资源简介

化学变化中的质量守恒

一、教材分析
本节课具有承上启下的作用，化学反应中物质质的变化等内容已为本节课的学习提供了知识基础，而且通过学习质量守恒定律也为后面掌握化学反应的表示以及化学方程式的计算奠定了良好的理论基础。
二、学情分析
质量守恒定律的实验是学生接触的第一个定量化学实验。
从学生的知识水平上看，在前面的化学学习中学生学习了一些化学变化，认识了化学反应的本质是原来的分子分裂成原子，原子又重新组合，形成新的分子，初步具备了一定的微观想象能力和综合分析能力。
从学生的心理特点上看，初中学生对化学的学习还处于启蒙阶段。这就需要注意激发学生的学习兴趣，让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中培养学生的科学态度，获得科学的学习方法，逐步形成终身学习的意识和能力。
从能力水平上看，学生已经初步学会一些基本的实验操作技能并可以进行简单的化学实验的探究。因此，我们可以通过以实验为手段的教学培养学生主动应用定量分析的方法解决问题的能力，从而有助于学生更深刻理解质量守恒定律的内涵。
三、设计思想
质量守恒定律内容并不复杂，如果要学生记忆也不会有太多困难，但是如果不通过实验探究，学生很难透彻理解该定律的含义。所以本节课的教学设计的重点是让学生自己通过实验探究得出质量守恒定律的结论。本节课采用实验探究法，按科学探究的一般方法即“发现问题——提出假设——设计实验——实验求证——得出结论”来引导学生，学生经历初次探究的挫折后，分析原因，优化设计，再次探究，最终发现质量守恒定律，从而深刻理解质量守恒定律。由于学生心理发展不够成熟，认知水平有限，为克服认识的肤浅和片面，学习还需采用合作交流的学法，从而实现资源共享，优势互补。为理解质量守恒定律的本质，我采用多媒体辅助教学法，借助多媒体展示氧化汞受热分解的微观过程，让学生领悟到质量守恒定律的精髓在于化学反应前后原子的“三不变”必然导致“一个不变”，即化学反应前后原子的种类、个数、质量不变必然导致化学反应前后物质总质量不变。为了实现学以致用，我进一步引导学生应用质量守恒定律解释生活中的一些现象并进行简单的计算。最后，引入未配平的镁燃烧的化学方程式，请学生课下思考该化学反应是否遵守质量守恒定律，为下节课化学方程式的配平的学习留下伏笔。
四、教学目标
1. 知识与技能
（1）通过对化学反应中各反应物质量之和与各生成物质量之和的测定，理解质量守恒定律的内容，能从微观角度解释质量守恒定律的本质原因。
（2）能够应用质量守恒定律来解释一些生活中现象，并在化学计算方面进行初步应用。
2. 过程与方法
（1） 通过化学反应前后物质总质量的测定，了解实验探究的基本过程，能提出自己的观点，进行探究活动。
（2）通过对质量守恒定律的探究和应用，能主动应用定量分析的方法分析问题、解决问题。
3. 情感态度与价值观
（1）在实验探究活动中，进一步形成勤于思考、严谨求实、勇于创新的科学意识。
（2）通过分组实验和交流讨论，养成团结合作的科学品质。
五、重点和难点
教学重点：通过实验研究得出质量守恒定律。
教学难点：实验方案设计及从微观的角度解释质量守恒定律的本质。
六、教学用品
药品：氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、大理石、稀盐酸、酚酞试剂。
仪器：锥形瓶、胶头滴管、橡皮塞（双孔、单孔或无孔）、托盘天平、气球、玻璃导管、分液漏斗、矿泉水瓶、试管、烧杯、酒精灯、蒸发皿。
媒体：多媒体电脑。
七、教学案例
1. 教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图


创
设
情
境
提
出
问
题
【动画演示】在蒸发皿里点燃约1mL酒精，火焰熄灭后，观察蒸发皿里留下什么？
【图片展示】铁钉生锈以后质量增加了。
【提出问题】酒精燃烧是什么变化？铁生锈是什么变化？请同学们讨论回答：化学反应前后各物质的质量总和究竟存在什么关系呢？
观看、思考并回答：酒精燃烧以后，什么也没有留下。酒精燃烧是化学变化，铁生锈是化学变化。
学生分组交流、讨论，代表发言，得出四种假设：化学变化中，反应物质量之和大于生成物的质量之和、小于生成物的质量之和、等于生成物的质量之和、无法确定
创设情境，激发学生的求知欲，前后矛盾的实验结果引发学生思考
让学生在讨论中做出猜想，激发学生的探究欲望。使学生感悟到科学探究的重要性。
分
组
讨
论
设
计
方
案
【提出问题】我们可以用什么方法来证实我们的猜想是否正确？根据提供的实验药品、实验器材，以小组为单位，开展实验探索，设计实验方案。
（巡视、指导）
【引导探究】请各小组阐述实验方案
（鼓励、肯定，提出参考意见）
通过讨论，优化实验步骤：称量时所有反应物和仪器一起称量比多次分开称量反应物更准确
要求各小组完善实验方案
思考并回答：实验
设计实验方案。
方案一 氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应前后质量的变化
方案二 盐酸与氢氧化钠溶液的反应前后质量的变化
方案三 大理石与稀盐酸的反应前后质量的变化
完善实验方案。
使学生明确探究方向。
开展合作学习，体会合作的乐趣。
开
展
实
验
收
集
证
据
请各小组按照自己设计的实验方案进行实验，记录实验现象，形成实验结论。
（巡视、指导）
要求各小组派代表汇报。
方案
结论
1、硫酸铜+氢氧化钠
2、盐酸+氢氧化钠
3、大理石+稀盐酸
【讲解】通过实验，大多数小组得出的结果是“化学反应前后，反应物的质量之和等于生成物的质量之和”。那某些小组怎么会得到“化学反应前后，物质总质量不相等”的结论呢？大家帮忙，一起找找原因。
（选择一个小组的实验，请他们出示实验装置，寻找问题症结）
师生一起完善实验方案，再进行实验探索
实验、记录现象、得出结论。
学生回答：
方案一：反应物的总质量等于生成物的总质量
方案二：反应物的总质量等于生成物的总质量
方案三：有的小组的结论是反应物的总质量小于生成物的总质量，有的小组的结论是反应物的总质量等于生成物的总质量
一起反思寻找问题。
学生：方案三有气体生成，如果在敞口的装置中进行实验，气体会逸出，无法称量所有生成物的质量，应该设计一个密闭的装置
对方案再作修改。
实验并记录现象和结果。
培养学生的动手能力、观察能力和分析能力。发挥团队精神。
当实验结论不一致时，先请学生自己分析原因，教师及时给予评价，找出实验失败的原因。
培养实事求是的科学态度。
总
结
规
律
得
出
结
论
【设问】通过以上实验，我们可以得到什么规律？
【讲解】同学们修改过的实验方案，竟然和世界著名的化学家拉瓦锡的实验方案极为相似，大家得出了和拉瓦锡相同的结论。
【图片展示】早在十七世纪七十年代，英国化学家波义耳在一只敞口的容器中加热金属汞，结果发现质量增加了。十八世纪七十年代，法国化学家拉瓦锡运用天平进行定量实验，在密闭容器中研究氧化汞的分解与合成中各物质的质量关系，得到的结论为：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，这就是质量守恒定律。
【提问】为什么拉瓦锡和波义耳的实验结论会不同？通过大理石和稀盐酸的实验、拉瓦锡和波义耳的实验，我们在实验设计时得到什么启示？
【总结】有气体生成或参加的反应要在密闭的装置中进行
【提问】你能尝试归纳一下质量守恒定律吗
【板书】质量守恒定律定义：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
学生：化学变化中，反应物质量之和等于生成物的质量之和。
学生回答：波义耳在敞口的装置中进行实验，没有称量参加反应的氧气的质量
有气体生成或参加的反应要在密闭的装置中进行
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
让学生体验探究的乐趣，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略
强
化
概
念
加
深
理
解
【提出问题】
1、3克氯化钠溶解在20克水中，形成23克氯化钠溶液，是否遵守质量守恒定律？为什么？
2、3克氢气和8克氧气在点燃的条件下反应生成9克水（有2克氢气剩余），是否遵守质量守恒定律？
3、你认为在质量守恒定律定义中，有哪些关键词？
学生回答：
1、不遵守，不是化学变化
2、遵守，参加反应的氢气只有1克，与8克氧气反应，生成9克水，没有参加反应的2克氢气不应该计算在内
3、化学变化，参加反应，质量之和
提出问题，引发思考，从而正确理解概念。
寻
找
根
源
解
释
结
论
【问题】为什么参加反应的物质质量总和必然等于生成物质的质量总和？其根本原因是什么？
【动画演示】氧化汞受热分解
（引导：化学反应的实质是分子分成原子，原子重新组合，要关注原子）
【提问】反应过程中：汞原子、氧原子有没有变？
【小结】原因是原子种类不变，原子数目不变，原子质量不变。
【板书】质量守恒定律微观原因：化学反应前后，原子的种类、质量、个数都不变
思考
观察、思考
发现问题，代出原因。
学生回答：没变。
认识产生质量守恒的原因。
寻找问题根源。
运
用
规
律
解
决
问
题
【练习】
1、酒精燃烧后，液体质量为什么会减少？
2、铁生锈后，固体的质量为什么会增加？
3、镁带燃烧前的质量为0.24 g，燃烧后的质量为0.40 g。请问有多少克氧气参加反应？
积极思考并发言。
应用规律解决实际问题。
小
结
【提问】
1、什么是质量守恒定律？如何从微观和宏观角度解释？
Mg+O2→MgO
点燃
2、 此反应左右两边原子并数目不相同，是否符合质量守恒定律？请同学们课下思考，这是我们下节课要讨论的问题。
思考、回答
引发思考，为化学方程式的学习留下伏笔。
八、教学反思
质量守恒定律一直以来都是重点，一方面它是必须要掌握的知识点，另一方面它也是书写化学方程式等一些问题的基础。质量守恒定律内容并不复杂，但是如果不通过实验探究，学生无法透彻理解定律的含义。因此在本节课上，我注重以学生为本，将实验探究作为教学目标的突破口，学生通过分组设计实验并动手实验验证自己的结论。在探究的过程中，会出现各种各样的问题，因此我引导学生先通过讨论优化自己的实验设计再进行实验，对于有争议的实验结论，再次通过讨论寻找问题的根源，重新优化实验设计并再次进行实验，最后得出质量守恒定律，整个过程突出了“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度目标融为一体的化学教学价值观。在教师有效启发引导下的学生实验探究活动不但使学生较为深刻地理解质量守恒定律的内涵，培养了学生科学的学习方法和创新能力，还让学生体会和享受学习之快乐。为理解质量守恒定律的本质，我采用多媒体辅助教学法，借助多媒体展示氧化汞受热分解的微观过程，变抽象为形象，让学生深刻理解质量守恒定律的本质原因和化学变化的本质。
当然，在教学过程中也发现了一些问题，因为容量较大的原因，讲解习题时，速度过快，留给学生思考的空间较小。这些都是在今后的教学过程中我们要注意的地方。

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