一、教学目标
1、知识与技能
了解常见化学反应中的质量关系;
理解质量守恒定律守恒的原因;
2、过程与方法
通过实验操作及演示,培养学生对于实验的观察能力;
学生通过描述现象,比较反应前后物质质量关系,培养学生的实验总结与分析能力;
3、情感态度与价值观
通过实验探究,培养学生严谨求实的科学态度;
通过实验让学生乐于探索,提升学习兴趣。
二、教学重点及难点
1、教学重点
理解质量守恒定律;
2、教学难点
微观现象理解质量守恒定律。
三、教学准备
托盘天平、红磷、玻璃管(带小气球)、锥形瓶、酒精灯、火柴、镁条、砂纸、坩埚钳、砝码、石棉网、药匙、细沙、单孔橡皮塞、AR实验软件及设备
四、AR实验教学优势
1、质量守恒定律中测量托盘天平刻度小,演示时不宜观察,AR通过放大镜展示刻度数字,便于学生记录实验数据。
2、虚拟实验教学器材及药品,节省资源损耗,教师可以多次演示实验。
3、课本上的质量守恒定律实验由多个实验验证,AR实验软件平台包含多个实验,教师无需携带众多实验设备教学,方便教师在课堂上进行延伸知识讲解。
4、红磷燃烧时产生白烟,烟有毒,若实验装置气密性检测不足危害学生健康,AR实验有效避免实验中的危险。
五、教学过程
1、新课引入
【教师】我们都知道,在一定条件下,反应物发生化学反应生成新的物质,如前面课程学习的高锰酸钾制取氧气实验,高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、水,水电解产生氢气和氧气。那么反应物与生成物之间有什么样的关系呢?我们今天就通过实验来验证一下。
2、实验教学
【实验探究1】红磷燃烧实验
(1)在底部放有细沙的锥形瓶中,放入一小堆干燥的红磷;
(2)将一个玻璃管上端牢系小气球插入到橡胶塞中,塞入锥形瓶的瓶口,玻璃管能够接触到红磷;
(3)将锥形瓶和玻璃管整套装置放置在托盘天平上,用砝码进行质量测量,请同学们记录数据,本次质量为114.9g;
(4)取下锥形瓶,点燃酒精灯,将橡胶塞上的玻璃管放置到酒精灯上加热至灼烧红热后,迅速用橡胶塞塞进锥形瓶,观察实验现象。【现象】燃烧时产生白烟,气球鼓起。
(5)待锥形瓶冷却之后,重新放回到托盘天平上,并记录实验数据。
【结论】反应前实验记录质量为114.9g,实验后反应记录质量为114.9g,即反应前的各物质质量总和等于反应后的各物质质量总和。
【教师】大家是否怀疑是巧合呢?我们通过书本上93页铁钉与硫酸铜的实验再来验证一下,请看视频。http://www.iqiyi.com/w_19ru1xwq3p.html
【总结】由以上实验可见: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。
【实验探究2】镁条燃烧实验
【教师】那么是不是所有的化学反应都遵循质量守恒呢?接下来我们通过镁条燃烧实验来看一下
(1)使用砂纸打磨干净一根镁条,将它和一个石棉网一同放置在托盘天平上称量,记录实验数据,质量为36.1g。
(2)点燃酒精灯,使用坩埚钳夹住镁条点燃后,迅速放回石棉网上,观察现象并记录实验数据。【现象】指针偏向左方,质量为36.9g,增加0.8g。
【教师】我们会发现托盘天平指针偏左,这是为什么呢?
【分析】Mg+O2==MgO2(条件:燃烧),天平之所以倾斜,是应为生成物质增加了反应中消耗的氧气质量。
【教师】同样的再通过另一个实验《盐酸与碳酸钠粉末反应》验证一下是否是这样,请看视频:http://www.iqiyi.com/w_19rta4jcmd.html
我们可以看到天平向左侧倾斜, NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2,所以天平倾斜是因为释放了CO2逸散到空气中了。
【总结】由此说明,化学反应中遵循质量守恒定律。同时探究质量守恒定律必须在密闭体系中进行,防止反应时与外界物质发生交换。
3、实验总结
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。
且探究质量守恒定律必须在密闭体系中进行,防止反应时与外界物质发生交换。
4、结论分析
为什么物质在发生化学反应前后,各物质的质量总和相等?
这是因为化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。在化学反应中,反应前后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。如H2+O2==2H2O。
六、板书设计
质量守恒定律
1、红磷燃烧实验、铁钉与硫酸铜实验:
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。
2、镁条燃烧实验、盐酸与碳酸钠粉末反应:
探究质量守恒定律必须在密闭体系中进行,防止反应时与外界物质发生交换。
3、质量守恒的微观本质:
原子种类没有改变、原子数目没有增减、原子质量没有变化