《质量守恒定律教学设计》

渌江中学优质课研磨教学设计详案教学内容质量守恒定律主备人黄银玲教材解读质量守恒定律是人教版化学九年级上册第五单元的第一课题。在本课题前，教材已经介绍了一些基本的实验操作，同时也简单渗透了部分物质微观结构的化学理论知识。学情分析通过前面的学习，学生对化学反应已经有了初步认识，知道物质经过化学反应可以生成新的物质，理解化学反应的特征；对物质的微观结构有了一定的认识，初步建立了微粒观，知道化学反应过程中原子是不发生变化的，但没有把化学反应与物质的质量变化联系起来。质量守恒定律的探究实验是初中化学的第一个定量分析实验，它揭示了化学反应过程中反应物和生成物之间的质量关系，是学好质量守恒定律的直观载体。教学目标1、 体验科学探究的一般流程，通过实验探究得出质量守恒定律。2、 能结合水电解的微观过程示意图说明质量守恒定律的微观本质。3、 通过科学探究的过程及质量守恒定律的发现史培养勇于探索、实事求是、不断创新的科学精神。4、 从定性走向定量，逐步培养化学的变化观和守恒观。教学重点质量守恒定律及其微观解释；从定性走向定量，初步建立守恒观。教学难点对质量守恒定律的理解。教学方法实验法、讨论法、对比分析法、归纳法教具准备课件；电子天平、锥形瓶、带玻璃管胶塞、气球、红磷、酒精灯；学生分组器材：硫酸铜溶液、钢丝棉、试管架、试管、烧杯、碳酸钠粉末、稀盐酸。教学流程教学环节设计意图【导入】我知道大家喜欢化学课更喜欢化学实验，18世纪的科学家们也很喜欢做化学实验，他们还对化学反应前后的物质进行了称重，这一称可不得了，发现了一个惊天大秘密！是什么样的秘密呢？今天我们也一起来称一下！【新授】波义耳将称重后的铜片加热煅烧成黑色后再次称量发现变重了，他又用铅、锡等其他金属做实验，发现燃烧后都变重了，于是他认为化学反应前后物质的总质量不相等，而拉瓦锡在密闭容器中进行氧化汞的分解及合成实验时却发现化学反应前后物质的总质量是相等的，到底化学反应前后物质的总质量是否相等？我们今天也通过实验来探究一下！一、定量角度，初探守恒观首先从我们较为熟悉的红磷燃烧的实验开始，在前面测定空气中氧气的含量实验中用到过红磷的燃烧，同学们还记得红磷燃烧的文字表达式该如何书写吗？请在本子上写一写。如果要探究红磷燃烧反应前后物质的总质量是否相等，我们要如何来探究呢？（称量）一定需要哪种仪器呢？（天平）今天我们使用电子天平。需要称量哪些物质的量呢？（红磷、氧气、五氧化二磷）具体如何操作呢？请大家阅读教材92页的实验方案一，说说实验中用到了哪些仪器、称量药品时有哪些注意事项？接下来老师演示实验，请同学们仔细观察红磷燃烧的现象及气球的变化情况，将现象和数据记录到教材94页的表格中，并思考气球的作用。演示实验。学生汇报现象：红磷燃烧放热产生大量白烟，气球先鼓后瘪，气球起到了调节锥形瓶内气压的作用。根据数据得知反应前后物质的总质量不变。二、实验探究，建立守恒观单个实验也许是巧合，是不是其他的化学反应中反应前后物质的总质量也是如此保持不变呢？我们再来进行一个实验：铁与硫酸铜溶液反应，为了节约实验时间，我们将铁钉换成了接触面积更大的钢丝棉，它的主要成分也是铁，用电子天平代替托盘天平，请同学们仔细阅读教材93页的方案二。每组选出一位操作员、一位汇报员，其余为观察记录员。操作员阅读ppt上的操作步骤再次确定没有疑问后开始实验，将实验现象记录到教材94页方案二的表格中。进行实验。小组汇报。实验现象：钢丝棉表面有红色固体生成，溶液由蓝色变成浅绿色。反应前后总质量相等。生成的红色固体是铜，浅绿色的物质是硫酸亚铁，请大家写出该反应的文字表达式并写出每种物质的化学式。经过这两个实验我们得出初步结论：化学反应前物质的总质量，等于反应后物质的总质量。是不是所有的化学反应前后物质的总质量都相等呢？我们来看下面的实验：碳酸钠粉末与稀盐酸的反应。请大家阅读教材94页实验5-1，了解该实验的操作步骤。学生简述操作步骤，选定操作员、汇报员，通过ppt再次确认操作步骤后，进行实验，记录实验现象及实验数据。学生汇报实验现象：烧杯中有气泡产生，反应前物质总质量大于反应后物质的总质量。为什么在这个实验中化学反应前后物质的总质量不相等呢？我们来看看这个反应的原理：碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，同学们很快就找到了问题所在：产生的气体逸散到了空气中，我们没有称量到。如果我们将二氧化碳的质量也称量到是否就相等了呢？我们如何将二氧化碳的质量也称量进来呢？（生：在密闭容器中进行。）教师演示在密闭容器中碳酸钠与稀盐酸的反应，根据称量数据得到反应前后物质的总质量相等。通过这个实验我们发现，化学反应前后物质的总质量应该包括各物质的量，包括看不见摸不着的气体。我们是不是可以在我们得到的初步结论上进行完善和改进？完善得到初步结论2：化学反应前各物质的质量总和等于化学反应后各物质的质量总和。我们再来看看我们探究的问题，化学反应前后物质的总质量是否相等，我们研究的是化学反应，那刚刚我们实验中所称量的物质都参与了化学反应吗？（没有）我们以红磷的燃烧为例来分析一下我们反应前、反应后称量的质量都包含了哪些物质的质量。反应前称量了：反应仪器的质量、氧气的质量、锥形瓶中其他气体的质量、红磷的质量、细沙的质量。反应后称量了：反应仪器的质量、五氧化二磷的质量、锥形瓶中其他气体的质量、剩余红磷的质量。我们把反应前的红磷分成两部分，一部分是参与了反应的红磷，一部分是剩余的红磷，通过这样的分析我们发现，并不是所有称量到的物质都参与了反应，他们不在我们的研究范围，反应前后的质量也没有变化，对我们的实验结论也没有影响，我们就将他们去除。这样我们再来看，反应前后物质的总质量相等，实际上是哪些物质的总质量相等呢？没错，是参与了反应的红磷质量与氧气的质量之和等于生成的五氧化二磷的质量。同学们能不能根据刚才的分析也对铁与硫酸铜的反应进行分析呢？请一位同学上台板演，得出参加反应的铁的质量与硫酸铜的质量之和等于反应后生成的铜与硫酸亚铁的质量之和。根据我们这样进一步的分析，如果要对我们的初步结论2进行进一步的完善，你会加哪个关键词呢？这次我们强调的是参加了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，必须是参加了反应的物质，没有参与反应的反应物的质量不能算在内。今天我们通过三个实验探究了化学反应前后物质的总质量的关系，发现了一个惊天大秘密：也就是（学生齐读）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。为了得到这个结论科学家在二百多年的时间里通过大量的实验反复研究，通过不断改进的计量仪器，克服了重重困难，经历了无数次的失败。这个结论发现适用于所有的化学反应，它就是质量守恒定律。请大家在教材94页标记质量守恒定律的内容并齐读一遍。（教师板书质量守恒定律内容）在这个研究过程中，天平的发展也经历了越来越精密的演变过程，从最简单的杠杆天平到托盘天平，到电子天平，到现在有了精确度是万分之一的分析电子天平，天平的不断改进也推动了科学家的研究进程。早在1756年俄国化学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒的假说，但是由于缺乏大量的实验验证，并没有得到人们的认同，后来，法国化学家拉瓦锡用精确的定量实验和大量的实验事实对此假设加以论证，但要确切证明这一结论，需要极精确的实验结果，而拉瓦锡时代的测量仪器不能满足严格的要求，1908年德国化学家朗道尔特及1912年英国化学家曼莱做了精确度极高的实验，得到了这一结论，质量守恒定律终于成为科学界广泛应用的一条基本定律，可见，是科学家勇于探索、实事求是、不断创新的科学精神才让人类找到了真理。三、微观探析同学们有没有想过，为什么所有的化学反应都符合质量守恒定律呢？我们从微观角度来思考一下。观察氢气在氧气中燃烧生成水的微观模拟示意图，分析化学反应中分子、原子的种类、数目和质量的变化情况，并由此说明化学反应为什么一定符合质量守恒定律？化学反应的本质：分子分解成原子，原子重新结合成新的分子。在这个过程中，原子的种类没有改变、数目没有增减、原子的质量也没有改变，所以在宏观上就表现为质量守恒了。现在，大家能说一说为什么波义耳的金属煅烧实验结果是质量增加了呢？是不是不符合质量守恒定律呢？波义耳称量的是反应前后固体的质量，参与反应的氧气的质量没有被称量到，在本质上，所有化学反应都是符合质量守恒定律的。【小结】本节课就上到这里，哪位同学来分享一下你今天的收获呢？惊天大秘密，设疑激趣。从物质变化的定性判断入手，自然切换到定量研究化学变化，用数据体现化学变化的实质。接着引导学生设计定量的探究性实验，从定量的角度出发，围绕“定什么量”“如何定量”等细节开展定量分析，使学生感受定量实验研究的认识视角，初步探寻化学反应的守恒观。。提醒称量固体药品时的注意事项，关注教材。培养观察能力、表达能力、分析气球的作用。多个实验，培养严谨的科学精神。学生实验指导。培养动手能力、观察能力、表达能力。通过现象分析得出结论，培养分析推理能力。培养动手能力、观察能力、表达能力。培养分析推理能力，引导进行实验反思，通过反思改进实验并完善实验结论。进一步完善结论，理解各物质的质量总和的含义。透过现象看本质，培养严谨的科学精神，培养分析推理能力。进一步完善实验结论，理解关键词参与化学反应的含义。呼应开头导入，加深印象。识记质量守恒定律内容。通过化学史的教学，感受真理的来之不易，培养勇于探索、实事求是、不断创新的科学精神。从宏观辨识到微观探析，培养变化观和守恒观。呼应开头、检验对质量守恒定律的理解。小结收获，凝练升华。板书设计质量守恒定律一、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。二、微观本质：化学反应前后原子种类、数目、质量都没有改变。作业设计一、课堂练习：1、判断下列说法是否正确，并说明理由：（1）蜡烛燃烧后质量减小，说明质量守恒定律不是普遍规律。（2）已知10gH2与80gO2恰好完全反应，则10LH2与20LO2充分反应，生成30L的水。（3）已知10g硫与10g氧气恰好完全反应，现将10g硫与15g氧气点燃充分反应后生成二氧化硫的质量为25g。2、小红同学加热54g