质量守恒定律（第1课时）教学设计

5.1 质量守恒定律 （第一课时）
一、教材分析—教材的地位和作用
本节内容节选自人教版九年级化学上册第五单元课题1《质量守恒定律》第1课时，它包括质量守恒定律的涵义、原因和应用。质量守恒定律是分析物质在化学反应中质量关系的理论依据，它的应用贯穿于整个中学化学。在此之前，学生学习了元素符号、化学式、初步认识了分子和原子，对化学反应中物质发生了质的变化有了一定认识，本课题将引导学生从“量”的方面去研究化学反应，得出化学反应的客观规律，也为后续学习化学方程式书写和计算作好理论准备，所以本课题有着承上启下的作用。它不仅是本单元的重点，也是整个中学化学的教学重点之一。
二、学情分析
（1）学生的知识状况：学习了元素符号、化学式、化学反应的实质，初步掌握了一些简单的化学反应；
（2）学生的能力状况：初步掌握了简单的化学实验基本操作技能，而对化学探究学习方法的了解尚处于启蒙阶段；
（3）学生的心理状况：学生刚开始化学学习，情绪和心理都处于比较兴奋、好奇的状态；
（4）学生存在的问题：从“定性”到“定量”，从“宏观”到“微观”；从“开放体系”到“密闭体系”的思维转换上还存在着一定的认知障碍。
三、教学目标
（1）知识与技能
(引导学生理解质量守恒定律的内涵以及质量守恒的原因；
(学会运用质量守恒定律解释和解决一些生活中的化学现象和问题。
（2）过程与方法
(通过探究性学习，让学生了解科学探究的基本思路，培养学生发现问题、探究问题的能力；
(通过探究性学习，学习猜想与假设、观察与收集、分析与推理、交流与合作、总结与评估等科学方法。
（3）情感、态度、价值观
(通过探究学习，培养学生热爱科学、善于合作、勇于探索、追求真理、实事求是的科学精神和态度；
(培养学生善于反思、敢于质疑的学习习惯，对学生进行透过现象认识事物本质的辩证唯物主义教育。
四、教学重点、难点
教学重点：(通过实验探究，建立质量守恒定律；
(质量守恒定律的应用；
③质量守恒的原因。
教学难点：(对质量守恒定律的正确理解，尤其是对“参加”和“质量总和”的理解；
(质量守恒定律的应用。
③质量守恒的原因。
五、教法和学法
德国大教育家第斯多惠说：“科学知识是不应该传授给学生的，而应该引导学生去发现它们，独立地掌握它们。”目前，学生实验探究能力还属于启蒙阶段，若探究过程不符合学生现有的认知水平和心理特点，过于放开或加大难度，不仅不能收到理想的探究效果，而且会挫伤学生的积极性。因此本节课我采用教师引导下的实验法、讨论法、结合对比法和归纳法，让学生学会自主学习、合作学习、探究学习，通过师生的双边活动，激发学生的学习潜能，鼓励学生大胆创新与实践，落实新课程标准，推进素质教育的实施。
六、教具准备
多媒体课件、教学辅助视频、电子天平、烧杯、锥形瓶、试管、镊子、药匙、铁钉、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠粉末、稀盐酸等
七、教学过程
环节一 创设情境，提出问题
【引言】最近，神探狄仁杰遇到了一个疑惑，他的疑惑是什么呢？请看视频
【播放视频】狄仁杰的疑惑
【过渡】同学们，这个问题你怎么看？
【提问】在化学反应前后，各物质的总质量会有什么变化呢？
（设计意图：激发学习兴趣，明确学习目标。）
环节二 分析推理，做出猜想
【过渡】你们觉得会怎么变？请大胆的说出你的猜想
【生】可能会：①变小；②变大；③不变。
【师】那到底哪一种猜想正确呢？要验证哪一种猜想正确，我们应该怎么做呢？
【生】进行实验
【师】非常好，我们可以通过实验验证哪一种猜想正确。但进行实验之前，我们需要先设计好实验方案。
环节三 设计实验探究方案
【过渡】下面，我们明确一下，你们设计这个实验的目的到底是什么？
【生】略 （教师根据学生的回答，做适当的点评和引导）
【投影】实验目的：验证化学反应前后物质的总质量是否改变？
【分析】既然是验证反应前后物质的总质量是否改变，那就意味着，我们需要分别称量反应之前物质的总质量和反应之后物质的总质量，然后通过比较两次质量的大小就可以得出结论。
【投影】提供仪器：电子天平、烧杯、锥形瓶、试管、镊子、药匙
提供药品：氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、铁钉、碳酸钠、稀盐酸
【设问】今天老师为你们准备了投影上的这些仪器和药品，供你们进行实验探究。那现在我们一起来了解一下，这些药品中，哪些药品之间可以发生化学反应呢？
【播放短视频并投影】
1. 铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁
2. 碳酸钠+盐酸→二氧化碳+氯化钠+水
3. 氢氧化钠+硫酸铜→氢氧化铜+硫酸钠
4. ……
【分析】通过观看视频，我们可以观察到铁刀放入硫酸铜溶液中，表面会出现红色物质；盐酸加入碳酸钠粉末中，会产生大量气泡；氢氧化钠溶液加入硫酸铜溶液中，会立即产生蓝色沉淀；这些明显的实验现象，充分的证明了铁与硫酸铜、碳酸钠和盐酸、氢氧化钠和硫酸铜之间均能发生化学反应。除此以外，其实这些物质之间还能发生一些其它的反应，由于时间有限，我们在此就不再一一例举。
接下来，就请每个小组的同学，从这三个反应中，选定一个反应，并设计一个实验方案，用于测定你所选定的反应，反应前后物质的总质量是否改变。设计好之后，可将你们设计的方案记录在导学案上。（时间不超过3分钟）
【学生活动】学生讨论、设计实验方案
（教师听取学生的设计方案并巡回指导）
【过渡】下面，请几位同学来分享一下，你们小组所设计的实验方案。
【师生活动】学生分享实验方案（教师根据学生分享的实验方案，做适当的点评和引导）
【投影】参考方案：
1.选药品
2.选仪器
3.分别取两种反应物，装入两个容器中，将盛有反应物的两个容器一起放在天平上称量，记录读数
4.取下容器，将其中一个容器中的反应物加入另一个容器中，进行反应，观察并记录实验现象
5.反应结束后，再将两个容器（含容器内的物质）重新一起放在天平上称量，记录读数
（设计意图：培养学生实验设计能力、交流合作能力。）
环节四 实验探究，得出结论
【过渡】同学们设计的方案都很好，下面，就请同学们按照你们刚才所设计的实验方案进行实验探究：
【学生活动】进行实验探究1：铁钉和硫酸铜溶液反应前后质量的测定
氢氧化钠和硫酸铜反应前后质量的测定
【过渡】下面，就请***同学来向大家进行汇报你所观察到的实验现象。
【学生汇报并投影】
【实验记录】
实验名称
铁与硫酸铜溶液
反应前后质量的测定
氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液
反应前后质量的测定
实验现象
铁钉表面析出红色物质，
溶液变为浅绿色
产生蓝色沉淀
反应前总质量(g)
m1
m3
反应后总质量(g)
m2
m4
【结论】好，通过刚才的实验及数据分析，现在我们可以得出结论：反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量。
【过渡】下面，我们一起来分析一下，刚才所做的铁和硫酸铜反应的这个实验中，反应之前和反应之后，我们到底称到了哪些物质的质量？
【分析、推论】学生一一例出反应前后称得的物质 （老师根据学生的回答，做适当的引导和补充）
【小结】通过分析，我们可以推导出：参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于生成的硫酸亚铁和铜的质量总和；即参加化学反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和。这就是质量守恒定律。
【板书】一、质量守恒定律
参加化学反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和。
【过渡】在这个定义中，有几点需要大家注意
【投影并分析】1. 质量守恒定律适用于化学变化，物理变化不用质量守恒定律解释；
2. “参加”，意味着没有参加反应（剩余）的物质的质量不能算在内；
3．“质量总和”意味着把各种状态(固体、液体、气体)的反应物和生成物都要算在内；不能只算一部分；
4．质量守恒定律的“守恒”，是指质量守恒，而不包含体积、反应物的分子个数等守恒 。
（设计意图：培养学生实验操作能力、观察分析能力、逻辑推理能力；让学生感受到，质量守恒定律合情合理，真实可靠。）
环节五 反思质疑，继续探究
【过渡】下面，请同学们思考，一切化学反应都遵循质量守恒定律吗？有没有例外呢？
【师】下面请同学们继续实验，测定碳酸钠和稀盐酸反应前后质量是否相等
【学生活动】进行实验探究2：碳酸钠和盐酸在敞口容器中反应前后质量的测定
【过渡】下面，就请***同学来向大家进行汇报你所观察到的实验现象及得出的结论。
【学生汇报并投影】
【实验记录】现象：固体逐渐溶解，产生大量气泡
结论：质量减小。
【提问】奇怪啦，之前两个实验得出的结论是：质量相等，而碳酸钠和盐酸反应，结论是：质量减小，到底哪个结论准确呢？
【生】疑惑并相互交流
（设计意图：促使学生对质量守恒定律是否适用于一切化学反应产生怀疑；引发学生的思维冲突，培养学生善于反思、敢于质疑的科学品质，激发强烈的探究欲望。）
【生】质量减小这一结论不可靠，因为生成的二氧化碳扩散了，没有称量到，即反应后称得的不是物质的总质量。
【追问】分析的非常好！那如何才能称得气体的质量呢？
【生】在密闭容器中进行实验
【师】下面，请同学们分组讨论，设计一套密闭装置，用于测定碳酸钠和盐酸在密闭容器中反应前后的质量变化。
【学生活动】讨论并设计实验装置
【过渡】下面请同学们利用你们所设计的装置进行实验，测定碳酸钠和盐酸在密闭容器中反应前后质量变化情况。
【学生活动】进行实验：碳酸钠和盐酸在密闭容器中反应前后质量的测定
【过渡】下面，就请***同学来向大家进行汇报你所观察到的实验现象及得出的结论。
【学生汇报并投影】
【实验记录】现象：固体逐渐溶解，产生大量气泡
结论：质量相等。
【小结】通过刚才的实验，我们知道，碳酸钠和盐酸反应，反应前后物质的总质量也相等。其实，一切化学反应都遵循质量守恒定律。但若要用有气体参加或有气体生成的反应直接验证质量守恒定律，应在密闭容器中进行。
（设计意图：通过引导学生改进实验，培养学生的创新能力；通过实验探究，消除学生的疑虑，加深对质量守恒定律的理解。）
环节六 深入微观，探寻实质
【过渡】我们已经知道，一切化学反应都遵循质量守恒定律，那为什么化学反应前后物质的总质量却不变呢？
【播放动画】播放水分解的微观动画
【分析】从动画中可以看到，化学变化的实质是：分子分解成原子，原子重新组合成新分子；而在化学反应中，原子的种类、数目、质量均不变，这就导致化学反应前后，元素种类不变，元素质量不变。因此，化学反应前后，各物质的总质量不变。这就是化学反应前后质量守恒的原因。
（设计意图：动画模拟电解水微观变化过程，直观展示化学反应前后原子种类、数目、质量均不变，由此帮助学生体会质量守恒的原因，突破教学难点。）
环节七 解释应用，拓展提高
【过渡】下面，请同学们运用本节课所学知识，解答在本节课开始时播放的视频中，狄仁杰有两个疑惑
【投影】狄仁杰的迷惑
1.为什么蜡烛燃烧后质量会变小了？
2.为什么铁刀放置一段时间后质量会增加呢？
查阅资料可知：
铁放置在空气中一段时间后，它会与空气中的氧气、水反应，生成铁锈
【学生活动】相互交流、讨论，解开狄仁杰的迷惑
（设计意图：使课堂 “首尾呼应” 且体现“学以致用”；锻炼学生运用化学知识分析、解决实际问题的能力及语言表达能力；加深对质量守恒定律的理解，特别是对关键词“参加”及“质量总和”的理解。）
环节八 归纳概括，小结课题
【过渡】下面，请几位同学来分享一下，本节课你学到了什么？
【师生活动】学生分享本节课所学内容，老师根据情况进行点评、补充
【布置作业】同步解析与测评相应的练习题
八、板书设计：