質(zhì)量守恒定律范文

時間:2023-03-28 17:58:07

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篇1

本課將以科學(xué)探究作為教學(xué)的突破口,力求將傳統(tǒng)教學(xué)的“以知識為本”轉(zhuǎn)移到以“學(xué)生的發(fā)展為本”,體現(xiàn)“知識技能”、“過程方法”、“情感態(tài)度與價值觀”等目標融為一體的化學(xué)教學(xué)價值觀。在教學(xué)過程中先講解并演示一個實驗,接著讓學(xué)生分組合作探究不同的實驗,通過實驗探究不但使學(xué)生能夠較為深刻地理解質(zhì)量守恒定律而且培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力以及嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度、開拓創(chuàng)新的精神,真正體現(xiàn)教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的雙邊良性互動效應(yīng)。(教學(xué)內(nèi)容為人教版新課標教材第五單元課題1《質(zhì)量守恒定律》第82―89頁)

二、教學(xué)理念

體驗“人人參與,個個成才”的成功感。

三、教學(xué)方法

采用合作探究、類比推理的學(xué)習(xí)方式。

四、教學(xué)目標

1.知識與技能  (1)通過實驗測定,使學(xué)生理解質(zhì)量守恒定律的原因。  (2)理解并應(yīng)用質(zhì)量守恒定律解釋化學(xué)變化中發(fā)生的―些現(xiàn)象。  (3)說出化學(xué)方程式所表示的意義,正確書寫簡單的化學(xué)方程式。

(4)通過對質(zhì)量守恒定律的探究,進一步提高觀察、分析實驗和總結(jié)歸納的能力。

2.過程與方法  (1)通過學(xué)生分組實驗、探究,培養(yǎng)學(xué)生的動手實驗?zāi)芰坝^察分析能力。

(2)通過對化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)的分析及質(zhì)量守恒原因的分析,培養(yǎng)學(xué)生研究問題能力和邏輯推理能力。

(3)提高學(xué)生實驗、思維能力,培養(yǎng)學(xué)生定量研究和應(yīng)用知識解決實際問題的能力。

3.情感態(tài)度和價值觀  (1)通過自己動手進行試驗探索,逐步形成研究問題的科學(xué)態(tài)度。  (2)通過化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物及生成物的測定,逐步形成辯證唯物主義觀點。通過練習(xí),培養(yǎng)學(xué)生多角度思維的能力,提高學(xué)生的思維品質(zhì)。

(3)培養(yǎng)學(xué)生由感性到理性,由個別到一般的認識方法。

五、教學(xué)重點、難點

重點

1.通過實驗探究,認識質(zhì)量守恒定律。

2.對質(zhì)量守恒定律含義的理解和運用。

難點

對質(zhì)量守恒定律和含義的理解和運用。

六、教具

1.實驗用品:天平、燒杯、錐形瓶、玻璃管、小氣球、石棉網(wǎng)、坩堝鉗、白磷、鐵、CuSO4溶液、蠟燭、鎂條、火柴等。

2.多媒體播放軟件或投影以及相關(guān)資料。

七、教學(xué)流程  2.質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容和實質(zhì)(見課本)。  3.理解和應(yīng)用質(zhì)量守恒定律時注意以下幾

八、板書設(shè)計

1、活動與探究

2.質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容和實質(zhì)(見課本)。

3.理解和應(yīng)用質(zhì)量守恒定律時注意以下幾點:

(1)質(zhì)量守恒定律是一切化學(xué)反應(yīng)必然遵循的一個定律而且 是針對化學(xué)反應(yīng)(注:物理變化不屬于此定律)。

(2)質(zhì)量守恒定律研究的內(nèi)容僅是指“質(zhì)量”不能任意推廣到 其他物理量,它強調(diào)的是“質(zhì)量守恒”。

(3)守恒的數(shù)量是“總質(zhì)量”,是指“參加反應(yīng)”的所有反應(yīng)物 和“反應(yīng)生成”的所有生成物的總質(zhì)量。

(4)守恒的范圍是:“參加反應(yīng)的各物質(zhì)”和“反應(yīng)生成的各物 質(zhì)”,強調(diào)“參加”和“生成”,即運用此定律時其他沒有參加化學(xué) 反應(yīng)的物質(zhì),不能計算在內(nèi)。

(5)宏觀上“物質(zhì)的總質(zhì)量”和“元素的種類”不變;微觀上“原 子的種類”、“原子的個數(shù)”、“原子的質(zhì)量”不變,“分子的種類”可 能改變。

4、化學(xué)方程式的定義、讀法和意義(見課本)。

篇2

質(zhì)量守恒定律是一切化學(xué)反應(yīng)都必須遵守的一條客觀規(guī)律,在歷年的中考中都以不同形式表現(xiàn)出來。近年來,試題在內(nèi)容、形式、立意等方面呈現(xiàn)出了密切聯(lián)系日常生活、關(guān)注社會熱點、連接現(xiàn)代科技、突出思維遷移等新的命題視角。本文就質(zhì)量守恒定律中考命題熱點試題作一探析。

1 信息給予型試題

例1.(泰州市中考題)“綠色化學(xué)”是當(dāng)今社會提出的一個新的概念。在“綠色化學(xué)工藝”中,理想狀態(tài)是反應(yīng)中原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物,即原子的利用率為100%。在用C3H4(丙炔)合成C5H8O2(2-甲基丙烯酸甲酯)的過程中,欲使原子的利用率達到100%,在催化劑作用下,還需要的其他反應(yīng)物是( )

解析;這是一道信息給予題,也是新情境試題,旨在考查學(xué)生的自學(xué)能力、信息轉(zhuǎn)化能力以及對知識的遷移能力。由題給“綠色化學(xué)”的涵義,即反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物,所以要求反應(yīng)類型必須是化合反應(yīng),即C3H4+X= C5H8O2,X可以是純凈物,也可以是混合物,但一定要滿足有2個C、4個H、2個O。

答案:A、C。

2圖像型試題

例2.(河北省中考題)一定質(zhì)量的木炭與過量的氧氣在密閉的容器內(nèi)加熱使其充分反應(yīng)。圖1中能正確反映容器內(nèi)有關(guān)的量隨時間變化的關(guān)系圖像是()

解析:本題利用反應(yīng)中有關(guān)反應(yīng)物、產(chǎn)物等物質(zhì)的質(zhì)量隨反應(yīng)時間變化的動態(tài)圖像考查了質(zhì)量守恒定律。審題要注意關(guān)鍵詞“過量氧氣”即木炭完全反應(yīng),所以選項A、B均不正確;反應(yīng)前容器中沒有CO2,故選項C也錯誤;因為是密閉容器,所以物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變,故答案D正確。

3字母表格型試題

例3.(南通市中考題)把A、B、C、D四種物質(zhì)放在密閉容器中,在一定條件下充分反應(yīng),并測得反應(yīng)物和產(chǎn)物在反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表所示。

下列說法正確的是()

A.物質(zhì)C一定是化合物,物質(zhì)D可能是單質(zhì)

B.反應(yīng)后密閉容器中A的質(zhì)量為19.7 g

C.反應(yīng)過程中,物質(zhì)B和物質(zhì)D變化的質(zhì)量比為87:36

D.若物質(zhì)A與物質(zhì)C的相對分子質(zhì)量之比為197:158,則反應(yīng)中A和C的化學(xué)計量數(shù)之比為1:2

解析:本題利用字母表格數(shù)據(jù)對質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式進行了考查,比較抽象,有一定難度。很明顯,B、D反應(yīng)后質(zhì)量增加,應(yīng)為生成物,C反應(yīng)后質(zhì)量減少,則C為反應(yīng)物。又因為C減少的質(zhì)量(31.6-0)g 大于B和D增加的質(zhì)量(3.6g-0.4g)+(17.4g-8.7g), 故可推知A也為生成物,且生成A的質(zhì)量為:31.6g-[(3.6g-0.4g)+(17.4g-8.7g)]=19.7g, 即反應(yīng)后密閉容器中A的質(zhì)量為39.4g.因此該反應(yīng)為分解反應(yīng),所以C一定是化合物,而D可能是單質(zhì),即A選項正確,B選項錯誤。

4 簡答型試題

例4.(齊齊哈爾市)為探索物質(zhì)在化學(xué)變化前后的質(zhì)量關(guān)系,科學(xué)家做了大量的實驗。1673年英國物理學(xué)家波義耳做了一個實驗,他將金屬放在密閉容器里燃燒后,立即打開容器蓋進行稱量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后的質(zhì)量增加了。之后,俄國化學(xué)家羅蒙諾索夫在密閉的玻璃瓶內(nèi)燃燒金屬,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后質(zhì)量不變,由此得出反應(yīng)前后質(zhì)量守恒。

(1)該實驗導(dǎo)致波義耳未能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律,請你簡要分析一下原因是什么?

____________________________________。

(2)由于波義耳稱量方法上的原因,他錯過了發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律的機會。請你改進他的稱量方法,以驗證質(zhì)量守恒定律。_________________。

(3) 質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過程給你有什么啟示? (答一條即可)___________。

解析: 本題以兩位科學(xué)家曾經(jīng)做過的一個實驗立意命題,著重考查學(xué)生對質(zhì)量守恒定律的理解以及分析、設(shè)計實驗解決問題的能力。質(zhì)量守恒定律的探究性實驗是在反應(yīng)前后質(zhì)量沒有損失的情況下得出的,因此,應(yīng)分別稱量反應(yīng)前后密閉容器的質(zhì)量,才能保證實驗的嚴謹性。

答案: (1) 由于金屬燃燒時會消耗空氣中的氧氣,波義耳在燃燒后打開容器蓋進行稱量,就使外界的空氣進入容器,所以反應(yīng)后的固體質(zhì)量增加了,因此導(dǎo)致波義耳未能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律。(2)分別稱量反應(yīng)前后密閉容器的質(zhì)量。 (3) ①科學(xué)研究要有科學(xué)系統(tǒng)的研究方法;② 理論的發(fā)展都要經(jīng)過實踐的檢驗;③ 科學(xué)研究要有嚴謹細致的態(tài)度(任答一條即可)。

5微觀圖示型試題

例5.(沈陽市中考題)圖2形象地表示某反應(yīng)前后,反應(yīng)物與生成物分子及其數(shù)目的變化。其中“”、“”、“”分別表示A、B、C三種不同的分子。該反應(yīng)的化學(xué)方程式中,A、B、C前的化學(xué)計量數(shù)之比為( )

A.3:2:4 B.3:2:2C.1:2:3 D.1:2:2

解析: 本題利用分子模型圖示化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)分子及其數(shù)目的變化情況,形象直觀,重點考查對質(zhì)量守恒定律的理解能力。從圖示信息可以看出:反應(yīng)前有3個A分子和2個B分子,反應(yīng)后有2個A分子和2個C分子,即由1個A分子和2個B分子反應(yīng)生成了2C分子,所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式中,A、B、C前的化學(xué)計量數(shù)之比為1:2:2。

答案: D。

6學(xué)科滲透型試題

例6. (廣東課改區(qū))某同學(xué)在科技活動課上用圖3所示的實驗裝置論證質(zhì)量守恒定律。瓶內(nèi)放了足量的鹽酸,未充氣的氣球緊緊套在瓶口上,里邊放有6.5g鋅粉(如圖3中①),將圖3中①的裝置放在托盤天平上稱量,質(zhì)量為w1g;然后將氣球內(nèi)的鋅粉全部倒入瓶內(nèi),立即產(chǎn)生氣體,氣球逐漸膨脹變大,鋅粉全部反應(yīng)(如圖3中②),反應(yīng)結(jié)束后再次稱量,質(zhì)量為w2g;結(jié)果w2<w1。試分析:

(1)此反應(yīng)是否符合質(zhì)量守恒定律?_____(填“符合”或“不符合”)。

(2)天平顯示w2<w1的原因是(裝置不漏氣)____。

(3)在_______的條件下稱量, w2=w1。

解析: 本題是一道物理、化學(xué)綜合題,要把物理學(xué)中的浮力和真空條件等知識應(yīng)用到解決化學(xué)問題中來。試題充分體現(xiàn)了探究的實踐性、生成性(即在探究過程中會出現(xiàn)我們意想不到的問題)和綜合性。本題旨在考查影響質(zhì)量守恒定律探究實驗的因素,即要驗證質(zhì)量守恒定律,必須一無物質(zhì)從體系中擴散出去,二無物質(zhì)從外界進入體系,三無外界浮力的作用等。

答案: (1) 符合 (2)氫氣球有浮力 (3) 真空

7科學(xué)探究型試題

例7.(青島市中考題)小剛和小潔以“化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物與生成物的質(zhì)量關(guān)系”為課題進行科學(xué)探究。請?zhí)顚懸韵绿骄恐械目崭瘢?/p>

[提出假設(shè)]:化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物與生成物的質(zhì)量(1) 。

[確定研究方法]:分析推理、查閱資料、實驗探究。

[設(shè)計并進行實驗]:小剛設(shè)計的實驗裝置和選用藥品如圖4-A所示,小潔設(shè)計的實驗裝置和選用藥品如圖4-B所示,他們在反應(yīng)前后都進行了規(guī)范的操作、準確的稱量和細致的觀察。實驗結(jié)論:小剛認為:在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量不相等。小潔認為:在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量相等。你認為(2)的結(jié)論是正確的,請說出導(dǎo)致另一結(jié)論錯誤的原因(3)。

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[結(jié)論分析]:請從原子的角度,簡要分析你認為正確的結(jié)論(4)。

[查閱資料]:小剛和小潔通過查閱材料了解到,法國偉大的科學(xué)家拉瓦錫,早在18世紀就圍繞這個問題進行了研究,并做出了科學(xué)的結(jié)論。

[交流表達]:請簡要談一下,你認為這條科學(xué)結(jié)論有什么重大意義?(不超過30字)(5)。

[結(jié)論應(yīng)用]: 環(huán)保部門常用I2O5測定空氣受CO污染的程度,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:I2O5+5CO I2+5X,根據(jù)X的多少,可以判斷CO的含量。X的化學(xué)式是(6)。

解析:本題以“化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物與生成物的質(zhì)量關(guān)系”為課題,引導(dǎo)學(xué)生實踐了一個較為完整的研究性學(xué)習(xí)過程。得出結(jié)論之后,查閱有關(guān)科學(xué)家關(guān)于該研究的史料,有利于鼓勵學(xué)生進行化學(xué)知識研究的信心,激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。題中實驗及對不同實驗結(jié)論的分析是探究的關(guān)鍵,最后一問的解答,則有助于加深對探究結(jié)論意義的了解。題目還特別注意了結(jié)論意義的分析評價,考查運用結(jié)論解決實際問題的能力。

答案:(1)相等;(2)小潔;(3)小剛在操作過程中讓反應(yīng)生成的CO2氣體逸出錐形瓶,所以剩余的生成物的質(zhì)量比反應(yīng)物的總質(zhì)量減少了;(4)在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)前后原子種類不變,原子的數(shù)目沒有增減,原子質(zhì)量沒有變化,所以,反應(yīng)物的質(zhì)量總和與生成物的質(zhì)量總和必然相等;(5)該科學(xué)結(jié)論對于定量認識化學(xué)反應(yīng),合理進行化工生產(chǎn)具有重要的作用;(6)CO2。

8巧算型試題

例8.(眉山市中考題)鋅、鋁、鐵、鎂四種金屬共3.8g與一定質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為0.25的稀硫酸恰好完全反應(yīng),將反應(yīng)后的混合物蒸發(fā)水分得固體(不含結(jié)晶水)11g,則反應(yīng)中生成的H2的質(zhì)量為()

A.0.15g B.0.20gC.0.30g D.0.45g

9綜合計算型試題

例9.(重慶市中考題)測定因存放不當(dāng)而部分變成碳酸鈉的燒堿中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)。所取試樣質(zhì)量8.00g放入質(zhì)量140.00g錐形瓶,加入足量稀硫酸(質(zhì)量50.00g)。每隔相同時間在電子天平上稱量一次,數(shù)據(jù)如下表:

(1) 不必進行第7次讀數(shù)的原因是____。

(2)計算氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)。

(3)所用稀硫酸中H2SO4的質(zhì)量分數(shù)不低于多少?

解析:本題考查學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理能力和化學(xué)方程式及溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的綜合計算能力。本題涉及的化學(xué)反應(yīng)有兩個 :2NaOH+H2SO4= Na2SO4 +2H2O, Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2,其中Na2CO3和H2SO4反應(yīng)時,產(chǎn)生CO2氣體并逸出,促使錐形瓶內(nèi)剩余物質(zhì)質(zhì)量減少,當(dāng)完全反應(yīng)后,不再產(chǎn)生CO2氣體,剩余物質(zhì)質(zhì)量不再減少。(1)比較后發(fā)現(xiàn)第5次、第6次剩余物質(zhì)質(zhì)量相等,說明第5次讀數(shù)時足量的稀硫酸已使Na2CO3完全反應(yīng)。(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律先求出Na2CO3充分反應(yīng)后生成的CO2質(zhì)量,然后利用化學(xué)方程式:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2計算出試樣中Na2CO3和與之反應(yīng)的H2SO4的質(zhì)量,進而利用Na2CO3的質(zhì)量求出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量及質(zhì)量分數(shù)。(3)加入足量的稀硫酸部分與NaOH反應(yīng), 利用(2)的結(jié)果再計算出與NaOH反應(yīng)的H2SO4的質(zhì)量,并由此計算出參加反應(yīng)的H2SO4的總質(zhì)量,依題意50.00g稀硫酸中H2SO4的質(zhì)量不應(yīng)低于參加反應(yīng)的H2SO4的質(zhì)量,從而可求出該硫酸溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的最小值。

答案:(1)第5次和第6次讀數(shù)相同,說明已充分反應(yīng)。

篇3

知識目標:

1.識記:質(zhì)量守恒定律。

2.理解:從微觀角度認識質(zhì)量守恒定律。

能力目標:

1.鍛煉動手能力、形成觀察能力以及分析解決問題的能力。

2.了解研究化學(xué)問題的方法。

情感目標:

1.形成實事求是的科學(xué)態(tài)度。

2.通過分組實驗,認識到合作與交流在科學(xué)探究中的重要作用。

教學(xué)方法

猜想、分組實驗探究、討論、歸納。

教學(xué)輔助工具

多媒體課件、實驗必備的儀器及藥品。

教學(xué)過程

一、提出問題

師:我們已經(jīng)知道化學(xué)反應(yīng)特征就是生成了其他物質(zhì),例如:硫在氧氣中燃燒生成了二氧化硫;那么生成的二氧化硫的質(zhì)量與反應(yīng)物硫和氧氣的質(zhì)量之和之間有無變化呢?

二、猜想與假設(shè)

生—生:分組交流,討論。若反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量有變化,則可能有以下三種情況:

一組代表:參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量之和大于生成的各物質(zhì)的質(zhì)量之和。

二組代表:參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量之和等于生成的各物質(zhì)的質(zhì)量之和。

三組代表:參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量之和小于生成的各物質(zhì)的質(zhì)量之和。

師:從討論的情況看,有三種不同的意見,那么哪一種正確呢?我們不妨用實驗來驗證。

三、假設(shè)的檢驗及推理

1.制定計劃。

師:把學(xué)生分成三組:

一組:進行白磷燃燒前后質(zhì)量的測定。

二組:進行鐵釘與CuSO4溶液反應(yīng)前后質(zhì)量的測定。

三組:進行NaOH溶液與CuSO4溶液反應(yīng)前后質(zhì)量的測定。

2.進行實驗。

生一生:要求學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo),自行設(shè)計簡單的化學(xué)實驗方案,并能積極分工、協(xié)作、共同順利地完成實驗。

3.收集證據(jù)。

生—生:根據(jù)現(xiàn)象進行討論、歸納,然后請各小組組長代表本組對所做的實驗做小結(jié),自然地得出結(jié)論。

四、發(fā)現(xiàn)規(guī)律

生:三個組的小結(jié)情況:

一組:磷燃燒后有白色煙生成即生成了五氧化二磷,但反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。

二組:鐵在CuSO4溶液中反應(yīng),鐵絲上附著紅色的物質(zhì);溶液由藍色變成淺綠色,反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量之和仍然不變。

三組:無色NaOH溶液與藍色的CuSO4溶液反應(yīng),生成藍色絮狀沉淀,反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量之和還是不變。

師:通過學(xué)生小結(jié)發(fā)言,教師歸納、評價得出質(zhì)量守恒定律,請一個學(xué)生敘述。

生:參加化學(xué)反應(yīng)的各物物質(zhì)的質(zhì)量之和等于反應(yīng)生成的各物質(zhì)的質(zhì)量之和。

生:為什么參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量之和會等于生成的各物質(zhì)的質(zhì)量之和呢?

五、解釋與討論

師:教師先演示有關(guān)“化學(xué)變化中分子被破壞,原子重新組合成其他物質(zhì)的分子”的動畫課件,給學(xué)生必要的啟迪。

生—生:(討論、歸納)

參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量之和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量之和

師:從以上的討論可以看出物質(zhì)的質(zhì)量之和之所以不變,是因為在化學(xué)反應(yīng)中原子沒有變。

生:質(zhì)量守恒定律是否對任何化學(xué)反應(yīng)都適用呢?

六、反思與評價

生—生:(學(xué)生繼續(xù)分組進行實驗)

實驗1:蠟燭燃燒前后天平的變化。

實驗2:鎂條燃燒前后的質(zhì)量變化。

師—生:(討論)

1.上面兩個實驗的結(jié)果與你實驗前的預(yù)測相同嗎?為什么會出現(xiàn)這樣的實驗結(jié)果?

2.對于磷燃燒的實驗,如果玻璃管上端沒有系小氣球,將會出現(xiàn)什么結(jié)果?

3.如果在燃著的鎂條上方罩上罩,使生成物全部收集起來稱量,會出現(xiàn)什么實驗結(jié)果?

師:(歸納、總結(jié))

再以碳在氧氣中燃燒生成CO2為例,從化學(xué)反應(yīng)中分子、原子的變化情況說明只要是化學(xué)反應(yīng)必定符合質(zhì)量守恒定律。

七、遷移與應(yīng)用

遷移:供給一組題目進行反饋。

應(yīng)用:用質(zhì)量守恒定律解釋日常生活中遇到的各種化學(xué)現(xiàn)象。

板書設(shè)計

課題二質(zhì)量守恒定律

一、質(zhì)量守恒定律

參加化學(xué)反應(yīng)各物質(zhì)的質(zhì)量之和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量之和。

篇4

關(guān)鍵詞:質(zhì)量守恒定律;高中化學(xué);化學(xué)定律;學(xué)習(xí)能力

中圖分類號:G633.8 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2017)21-0063-01

高中化學(xué)課程對于整個高中階段的學(xué)習(xí)來說非常重要,而質(zhì)量守恒定律是化學(xué)中的基礎(chǔ)定律,同時也是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的基礎(chǔ)內(nèi)容。“質(zhì)量守恒定律”這一章節(jié)的內(nèi)容要求學(xué)生充分認識和掌握質(zhì)量守恒定律的概念和內(nèi)容,同時能夠分清哪些屬于質(zhì)量守恒,哪些不屬于質(zhì)量守恒。學(xué)生在學(xué)習(xí)中,通過自己動手實驗,能夠更好地認識質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)特點。

一、質(zhì)量守恒定律

在化學(xué)反應(yīng)中,參加反應(yīng)的各類物質(zhì)的質(zhì)量總和與反應(yīng)之后生成物質(zhì)的質(zhì)量總和是相等的,這一現(xiàn)象被稱為質(zhì)量守恒。在一個獨立的空間中,物質(zhì)無論發(fā)生任何變化,其本身的質(zhì)量總和是不會發(fā)生變化的,或者說,任何變化都不能消除物質(zhì),只是讓物質(zhì)改變了原有的形態(tài)或者結(jié)構(gòu)。在化學(xué)反應(yīng)過程中,物質(zhì)的原子會重新組合形成新的物質(zhì),并且在這個過程中物質(zhì)原子的種類和數(shù)量都不會發(fā)生變化,原子的質(zhì)量也與反應(yīng)之前相同。即可以通過公式:A+B=C+D來表示化學(xué)反應(yīng)的過程。公式中的A、B為兩種反應(yīng)前的物質(zhì),在經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后,變?yōu)镃和D兩種物質(zhì),但是其質(zhì)量總和是不變的。任何化學(xué)反應(yīng),其前后的物質(zhì)總質(zhì)量是不會發(fā)生變化的,質(zhì)量既不會增加也不會減少,只是發(fā)生了物質(zhì)形態(tài)的變化。但是,一種物質(zhì)在作用時需要保持密閉的環(huán)境,質(zhì)量才不會發(fā)生變化,如果部分物質(zhì)與空氣發(fā)生反應(yīng),就會導(dǎo)致質(zhì)量發(fā)生變化。質(zhì)量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律,但是其只適用于化學(xué)變化,而不適用于物理變化。

二、質(zhì)量守恒定律實驗

以“白磷燃燒前后質(zhì)量測定”的實驗為例,教師在課前要準備好天平、砝碼、錐形瓶、小燒杯、玻璃管、單孔橡皮塞、小氣球、酒精燈等實驗儀器,并準備好白磷作為實驗藥品。在實驗時,首先要調(diào)好天平待用,接著取出一塊白磷放入盛水的培養(yǎng)皿中,在水下通過小刀切下一粒綠豆大小的白磷,然后利用濾紙將其表面的水吸干,并放入錐形瓶中。在實驗過程中為了避免白磷燃燒時將錐形瓶灼裂,可以提前在錐形瓶中放入少量的細砂。接下來將盛白磷的錐形瓶以及綁有小氣球的玻璃管一起放到天平的左盤中,在右盤中添加砝碼,并移動游碼,使天平處于平衡的狀態(tài)。取出錐形瓶及導(dǎo)管,將橡皮塞上的玻璃管放在酒精燈的火焰上灼燒至紅熱之后,迅速通過橡皮塞塞住錐形瓶瓶口,并引燃白磷,可以看到白磷燃燒,并且產(chǎn)生濃厚的白煙。待錐形瓶冷卻、白煙沉降之后,重新將其放到天平上,觀察天平的狀態(tài),會發(fā)現(xiàn)天平仍然保持平衡狀態(tài)。

學(xué)生自己動手實驗主要具有以下幾個方面的優(yōu)點:首先,操作性較強。實驗過程中可能由于實驗裝置密封不嚴,而導(dǎo)致白磷在燃燒的過程中氣體逸出,最終導(dǎo)致實驗失敗。因此,在自己動手實驗的過程中,學(xué)生應(yīng)該對錐形瓶的密封性進行嚴格的檢查,避免實驗失敗。其次,具有較強的可觀察性。在實驗過程中,可以看到大量的白煙產(chǎn)生,說明物質(zhì)本身的性質(zhì)發(fā)生了變化,在完成實驗之后觀察天平的狀態(tài),能夠直接確定實驗是否成功。第三,引發(fā)思考。實際的實驗操作過程可能會與課本中所給出的實驗結(jié)果不同,這能夠吸引學(xué)生的注意力,去思考究竟是什么原因?qū)е陆Y(jié)果的差異,培養(yǎng)學(xué)生耐心、細致、積極思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣,使知識能夠真正印入他們的內(nèi)心,更好地理解和學(xué)習(xí)所學(xué)的知識。

三、學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律應(yīng)該注意的問題

在學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律的過程中,學(xué)生應(yīng)該注意以下幾個方面的問題:第一,在研究一個現(xiàn)象是否符合質(zhì)量守恒定律時,首先應(yīng)該判斷該現(xiàn)象的變化屬于化學(xué)變化還是物理變化,如果屬于化學(xué)變化,則一定遵循質(zhì)量守恒定律。第二,質(zhì)量守恒定律強調(diào)了“參加反應(yīng)的物質(zhì)”,而并非是所有物質(zhì)質(zhì)量的簡單相加,一定不要將未參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量計算進來,否則就會導(dǎo)致“質(zhì)量不守恒”的結(jié)果出現(xiàn)。第三,對于化學(xué)反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量的計算,只需要對反應(yīng)生成的物質(zhì)的質(zhì)量進行計算,而不需要將原來就存在的物質(zhì)的質(zhì)量計算進來。第四,在考慮變化前后物質(zhì)的質(zhì)量總和時,需要將各種形態(tài)的物質(zhì)質(zhì)量全部計算進來,不能漏掉任何一種反應(yīng)物或者生成物的質(zhì)量。比如,在敞口容器中進行實驗,通常會出現(xiàn)反應(yīng)后剩余物質(zhì)質(zhì)量減輕的情況,此時學(xué)生通常會認為出現(xiàn)了質(zhì)量“不守恒”的現(xiàn)象。實際上這也是符合質(zhì)量守恒定律的,只是由于敞口容器中的部分氣體向外逸散,導(dǎo)致在實驗后這部分氣體的質(zhì)量未被計算進來。

四、結(jié)束語

學(xué)生通過本章節(jié)的實驗操作學(xué)習(xí),對于質(zhì)量守恒定律的概念和特點有了更加深入的理解,同時也為之后的學(xué)習(xí)打下了牢固的基礎(chǔ)。因此,在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生必須養(yǎng)成主動探究思考和親自動手做實驗的習(xí)慣,在教師的指導(dǎo)下真正掌握各種化學(xué)知識,才能進一步提高學(xué)習(xí)能力。

參考文獻:

篇5

關(guān)鍵詞:質(zhì)能方程;能量守恒定律;質(zhì)量守恒定律;矛盾

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)11-0036-3

1 問題的提出

能量守恒定律指出,在能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中能量的總量恒定不變;質(zhì)量守恒定律指出,在任何與周圍隔絕的物質(zhì)系統(tǒng)(孤立系統(tǒng))中,不論發(fā)生何種變化或過程,其總質(zhì)量保持不變;而愛因斯坦相對論動力學(xué)的一個著名結(jié)論是質(zhì)能方程:E=mc2,此方程表明物質(zhì)的質(zhì)量虧損對應(yīng)著一定的能量損失。

問題一:在核反應(yīng)中,能量是哪來的?釋放之前是以什么能的形式存在的?根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程,核反應(yīng)前后,總質(zhì)量有損失,可以根據(jù)質(zhì)能方程算出釋放的核能,難道是質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量了嗎?

問題二:化學(xué)反應(yīng)中會有能量的變化,而根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知,能量的變化必然會有質(zhì)量的變化,那為什么反應(yīng)前后質(zhì)量還守恒呢?

問題三:假設(shè)有一高溫物體,質(zhì)量為m ,放在低溫環(huán)境中,該物體必然向外散熱,輻射出能量,那么該物體的能量必然變少,根據(jù)質(zhì)能方程,質(zhì)量也會減少。但是,我們卻認為,該物體的質(zhì)量是守恒的,這怎樣解釋?

這些問題是否說明能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律是錯誤的?或者說不是普適定律?

2 守恒定律的科學(xué)表述

質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律、電荷守恒定律是自然界的三大守恒定律。

質(zhì)量守恒定律是俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫于1756年最早發(fā)現(xiàn)的。在化學(xué)反應(yīng)中,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和,這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律,也稱物質(zhì)不滅定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一。20世紀初[1],德國和英國化學(xué)家分別做了精確度極高的實驗,結(jié)果表明,化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量變化小于一千萬分之一,這個誤差是在實驗誤差允許范圍之內(nèi)的,從而使質(zhì)量守恒定律確立在嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗的基礎(chǔ)上。同樣的,在物理變化中物體的總質(zhì)量也保持不變,如把糖溶解在水里,則溶液的質(zhì)量將嚴格地等于糖的質(zhì)量和水的質(zhì)量之和。大量實驗證明,不論如何分割或溶解,物體的質(zhì)量具有不變性。

能量守恒定律也稱為熱力學(xué)第一定律[2],是指在一個封閉(孤立)系統(tǒng)的總能量保持不變。其中,總能量一般說來不只是動能與勢能之和,而是靜止能量(固有能量)、動能、勢能三者的總量。能源在一定條件下可以轉(zhuǎn)換成人們所需要的各種形式的能量。例如,煤燃燒后放出熱量,可以用來取暖做飯;可以用來生產(chǎn)蒸汽,推動蒸汽機工作,將熱能轉(zhuǎn)換為機械能,推動汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,電能又可以通過電動機等用電器轉(zhuǎn)換為機械能、熱能等。所有能量轉(zhuǎn)換都遵循能量守恒定律。能量守恒定律指出:“自然界的一切物質(zhì)都具有能量,能量既不能創(chuàng)造也不能消滅,而只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式,從一個物體傳遞到另一個物體,在能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中能量的總量恒定不變?!?/p>

對于中學(xué)生來說,在經(jīng)典力學(xué)的范圍內(nèi)對質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律的內(nèi)容是很容易理解掌握的。

3 質(zhì)能方程的本質(zhì)

在高中物理選修3-4第十五章《相對論的誕生》中講到,愛因斯坦在1905年撰寫的《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個啟發(fā)性觀點》論文中根據(jù)狹義相對論原理及洛倫茲變換,經(jīng)過高等數(shù)學(xué)推導(dǎo),劃時代地導(dǎo)出了相對論動力學(xué)的一個著名結(jié)論――質(zhì)能關(guān)系:E=mc2。質(zhì)能關(guān)系式從理論上預(yù)言了核能釋放及原子能利用和原子彈研制的可能性[3]。在實際應(yīng)用中,常用其變化量的表達式:ΔE=Δmc2,質(zhì)量虧損時,即當(dāng)質(zhì)量減少Δm,就意味著要釋放出ΔE=Δmc2的巨大能量,此式被稱為改變世界的方程。

質(zhì)能方程有三種表達形式 :

1.E0=m0c2,式中的m0為物體的靜止質(zhì)量,m0c2為物體的靜止能量。中學(xué)物理教材中所講的質(zhì)能方程含義與此表達式相同,通常簡寫為ΔE=Δmc2。

2.Ev=mvc2,式mvc2為物體運動時的總能量,即物體的靜止能量和動能之和。

3.ΔE=Δmc2,式中的Δm通常為物體靜止質(zhì)量的變化,即質(zhì)量虧損。ΔE為物體靜止能量的變化。這種表達形式最常用,也是學(xué)生最容易產(chǎn)生誤解的表達形式,難道是物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量了嗎?

相對論力學(xué)指出,物體有總能量,也有靜止能量[4]。粒子的總能量包含靜止能量和運動能量。物體的靜止能量是它的總內(nèi)能,包括分子運動的動能、分子間相互作用的勢能、使原子與原子結(jié)合在一起的化學(xué)能、原子內(nèi)使原子核和電子結(jié)合在一起的電磁能,以及原子核內(nèi)質(zhì)子、中子的結(jié)合能……物體靜止能量的揭示是相對論最重要的推論之一,它指出,靜止粒子內(nèi)部仍然存在著運動。一定質(zhì)量的粒子具有一定的內(nèi)部運動能量,反過來,帶有一定內(nèi)部運動能量的粒子就表現(xiàn)出有一定的慣性質(zhì)量。在基本粒子轉(zhuǎn)化過程中,有可能把粒子內(nèi)部蘊藏著的全部靜止能量釋放出來,變?yōu)榭梢岳玫膭幽?。由此可見,在相對論力學(xué)中,能量和質(zhì)量只不過是物體力學(xué)性質(zhì)的兩個不同方面而已。

愛因斯坦推導(dǎo)出質(zhì)能方程之前,人們都認為質(zhì)量和能量是兩個概念,他們之間是沒有關(guān)聯(lián)的。質(zhì)能方程所包含的,是關(guān)于原子核的反應(yīng)過程中質(zhì)量和能量的轉(zhuǎn)換。在相對論力學(xué)中指出,物體以速度v運動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間有以下關(guān)系:

此式表明物體運動時的質(zhì)量m總要大于靜止時的質(zhì)量m0。微觀粒子的運動速度很高,它的質(zhì)量明顯地大于靜止質(zhì)量,在核反應(yīng)中,這個現(xiàn)象必須考慮。

4 質(zhì)能方程在更為寬泛的領(lǐng)域揭示了質(zhì)量守恒與能量守恒的正確性

當(dāng)一組粒子構(gòu)成復(fù)合物體時,由于各粒子之間有相互作用能以及有相對運動的動能,因而,當(dāng)物體整體靜止時,它的總能量一般不等于所有粒子的靜止能量之和,兩者之差稱為物體的結(jié)合能。與此對應(yīng),物體的靜止質(zhì)量亦不等于組成它的各粒子的靜止質(zhì)量之和,兩者之差稱為質(zhì)量虧損,質(zhì)量虧損與結(jié)合能之間有關(guān)系:ΔE=Δmc2。由于在中學(xué)物理教材中,對此式的解釋較淺,因此,有些學(xué)生就誤認為,核反應(yīng)過程中,質(zhì)量不再守恒,且少掉的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量了。

問題一釋疑:在核反應(yīng)中,釋放的核能是原子核的靜止能量的一部分,即原子核內(nèi)核子的強相互作用的核能等轉(zhuǎn)化成了發(fā)射粒子的動能和勢能,但總能量守恒;此外核反應(yīng)前后,原子核有質(zhì)量虧損,由于發(fā)射的微觀粒子高速飛出而質(zhì)量增大,其增大質(zhì)量就是原子核質(zhì)量虧損,但總質(zhì)量仍然守恒。質(zhì)能方程反應(yīng)的就是質(zhì)量虧損與所釋放核能的數(shù)量關(guān)系。

問題二釋疑:通常情況下,質(zhì)量守恒是在低速條件下的靜止質(zhì)量守恒,化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒就是這種情況;化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,沒有涉及到物體的微觀靜止能量與運動能量的變化,因而不用愛因斯坦的質(zhì)能方程去解釋??捎煤暧^經(jīng)典力學(xué)能量守恒理論解釋??梢哉f,化學(xué)變化只能改變物質(zhì)的組成,但不能創(chuàng)造物質(zhì),也不能消滅物質(zhì),所以質(zhì)量守恒定律又稱物質(zhì)不滅定律。

(下轉(zhuǎn)第40頁)

(上接第37頁)

問題三釋疑:對于高溫物體的熱輻射,是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象。是一種物體用電磁輻射的形式把熱能向外散發(fā)的熱傳導(dǎo)方式。它不依賴任何外界條件而進行,這是熱的三種主要傳導(dǎo)方式之一。我們所說的其質(zhì)量守恒,仍然是低速條件下的靜止質(zhì)量守恒,沒有考慮能量減少引起的運動質(zhì)量變化。實際上,輻射能量的同時是有質(zhì)量虧損的,物體的一部分質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了光子的質(zhì)量。

此外,原子核衰變時放出能量,其總質(zhì)量也是減小的。原子核衰變時釋放的α粒子、β粒子、中子、質(zhì)子、核子團等的動能即來自于衰變前后質(zhì)量虧損對應(yīng)的核能。

可見,質(zhì)能方程把質(zhì)量和能量的關(guān)系表達了出來,并沒有違背能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律。質(zhì)能方程表明,物體的質(zhì)量是它所含能量的量度,質(zhì)能方程將經(jīng)典力學(xué)中彼此獨立的質(zhì)量守恒和能量守恒定律結(jié)合起來,成了統(tǒng)一的“質(zhì)能守恒定律”,它充分反映了物質(zhì)和運動的統(tǒng)一性。一方面,任何物質(zhì)系統(tǒng)既可用質(zhì)量m來標志它的數(shù)量,也可用能量E來標志它的數(shù)量;另一方面,一個系統(tǒng)的能量減少時,其質(zhì)量也相應(yīng)減少,另一個系統(tǒng)接受而增加了能量時,其質(zhì)量也相應(yīng)地增加。質(zhì)能方程在更為寬泛的領(lǐng)域揭示了質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律的正確性。

參考文獻:

[1]課程教材研究所.化學(xué)?九年級上冊[M].北京:人民教育出版社,2012.

[2]肖德武.能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)[J].科學(xué)與文化,2007(11):51.

篇6

一、說教材

1.教材的地位和作用

質(zhì)量守恒定律是人教版初中化學(xué)課本中第五單元課題1的內(nèi)容,這一課在初中化學(xué)知識體系中有著承上啟下的作用。在本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子、原子、元素、化學(xué)式等知識,同時對化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)發(fā)生質(zhì)的變化已經(jīng)有了一定的認識。這些知識都為本節(jié)課提供了學(xué)習(xí)基礎(chǔ),而本節(jié)課又為化學(xué)方程式書寫和計算做好了知識準備。所以,本節(jié)課的內(nèi)容不僅是本單元的一個重點,也是整個中學(xué)化學(xué)的教學(xué)重點之一。

2.教情學(xué)情分析

在本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)許多化學(xué)反應(yīng),能夠從分子原子的角度去分析化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì),同時具備了一定的實驗動手能力、分析觀察能力及歸納總結(jié)能力。學(xué)生基本具備了學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律的能力。

3.教學(xué)目標

根據(jù)上面教材及教情學(xué)情的分析,我確定了本節(jié)課的教學(xué)目標。

知識與技能:(1)認識質(zhì)量守恒定律,能說明化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系。(2)從微觀角度認識在一切化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目沒有增減。

過程與方法:(1)通過實驗探究,得出化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系。(2)通過學(xué)生間的討論交流,加深對質(zhì)量守恒定律的理解。

情感態(tài)度與價值觀:(1)培養(yǎng)學(xué)生定量研究、分析推理及解決問題的能力。(2)樹立透過現(xiàn)象認識事物本質(zhì)的辯證唯物主義觀點。

4.教學(xué)重點

根據(jù)新的課程標準、教材分析,本節(jié)課重點是質(zhì)量守恒定律的理解及應(yīng)用。

5.教學(xué)難點

(1)如何引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究得到結(jié)論。(2)從微觀角度解釋質(zhì)量守恒定律本質(zhì)。我是采用通過小組實驗、共同探究、動畫演示突破重點難點。

6.教材改進

課本中實驗5―1的實驗裝置。

二、說教學(xué)方法

德國大教育家第斯多惠說:“科學(xué)知識是不應(yīng)該傳授給學(xué)生的,而應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)它們,獨立地掌握它們?!睂W(xué)生的化學(xué)知識還處于啟蒙階段,實驗探究的學(xué)習(xí)方法還不熟練,所以我采用了:引導(dǎo)探究式教學(xué)方法;多媒體輔助;小組合作探究法。

三、說教學(xué)過程

教學(xué)過程分為五個環(huán)節(jié):提出問題、實驗探究、科學(xué)史實、微觀模擬、課堂小結(jié)。

1.提出問題

通過復(fù)習(xí)白磷的燃燒、蠟燭的燃燒、水分解等反應(yīng)。引出這些反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量是否發(fā)生了改變?學(xué)生分組討論做出猜想:可能改變,可能不改變。

2.實驗探究

為了減少探究的盲目性,引導(dǎo)學(xué)生制訂實驗方案。在設(shè)計實驗時,首先提示學(xué)生應(yīng)該思考哪些問題。例如:可以選一個容易發(fā)生的化學(xué)反應(yīng);測量反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量的方法;實驗中要用到哪些儀器?……

根據(jù)設(shè)計實驗要考慮的問題,教師給出方案。

教師演示:白磷燃燒的實驗,對方案一中反應(yīng)前后所稱量的物質(zhì)進行對比。最后得到的就是:白磷質(zhì)量+氧氣質(zhì)量(參加)=五氧化二磷質(zhì)量(突破重點)。由這個實驗得到的結(jié)論是否具有普遍性?讓學(xué)生根據(jù)所給的藥品,完成活動探究二。

活動探究二:硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液、錐形瓶、電子天平、注射器。

經(jīng)過教師的演示和學(xué)生的分組實驗,說明猜想一正確。

3.科學(xué)史實

由于兩個實驗不能說明定律的正確,我?guī)е鴮W(xué)生一起去做個時間旅行,從公元前300多年到20世紀初,質(zhì)量守恒的思想從產(chǎn)生到發(fā)展成為理論定律的過程。

①樸素的唯物思想階段;②自覺應(yīng)用階段;③經(jīng)驗定律階段;④理論定律階段。

4.微觀模擬

課件展示動畫模擬水分子電解過程中分子原子的微觀變化。讓學(xué)生帶著下面的問題仔細觀察。反應(yīng)前后,原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量改變了沒有?

教師根據(jù)學(xué)生的總結(jié),完善質(zhì)量守恒定律的“六不變、二改變、二可能變”,課件展示。

5.課堂小結(jié)

學(xué)了本節(jié)課,你有哪些收獲?懂得了什么樣的化學(xué)學(xué)習(xí)方法?

四、說教學(xué)反思

本節(jié)課我主要采用猜想假設(shè)、實驗探究的方法,讓學(xué)生分組實驗來驗證自己的猜想,從實踐中得到自己所要了解的知識。通過學(xué)生熟悉的化學(xué)反應(yīng)引入,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的探究欲望。探究實驗中的相同裝置,出現(xiàn)不同現(xiàn)象,再次出現(xiàn)探究的,引導(dǎo)學(xué)生分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因,并進一步引導(dǎo)學(xué)生思考如何改進實驗裝置,使學(xué)生的分析能力得到提高。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,能夠提出問題并提出解決方案,在掌握知識的同時,分析問題的能力也得到提高。利用動畫幫助學(xué)生建立微觀的概念,學(xué)生能更好地理解和接受知識。為了增加實驗的精確性,我改用電子天平來完成本節(jié)課的實驗。

篇7

本節(jié)課是滬教版第四章第二節(jié)《定量認識化學(xué)變化》的第一課時,我嘗試運用了“任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)模式,獲得了不小的收獲。

1 教學(xué)設(shè)計思想

“任務(wù)驅(qū)動”是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法,其基本特點是“以任務(wù)為主線。以教師為主導(dǎo)。以學(xué)生為主體”。其基本教學(xué)流程如下:

2 教學(xué)目標與重、難點

2.1 教學(xué)目標

(1)知識與技能

理解質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容;能從微觀解釋質(zhì)量守恒的實質(zhì);讓學(xué)生初步了解定量研究的科學(xué)方法。

(2)過程與方法

學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動下自主展開學(xué)習(xí)實踐。教師及時評價和激勵,從而完成質(zhì)量守恒定律的概念建構(gòu)過程:讓學(xué)生初步認識科學(xué)探究的步驟和方法。體驗科學(xué)探究的過程。

(3)情感態(tài)度與價值觀

樹立“透過現(xiàn)象認識事物本質(zhì)”的辯證唯物主義觀點;體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)真理的途徑和方法。

2.2 教學(xué)重點

質(zhì)量守恒定律的涵義及微觀解釋。

2.3 教學(xué)難點

學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動下設(shè)計并完成實驗方案。

3 教學(xué)過程設(shè)計

(1)在設(shè)計任務(wù)時,要努力研究學(xué)生的學(xué)習(xí)心理和他們在學(xué)習(xí)過程中的認知規(guī)律。注意分散重點、難點,按照“低起點、高落點”的原則精心設(shè)計梯度合適的任務(wù)。

比如。學(xué)生對質(zhì)量守恒定律進行實驗探究時。實際上存在一些思維的障礙,概括起來有兩點:第一是要分步稱量還是整體稱量,第二是采用封閉體系還是開放體系。我抓住了學(xué)生實驗思維發(fā)展的這兩個關(guān)鍵點。設(shè)計了3個有梯度的思考任務(wù):①這兩個反應(yīng)中的反應(yīng)物的總質(zhì)量是什么?生成物的總質(zhì)量又是什么?②你準備怎么稱量反應(yīng)物和生成物的總質(zhì)量?是分開稱量還是整體稱量?③你打算選擇什么裝置來進行實驗稱量?通過對這3個任務(wù)的思考完成,學(xué)生對實驗思維中的兩個障礙點進行了比較深入的理性分析,從而化解了學(xué)生在實驗設(shè)計時的難點。為任務(wù)的順利完成創(chuàng)造了條件。

(2)充分利用學(xué)生實驗中的認知沖突和課堂生成性資源進行教學(xué)。

如,當(dāng)學(xué)生交流實驗結(jié)論時。出現(xiàn)了與質(zhì)量守恒定律不同的結(jié)論,即石灰石與稀鹽酸的反應(yīng)出現(xiàn)了相等和減少兩種情況,用錐形瓶加滴管的裝置。有的還出現(xiàn)橡皮塞彈出情況。為什么呢?現(xiàn)象的差異引發(fā)了學(xué)生的思維。又激起了學(xué)生探究的欲望。這也是我故意制造的異?,F(xiàn)象(課前我充分進行了預(yù)設(shè)。故意加大了2組實驗中鹽酸的濃度),此時我抓住機會。充分挖掘其中蘊含的教育價值。對實驗裝置進行進一步的可行性分析:若用燒杯加試管的裝置。因有二氧化碳的逃逸。使質(zhì)量偏小,為避免這樣的情況,當(dāng)有氣體參加或生成的反應(yīng)。必須在密閉裝置中驗證質(zhì)量守恒:而在密閉裝置中。用錐形瓶加滴管的裝置完成石灰石與鹽酸的反應(yīng)。又因瓶內(nèi)氣壓過大。使實驗失敗,為避免這樣的情況。要在錐形瓶內(nèi)加石灰水來吸收二氧化碳,減小氣壓,以確保實驗成功。此時繼續(xù)追問“為避免塞子的彈出。能否在錐形瓶上套個氣球?”學(xué)生分析后認為:若氣球體積脹大,受浮力的影響,會使天平傾斜。這樣的實驗設(shè)計,充分發(fā)揮了認知沖突的心理學(xué)功能,使學(xué)生認知結(jié)構(gòu)中的“支架”不斷從不平衡趨于平衡。學(xué)生的思維活動多了。參與度高了。課堂解決的問題量也多了,學(xué)生的思維能力不斷提高,對實驗裝置的認識也不斷深化,學(xué)生的探究意識和探究能力也不斷提高,實現(xiàn)了課堂的高效率。

篇8

關(guān)鍵詞:質(zhì)量守恒定律;教材實驗;功能;深度開發(fā)

以實驗為基礎(chǔ)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的基本特征。化學(xué)實驗現(xiàn)象直觀具體、形象生動,既能幫助學(xué)生了解化學(xué)科學(xué)的基本事實,又能促進化學(xué)假設(shè)和理論的形成。化學(xué)實驗在化學(xué)科學(xué)認識中所處的地位十分重要,具體表現(xiàn)在:“化學(xué)實驗是聯(lián)系認識主體和認識客體的中介;是溝通認識主體和化學(xué)科學(xué)認識的橋梁;是化學(xué)科學(xué)認識從一級上升到另一級的中間環(huán)節(jié)。”

在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中,研究物質(zhì)的性質(zhì)及變化需要化學(xué)實驗,學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象并體驗到變化的客觀存在,進而由現(xiàn)象到本質(zhì)進行分析和推理;對化學(xué)基本概念和基本理論的認識,學(xué)生更需要通過化學(xué)實驗情境獲取感性材料,概括出事物發(fā)展的規(guī)律和

本質(zhì)。

化學(xué)教材中選用的實驗,設(shè)計得十分細膩和精巧,往往能將復(fù)雜條件進行簡化和純化,使需要認識的某種性質(zhì)或關(guān)系以相對純粹的形態(tài)表現(xiàn)出來。然而,在大多時候,教師將教材中已有的實驗棄之不用,或使用了實驗卻對其知之甚少。未能對教材中實驗的功能進行充分挖掘,從而喪失了很多有意義的教學(xué)素材,這是非常令人惋惜的。

質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)里為數(shù)不多的基本定律之一,教材在展開這部分內(nèi)容時選擇了四個實驗,筆者對這四個實驗進行了相對深入的分析,以下的解讀希望對大家有所啟發(fā)。

一、質(zhì)量守恒定律實驗與化學(xué)史的關(guān)系

質(zhì)量守恒定律在化學(xué)史的發(fā)展過程中經(jīng)歷了三個重要階段:施塔爾以草木燃燒,燃素逸出,質(zhì)量減小為例,認為化學(xué)反應(yīng)后質(zhì)量減??;波義耳煅燒金屬后,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量增大,認為化學(xué)反應(yīng)后質(zhì)量增大;拉瓦錫在密閉容器內(nèi)加熱汞,發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變。三位名家,三種不同的觀點,穿越到現(xiàn)代課堂中,成為三種不同的假設(shè)。

教材中并未穿插化學(xué)史料,而是以實驗的形式,將三種觀點呈現(xiàn)在教材中。當(dāng)然,教材在選擇實驗時,將三位科學(xué)家的復(fù)雜體系都簡單化,在保留體現(xiàn)科學(xué)家實驗設(shè)計思想的同時,簡化了實驗原理和體系,使得需要探究的質(zhì)量關(guān)系以較為純粹的方式得以呈現(xiàn)。代表施塔爾觀點的實驗是碳酸鈉與稀鹽酸的實驗,是一個有物質(zhì)逃逸的實驗,與草木燃燒的實驗異曲同工;代表波義耳的實驗是鎂帶燃燒的實驗,是一個有物質(zhì)吸入的實驗;代表拉瓦錫的實驗有兩個,一個是紅磷在密閉體系中燃燒的實驗,另一個是鐵釘和硫酸銅反應(yīng)的實驗。

教材中選擇紅磷燃燒的實驗來做質(zhì)量守恒定律的探究,還有另一個層面的考慮。拉瓦錫經(jīng)典的“12天”實驗,利用金屬汞測定了空氣中的氧氣含量,教材中用紅磷取代金屬汞。質(zhì)量守恒定律,其實是拉瓦錫在“12天”實驗中的第二個發(fā)現(xiàn),教材中選擇之前使用過的紅磷燃燒實驗做模擬,更為流暢與自然,也隱含著兩個發(fā)現(xiàn)之間的聯(lián)系。

二、質(zhì)量守恒定律實驗與定律本體的關(guān)系

質(zhì)量守恒定律是指“參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和?!?/p>

質(zhì)量守恒定律中的關(guān)鍵詞有化學(xué)反應(yīng)、質(zhì)量、總和、參加反應(yīng)的,這四個關(guān)鍵詞的理解與突破,是教材中選擇的四個實驗承載的重要任務(wù)。

“化學(xué)反應(yīng)”如何在四個實驗中得以體現(xiàn)?教材中選擇的四個實驗,現(xiàn)象分別為紅磷燃燒的火焰、鎂帶燃燒的發(fā)光、鐵和硫酸銅反應(yīng)的變色以及碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)的氣泡。這些明顯的現(xiàn)象都指向同一個結(jié)論,這些反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng)。

“質(zhì)量”在四個實驗中體現(xiàn)得十分明顯。四個實驗在進行前后,都要將儀器及藥品在托P天平上稱量。

質(zhì)量守恒定律中較難理解的是第三個關(guān)鍵詞:“總和”,這個關(guān)鍵詞在實驗中主要通過探究的形式予以凸顯。碳酸鈉和稀鹽酸的實驗以及鎂帶燃燒的實驗,實驗前后,質(zhì)量均不守恒,問題出在哪里?學(xué)生很快發(fā)現(xiàn),碳酸鈉與稀鹽酸實驗產(chǎn)生的大量氣體外溢,并未稱量;鎂帶燃燒時,通過原理分析,學(xué)生會注意到,吸入的氧氣未稱量,造成反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒。如何將“不守恒”的裝置改為能夠證明質(zhì)量守恒定律的裝置?圍繞這一問題,學(xué)生深入探究,設(shè)計實驗,稱量反應(yīng)前后的質(zhì)量總和。在探究過程中,“總和”的意識不斷在指導(dǎo)學(xué)生進行設(shè)計和改進,從而突破認知難點。

“參加反應(yīng)的”是質(zhì)量守恒定律中最難理解的關(guān)鍵詞,也是最容易被忽略的關(guān)鍵詞。在改進裝置后,四個實驗反應(yīng)前后的質(zhì)量總和不變,由此,學(xué)生在思維深處已經(jīng)形成了質(zhì)量守恒的意識。然而,這只是實驗表觀的質(zhì)量總和不變,質(zhì)量守恒定律中強調(diào)的是參加反應(yīng)的和反應(yīng)生成的物質(zhì)質(zhì)量守恒。在這一難點的突破上,鐵釘和硫酸銅實驗的潛在作用得以充分發(fā)揮。引導(dǎo)學(xué)生將鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)后的試管稍加振蕩,觀察到鐵釘表面的紅色固體脫落,露出銀白色的金屬。一個簡單的舉動,引出了深入的思考,列表式分析如下:

上述列表分析后,得出最終結(jié)論:質(zhì)量守恒定律需要強調(diào)參加反應(yīng)的和反應(yīng)生成的物質(zhì)的質(zhì)量。

理解質(zhì)量守恒定律,關(guān)鍵在理解這四個詞上;理解這四個詞,關(guān)鍵在實驗功能的發(fā)揮上。由此可見,質(zhì)量守恒定律實驗對定律本體重難點的突破意義重大。

三、質(zhì)量守恒定律實驗的其他細節(jié)

細節(jié)一:鐵釘和硫酸銅溶液反應(yīng)時,教材中用作反應(yīng)器的錐形瓶口上配了橡膠塞,這一處理主要有兩個目的:(1)與紅磷在密閉體系中燃燒的實驗呼應(yīng),提示學(xué)生注意體系的密閉性,為后續(xù)的實驗改進做鋪墊;(2)由于銅離子水解,硫酸銅溶液顯酸性,鐵釘加入硫酸銅溶液后,可能會產(chǎn)生少量的氫氣,為了實驗的嚴謹性,實驗中做了密閉處理。

細節(jié)二:鎂帶燃燒是一個相對其他三個實驗來說,更為復(fù)雜的反應(yīng)體系。鎂帶會消耗空氣中的氧氣,還會消耗空氣中的氮氣和二氧化碳,吸入的物質(zhì)有多種可能,質(zhì)量變化關(guān)系復(fù)雜;另外,鎂帶燃燒時產(chǎn)生大量白煙,白煙逸散到空氣中,影響生成物的質(zhì)量稱量。多重因素同時影響,使得關(guān)于鎂帶燃燒前后的質(zhì)量變化討論更開放,但由于涉及的知識點太多,初中生難免淺嘗輒止。筆者認為,復(fù)雜體系的多因素討論實驗,在此處有一些超出范圍,建議使用簡單體系的金屬實驗,比如加熱銅片等。

篇9

正確理解并應(yīng)用守恒定律是初中化學(xué)課程標準的要求,學(xué)生掌握好守恒思想有助于中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)。采用守恒定律進行解題,可以簡化思路,進而可以方便快捷地解決試題。教師在教學(xué)過程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜的題目簡單化,結(jié)合初三化學(xué)教學(xué)實際,選取部分常見類型的守恒定律的化學(xué)試題,探討守恒定律如何解析初中化學(xué)試題。

[關(guān)鍵詞]

初中化學(xué);守恒定律;解題方法指導(dǎo)

守恒思想在解決化學(xué)試題中會經(jīng)常用到,為解決化學(xué)題目提供了重要的指導(dǎo)思想。熟練運用守恒思想,可以簡單快速地解決問題,減少不必要的計算過程,形成科學(xué)的思維方式。在應(yīng)用該思想過程中,應(yīng)注意重點把握化學(xué)變化的始態(tài)與終態(tài),抓住其中的不變量,并建立一定的關(guān)系,從而簡化思路,快速解題。無論是宏觀角度還是微觀角度,質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用比較廣泛。除了質(zhì)量守恒以外,常用的守恒法還有電荷守恒、物料守恒等,文章從這幾個方面探討守恒思想在初中化學(xué)題目中的應(yīng)用。

一、質(zhì)量守恒定律在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用

質(zhì)量守恒定律是中學(xué)化學(xué)重要的基礎(chǔ)知識,是化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律,也是配平化學(xué)方程式的依據(jù),往往也是中考的主要考點之一。因此,在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中,考生需要正確理解、熟練掌握和準確運用質(zhì)量守恒定律。

(一)根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量守恒求解

質(zhì)量守恒定律是參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和,即反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和相等。那么,針對反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量沒有發(fā)生改變,且看如下例題:

例1:x克白磷和y克氧氣在恰好完全反應(yīng)下能生成z克的五氧化二磷,下列敘述中不正確的是( )。

A.反應(yīng)前后磷原子總數(shù)和氧原子總數(shù)不變

B.x+y=z

C.反應(yīng)前后分子數(shù)總數(shù)不變

D.反應(yīng)前后磷元素和氧元素種類不變

在這道題中,明確指出該化學(xué)反應(yīng)恰好完全反應(yīng),可以得出x+y=z這一信息。根據(jù)質(zhì)量守恒定律得知,化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變,反應(yīng)前后磷原子與氧原子的總數(shù)、質(zhì)量、性質(zhì)等不發(fā)生變化,但是在化學(xué)反應(yīng)中分子會破裂,分子總數(shù)會有變化,對各個選項進行分析得知,選項C的含義是不正確的。

例2:將干燥純凈的氯酸鉀和二氧化錳化合物裝入試管中,加熱制氧氣,待完全反應(yīng)后,測得剩余固體物質(zhì)質(zhì)量為10.7g,已知反應(yīng)前化合物的質(zhì)量為15.5g,求制得的氧氣的質(zhì)量為多少。

關(guān)于這題很多學(xué)生非常想計算剩余固體中二氧化錳與氯化鉀分別為多少,其實不需要計算這些混合物。根據(jù)題目提供的信息,剩余固體物質(zhì)數(shù)據(jù)10.7就是二氧化錳與氯化鉀混合物的質(zhì)量,不能直接根據(jù)化學(xué)方程式進行計算混合物中二氧化錳與氯化鉀具體多少。因此,根據(jù)質(zhì)量守恒定律得知,反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量不變,反應(yīng)前后固體混合物的質(zhì)量差就是生成氧氣的質(zhì)量。

(二)根據(jù)反應(yīng)前后某元素的質(zhì)量守恒求解

根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,同一種元素在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,知道某元素質(zhì)量守恒準則,下面這類題目將會迎刃而解。

例3:將4.0g的某金屬樣品投入到100g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為9.8%的稀硫酸中,已知它們能完全反應(yīng),測得生成物硫酸鹽中含硫、氧兩元素的質(zhì)量分數(shù)為80%,試求此金屬的質(zhì)量分數(shù)。

對于這道題目提供的信息,利用質(zhì)量守恒定律中同一種元素在反應(yīng)前后質(zhì)量守恒可知,可以求得硫酸根的質(zhì)量,然后再根據(jù)硫酸鹽中硫和氧元素的質(zhì)量分數(shù)80%這一信息,可以計算出正鹽的質(zhì)量,最后進一步求得參加反應(yīng)的金屬質(zhì)量,則求得金屬的質(zhì)量分數(shù)為60%。這就是利用反應(yīng)前后某元素的質(zhì)量守恒尋找突破口,使得解題過程變得簡單清晰。

(三)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后各原子的數(shù)目和種類守恒求解

有時候在面對眾多物質(zhì)時,我們需要牢牢抓住反應(yīng)前后元素的原子種類和個數(shù)守恒,能讓學(xué)生解題時可以把握解題方向,從而可以得心應(yīng)手解決這類題目:

例4:我們知道一氧化碳是常見的有毒大氣污染氣體,而五氧化二碘(化學(xué)式I2O5)可以檢測大氣中一氧化碳的含量,其化學(xué)反應(yīng)方程式為:I2O5+5CO=I2+5A,求該化學(xué)方程式中生成物質(zhì)A的化學(xué)式。

對于這個題目提供的信息來看,可以利用質(zhì)量守恒定律來解決問題,從物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后某元素原子數(shù)目與種類守恒來分析,不難求得A的化學(xué)式為CO2。

從以上幾道例題來看,質(zhì)量守恒定律可以概括為總質(zhì)量守恒、元素種類及質(zhì)量守恒、各元素的原子總數(shù)守恒,不可將其混淆,認為是重量守恒、分子數(shù)守恒或體積守恒等。此外,關(guān)于反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量守恒,必然會涉及參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量的問題。對于化學(xué)反應(yīng)后的生成物,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)方程式配比關(guān)系知道哪些沒有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量,不可將未參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量計算在內(nèi)。

二、電荷守恒在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用

電荷守恒應(yīng)用往往在化學(xué)溶液類的題目中,在各類化學(xué)溶液中也許存在著陰陽離子,且陰陽離子所帶的正負電荷總數(shù)目是相等的,然而陰陽離子的數(shù)目未必相等。電荷守恒不但可以適用在一種溶質(zhì)溶液中,也同樣適用于多種溶質(zhì)溶液中。

例5:某溶液中含有Na+、CO32-、Cl-三種離子,且Na+與CO32-的個數(shù)比為5∶1,求溶液中CO32-、Cl-的個數(shù)比為________。

對于這道溶液類的題目完全可以用電荷守恒定理解題,陰陽離子中正負電荷的代數(shù)和為零。設(shè)此溶液中Na+、CO32-、Cl-三種離子的個數(shù)分別為5A、A、x,得出5A×(+1)+A×(-2)+x×(-1)=0,解得x=3A,因此得出故CO32-與Cl-的個數(shù)比為A∶3A=1∶3。

三、化合價守恒在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用

化合價守恒是指化合物中正負化合價絕對值相等,也就是化合物中正負化合價的代數(shù)和為零。九年級是化學(xué)教學(xué)的啟蒙階段,認識化學(xué)式,學(xué)會正確書寫化學(xué)式以及判斷一些化學(xué)式的正誤,是初中新課程標準的要求,而讓學(xué)生能正確、快速地寫出物質(zhì)的化學(xué)式或準確無誤地判斷物質(zhì)化學(xué)式的對錯,最簡便的方法就是利用化合價守恒。

例6:寫出氧化鋁的化學(xué)式________。這是根據(jù)物質(zhì)的名稱,運用化合價守恒寫出化學(xué)式。此物質(zhì)中鋁元素為+3價,氧元素為-2價,根據(jù)在化合物中正負化合價的代數(shù)和為零的原則,采用十字交叉法,不難寫出氧化鋁的化學(xué)式為Al2O3。

還有一類題型解答也是運用化合價守恒,那就是根據(jù)化學(xué)式求某元素的化合價。在化合物中正負化合價的代數(shù)和等于零是解答此類題的基礎(chǔ),再根據(jù)化學(xué)式及化學(xué)式中無變價元素的化合價求有變價元素的化合價。

四、溶質(zhì)質(zhì)量守恒在初中化學(xué)解題中的應(yīng)用

在初中化學(xué)溶液實驗中,溶質(zhì)的質(zhì)量不因溶液的加水稀釋或無溶質(zhì)晶體析出的濃縮而改變,也是遵循守恒定律。因此溶質(zhì)質(zhì)量守恒經(jīng)常用于溶液的計算,請看下面例題:

例7:在20℃時,質(zhì)量分數(shù)為10%的某溶液100g,要想改變?nèi)苜|(zhì)的質(zhì)量分數(shù),從10%上升為20%,則需要蒸發(fā)掉多少克的水分?(提示:在20℃時,某飽和溶液濃度為28.6%)對于這道題而言,分析可知在蒸發(fā)過程中無晶體析出,題目中隱含的關(guān)系就是溶質(zhì)在蒸發(fā)前后沒有發(fā)生變化,這是基于溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量守恒來解題。一旦從隱含的題目信息中找到了等量關(guān)系,問題就迎刃而解了。若是碰到有關(guān)加水稀釋的計算,亦是如此。

五、結(jié)語

守恒思想在化學(xué)解題過程中起到了重要的作用,守恒思想是化學(xué)學(xué)科中的重要的思想,是化學(xué)題目中經(jīng)常會用到的方法。守恒觀在初中化學(xué)中的應(yīng)用過程,是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的過程,在利用守恒觀解題時,應(yīng)首先必須明確每一種守恒法的特點,分析并找出題目中隱含的某種等量關(guān)系,采取巧妙地解題方法給予正確解答。教師在教學(xué)過程中,應(yīng)讓學(xué)生充分理解守恒思想,引導(dǎo)學(xué)生運用該思想進行解題。

[參 考 文 獻]

[1]楊俊峰.再談質(zhì)量守恒思想在初中化學(xué)計算中的應(yīng)用[J].理科考試研究(初中版),2014(7).

[2]戴靜雷.守恒法在初中化學(xué)計算中的運用[J].試題與研究(新課程論壇),2013(20).

[3]邊春霞.質(zhì)量守恒定律在初中化學(xué)中的應(yīng)用[J].教育實踐與研究,2013(2).

篇10

關(guān)鍵詞:質(zhì)量守恒定律;理論性知識;合作探究

文章編號:1005C6629(2017)4C0052C04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

化學(xué)理論性知識是指反映物質(zhì)及其變化的本質(zhì)屬性的基本概念和基本原理[1]。在中學(xué)階段,主要包括物質(zhì)的組成、性質(zhì)、變化等基本概念,以及質(zhì)量守恒定律、元素周期律等基本理論,是化學(xué)教學(xué)中最關(guān)鍵的內(nèi)容。

理論性知識的學(xué)習(xí)主要是學(xué)習(xí)者從大量的具體例證中概括得出事物特征。以質(zhì)量守恒定律為例,課程標準明確指出“要引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究認識化學(xué)變化的規(guī)律,初步了解研究化學(xué)變化的科學(xué)方法”[2]?,F(xiàn)有教材中,質(zhì)量守恒定律實驗有白磷燃燒、鐵釘與硫酸銅、碳酸鈉固體與鹽酸、鎂條燃燒、氫氧化鈉與硫酸銅、蠟燭燃燒等體系,通過實驗探究認識化學(xué)變化的規(guī)律和構(gòu)建質(zhì)量守恒觀。然而實際教學(xué)中很難在有限的一節(jié)課內(nèi)做多個實驗,教師疲于趕著一個個實驗,教學(xué)效果往往不盡如人意。筆者在實踐中總結(jié)一套可以節(jié)約課堂時間,且行之有效的分組合作探究教學(xué)模式,詳見圖1。

把全班分成不同的實驗組,同時在做實驗1、實驗2、實驗3、……,經(jīng)過一系列實驗得出粗略的結(jié)論1。通過實驗n的反?,F(xiàn)象,進一步升華得出完整的結(jié)論2,也就是我們想要學(xué)的理論性知識。最后通過理論性知識回歸生活中的不同實踐應(yīng)用。我們以質(zhì)量守恒定律為例,將不適合學(xué)生做的課本實驗進行改進和取舍,改成適合學(xué)生分組探究的實驗進行教學(xué)。

1 教學(xué)設(shè)計

1.1 入新課――提出問題

[家庭實驗]教師提供自制汽水的配料表,見表1,以及小蘇打和檸檬酸的反應(yīng)文字表達式:小蘇打+檸檬酸檸檬酸鈉+水+二氧化碳。學(xué)生自由組團在家制汽水。

[影像展示]學(xué)生自制汽水的過程中,所有原料加一起后質(zhì)量是多少?

學(xué)生A說:制好的汽水質(zhì)量就是原料的加和:400g+10g+20g+1.5g+1.5g=433g。

學(xué)生B說:小蘇打和檸檬酸會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不是簡單的混合。反應(yīng)后質(zhì)量還會是433g嗎?

[提出問題]以這一問題為契機趁機提出問題:化學(xué)反應(yīng)前后,反應(yīng)物的總質(zhì)量是否等于生成物的總質(zhì)量?

學(xué)生猜想:反應(yīng)前后質(zhì)量相等;反應(yīng)前后質(zhì)量不相等。

1.2 合作探究――得出結(jié)論

[提供方案]既然有爭議,我們就該通過實驗去證明。為了更好地得出結(jié)論,我們用四種不同的實驗方案來看看反應(yīng)前后質(zhì)量到底相不相等。方案詳見表1。

[分工詳細]為了更好地驗證,學(xué)生四人一組,互相配合完成實驗。每組選擇一位同學(xué)記錄實驗現(xiàn)象并匯報實驗結(jié)果。全班十二組,每三組做同一種實驗方案,以確保實驗結(jié)論的可靠。

[分組實驗]教師巡視并適當(dāng)指導(dǎo)。

[匯報結(jié)果]前九組同學(xué)代表依次匯報各組的實驗現(xiàn)象和結(jié)論,詳見表2。

[得出結(jié)論]經(jīng)過大家不同的實驗得出結(jié)論:參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律就叫質(zhì)量守恒定律。

1.3 拓展提升――精煉理論

[匯報結(jié)果]剩下的三組同學(xué)代表依次匯報各自組的實驗結(jié)論。小心地把盛有鹽酸的小試管從燒杯中取出,并將其傾斜,使小試管中的鹽酸進入小燒杯中,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生大量的無色無味的氣體,反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量變小。

教師:為什么實驗三和實驗四用同樣的反應(yīng)物,得出的結(jié)論卻不同呢?

(提示教師投影展示方案三和方案四不同的實驗裝置圖,詳見圖3。)

學(xué)生:因為方案四產(chǎn)生的氣體逸散到空氣中了。

教師:非常棒!因為參與化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。所以當(dāng)有氣體生成時,我們要選擇什么樣的裝置?

學(xué)生:密閉的實驗裝置。

[追問]能不能從微觀角度去解釋質(zhì)量守恒定律呢?

提示給學(xué)生演示水分子電解的動畫,水通電后變成氫氣和氧氣,見圖4。在這個化學(xué)反應(yīng)過程中,反應(yīng)后元素種類有沒有改變、原子數(shù)目有沒有改變、原子質(zhì)量有沒有改變?

學(xué)生:化學(xué)反應(yīng)前后,原子種類不變,數(shù)目沒有增減,原子的質(zhì)量也沒有改變,所以化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量不會改變。

1.4 結(jié)束新課――實踐應(yīng)用

[實踐應(yīng)用1]學(xué)生用教師備好的材料(400g水,10g白糖,20g果汁,1.5g小蘇打,1.5g檸檬酸)現(xiàn)場制汽水,質(zhì)量會是433g嗎?

教師:為什么他們制得汽水質(zhì)量會少于433g?

學(xué)生:因為制汽水過程中,產(chǎn)生很多氣體,沒有及時蓋上瓶蓋,有一部分氣體跑到瓶外了,所以汽水的質(zhì)量會變小。

教師:非常好!當(dāng)有氣體生成,我們要考慮產(chǎn)生氣體的質(zhì)量。

[實踐應(yīng)用2]已知石蠟是蠟燭的主要成分,蠟燭在空氣中完全燃燒后的產(chǎn)物是CO2和H2O,判斷石蠟中一定含有 元素,可能含有 元素。

學(xué)生:石蠟中一定含有C和H元素,可能含有O元素。

2 教學(xué)反思

2.1 分組合作――課堂效率高

本節(jié)課通過不同組同時做四個不同的實驗方案(實驗1,實驗2,實驗3,實驗4,詳見圖5),所以大大減少了課堂實驗的時間,提高了課堂的效率,而且四人一組分工明確,培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的經(jīng)歷。經(jīng)過全班同學(xué)的不同實驗驗證了質(zhì)量守恒定律,在教師的引導(dǎo)和啟發(fā)下,層層深入,加深對質(zhì)量守恒定律的理解。通過合作探究學(xué)習(xí),不僅強化了班級體的團體觀念,培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的意識,而且順利高效地完成了課堂教學(xué)目標。

2.2 理論源于實踐――理論指導(dǎo)生活

通過具體、生動的自制汽水實驗,提出的問題更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。理論性知識的學(xué)習(xí)的實質(zhì)是新知識與學(xué)生原有概念相互作用,建立其內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,其結(jié)果是新知識納入原有認知結(jié)構(gòu)中,使原有認知結(jié)構(gòu)得以豐富。學(xué)生在學(xué)習(xí)完質(zhì)量守恒定律這一理論知識后,通過一系列的實踐應(yīng)用,讓學(xué)生體會理論指導(dǎo)生活,逐步培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)變化觀。如應(yīng)用1現(xiàn)場制汽水后質(zhì)量變少了,學(xué)生就比較輕松地知道生成物有氣w,要采用密閉的裝置圖;應(yīng)用2蠟燭燃燒,不僅從宏觀認識物質(zhì)變化,而且從微觀和元素角度去分析推理蠟燭成分,強化了理論源于生活又高于生活。

2.3 培養(yǎng)思維――搭建思維“腳手架”

理論知識的學(xué)習(xí),往往都是通過大量的實驗驗證得出具有一定的概括性結(jié)論,這些結(jié)論對以形象思維為主的初三學(xué)生來說比較難以理解。所以在理論知識的學(xué)習(xí)過程中,要注意在學(xué)生思維障礙處搭建“腳手架”,幫助學(xué)生順利地達成教學(xué)目標。如質(zhì)量守恒定律從宏觀向微觀過渡,學(xué)生在理解上就存在障礙,此時借助水電解的動畫示意圖,把微觀的水分子呈現(xiàn)給學(xué)生,學(xué)生就容易想到化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都不變,所以質(zhì)量守恒。

2.4 勤于動手――從實踐中發(fā)現(xiàn)問題

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),教學(xué)要緊密聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際,使學(xué)生真切地感受到發(fā)生的化學(xué)變化。而實際的教學(xué)中,礙于課時的原因很多實驗沒時間做,可以鼓勵學(xué)生從家庭實驗中發(fā)現(xiàn)問題,讓化學(xué)知識的學(xué)習(xí)回歸到生活和生產(chǎn)中。鼓勵學(xué)生勤于動手,在社會實踐中發(fā)現(xiàn)問題,從化學(xué)課本中找到解析,在利用所學(xué)知識解決生活問題,更好地享受生活中化學(xué)帶來的樂趣。

3 教學(xué)建議

3.1 鐵釘和硫酸銅溶液的反應(yīng)的改進

鐵釘和硫酸銅溶液反應(yīng)比較慢。丁吉念老師通過探究實驗得出[3]:鐵釘伸入質(zhì)量分數(shù)為6.02%~1.88%的硫酸銅溶液,鐵釘很快析出紅色物質(zhì),而溶液的顏色大概需要60min才變?yōu)闇\綠色,時間仍然較長。根據(jù)“氯離子效應(yīng)”[4]在硫酸銅溶液中,稍加一些氯化鈉能加快鐵和硫酸銅溶液的反應(yīng),在兩三分鐘后即可看到鐵釘表面變黑隨后變紅,原因是剛置換生成的銅顆粒比較小,發(fā)生了光學(xué)上的漫反射,把鐵釘從溶液中取出即可看到鐵釘表面生成的是紅色的銅。

3.2 借助學(xué)生的錯誤操作拓展應(yīng)用

優(yōu)秀的教師往往善于利用學(xué)生的實際情況臨時改變自己的教學(xué),借助學(xué)生的動態(tài)生成,增加師生的活動。在教學(xué)前,沒有預(yù)料到會有很多學(xué)生不會正確使用砝碼,學(xué)生雖然已在八年級物理課上學(xué)過托盤天平的使用,但還是有小部分學(xué)生錯誤地用手捏砝碼。在講過質(zhì)量守恒定律后,發(fā)現(xiàn)這一狀況教師可以趁機提問學(xué)生,用手抓砝碼會對稱量的重量有什么影響?教師提示鐵在潮濕的情況下,容易和空氣中的氧氣反應(yīng),生成鐵銹,并寫出文字表達式:鐵+氧氣+水鐵銹。巧借學(xué)生的錯誤操作,進一步拓展質(zhì)量守恒定律到有氣體參與反應(yīng)的體系。

3.3 實驗注意安全性

碳酸鈉粉末和鹽酸反應(yīng),在密閉體系狀態(tài)下反應(yīng),最好裝入藥品時,把礦泉水瓶稍微捏癟,有利于驗證學(xué)生觀察到產(chǎn)生大量的氣泡后,瓶子變鼓,也避免了瓶中產(chǎn)生氣體過多,壓強變大,防止瓶蓋噴出的安全隱患。氫氧化鈉和硫酸銅溶液的反應(yīng),最好是把小試管里放入氫氧化鈉溶液,以防學(xué)生傾倒液體時,手接觸到氫氧化鈉溶液。鼓勵學(xué)生在條件允許的情況下,做一些社會實踐活動,如家庭小實驗,以彌補課堂教學(xué)的不足。

參考文獻:

[1]胡志剛.化學(xué)課程與教學(xué)論[M].北京:科學(xué)出版社,2014:99~100.

[2]中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育化學(xué)課程標準(2011年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2011.