理石与盐酸的反应”与学生的实验进行对比,采取对照实验的科学方法说明学生所作的第二组实验中发生化学反应之后物质的总质量减少的原因以及“1673年波义耳将金属放在空气里燃烧,结果发现反应后的固体质量增加了”的问题所在,进而指出拉瓦锡实验发现了质量守恒定律,并说明一切化学反应都遵循质量守恒定律。归纳出由于化学反应前后,原子的种类没有改变、原子的数目没有改变、原子的质量也没有改变等原因导致化学反应前后物质的总质量不变这一结论。总结出分子可以分割成原子,原子作为化学变化中的最小微粒虽然不能再分割但可以重新组合成新的分子这一化学变化的本质。借助学生角色扮演而直观、形象地感受微观物质世界的化学变化,并通过动画模型以强化学生的这一感受,体会化学课程的科学性与研究性,感受学科课程的学习乐趣与探究魅力。不失时机地以波义耳所作的化学实验为例,教育学生如果对某个化学现象或者某个问题感兴趣,要采取各种不同的方法,在各种不同的情境中进行实验验证,才能有所发现,有所创造,经历了常人无法经历的艰辛的同时也创造了真正的奇迹,体验到他人体会不到的极致幸福。
下面一个环节是练习质量守恒定律的应用。先让学生解释之前做过的镁带燃烧的实验,为什么镁带燃烧前后质量由0.24克变为0.40克呢?根据质量守恒定律,参加化学反应的物质有镁和氧气,也就是说,参加反应的物质的质量总和是镁的质量和氧气的质量总和最终应该等于生成的氧化镁的质量,即m(Mg)+m()=m(MgO)这样一个等式。因为这是一个化学变化,而所有的化学变化都遵循质量守恒定律,因而镁带的质量加上氧气的质量总和才等于生成的氧化镁的质量,即可说明镁带燃烧之后质量反而增加了这一化学现象。那么,质量守恒定律在现实生活之中又有哪些用途呢?假如有这样一则广告:“水变汽油、柴油,经济收入惊人,技术转让,请有识之士加盟。”老师问学生:“如果你是老板,你是否加盟?请谈一谈你的想法?”一个女生站起来肯定地说:“我不会加盟的,因为水是由氢元素和氧元素组成的,而汽油、柴油等主要成分是碳氢化合物,水里面没有碳元素,根据质量守恒定律水是不可能转化为汽油与柴油的,所以这是一则具有欺骗性的广告。”通过辨别虚假广告的练习,让学生认识到化学变化中的质量守恒在日常生活中的重要性,以达到理论联系实际、联系社会生活的学科教学目的。接着,老师又在大屏幕上打出这样一道练习:某有机物在氧气中燃烧生成了二氧化碳、水和氮氧化物,你能猜测出这种有机物的元素组成吗?一个学生立刻站起来说:“一定有碳元素、氢元素和氮元素,可能有氧元素。因为二氧化碳里有碳元素,水里有元素,氮氧化物里有氮元素,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类不改变,元素的种类也不会改变,所以一定含有碳、氢、氮三种元素,可能含有氧元素。”老师和同学们都对这个学生的回答表示认同与赞许。
通过这个练习使学生掌握从已知的反应物或生成物的元素组成推断未知物质的元素组成,培养学生观察生活、分析问题的能力。
在老师的指导下,学生又完成了几道练习:
①下列叙述正确的是(B)
A.因为“质量守恒”,所以煤燃烧后产生的煤渣的质量一定和所用煤的质量相等。
B.铁丝在氧气中燃烧后,生成物的质量比铁丝的质量增加了。
C.100克酒精和100克水混合在一起后,质量等于200克,符合质量守恒定律。
D.和形成混合物的质量等于其反应后生成水的质量。
②思考:某物质在空气或氧气中燃烧,生成二氧化碳和水,则该物质的可能元素组成是________。
③蔗糖在隔绝空气的条件下加强热,生成二氧化碳和水,则在蔗糖的组成中一定含有________元素。
进一步强化化学反应前后,元素的种类不变这________依据。
学生准确地完成了上面的五道题之后,进入到化学反应前后原子的种类和数目不变这样的拓展问题练习。
经过了大量的应用、思考与拓展问题的练习,学生已经充分理解了分子分割产生原子,原子的重新组合形成新的分子这一化学变化的实质,完整掌握了化学反应前后原子的种类不变、原子的个数不变、原子的质量不变这一质量守恒定律。能够运用这一原理解释所遇到的化学现象,把所学到的学科知识用于解决日常生活中所遇到的问题。教师以“人类为什么要研究化学变化过程中的质量守恒?”这一问题引发学生继续这一课题的思考。并一再强调我们学习化学反应,不仅要定性地知道物质之间可以进行化学反应,同时还要定量地认识到得到一定量的新物质,需要多少原料,产生多少污染,以便更好地利用物质之间的反应造福于人类。而今人们开办的各种化工厂都是利用
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