)，这是因为镁条燃烧时,消耗了空气中的氧气,因此质量增加(或因产生白烟,生成的氧化镁散失较多,造成质量减小)。与质量守恒定律不矛盾。 小结：所以，质量守恒定律还强调“物质的总质量”，如果比较部分物质的质量，不一定相等。但不代表反应不遵循质量守恒定律。 分析：要探究质量守恒定律，就要准确地测量反应物和生成物的总质量，应注意： 没有气体参加或生成的反应可在敞口装置中进行，如铁和硫酸铜溶液反应。 有气体参加或生成的反应，应在密闭容器中进行，如铜和氧气反应反应。 为确保实验成功，有时在装置上系一个气球来保证装置的密闭。如盐酸和碳酸钠反应、镁条燃烧，但也要考虑如果气球最终不能恢复原状，则装置在空气中受到的浮力会改变，装置对天平托盘的压力会改变，影响对质量守恒定律的探究。（播放视频盐酸和碳酸钠反应改进装置） 三、微观实质 任务三：分析质量守恒定律 教师：在科学家对物质的组成和结构有了更深入的认识后，人们从微观本质上揭示了化学反应前后质量守恒的原因。下面我们以氢气在氧气中燃烧反应为例来进行分析。 （播放动画视频，展示氢气在氧气中燃烧反应生成水的过程） 教师问：你能从微观视角进行说明吗？ 学生答：在氢气燃烧生成水的反应中,每个氢分子分裂成两个氢原子,每个氧分子分裂成两个氧原子,每两个氢原子和一个氧原子重新结合成一个水分子。化学反应前后,原子的种类、数目、质量都没有发生变化,因此,参加反应的氢气和氧气的质量总和等于反应生成的水的质量,所以,化学反应必定符合质量守恒定律。 教师拓展：因为在化学反应中，分子分成原子，原子又重新组合成新分子，所以化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不发生变化,那么元素的种类、质量也不发生变化。只有分子的种类改变。 四、应用 任务四：应用质量守恒定律 问题1：请你现在回答拉瓦锡“这是巧合吗”？ 学生答：不是巧合。 问题2：你能告诉拉瓦锡他的蜡烛为什么变少了吗？ 学生答：根据质量守恒定律,蜡烛燃烧后石蜡减少的质量和参加反应的氧气的质量之和等于生成的水和二氧化碳的质量之和。因为蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中去了， 所以燃烧后蜡烛质量变小。 问题3：请分析拉瓦锡的铁烛台在生锈后质量会发生什么变化？ 分析：铁烛台在空气中生锈是铁与氧气、水共同作用生成铁锈的过程，根据质量守恒定律，参加反应的铁、氧气和水的质量之和等于生成铁锈的质量，所以铁锈的质量比铁的质量多。显然拉瓦锡的烛台会变重。 课堂小结：本节我们了解了质量守恒定律的定义、适用范围、微观实质、应用。并能用拉瓦锡发现的质量守恒定律跟拉瓦锡对话。 作业布置: 随着社会不断向科技化、数字化发展，我们现在正逐步进入人工智能时代。那么你能用现在的科技告诉200年前的拉瓦锡，他的苹果是怎样腐烂的吗？腐烂后苹果的质量发生了怎样的变化呢？请查阅资料、用录像或图片形式记录苹果腐烂的全过程，并结合质量守恒定律进行分析。 课外拓展： 1.阅读教材114页的“科学史话”，了解质量守恒定律的发现，查阅资料思考讨论：同样是将金属加热，为什么波义耳没有发现质量守恒？ 2.观看纪录片《人类消失后的世界》、《改变世界的方程式》，结合质量守恒定律进行思考，并和同学分享。 板书设计 第五单元 化学反应的定量关系 课题1 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、实验探究 实验现象分析结论铜和氧气反应铁和硫酸铜反应盐酸和碳酸钠镁条燃烧
3、微观实质 改变不变宏观微观
4、应用

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