【精品】《质量守恒定律》第一课时 精品教案

《质量守恒定律》第一课时精品教案

【教学目标】

1.知识与技能

（1）认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系，使学生能初步运用质量守恒定律解释简单的生活问题。

（2）通过测定化学变化前后的质量关系，初步形成测量、比较反应前后物质质量的实验技能。

2.过程与方法

（1）通过定量探究化学反应中的质量关系，学习科学探究的方法。

（2）初步学会运用观察、实验等方法获取信息，学会对信息处理的基本方法。

3.情感态度和价值观

（1）增强学生对化学变化中质量问题的探究欲，使学生体会到探究活动的乐趣，培养学生善于合作、勤于思考、严谨求实的科学精神。

【教学重点】

（1）通过实验探究认识质量守恒定律。

（2）质量守恒定律的应用

【教学难点】

（1）通过探究实验理解质量守恒定律的关键：参加化学反应。

（2）质量守恒定律的应用

（3）从微观的角度探究质量守恒的原因

【课前准备】

学生实验用品：托盘天平、锥形瓶、胶塞、烧杯、小试管、胶头滴管、铁钉、稀盐酸、硫酸铜溶液、碳酸钠粉末

教师实验用品：火柴、蜡烛、托盘天平、镁条、坩埚钳、酒精灯

【课时安排】

1课时

【教学过程】

一、导入新课

生日蜡烛为什么变短了？物质的质量是不是变少了？

为什么变重了？物质的质量是不是增加了？

学完本节，我们就能进行解答了。

二、新课学习

1774年，法国化学家拉瓦锡用较精确的定量实验法，在容器中研究氧化汞的分解与合成中各物质质量之间的关系。他将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到了41.5份的汞和3.5份的氧气，反应前后各物质的质量总和没有改变，这难道是巧合吗？

当物质发生化学反应生成新物质时，反应物的质量总和与生成物的质量总和相比较，存在什么关系？

结合生活中遇到的现象，我们可以提出问题：化学反应前后物质的质量有没有变化呢？

我们的猜想是变大、变小或不变

我们可能通过两个方案来进行实验验证。

【方案一】白磷燃烧前后质量的测定和【方案二】铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定。

【方案一】白磷燃烧前后质量的测定

白磷燃烧反应原理为：磷+氧气五氧化二磷

实验的步骤为：

①将白磷放入有细砂的锥形瓶，塞紧瓶塞使玻璃管下端正与白磷接触，称量，使天平平衡。

②取下锥形瓶，将玻璃管灼烧，至红热，迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧，将白磷引燃。

③冷却后，重新放到托盘天平上，观察天平是否平衡。

视频：白磷燃烧前后质量的测定

【方案二】铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定。

铁钉与硫酸铜溶液反应原理为：铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁

实验的步骤为：

1.天平调节平衡；

2.取一烧杯放左盘,在100mL烧杯中加入30mL硫酸铜溶液，将铁钉用砂纸打磨干净。

3.反应前称量:硫酸铜溶液的烧杯和铁钉称得总质量m1;

4.把铁钉加入到装有硫酸铜溶液的烧杯中。

5.称得反应后的总质量为m2,比较m1和m2的大小。

视频：铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定。

我们对两个实验的现象进行总结：

铁与硫酸铜溶液反应白磷燃烧

发出黄光，产生大量白烟。

实验现象铁丝表面变红，溶液变为浅绿

色。

反应前后天平是否平衡平衡平衡

结论物质发生化学反应前后，总质量不变

大量实验证明，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。这个规律就叫做质量守恒定律。

我们依据此定律解决几个问题：

1.在A+B→C的反应中，5克A和4克B恰好完全反应，求生成的C的质量。

[9克]

2.在A+B→C的反应中，5克A和4克B充分反应后，剩余1克B，求生成的C的质量。

[8克]

3.在A+B→C的反应中，5克A和4克B能恰好完全反应，如5克A和6克B充分反应后，生成C的质量为多少？

[9克]

在自然界，是否存在违背质量守恒定律的化学反应呢？

我们做一个实验：盐酸和碳酸钠粉末反应前后的质量测定

实验的原理为：碳酸钠+盐酸→氯化钠+二氧化碳+水

实验的步骤为：

①有盐酸的试管入盛碳酸钠粉的烧杯中，放天平上，调节平衡。

②取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸和碳酸钠反应。

③一段时间后，把烧杯放在天平上，观察天平指针的变化。

实验现象：

固体消失，产生大量气泡。反应后天平不平衡，指针偏向右侧。

视频：盐酸和碳酸钠粉末反应前后的质量测定

分析：为什么反应前后天平不平衡？

[没有称到生成气体的质量，所以天平不平衡。]

另一个实验：镁带燃烧前后的质量测定

实验的原理为：镁+氧气氧化镁

实验的步骤为：

①取一根用砂纸打磨干净的镁条和一个石棉网，将它们一起放在天平上称量，记录所称的质量。

②在石棉网上方点燃镁条，观察反应现象。

③将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在天平上称量，比较反应前后的质量。

现象：镁条燃烧，发出耀眼的白光，产生白烟，放出热量，指针偏向右侧。

分析：为什么反应前后天平不平衡？

[1.没有称到氧气的质量。2.坩埚钳上残留一部分氧化镁。3.实验过程中随白烟跑走一部分氧化镁。]

【拓展学习】

1.根据上面两个实验，讨论为什么会出现这样的实验结果。

[之所以会出现这样的结果，是由于反应有气体参加或生成的缘故。]

2.如果地燃着的镁条上方罩上罩，使生成物全部收集起来称量，会出现什么实验结果？

[如果在燃着的镁条上方罩上罩，使生成物全部收集起来称量，会发现天平保持平衡。]

小结：若选择有气体参加或有气体生成的化学反应来证明质量守恒定律，则反应一定要在密闭容器内进行。

从以上实验可以看出，化学反应遵守质量守恒定律，下面我们从微观层面上来分析为什么化学反应一定符合质量守恒定律。

以水电解为例：水分子破裂为原子，原子重新组成成新的分子，分子聚集成新物质，就是参加反应的各物质的原子转变为生成物的过程中，原子的种类、数量和质量不变。

【总结拓展】

在化学反应中，宏观上元素种类和元素质量不变，微观上原子种类、数目和质量不变。

宏观上物质的种类，微观上分子的种类一定改变。

在宏观上，元素的化合价和微观上分子的数目可能发生改变。

我们在应用质量守恒定律要注意:

1.质量守恒定律适用于所有的化学反应。

2.“总和”意味着把各种状态的反应物和生成物都计算在内。如沉淀、肉眼看不见的气体等。

3.参加化学反应的各物质的质量总和并不是各物质的任意质量之和，不参加反应的物质的质量不能计算在内。

质量守恒定律是适用于一切化学反应。

下面我们解决本节开始的问题：

1.蜡烛在空气中燃烧，蜡烛的质量为什么会变小？

[蜡烛的燃烧会生成二氧化碳气体和水,二氧化碳就会逸散出去]

2.铁生锈后，质量为什么会变大？

[因为铁与空气中的氧气和水蒸气发生了化合反应,根据质量守恒定律可知,铁锈的质量是铁和氧气以及水蒸气的质量的总和.]

试着用质量守恒定律的原理进行解释：

1.铜粉在空气中加热后，生成物的质量比原来铜粉的质量增大。

[在加热铜粉的过程中有氧气参与了反应]

2.氯酸钾受热分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量轻。