人教版九年级化学5.1-质量守恒定律-教案设计

质量守恒定律
一、思路
《质量守恒定律》是人教版义务教育课程标准实验教科书九年级上册第五单元的第一个课题。从本课题起，学生对化学反应的学习将由生成何种物质向生成多少物质方面展开。本课题通过一系列探究活动，引导学生从量的方面研究并得出化学反应的客观规律，它为化学方程式的学习作好理论准备，是学好化学的基础。
在基础教育课程改革的今天，如何结合课程教学开展教学探究活动，提高学生的科学素养，使课程价值面向全体学生，是每个教师所关心的问题。在课程标准的指导下，我设计本课题时，做到了四个转变：
（一）由“照方抓药”向“实验改进”转变。
以往的演示实验都是按照教材上的要求，“照方抓药”展示给学生，今天我大胆改进了“白磷燃烧前后质量测定”的实验装置，如图：
此装置的优点有三个：1.现象明显；2.节约时间；3.实验过程中不需要打开橡皮塞，防止了空气的进入和白烟的逸出，减小实验误差。
（二）由“验证性实验”向“探究性实验”转变。
通过实验探究不仅能让学生获得知识，学到技能，更重要的是让学生学到科学方法和受到科学思维的训练，养成科学精神和科学品德，发展学习兴趣。在整个教学过程中，我设计了两次实验探究活动，一方面加深对质量守恒定律的理解，另一方面，让学生体验、理解科学探究的方法和过程，丰富学生探究活动的亲身经历，提高学生的科学素养。
（三）由“静止对照”向“互动交流”转变。
在实验设计上，改变过去“你问我答”的教学方式。学生自己将观察的现象、分析的思路及得到的结论进行相互交流讨论，对产生的错误和偏差进行分析总结。培养学生严肃认真的科学态度和实事求是的科学精神。
（四）由“学科内容”向“贴近生活”转变。
化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身的优势，通过化学实验，拉近学生与化学的距离，让学生体验到知识的实用价值。在这节课中我让学生“口吹石灰水”，实验中用到鸡蛋壳等日常用品，另外还提出对“水能变成油”这种言论的看法。让学生明白科学就在身边，要相信科学，会应用科学知识解决实际问题。
探究实验设计之质量守恒定律
1．化学反应原理：
⑴
白磷在密闭的容器内燃烧，生成固体五氧化二磷。
反应前后物质的总质量不变。由此证明质量守恒定律的正确性。
⑵
铁和硫酸铜溶液反应，生成铜和硫酸亚铁，反应前后，物质的总质量不变。
2．实验仪器：天平、砝码、锥形瓶、小烧杯、玻璃管、单孔橡皮塞、小气球、酒精灯等。
???实验药品：白磷、铁钉（或铁丝）、硫酸铜溶液等。
3．探究方案：
⑴
取出天平，调平衡。待用。
取一块白磷，放入盛水的培养皿中，在水下用小刀切下一粒绿豆大小的白磷，用滤纸吸干表面的水，放入锥形瓶中。（为防止白磷燃烧时，灼裂锥形瓶，可以瓶下事先放入少量的细砂。）将盛白磷的锥形瓶、绑有小气球的玻璃管一起放在天平的左盘中，在右盘添加砝码，并移动游码，使天平平衡。如图13-1所示。
取出锥形瓶及导管，将橡皮塞上的玻璃管放在酒精灯的火焰上灼烧至红热后，迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧，并将白磷引燃。可见白磷燃烧，产生浓厚的白烟。待锥形瓶冷却，白烟沉降后，重新放到托盘天平上，观察天平仍然平衡。
⑵
在100
mL烧杯中加入约30
mL稀硫酸铜溶液，将几根打磨光亮的铁钉和盛硫酸铜溶液的烧杯一起放在天平上称量，读出读数，记录。如图13-2。
将铁钉浸泡在硫酸铜溶液中，可观察到铁钉表面析出一层紫红色的物质，溶液颜色逐渐变浅。如果时间足够长，可看到溶液的颜色由蓝色变浅绿色。
将反应后烧杯和内容物放到天平上再次称量，读出读数，记录。将两次称量的结果加以比较，质量相等。
4．探究评价：
实验⑴生成烟状的五氧化二磷，具有一定的代表性，现象也很明显。但由于白磷燃烧时放热，致气体逸出，往往易导致实验的失败。
实验⑵操作简单，实验的成功率很高。但无气体或烟状物质生成，现象不是十分明显，代表性不强。
5．
资源开发：
⑴
该实验可以按排学生当堂实验，学生分组多，证据足，更能说明问题。学生实验可安排一些现象明显、操作简单的。以下推荐几例，仅供参考。
⑵
质量守恒定律的探究不仅需要安排正例，还需要安排反例。教材中已为我们安排了两个反例。
①
把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡。取下小烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸与小烧杯中的碳酸钠粉末反应。
盐酸与碳酸钠粉末迅速反应，有大量气泡产生。一段时间后，再把烧杯放在托盘天平上，观察天平是否平衡。如图13-3。
天平不再平衡，这是由于有二氧化碳气体生成逸出的缘故。
②
取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量，记录称得的质量。在石棉网上方将镁条点燃（如图13-4）。
镁条剧烈燃烧，产生耀眼的强光，生成白色固体氧化镁。再将镁条燃烧后的产物和石棉网一起放在托盘天平上称量，记录质量。比较两次称量的质量。
6．创新思维：
⑴
白磷燃烧验证质量守恒定律的实验，可以按探究实验五相关内容改进。可防止漏气。
⑵
镁条燃烧后质量怎么变化？
实验时我们发现，镁燃烧时，有大量白烟生成，这些白烟挥发了。连夹持镁条的坩埚钳上都凝结着大量的白色粉末状物质。因此，反应后剩余物质的质量减轻也就不难理解了。做化学实验，不仅要求学生有正确的科学态度，老师也应该有科学的态度。遇到问题，不能绕道走，更不能简单地以为实验失败。要多次实验，从多次实验的结果中找出规律，以求问题的最多解决。
⑶
碳酸钠与盐酸的反应，可否用于验证质量守恒定律？
教学参考书中指出：“这个实验也可以用固体跟液体反应产生气体的实验代替(例如碳酸钙跟盐酸反应)。反应在吸滤瓶中进行，在抽气口上套一个气球，反应开始后气球膨胀，但天平保持平衡。”
如图13-5所示，在吸滤瓶中加入适量的碳酸钠粉末，在小试管中加入浓盐酸。将小试管放入吸滤瓶中，并用止水夹夹住支管处的橡皮管。整个装置放入托盘天平中，并用砝码平衡，记录读数。取出吸滤瓶，倾斜，使小试管中的盐酸倾倒入瓶中，与碳酸钠粉末反应。可观察到瓶中有大量气泡出现，气球胀大，如图13-6。
将装置再次放入托盘天平中称量，记录读数。将两次结果相比较。
如此测得的两次数值真的完全相等吗？理论上当然没问题。但我们必须考虑到气球体积增大而产生的浮力，只要气球体积足够大，天平的感量足够灵敏。这种浮力所造成的读数减小是足以表现出来的。初中实验室所用的托盘天平的灵敏度都比较上，一般的感量都在0.2g左右，是无法测出因浮力所造成的读数减小。但我们不能因为测不出来，就以错误的理论出发，再导致错误的结论。
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