案例 质量守恒定律

案例16质量守恒定律

【课题】

义务教育课程标准实验教科书化学（人教版）九年级上册第五单元课题3

一、教学过程

师提问：大家知不知道第一个使用天平的化学家是谁？

生回答：拉瓦锡。（只有一名学生知道）

师：非学好！拉瓦锡是法国著名的化学家。早在1774年，拉瓦锡通过实验用天平研究了氧化汞的分解和合成反应中各物质之间的质量关系。

师：那么大家猜想一下反应物的质量总和与生成物的质量总和究竟存在什么关系。

生纷纷回答：相等（大多数学生），增大、减小（少数学生）。

师：好，这节课我们就沿着拉瓦锡的足迹通过实验来探究大家的猜想。大家都知道固体和液体的质量比气体容易称量。为此，我们借用以后要学的两个化学反应：铁和硫酸铜反应（幻灯：

Fe+CuSO4→FeSO4+Cu）氢氧化钠和硫酸铜反应（幻灯：NaOH+CuSO4→Cu(OH)2＋Na2SO4）。这两个反应的特点是，反应速度比较快并且反应物和生成物的质量便于称量。

师：下面大家根据你实验台上的仪器和药品，按照实验报告分组进行实验。在实验过程中注意，操作要规范，认真观察实验现象，实事求是填写实验报告。

第一组同学做方案一（幻灯：方案一白磷燃烧前后质量的测定）。

第二组同学做方案二（幻灯：方案二铁和硫酸铜反应前后质量的测定）。

第三组同学做方案三（幻灯：方案三氢氧化钠和硫酸铜反应前后质量的测定）。

第四组同学做方案四（幻灯：方案四碱式碳酸铜加热前后质量的测定）。

（学生开始实验）

师：谁能汇报一下你们小组的实验情况？

生1：我们小组做方案一，反应前的总质量是39.2g，反应后的总质量是39.2g。

生2：我们小组做方案三，反应前的总质量是28.6g，反应后的总质量是28.6g。

生3：我们小组做方案二，反应前的总质量是32.6g，反应后的总质量是32.6g。

生4：我们小组做方案四，反应前的总质量是32.8g，反应后的总质量是32.4g。

……

师引导讨论：为什么方案四的实验结果与方案一、二、三的不同呢？

（学生开始讨论）

生：方案一、二、三生成物中都没有气体，而方案四碱式碳酸铜加热后生成的二氧化碳是气体，逸散到空气中了，所以质量减小。

师追问：如果将生成的二氧化碳收集起来，再称其质量，结果如何？

生：在装有氧化铜的试管口塞上一个橡皮塞，可以防止二氧化碳逸散到空气中。

（学生开始实验）

生1：反应前的总质量是36.5g，反应后的总质量也近似是36.5g。

生2：反应前的总质量是34.6g，反应后的总质量也近似是34.6g。

生3：反应前的总质量是36.9g，反应后的总质量是36.9g。

师：大家通过实验得出了共同的结论。反应物的质量总和与生成物的质量总和什么关系？

生齐答：相等。

师归纳：实际上你们自己通过实验得出的结论与科学家通过无数实验得出的结论相同。这就是自然界普遍存在的规律之一———质量守恒定律。（板书）

师提问：哪位同学能总结出质量守恒定律的具体内容？

生1：反应物的质量总和与生成物的质量总和相等。

生2：参加化学反应的各种物质的质量总和等于反应后生成的各种物质的质量总和。

师总结：一、质量守恒定律

参加化学的反应的各种物质的质量总和等于反应后生成的各种物质的质量总和。这个规律叫作质量守恒定律。（板书）

师追问：是不是所有的化学反应都遵循质量守恒定律呢？请看大屏幕，注意观察天平的指针。

（学生到讲台上演示蜡烛燃烧实验）

师提问：大家观察到了什么现象？

生：天平指针发生偏转。

师追问：如何偏转？说明了什么？

生：向右偏转，说明质量减轻了。

师引导讨论：老师在课前做了一些实验，结果质量也减轻了，什么原因呢？难道这个规律不严密？

生：蜡烛燃烧后生成的水和二氧化碳逸散到空气中，所以反应后质量减轻了。

生：开始称量的是蜡烛的质量，后来称量的是剩余蜡烛的质量。

师追问：反应物和生成物分别是什么？

生：反应物是反应掉的蜡烛和氧气，生成物是水和二氧化碳，水和二氧化碳逸散到空气中，所以反应后质量减轻了。

生：如果把蜡烛放在密闭容器中，反应前后的质量可能相等。

师总结：问题清楚了，刚才实验装置不完备，没有将生成的气体收集起来，导致天平两端不等。

师追问：如何改进实验装置？

两位学生到前面边演示边解说。

（学生报以热烈的掌声）

生：老师，我认为这两位同学改进的装置有点问题。第一个同学的装置玻璃片应用水润湿，这样可以增强装置的气密性。第二个同学在把有燃烧匙的橡皮塞放在广口瓶口的过程中，有一部分水和二氧化碳逸散。所以我这样改进：将一小块白磷放在一根棉线上，再一同放入广口瓶中，然后塞上橡皮塞，外界升温使白磷自燃。

（学生报以热烈的掌声）

师：非常好！大家都能积极思考、踊跃发言并且大胆地质疑，这是很好的学习品质，希望大家继续发展。

师总结：实际上所有的化学反应都遵循质量守恒定律。在理解和运用这个规律时，要注意的关键问题是应该弄清楚反应物和生成物是什么。千万不要忽略反应物和生成物中的哪种物质？

生齐答：气体。

师：对了，那么化学反应前后质量为什么不变呢？化学反应的实质是？

生齐答：分子破裂，原子重新组合。

师：在这一过程中原子有没有变化？

生齐答：没有。

师：对，原子是化学变化中的最小粒子。哪位同学能举例说明？

生1：水通电后，水分子变成氢原子和氧原子，每两个氧原子构成一个氧分子，许多氧分子构成氧气，而每两个氢原子构成一个氢分子，许多氢分子构成氢气。

生2：氧化汞受热，氧化汞分子变成汞原子和氧原子，每两个氧原子构成一个氧分子，许多氧分子构成氧气，许多汞原子构成汞。

师：下面通过动画片给大家演示一下水通电过程中水分子破裂的微观过程，请看大屏幕。

师：大家注意观察，在水分子破裂过程中原子的种类和数目是否发生变化。

生：反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量不变。

师总结：这就是质量守恒的原因。

二、质量守恒的原因：原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量不变。（板书）

练习：（幻灯）请举出一些化学反应（学过或日常生活中）的例子并且用质量守恒定律解释。

生：……

师：通过这一节课的学习，哪位同学能谈一谈有哪些收获和体会？

生1：这节课我通过实验总结归纳出质量守恒定律并学会了运用，还明白了质量守恒的原因。

生2：在实验前先提出疑问，再进行猜想，最后通过分析实验现象得出结论。

生3：亲自动手做实验，增强了我的实验操作能力；认真观察实验现象，培养了我严谨的治学态度和实事求是的科学作风。

生4：不仅化学学科要通过实验探究问题，学习其他学科也要用这种学习方法来研究问题。

生5：研究抽象理论时应从宏观现象进行想象，并且大胆设想。

生6：不能满足现状，应在质量守恒定律基础上大胆质疑，再研究出新的规律……

师总结：大家说得都很好，看来同学们对质量守恒定律都有了深刻的认识。我们通过这节课不但要学习知识，更重要的是学会学习的方法。

作业：……

二、设计意图

这节课属于化学基本概念、基本理论课型。知识是许多理论的完整体系。化学基本概念、基本理论是整个中学化学基础知识的基础。根据“以学生发展为本”的教育理念和上述知识的特点，本节课采用以实验探究为主导的课堂教学模式，鼓励学生大胆猜想和假设，引导学生设计实验进行探究，并对探究结果进行讨论交流，使学生在自主、合作、探究过程中获得知识学到技能。这样设计的目的在于让学生亲历科学探究的过程，体验科学方法，使他们在潜移默化中受到科学方法和科学思想的教育和熏陶，促进学生科学素养的提高和发展。

点评：本节课的教学设计较好地体现了新课程的理念，突出了探究式教学，自始至终都贯穿教师引导学生主动探究这条主线。教师教探究的方法，学生学探究的方法。

本节课有以下五方面突出特点：

其一，与新课程接轨，教学目标非常明确，设计思想有一个明确的理论指导。

其二，充分体现了教师教学方式和学生学习方式的转变，教师能够从学生的认知水平出发，引导学生提出假设并设计实验，学生带着问题实验，分析，讨论，最终归纳总结得出结论。教学过程中注重教师与学生之间、学生与学生之间的互动、交流与合作，最后达到师生共享。

其三，教师在整个教学过程中作为学生学习的组织者和引导者，创设了民主和谐的教学氛围，充分调动了学生学习的积极性和主动性，体现了学生是课堂的主体，教师是平等中的“首席”的新型师生关系。

其四，合理地运用了现代教学媒体，将化学反应的微观过程通过多媒体动画形象直观地展现在学生面前，突破化学反应前后原子种类不变和原子个数不变这一教学难点。

其五，本节课改变了单纯由教师评价学生的单一评价方式，而是让学生自评，学生自己谈这节课的收获和体会。把学生的感受也作为本节课的结论是这节课的独创之处。