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质量守恒定律范文1
2、质量守恒定律的理解
(1)“化学反应”是前提。质量守恒定律的适用范围是化学变化,不适用于物理变化,任何化学变化都遵循质量守恒定律。
(2)“参加反应”是基础。概念中明确指出是“参加反应”的各物质的质量总和,不参加反应的物质质量不能计算在内。
(3)“质量总和”是核心。无论是参加反应的物质,还是反应后生成的物质,计算时不能漏掉任何一项。
质量守恒定律范文2
关键词:质量守恒定律;实验改进;石灰石与盐酸
文章编号:1008-0546(2014)01-0093-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.01.038
质量守恒定律是初中化学的一个重要化学规律,是分析物质在化学反应中质量关系的理论依据,是定量研究化学反应的基础,它的应用贯穿于整个中学化学。透彻理解质量守恒定律对于中学化学的学习非常重要。而质量守恒定律是一条比较抽象的理论,需要借助化学实验来形象地理解它。初中化学教学中,教师对验证质量守恒定律实验的研究也很多。
人教版教材利用白磷燃烧的实验来研究质量守恒定律。但是白磷的着火点很低,容易自燃,而且白磷有毒,燃烧产物三氧化二磷和五氧化二磷也有毒性,实验不慎就会造成一定的危害。验证质量守恒定律的实验一般都是使用托盘天平来称量,但托盘天平的感量一般为0.1g,实验所取用的白磷只有火柴头大小,质量太小,反应时容器的敞开与密闭对天平的平衡影响不大。所以,采用白磷燃烧实验来研究质量守恒定律不是很妥当。
上教版教材选择利用石灰石和稀盐酸的反应来研究质量守恒定律。该实验现象明显,气体逸出后容器内物质质量明显减小,反应时容器是敞开还是密闭对实验的结果影响很大。但该实验最大的问题是如何确保产生的二氧化碳气体留在密闭容器内并且不因装置内气压变大产生危险。就这一问题,笔者进行了一系列的实验,并对这些实验进行了可行性分析。
一、 分析“石灰石与盐酸反应”实验的几套装置的可行性
按图1装置进行实验。先在锥形瓶中放入少量石灰石,再将一支盛有稀盐酸的小试管放入锥形瓶中,最后在锥形瓶口塞上橡皮塞并旋紧。实验时,将锥形瓶侧放,小试管中的稀盐酸倒出,与石灰石接触。石灰石与盐酸反应后产生大量二氧化碳,锥形瓶内气压瞬间增大,导致橡皮塞被弹出。该实验危险性较大,不适合实际应用。
为了避免反应产生二氧化碳导致锥形瓶内气压过大而发生危险,进行了如图2的改进,在图1所示的实验装置中,取走橡皮塞,在锥形瓶口套一个气球。实验时,反应产生二氧化碳气体导致气球膨胀,避免了装置内气压变大而发生危险。但是,如果反应产生的二氧化碳较多,使得气球膨胀体积较大,整套装置在空气中受到的浮力就会明显增大,导致反应后称得的质量小于反应前称得的质量,无法验证质量守恒。所以该装置也不可行。
上述实验不可行的原因是由于生成的二氧化碳导致锥形瓶内气压过大造成危险或实验失败,所以首要考虑如何使二氧化碳留在装置内,同时又不能改变整套装置的体积。基于这一考虑,选用石灰水或氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,进行了如图3的改进。先在锥形瓶内倒入一定量的石灰水或氢氧化钠溶液,把少量盛有石灰石的小试管放入锥形瓶中,再将一支胶头滴管伸入单孔橡皮塞,并用胶头滴管吸取一滴管的稀盐酸,最后在锥形瓶口塞上橡皮塞并旋紧。教学过程中使用该方法进行演示实验能够比较顺利的完成任务,但是在进行学生分组实验时却出现了问题。因为石灰水或氢氧化钠溶液吸收二氧化碳需要一定的时间,所以实验时必须注意盐酸的浓度和用量,滴加时不能一次滴加完,要分次滴加,并且要边滴加边振荡,使二氧化碳被石灰水充分吸收,否则很容易因为装置内气压过大而导致橡皮塞被弹出。对于学生实验而言,注意事项太多,学生在进行操作时常常会出现橡皮塞弹出的问题。而且,该实验中涉及了两个化学反应,学生在理解时对石灰水的作用容易产生疑惑,不利于质量守恒定律的分析。该装置虽然可行,但不适合进行学生实验。
为了使实验装置简单、可操作性强、安全可靠,进行了如图4的改进。在锥形瓶内放入少量石灰石,在注射器内加入一定量的稀盐酸,实验时将稀盐酸注入锥形瓶中,反应产生二氧化碳使锥形瓶内气压变大,注射器活塞被弹起。该装置最大的优点就是注射器所起的作用:(1)存放并滴加盐酸;(2)利用注射器活塞移动产生空间储存反应产生的二氧化碳气体;(3)注射器的活塞移动不会导致整套装置在空气中所受到的浮力变大;(4)避免使用石灰水吸收二氧化碳,导致讲解质量守恒定律时因分析石灰水的作用而重点偏离。
综上,图4装置最适合进行验证质量守恒定律的学生实验。
二、定量研究图4装置所需的仪器规格和盐酸浓度
上教版教材上关于图4装置的实验只要求石灰石用量5g、盐酸用量5mL,对于盐酸浓度、锥形瓶、注射器和托盘天平的规格均没有具体要求。但是,要使该实验安全进行,仪器规格和盐酸浓度的选择有一定的要求。下面通过实验讨论盐酸浓度和仪器规格的选择。
1. 注射器、锥形瓶、托盘天平规格的选择
(1)注射器规格的选择
市售注射器的规格一般有10mL、20mL、30mL、50mL和100mL。根据理论计算,5mL浓度为1∶4的盐酸与足量石灰石充分反应,得到的二氧化碳的体积约为130mL左右。但是考虑到药品不可能全反应完,且100mL注射器组装后装置头重脚轻,所以选择50mL注射器进行实验。
注射器要注意选择活塞与针筒壁摩擦较小的,否则可能会因为活塞移动不畅而导致橡皮塞被弹出。
(2)锥形瓶规格的选择
中学化学实验室一般配备100mL和250mL两种规格的锥形瓶。
使用100mL的锥形瓶、50mL的注射器,浓度为1∶4的盐酸进行实验,观察到注射器活塞迅速上升,很快超过50mL刻度线上升到超过60mL的位置(60mL无刻度,估算的),停留一段时间后橡皮塞被弹出。
使用250mL的锥形瓶、50mL注射器,浓度为1∶4的盐酸进行实验,观察到注射器活塞隔几秒后再开始上升,停留在约40mL处超过1分钟,振荡锥形瓶后活塞又开始上升,停留在约60mL(估算)处较长时间。
两组实验对比,选择250mL的锥形瓶进行实验更安全。
(3)托盘天平规格的选择
由于250mL锥形瓶加上注射器和药品,总质量会超过100g,需要使用量程为200g或500g的托盘天平才能完成实验。
2. 盐酸浓度的选择
选用1∶2、1∶4、1∶6三种浓度的盐酸进行对比实验,装置选用250mL的锥形瓶、50mL注射器。
使用1∶2的盐酸进行实验,注射器活塞迅速上升,最终橡皮塞被弹出。
使用1∶4的盐酸进行实验,注射器活塞隔几秒后再开始上升,停留在约40mL处超过1分钟,振荡锥形瓶后活塞又开始上升,停留在约50mL处1~2分钟,活塞继续上升,最后停留在约60mL(估算)处较长时间。
使用1∶6的盐酸进行实验,注射器活塞1分钟后才开始上升,停留在约25mL刻度处,振荡后缓慢上升,停留在约35mL处,隔1~2分钟后又继续上升,重复上述过程,最终停留在约60mL(估算)处。
综上,使用浓度为1∶2的盐酸与石灰石反应,注射器活塞很容易被弹出,实验存在一定的危险。
使用浓度为1∶4的盐酸,注射器活塞上升的现象明显,在一定的时间里活塞不会被弹出,比较安全。但是如果放置过长时间,活塞还是有可能被弹出,所以在实验完成后一定要学生将橡皮塞取下,防止二氧化碳不断产生而导致活塞被弹出。
使用浓度为1∶6的盐酸,所需时间较长,但是实验相对更安全,所以进行学生分组实验时建议使用该浓度的盐酸。安全起见,实验完成后也要求将橡皮塞取下。
3. 小结
该实验建议使用250mL锥形瓶、50mL注射器、200g量程的托盘天平、浓度为1∶4或1∶6的盐酸。
有些学校因为条件所限,200g天平的数量不够开展学生分组实验,需要将装置和药品的总质量控制在100g以下,这种情况下只能使用100mL的锥形瓶进行实验,此时,应该将石灰石和盐酸的用量减半,实验才能够安全进行。
2012上教版中学化学教材在实验的设置、内容、数量以及形式等方面较以往都有了很大的改变,化学实验教学也应随着新课程的实施进行相应的改革和创新。目前教材上很多演示实验都变为学生实验。对于学生分组实验,一般要求原料易得、操作简便、安全性高,对于质量守恒定律实验的研究也是本着这一原则进行的,一线的化学教师应该在教学过程中不断发挥聪明才智,对实验进行改进,使得实验更适合学生进行操作。
参考资料
[1] 人教社课程教材研究所,化学课程教材研究开发中心. 义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级上册)[M]. 北京:人民教育出版社,2009
质量守恒定律范文3
教学目标
知识目标
通过对化学反应中反应物及生成物质量的实验测定,使学生理解质量守恒定律的含义及守恒的原因;
根据质量守恒定律能解释一些简单的实验事实,能推测物质的组成。
能力目标
提高学生实验、思维能力,初步培养学生应用实验的方法来定量研究问题和分析问题的能力。
情感目标
通过对实验现象的观察、记录、分析,学会由感性到理性、由个别到一般的研究问题的科学方法,培养学生严谨求实、勇于探索的科学品质及合作精神;
使学生认识永恒运动变化的物质,即不能凭空产生,也不能凭空消失的道理。渗透物质不灭定律的辩证唯物主义的观点。
教学建议
教材分析
质量守恒定律是初中化学的重要定律,教材从提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系入手,从观察白磷燃烧和氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后物质的质量关系出发,通过思考去“发现”质量守恒定律,而不是去死记硬背规律。这样学生容易接受。在此基础上,提出问题“为什么物质在发生化学反应前后各物质的质量总和相等呢?”引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律。在化学反应中,只是原子间的重新组合,使反应物变成生成物,变化前后,原子的种类和个数并没有变化,所以,反应前后各物质的质量总和必然相等。同时也为化学方程式的学习奠定了基础。
教法建议
引导学生从关注化学反应前后"质"的变化,转移到思考反应前后"量"的问题上,教学可进行如下设计:
1.创设问题情境,学生自己发现问题
学生的学习是一个主动的学习过程,教师应当采取"自我发现的方法来进行教学"。可首先投影前面学过的化学反应文字表达式,然后提问:对于化学反应你知道了什么?学生各抒己见,最后把问题聚焦在化学反应前后质量是否发生变化上。这时教师不失适宜的提出研究主题:通过实验来探究化学反应前后质量是否发生变化,学生的学习热情和兴趣被最大限度地调动起来,使学生进入主动学习状态。
2.体验科学研究过程、设计、实施实验方案
学生以小组探究方式,根据实验目的(实验化学反应前后物质总质量是否发生变化)利用实验桌上提供的仪器和药品设计实验方案。在设计过程中,教师尽量减少对学生的限制,并适时的给学生以帮助,鼓励学生充分发挥自己的想象力和主观能动性,独立思考,大胆探索,标新立异。在设计方案过程中培养学生分析问题的能力,在交流方案过程中,各组间互相补充,互相借鉴,培养了学生的语言表达能力。在实施实验时学生体验了科学过程,动手能力得到了加强,培养了学生的观察能力、研究问题的科学方法和严谨求实的科学品质及勇于探索的意志力。同时在实验过程中培养了学生的合作意识。通过自己探索,学生不仅获得了知识,也体验了科学研究过程。
3.反思研究过程、总结收获和不足
探索活动结束后可让学生进行总结收获和不足,提高学生的认知能力。
教学设计方案
课题:质量守恒定律
重点、难点:对质量守恒定律含义的理解和运用
教具学具:
CuSo4溶液、naoh溶液、fecol3溶液、nacl溶液、agno3溶液、白磷、锥形瓶、玻璃棒、单孔橡皮塞、烧杯、小试管一天平、酒精灯。
教学过程:
创设情境:
复习提问:在前几章的学习中,我们学习了哪些化学反应?
投影:反应文字表达式
氯酸钾氯化钾+氧气
kclo3kcl02
氢气+氧气水
h2o2h2o
氢气+氧化铜铜+水
h2cuocuh2o
引言:这是我们学过的化学反应(指投影),对于化学反应你知道了什么?
思考讨论:化学反应前后物质种类、分子种类、物质状态、颜色等发生了变化;原子种类、元素种类没发生变化;对于化学反应前后质量、原子数目是否发生变化存在争议。
引入:化学反应前后质量是否发生变化,有同学说改变,有同学说不变,意思不统一,那么我们就通过实验来探讨。
设计与实施实验:
讨论:根据实验目的利用实验桌上提供的仪器和药品设计实验方案。
交流设计方案
评价设计方案
教师引导学生评价哪些方案是科学合理的,哪些需要改进,鼓励学生开动脑筋,积极主动地参与实验设计过程。
1.实施实验:
同学们的设计方案是可行的,可以进行实验。
指导学生分组实验,检查纠正学生实验操作中的问题
1.依照设计方案进行实验并记录实验现象和测定的实验数据。
2.对实验结果进行分析,反应前后物质的总质量是否发生变化。
3.汇报实验结果
引导学生从实验内容,化学反应前后各物质的质量总和是否发生变化汇报实验结果
同学们的实验结果是巧合,还是具有普遍意义?
汇报:
1.实验内容
质量守恒定律范文4
1.明确应用范围
该定律的研究对象是化学变化,对于其他变化(如物理变化)所表现的规律不能用这一定律进行解释。所有的化学变化均符合质量守恒定律。
2.理解质量守恒
该定律研究的是质量的守恒,而不是其他物质的量(如体积)守恒。
我们知道,物质的质量可以相加减,而气体的体积不能相加减(因分子之间有间隔)。
3.理解参加化学反应
定理中所指的参加化学反应的物质,是指发生反应的那部分物质,未发生反应的那部分物质的质量不能计入反应物的质量总和之中,否则求得的生成物的总质量会比实际值大。如3g碳在10g氧气中充分燃烧,生成二氧化碳的质量不是13g,而是11g,因为碳和氧气化合时,二者的质量比一定为12∶32=3∶8,即与3g碳反应时,有8g氧气参加了反应,其中的2g氧气未参加反应。
4.理解质量总和
根据质量守恒定律计算时,不能漏掉任何一种反应物或生成物的质量,否则就会得出质量不守恒的结论。
5.理解守恒的实质
在化学变化过程中,反应物的分子破裂成原子,原子重新组合成新物质的分子。在此过程中,原子的种类、原子的数目、原子的质量都没改变,所以,化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
6.抓住化学反应前后的“变”与“不变”
在化学反应前后,有六个“不变”,两个“一定改变”,一个“可能改变”。可归纳如下。
01
质量守恒定律是初中化学学习的重点与难点,也是各地中考的热点。综观近年来的各地中考试题,主要有以下几个类型。
一、推断物质的化学式
例1发射“神舟五号”飞船的火箭所用的燃料燃烧时的化学方程式为C2H8N2+2N2O4= 3R + 2CO2 + 4H2O,则R的化学式为( )。
A.N2 B.NO C.NO2 D.N2H4
解析:解答本题的依据是化学反应前后原子的种类和数目都不变。因为化学反应前有2个C,8个H,6个N,8个O,反应后有2个C,8个H,8个O,所以3R中应有6个N,故R的化学式为N2。故选A。
二、推断反应物或生成物的质量
例26g铝在足量的氧气中完全燃烧,生成氧化铝的质量( )。
A.小于6g B.等于6g
C.大于6g D.无法确定
解析:根据质量守恒定律可知,参加反应的铝与氧气的质量之和,等于反应后生成的氧化铝的质量,因此,6g铝在足量的氧气中完全燃烧,生成氧化铝的质量一定大于6g。故选C。
三、求物质的质量比
例3有A、B、C三种物质各15g,在一定条件下充分反应后只生成30gD。若增加10gC,A与C恰好完全反应,则参加反应的A与B的质量比为( )。
A.3∶2 B.2∶3 C.5∶2 D.5∶3
解析:由题意知,增加10gC,A与C恰好完全反应,则参加反应的A与C的质量比为15g∶(15g+10g)=3∶5。
设15gC完全反应需A的质量为x。
A~C
3 5
x 15g
3/x=5/15g
x=9g
再由质量守恒定律可知,生成30gD共消耗B的质量为30g-15g-9g=6g,则A与B的质量比为9g∶6g=3∶2。故选A。
四、推断物质的组成
例4某纯净物在氧气中燃烧生成水和二氧化碳两种物质。实验测得1.6g该纯净物在氧气中完全燃烧,可生成4.4g二氧化碳和3.6g水,则该纯净物的组成为( )。
A.只含碳、氢两种元素
B.含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.无法判断
解析:根据化学反应前后元素的种类和质量不变,可知该纯净物中一定含有碳、氢两种元素,含不含氧元素需要通过计算来确定。在4.4gCO2中,碳元素的质量为mC=4.4g×12/44=1.2g;在3.6gH2O中,氢元素的质量为mH=3.6g×2/18=0.4g。因为1.2g+0.4g=1.6g,所以该纯净物中一定不含氧元素。故选A。
五、求元素的相对原子质量之比
例5有X2、XY3两种物质,使12gX2与足量XY3反应生成24gXY,反应方程式为X2+XY3=3XY,则X、Y两元素的相对原子质量之比为( )。
A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1
解析:设X元素的相对原子质量为a,Y元素的相对原子质量为b。
X2+ XY3=3XY
2a 3(a+b)
12g 24g
12a/12g=3(a+b)/24g
a/b=3/1
故选C。
六、求物质的质量
例6在化学反应3A+B=2C+D中,12gA与3gB恰好完全反应,生成C和D的质量比为3∶2 。当有8gB参加反应时,生成D的质量是()。
A.16g B.14g C.8g D.5g
解析:根据质量守恒定律,12gA与3gB恰好完全反应,生成D的质量为 (12g +3g)×2/(3+2)=6g。
设8gB完全反应生成D的质量为x。
故选A。
七、判断化学反应的基本类型
例7在一密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质,在一定条件下充分反应,反应前后各物质质量如表1所示。
判断该密闭容器中发生的反应属于( )。
A.化合反应
B.置换反应
C.分解反应
D.复分解反应
解析:分析表1可知,Z反应后质量等于零,为反应物;Y与Q反应后质量增加,均为生成物;因为Z反应后质量减少了84g,Y和Q反应后质量总共增加了31g,所以根据质量守恒定律知,X为生成物。再由四大基本反应类型的概念可知,该反应为分解反应。故选C。
[练习]
已知A、B 两种物质反应生成C。用7gA、2gB,或4gA、5gB充分反应后都可以得到6gC。现取A、B固体混合物共9g,充分反应后得到7.5gC,则该混合物中A和B的质量分别为______。
质量守恒定律范文5
关键词: 质量守恒定律 适用 化学变化
教学中,有些教师强调“质量守恒定律”只适用于化学变化,物理变化不适用此定律。对此说法,笔者有一些疑问:“质量守恒定律”通俗地说就是“物质不灭定律”,这是一个大家都知道的公理,怎么会不适用于物理变化?我国著名的科普作家叶永烈是这样描述“物质不灭定律”的:“物质虽然能够变化,但是不能消灭或凭空产生。”这里所指的变化,当然包括物理变化和化学变化。
为了调查这种说法在初中化学教师中的认可情况,笔者又进一步上网搜索“质量守恒定律”的教学设计和相关作业,竟然发现有不少相关教学设计都强调“质量守恒定律”只适用于化学变化而不适用于物理变化,还搜索出相关的习题。
如网上有这样一道题目,100克水与100克酒精混合等于200克的酒精溶液,这一现象能否用质量守恒定律解释?其给出的答案是不能。原因是根据教科书上的质量守恒定律,“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”,而水与酒精混合不是化学反应,所以不适用于质量守恒定律。原本质量守恒定律是一个普遍适用的公理,物理变化、化学变化都适用,只是在化学变化中,具体定义为“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”。怎么能片面地解释为只有化学变化适用?
部分初中教师之所以会这样认为,据说是源于某地某次中考出现了一道这样的考题。而对这种有明显科学性错误的题目,我们的教师竟然盲从,迷信所谓的专家权威,以讹传讹地教授给学生。
笔者想起了亚里士多德的名言:“吾爱吾师,但吾更爱真理。”亚里士多德是柏拉图的学生,而柏拉图是当时最著名的大哲学家,当别人问起他为什么要与老师的意见相左时,他作出了上述回答。新课程要求教师要培养学生的探究能力、问题意识,但是教师只有具有不唯上、不唯书、只唯实的科学精神,才可能培养出学生的问题意识、探究能力。如果教师自己都不去独立思考,没有问题意识,那么培养学生的探究能力和科学精神就只能是一句空话。所以教师要加强自己的专业修养,要理清概念的外延与内涵。现将“质量守恒定律”的相关资料附后,以供同行参考。
[附1]质量守恒定律简解
自然界的基本定律之一。在任何与周围隔绝的物质系统(孤立系统)中,不论发生何种变化或过程,其总质量保持不变。18世纪时法国化学家拉瓦锡从实验上了燃素说之后,这一定律始得公认。20世纪初以来,人们发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化,又发现实物和场可以互相转化,因而应按质能关系考虑场的质量。质量概念的发展使质量守恒原理也有了新的发展,质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条守恒定律,即质量和能量守恒定律。
[附2]质量守恒定律的发现
现在我们称质量守恒定律为罗蒙诺索夫―拉瓦锡定律。拉瓦锡在1789年给这个定律下了定义:“……由于人工的或天然的操作不能无中生有地创造任何东西,因此每一次操作中,操作前后存在的物质总量相等,且其要素的质与量保持不变,只是发生更换与变形,这可以看成为公理。”他的著作使该定律得到广泛的承认。但是,这一定律是由罗蒙诺索夫在1748年发现的,并于1756年用实验证明的。俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里煅烧,锡发生变化后生成了氧化锡,但容器和物质的总质量在反应前后并没有改变。经过反复的实验,都得到相同的结果。于是罗蒙诺索夫认为在化学变化中物质的质量是守恒的。但他的这一发现并没有引起科学家们的注意,直到1777年法国化学家拉瓦锡做了同样的实验,也得到了同样的结论,这一结论才获得广泛认可。但要确切证明或否定这一结论,都需要极精确的实验结果,而拉瓦锡时代的工具和技术都不能满足严格的要求,所以后来又有不少科学家用更精确的方法证明这一定律。直到1908年德国化学家郎道耳特及1912年英国化学家曼莱做了精确度极高的实验来验证这个结论,反应前后的质量变化小于一千万分之一,这个误差是在实验误差允许范围之内的,从而使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上,科学家们才一致承认了这一定律。
[附3]质量守恒定律的发展
1905年,爱因斯坦发现了狭义相对论。他指出,物质的质量和它的能量成正比,可用以下公式表示:E=mc2式中E为能量;m为质量;c为光速。
质量守恒定律范文6
关键词:化学实验;质量守恒定律;教学设计
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)40-0183-02
一、镁燃烧实验的教学设计
(一)教学目标设计
1.通过具体实验来探究验证质量守恒定律,通过对实验过程的观察和操作,对实验结果的思考,培养学生自己动手的能力和分析能力,理解化学中反应前后物质的质量关系。
2.通过一些简单的化学实验分析总结质量守恒定律,可以使学生学习到科学的实验方法,培养学生在实验中的交流、合作、表达的能力。
3.在对实验过程和结果的科学探究过程中,通过学生自己的分析、思考、判断,解答实验中出现的矛盾,引起学生的好奇心,激发学生的学习动力。培养学生的勤于思考、大胆实践的科学意识。通过对质量守恒定律的验证,培养学生的唯物主义观点。
(二)学习指导
通过课前预习课文,使得学生获得比较感性的认识,然后提出问题,到底结果是什么样的呢?交给学生们去交流讨论,在讨论的结果中,开始做实验进行验证,然后对结果进行分析、逻辑推理,然后归纳总结实验结果。
(三)学习过程
通过学生的课前预习,完成以下几个问题,加深对知识的认识和理。
镁带燃烧前后的质量测定:
实验现象: 剧烈燃烧,发出了 ,生成了 。
实验结论:反应前物质的总质量和 反应后物质的质量。
结果分析:由于 参加了反应,使得反应后物质的总质量 反应前物质的总质量。
思考:按照教材的描述:一切化学反应都必须符合质量守恒定律,为什么在本实验中没有发现这种结果?
为什么化学反应要符合质量守恒定律?
在实验前要鼓励学生对实验结果进行大胆的假设:
1.参加反应的各物质质量之和大于生成物的质量总和。
2.参加反应的各物质质量之和小于生成物的质量总和。
3.参加反应的各物质质量之和等于生成物的质量总和。把学生的不同意见记录下来并且记下人数,然后在对实验结果进行验证时看看哪一种意见正确。
(四)实验设备
电子天平、集气瓶(塑料瓶)、镁条、火柴、酒精灯、镊子、玻璃片、铜片等。
(五)实验步骤
1.取0.005克镁条、铜片、玻璃片、镊子、塑料瓶防止电子天平上称重,把结果记录下来。
2.在酒精灯上点燃镁条,把塑料瓶罩在镁条的上方,当发现白烟充满了半个塑料瓶时,立刻将燃烧着的镁条放到玻璃片上的铜片上,罩上塑料瓶。反应完成后再把反应物和玻璃片、铜片、镊子、塑料瓶一起放在电子天平上称重,记录下结果。
3.取不同质量的镁条,记录数据如下表所示。
(六)课堂练习
1.假如有一种物质在空气中燃烧后变成了二氧化碳和水,那么此物质一定含有(?摇 ?摇)物质。
A.氧气、氢气、碳元素
B.氧元素、氢元素、碳元素
C.氢气、炭
D.氧元素、碳元素
2.不能应用质量守恒定律进行解释的是( ?摇?摇)。
A.铁生锈质量增加了
B.镁带燃烧后的固体质量增加了
C.蜡烛燃烧变短了
D.打开酒精灯的瓶盖,过一段时间酒精灯质量变小了
3.某地有一条被污染的河流,河水呈现出酸性状态,经过调查研究后发现是因为其河床中含有某种物质B和河水中的氧气发生了反映导致的,它的化学反应方程式为2B+2H2O+7O2=2FeSO4+2H2SO4,那么可以推测出B的化学式为(?摇?摇)。
A.FeS B.FeS2 C.Fe2S3 D.FeO
4.在一个化学反应中存在这样的等式:A+B=2C其中当2gA参加反应时,可以生成5g的C,那么参加化学反应的B的质量为(?摇?摇)g。
A.2 B.3 C.4 D.5
二、镁燃烧实验的化学分析
从图表中可以看到,在反应刚刚结束的1分钟里,物质的总质量在不断的减少,甚至低于反应前的总质量,这是因为在燃烧的过程中释放的大量热量使得部分镁条变成了气体,同时与空气中的其他成分反应生成了氧化镁和氮化镁,生成的白烟即是固体的小颗粒发散在塑料瓶中,在实验结束后第三分钟,总质量逐渐增大,这是因为以前悬浮在塑料瓶中的氧化镁和氮化镁随着时间和重力的作用,逐渐落在了铜片上和玻璃板上。在第三分钟后,反应物的总质量明显的大于反应前的物质总质量,随着白烟消失,氧化镁和氮化镁全部沉积在铜片和玻璃片上,反应物的总质量不再变化。
在实验完成后需要进行针对性的习题练习,进一步加深和巩固对所学知识的认识和理解,使学生记忆更加深刻。在实验中培养对化学实验中的定量实验进行分析,例如为什么取一定量的反应物质?
本节课中存在的一个难点就是怎么帮助学生从微观角度理解质量守恒定律和对质量守恒定律的应用。这需要多媒体课件来帮助学生从原子角度来理解镁反应的过程,通过认真观察镁反应的微观示意图,观察微观粒子的变化,可以帮助学生知道化学反应的实质,使得学习过程化难为易。在对实验结果进行分析时,要记得规律从特殊到一般的特性,即在镁条燃烧的实验中具有质量守恒的特性,那么在其他的化学学习中也存在着质量守恒定律;这说明了物质既不会凭空消失,也不会凭空产生,只会从一种形式转化为来自形式,加强对学生进行唯物主义的教育。
三、结语
学生普遍存在的一个薄弱现象是不能对实验现象进行很好的分析,虽然学生对实验现象很有好奇心和兴趣,但是在对实验现象分析时缺乏大胆思考、敢于表达的能力,等待着老师给予正确的解答。对于老师来说,要加强培养学生的观察能力和独立思考能力,这对于培养学生的学习能力和科学能力有很大的好处。在实验中,老师不要急于告诉学生实验结论,要引导学生进行分析、思考,根据所观察到的实验现象提出自己的看法,对实验结果进行分析和总结。
参考文献:
[1]胡荣华.以学生为主体变“课堂”为“学堂”——“金属的化学性质”教学设计、实施与反思[J].化学教与学,2012,(12):12-13.
[2]熊南军.“质量守恒定律”教学设计[J].中学生数理化(教与学),2010,(11):11-12.