化学反应前后质量关系的探究

课题 化学反应前后质量关系的探究 授课人 池州市木闸中学 刘静松 主办单位 安徽省教科院 化学反应前后质量关系的探究教学设计 一：学情分析 学生已有的知 识储备分析 已经积累了一定的元素化合物的知识，对化学变化中物质发生质的变 化有了一定认识。对物质的构成知识有一定的理解，对化学变化的一般过 程有一定的认识，掌握了一定的天平使用技能 学生存在的前 概念分析 对守恒有一个朴素的认同，但是和物理上的守恒容易混淆。 学生认知过程 分析 就物质来看：是从单一物质的质量到各物质质量总和最后到参加反应的各 物质质量总和 就对理论认知看：从实验证明守恒到从微观和本质角度去理解守恒 可能存在的认知障碍：从开放体系到密闭体系、从分步称量到整体称量的 实验“思维”转换；从物质质量到微粒质量的理性思维转换 学生应用知识 的误区分析 缺乏正确的对知识的应用方法，容易将问题简化为化学变化前后的物质比 较。 二：学习内容分析 探究化学反应前后的质量关系得出质量守恒定律，有利于引导学生从定性认识化学变 化到定量角度认识化学变化，并为化学方程式的系列教学做好理论准备，是整个第五单元 教学的基础。 本课题教材在编写的时候非常重视通过学生活动、探究、得出对质量守恒的认识，然 后通过两个质疑性实验来完善学生的认识，最后是从微观角度给出了说明。在教材提供的 资料中给出了不少化学史的介绍，并引进了爱因斯坦的质能守恒方程。在教材的习题中给 出了相应的应用质量守恒定律分析化学变化的实例。 本课题的教学是对学生进行辨证唯物主义教育的重要内容，对培养学生科学探究能力、 交流和表达能力、分析和观察能力都有极其重要的价值。设计中注意让学生体会体验科学 家揭示自然规律的艰辛和快乐，并初步意识到“守恒”是自然界的一个普遍法则。 三：教学目标 【知识与技能目标】 1通过实验探究认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系。 2从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。 3能运用质量守恒定律解决一些相关问题。 【过程与方法目标】 1通过定量实验，探究化学反应中的质量关系，体会科学探究的方法。 2通过学生之间的讨论交流，对质量守恒定律的实质作出解释，培养学生分析及推理能力。 3在探究活动中注重锻炼学生的交流和表达能力、分析和观察能力 【情感态度与价值观目标】 1通过实验探究，培养学生严谨求实的科学态度。 2在知识的探究过程中，使学生体验到探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。 3树立学生的科学的物质观、物质粒子观、初步形成“守恒”意识 四：重难点分析 【重点】 1通过实验探究认识质量守恒定律，了解常见化学反应中的质量关系。 2从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。 【难点】 1 对质量守恒定律的正确理解，尤其是对“参加”的理解，和应用定律分析具体反应 第 3 页 共 6 页 2了解科学探究的一般方法。 五：器材准备 硫酸铜溶液和铁的反应，碳酸钠和盐酸的反应。 （硫酸铜溶液、打磨好的长铁钉、小烧杯、砂纸、天平、砝码、水槽）4 份 （碳酸钠固体、盐酸溶液、小试管中、天平、砝码、水槽）3 份 （1 份小型可乐瓶，1 只小试管，碳酸钠固体 盐酸溶液） 六：教学流程设计： 七：教学设计 通过已经学过的反应的图片和化学 史引入本课题 学生实验探究（硫酸铜溶液和铁、 碳酸钠和盐酸） ，交流汇报，形成对 化学变化中质量守恒的初步认识 体验化学的美，创设问题情景， 将学生的假明确变为真困惑 合作探究，形成和发展学生的 科学探究能力，通过实验，创 设困惑 学生探究碳酸钠和盐酸的反应 对硫酸铜溶液和铁钉的实验数据分 析。 对质量守恒定律的微观解释 巩固和练习，对蜡烛燃烧实验的分 析 将问题引到封闭体系，锻炼 学生的分析问题能力， 形成对质量守恒定律的正确 理解，尤其是对参加的认识 落实从物质质量到微粒质量 的理性思维转换 锻炼学生对质量守恒定律的 应用能力和实验分析能力 学习具体的知识应用方法， 锻炼学生分析问题和观察问 题的能力的能力 视频演示镁条燃烧实验 课时小结，引出历史上人们对质量 守恒定律的认识过程 科学是无止境的，激发学生深入探究的欲望 一：情景引入 师：老师来自池州，池州九华山有著名的凤凰松，黄山有天下知名的迎客松，老师叫 刘静松。我这棵松渴望和各位黄山松一起去探究化学变化的奥秘。首先让我们来看一组化 学实验的美丽图片好吗？ 课件展示：一组学生已经接触过的化学变化的漂亮图片， 师：这些美丽的图片展示的都是什么变化，化学变化最为核心的特征是什么？ 师：原物质转变成新的物质，在这个转变过程中质量有没有改变呢？这个问题一直困 惑着人们，你们是怎么看的？ 二：问题的提出 师：的确，一直以来在人们的脑海中就有这样一个关于守恒的朴素思想，不过直到两 百多年前。随着天平的改进，人们得以准确称量物质质量后，这个问题才真正得到科学的 分析。 课件展示：拉瓦锡和波义耳的观点 板书：化学反应前后的质量关系探究 师：在化学的世界里面，实验是检验真理的最高标准。我们也想去探究一下吗？ 三：实验探究 1：合作探究 学生分组自主选择器材并设计方案进行探究 探究活动一：硫酸铜溶液和铁反应后质量是否改变？ 探究活动二：碳酸钠固体和盐酸反应后质量是否改变？ （提供一个学案，介绍关于上述反应的一般性认识） 教师巡回指导，协助学生完成天平的操作：并拍摄学生的实验过程 课件指导学生汇报和交流实验探究结果。 （汇报中注意启发学生思考：测量的时候是分步测量还是整体测量，结论是什么） 2：质疑中前进 师：同学们的汇报分成了明显的两派，这和历史上的探究倒很相似，不过这是我们的 实验。能分析一下吗？ 学生回答 （注意引导学生比较出两个实验的不同，直觉和科学的差异） 师：可是怎样才能证明你的分析是正确的呢？（引导学生设计一个实验） 探究活动三：在封闭体系中进行碳酸钠和盐酸的反应。 教师演示，并探讨一些常见的实验操作技能 3：数据分析 引：这个回答的有没有问题？要细思量一下，我们的实验数据到底包含哪些具体的物 质，分析这个实验数据的具体内涵是什么？ （通过课件分析硫酸铜和铁的反应，学生形成正确的、明确的“参加反应”的概念的认识。 ） 学生活动：分析碳酸钠和稀盐酸的反应， 师：现在我们来总结一下这两个实验，对我们要探究的课题给出一个什么样的结论？ 板书： 参加反应 各物质 质量总和 = 反应生成 各物质 质量总和 化学变化 4：新的困惑 师：仅仅通过这样两个实验肯定是不能证明质量守恒定律的，再来做一个实验：镁条 燃烧实验，在实验前先请大家根据质量守恒定律从理论上分析一下镁条燃烧前后的质量关 系？看同学们是不是正确的掌握了应用该定律的方法。 第 5 页 共 6 页 学生分析 视频演示该实验：分析质量为什么会减轻？ 学生讨论：（锻炼学生的观察能力、分析问题的能力） 小结：这个实验的中有气体的反应物，有烟状的生成物。和这个类似的反应我们还学过什 么？如果我们要做这样的实验，也应该怎样？ 四：理论拓展 师：不过我们的实验还是太粗糙了，在 20 世纪初有德国和英国的科学家做了精确度极 高的实验，发现反应前后的质量变化小于一千万分之一，这是在实验误差允许的范围内， 从而使质量守恒定律有了严谨的实验基础，可是为什么化学反应后物质的种类改变了，而 总的质量却没有改变呢？ 学生思考： 利用课件展示：化学变化的一般过程 板书：原子个数 种类 质量 元素的种类、质量 物质质量 师：现在我们明白化学反应前后质量为什么不变的原因了，那么体积呢？体积守恒吗？ 为什么？你能从理论上给以解释吗？ 五：应用知识 蜡烛燃烧质量减轻的原因分析 六：拓展延伸 科学发展是无止境的，能量和质量的守恒已经成为科学家的共识。(课件展示人类对质 量守恒定律的认识过程)。 七： 课后练习 课本 96 页 3、4 题 板书设计 1： 化学反应前后的质量关系探究 探究一：数据 1 不变 化学变化 探究二：数据 2 减少 探究三：数据 3 不变 物理变化 参加反应 各物质 质量总和 = 反应生成 各物质 质量总和 化学变化 理论分析： 原子个数 种类 质量 元素的种类、质量 物质质量 不变 化学反应前后的质量关系探究 学案 姓名： 探究一：探究硫酸铜溶液和铁反应后质量是否改变？ 【友情提示】硫酸铜溶液和铁混合在一起就能发生反应，这个反应会给铁钉的外面套上一 层红色的铜衣，非常漂亮。同时生成一种可以补血的物质叫硫酸亚铁（FeSO 4） 你的设计方案： 你记录的数据： 汇报你的实验： 探究二：探究碳