《质量守恒定律》教学案例

《质量守恒定律》教学案例
嘉鱼县城北中学 杨振菊
教学目标：
【知识与技能】
1．能正确说出并理解质量守恒定律的内容并能说明常见化学反应中的质量关系。
2．会对有关实验进行操作并能对现象、结果进行分析和初步归纳。
3．能运用质量守恒定律解决一些相关问题。
【过程与方法】
1．通过对化学反应前后物质质量是否发生变化的研究，培养学生进行科学探究的思维能力和实验能力。
2．通过合作设计实验方案、合作实验操作以及合作讨论分析实验结果，培养学生合作学习的意识和习惯，形成参与、倾听、分享的良好学习氛围。
【情感态度与价值观】
1．增强学生对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣。
2．通过对质量守恒定律内涵的理解，体会化学变化中“变”与“不变”的辩证统一观点。
3．培养学生的合作意识及勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神。
教学重点、难点：
【教学重点】
根据实验现象，分析得出质量守恒定律并会运用质量守恒定律解答有关的问题。
【教学难点】
1．理解“参加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”的含义。
2．从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
【突破方法】
1．通过实验探究及例题精讲点拨引导学生突破重点。
2．通过举例解释质量守恒定律的含义。
3．由分析水电解的微观示意图，引导学生认识质量守恒定律的实质。
教法与学法：
【教学方法】
设疑激趣，以实验探究为导向，精讲点拨。
【学习方法】
自主学习，交流讨论，练习巩固。
教学准备：
【教师准备】
1．制作多媒体课件。
2．实验用品：托盘天平、锥形瓶、单孔塞、带气球的导管、石棉网、坩埚钳、白磷、烧杯、试管、盐酸、碳酸钠、镁带、铁钉、硫酸铜溶液。
【学生准备】
1．回顾化学变化的实质、托盘天平的使用方法。
2．搜集探究质量守恒定律的有关资料。
教学过程：
【知识回顾】
写出下列反应的文字表达式：
1．白磷在氧气中燃烧__________。
2．铁和硫酸铜(CuSO4)溶液反应生成硫酸亚铁(FeSO4)和铜______________。
【提出问题】
以上两个化学反应，在变化前后，物质总质量是增大、减小还是不变呢?
【设计意图：引导学生能把研究化学的思路从定性拓展到定量。】
【学生假设猜想】
学生甲：增大。
学生乙：不变。
学生丙：减小。
【思考并讨论解决问题】
1．现在要做实验来验证你的推测是否正确，必须要考虑哪些问题?
2．依据桌面上的实验用品，如何设计两个实验方案?
学生交流实验方案设计。
【设计意图：此举给学生提供机会相互交流，相互学习，培养学生的口头表达能力及善于倾听他人意见的良好品质。】
【交流评价】
请同学们讨论一下，以上哪种实验方案更好一些?
【点拨】要探究反应前后物质的总质量是否相等，实验时要考虑反应后的物质质量是否有损失，然后根据实际情况设计合理的实验方案进行探究。
【教学活动一】实验验证质量守恒定律
实验探究：结合教材第92页方案一、第93页方案二，利用课桌上的实验用品来验证你的猜想是否正确，并完成课本中的表格。
思考：分析表格中的数据，你能得出什么样的结论?
【设计意图：教师巡回指导，最大限度地发挥学生的主观能动性，教师当好顾问、参谋。】
【精讲点拨】
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，这个规律叫做质量守恒定律。
2．强调：(1)质量守恒定律适用的范围是化学变化而不是物理变化。
(2)质量守恒定律揭示的是质量守恒而不是其他方面的守恒。
(3)质量守恒定律中“参加反应的”不是各反应物质量的简单相加，而是指真正参与了反应的那一部分质量，反应物中可能有一部分没有参加反应。
【巩固练习】
1．100g水加热后变成100g水蒸气，变化前后质量没有改变，所以符合质量守恒定律，这句话正确吗，为什么?
2．12gA与32gB恰好完全反应，生成C的质量是__________g。
3．下列对质量守恒定律的理解正确的是 ( )
A．铁丝在氧气中燃烧，生成黑色固体的质量比铁丝的质量大，不符合质量守恒定律
B．参加反应的氢气和氧气的体积，一定等于生成水的体积
C．反应物的质量等于生成物的质量
D．参加化学反应的各物质质量总和与反应后生成的各物质质量总和相等
【拓展视野】学生阅读课本第95页“资料卡片”，了解拉瓦锡如何探究质量守恒定律。
【提出问题】实验探究质量守恒定律时需要注意什么问题?通过下面的两个实验，你有什启示?
【实验探究并交流讨论】
阅读课本第94页【实验5一l】、【实验5—2】，动手操作完成这两个实验，并思考以下几个问题：
1．这两个反应是否符合质量守恒定律?
【设计意图：有意识地创设问题情境，及时抓住机会分析，使学生从失败中懂得，正确的实验操作才能确保实验结论准确无误。】
2．称得反应前后质量是否相等，若不相等，你认为原因是什么?
3．如何改进实验，才会使数据能真实反映质量守恒定律?
4．你得到的启示是：当有气体生成或有气体参加的反应时或反应在加热或点燃条件下进行，要探究变化前后各物质的质量关系必须在__________________
__________的容器内进行。
【小插曲1：有的学生眼被强光刺花了，有的学生提出要戴防护眼罩，有的学生提出有污染的可能，应在通风橱中进行燃烧。】
【小插曲2：学生观察天平失去平衡，使学生体验、经历实验的真实结果，培养学生的创新精神和实践能力。】
【教学活动二】从微观的角度探究质量守恒定律的实质
【学生活动】
仔细观察电解水的微观示意图，并思考以下问题：
1．在化学反应前后，分子的种类有没有变化?
2．在化学反应前后，原子的种类、数目、质量有没有变化?
3．在化学反应前后，元素的种类有没有变化?
4．试从微观的角度分析，在化学反应前后，质量守恒定律的实质?
【精讲点拨】
在一切化学反应中，由于反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量没有变化。所以，参加化学反应的各物质的质量总和相等。
【设计意图：多媒体动画，生动有趣地体现化学反应的全过程，化解本节课难点，学生兴趣浓厚，体验深刻。】
【交流讨论】
结合上图中电解水的示意图，试从宏观和微观的角度来分析，化学反应前后一定不会发生变化的因素有哪些?一定改变的因素有哪些?可能改变的因素有哪些?
【规律总结】
化学反应前后六个不变，两个一定变，两个可能改变。
一、六个不变；
宏观方面——①元素的种类；②物质的总质量；③元素的质量。
微观方面——①原子的种类；②原子的数目；③原子的质量。
二、两个一定变：①宏观——物质的种类；②微观——构成物质的粒子。
三、两个可能改变：①分子的总个数；②物质的状态。
【教学活动三】质量守恒定律的应用
【设计意图：加深学生对质量守恒定律的理解，学习应用质量守恒定律解释一些实验现象，使学生学到的知识得以巩固和消化，也做到了知识迁移和完善，实现了感性认识到理性认识的飞跃和升华。】
(师)课件展示下列试题。
1．下列说法符合质量守恒定律的是 ( )
A．50g高锰酸钾加热充分反应后，剩余固体的质量小于高锰酸钾的质量
B．100g冰溶解后得到相同质量的水
C．10g食盐完全溶解在50g水中，得到60g食盐溶液
D．一杯水暴露在空气中一段时间后水分蒸发了，质量减少了
2．某物质在隔绝空气的情况下加热，生成了二氧化碳和水，推断该物质的元素组成为 ( )
A．由碳元素和氢元素组成
B．由碳、氢、氧三种元素组成
C．一定有碳、氢元素，可能有氧元素
D．无法判断
3．在化学反应A+B=C+D中，8gA和16gB恰好完全反应生成10gC，则生成D的质量是 ( )
A．20g B．14g C．15g D．2lg
4．北京市为减轻大气污染，在汽车尾气排放口加装“催化净化器”，可将尾气中的有害气体CO、NO转化为参与大气循环的无毒混合气体，其反应的化学方程式可表示为：2CO+2NO N2+2X，则x的化学式为 ( )
A．O2 B．H2O C．NO2 D．CO2
【学生交流讨论】完成课件所示各题，并总结质量守恒定律的应用。
【总结】质量守恒定律的应用
1．解释有关现象。
2．利用质量守恒定律，判断物质的元素组成。
3．利用质量守恒定律，求反应物或生成物的质量。
4．利用质量守恒定律，推断物质的化学式。
板书展示：
课题1 质量守恒定律
一、质量守恒定律的内容
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。
1．参加
2．化学反应
3．生成的
4．各物质的质量总和
二、实质
在化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变
三、质量守恒定律的应用 -
1．解释有关现象。
2．利用质量守恒定律，判断物质的元素组成。
3．利用质量守恒定律，求反应物或生成物的质量。
4．利用质量守恒定律，推断物质的化学式。
教学反思：
质量守恒定律作为学习化学的一个重点内容，第一，它是作为必须掌握的知识，第二，它也是学习书写化学方程式等一些问题的基础内容，在本节课中，教学的内容比较多，有测定白磷的燃烧前后的质量关系，也有测定氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后的质量关系的变化及测定盐酸与碳酸钠粉末和镁带在空气中燃烧后质量的变化，根据教学目标，必须还有许多针对性的题目要做。
本节课主要采用猜想假设、实验探究为主，让学生自己分组实验探究、观察并记录数据，用直接的感知来认识自己所需要了解的知识，在观察实验的同时，学生对比上面所做的前两个实验，逐渐形成一个观点，在化学反应前后，总的质量保持不变，而且在实验中，学生最直接的观察就是两只锥形瓶中已经发生了化学反应，白磷燃烧产生大量的白烟，而铁与硫酸铜则析出红色固体且溶液由蓝色变成浅绿色是最直接的视觉的冲击，使学生明白已经在发生化学反应，通过对实验的观察，叫学生直接归纳总结实验结论。通过对后两个实验的探究，让学生明白，探究质量守恒定律实验应注意的问题，进而使学生理解实验探究的严密性。
为了使学生从微观角度进一步明白，为什么在化学反应前后物质的总质量保持不变，其中，通过展示水电解的微观示意图让学生从微观角度去分析，引导学生从原子的种类、数目、质量上进行比较，很容易就得出质量守恒定律的实质。
在本节课中，不仅采用宏观的角度去看待整个事物，更从微观的角度去分析整个实验过程，两项相结合，方便学生理解和记忆。