时间：2023-03-08 15:31:37
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本课将以科学探究作为教学的突破口，力求将传统教学的“以知识为本”转移到以“学生的发展为本”，体现“知识技能”、“过程方法”、“情感态度与价值观”等目标融为一体的化学教学价值观。在教学过程中先讲解并演示一个实验，接着让学生分组合作探究不同的实验，通过实验探究不但使学生能够较为深刻地理解质量守恒定律而且培养学生的科学探究能力以及严谨求实的科学态度、开拓创新的精神，真正体现教师为主导、学生为主体的双边良性互动效应。(教学内容为人教版新课标教材第五单元课题1《质量守恒定律》第82―89页)
二、教学理念
体验“人人参与，个个成才”的成功感。
三、教学方法
采用合作探究、类比推理的学习方式。
四、教学目标
1.知识与技能 (1)通过实验测定，使学生理解质量守恒定律的原因。 (2)理解并应用质量守恒定律解释化学变化中发生的―些现象。 (3)说出化学方程式所表示的意义，正确书写简单的化学方程式。
(4)通过对质量守恒定律的探究，进一步提高观察、分析实验和总结归纳的能力。
2.过程与方法 (1)通过学生分组实验、探究，培养学生的动手实验能力及观察分析能力。
(2)通过对化学反应实质的分析及质量守恒原因的分析，培养学生研究问题能力和逻辑推理能力。
(3)提高学生实验、思维能力，培养学生定量研究和应用知识解决实际问题的能力。
3.情感态度和价值观 (1)通过自己动手进行试验探索，逐步形成研究问题的科学态度。 (2)通过化学反应中反应物及生成物的测定，逐步形成辩证唯物主义观点。通过练习，培养学生多角度思维的能力，提高学生的思维品质。
(3)培养学生由感性到理性，由个别到一般的认识方法。
五、教学重点、难点
重点
1.通过实验探究，认识质量守恒定律。
2.对质量守恒定律含义的理解和运用。
难点
对质量守恒定律和含义的理解和运用。
六、教具
1.实验用品：天平、烧杯、锥形瓶、玻璃管、小气球、石棉网、坩埚钳、白磷、铁、CuSO4溶液、蜡烛、镁条、火柴等。
2.多媒体播放软件或投影以及相关资料。
七、教学流程 2.质量守恒定律的内容和实质(见课本)。 3.理解和应用质量守恒定律时注意以下几
八、板书设计
1、活动与探究
2.质量守恒定律的内容和实质(见课本)。
3.理解和应用质量守恒定律时注意以下几点：
(1)质量守恒定律是一切化学反应必然遵循的一个定律而且 是针对化学反应(注：物理变化不属于此定律)。
(2)质量守恒定律研究的内容仅是指“质量”不能任意推广到 其他物理量，它强调的是“质量守恒”。
(3)守恒的数量是“总质量”，是指“参加反应”的所有反应物 和“反应生成”的所有生成物的总质量。
(4)守恒的范围是：“参加反应的各物质”和“反应生成的各物 质”，强调“参加”和“生成”，即运用此定律时其他没有参加化学 反应的物质，不能计算在内。
(5)宏观上“物质的总质量”和“元素的种类”不变；微观上“原 子的种类”、“原子的个数”、“原子的质量”不变，“分子的种类”可 能改变。
4、化学方程式的定义、读法和意义(见课本)。
2、质量守恒定律的理解
(1)“化学反应”是前提。质量守恒定律的适用范围是化学变化，不适用于物理变化，任何化学变化都遵循质量守恒定律。
(2)“参加反应”是基础。概念中明确指出是“参加反应”的各物质的质量总和，不参加反应的物质质量不能计算在内。
(3)“质量总和”是核心。无论是参加反应的物质，还是反应后生成的物质，计算时不能漏掉任何一项。
例1以下应用守恒思想解决相关问题，推论正确的是（）。
A.14 g碳与32 g氧气反应，根据质量守恒推出生成的二氧化碳的质量为46 g
B.聚乙烯燃生成二氧化碳和水，根据元素守恒推出聚乙烯由碳、氢、氧元素组成
C.细铁丝在氧气中燃烧后，生成物质量比细铁丝的质量大，因此这个反应不遵守质量守恒定律。
D.水电解生成H2和O2的分子数比为2∶1，根据原子守恒推出水分子中H、O原子数比为2∶1
解析A中14 g碳与32 g氧气反应，需先判断14 g碳与32 g氧气是否全部反应，根据化学方程式算出碳与氧气恰好完全反应的质量比为12∶32，对比质量比发现14 g碳只反应了12 g，剩余2 g没有参加反应，所以生成的二氧化碳的质量为44 g，不是46 g，A错误；B中聚乙烯燃烧，是聚乙烯与氧气反应，氧气由氧元素组成，生成二氧化碳和水，生成物含碳、氢、氧三种元素，消去氧元素，根据元素守恒推出聚乙烯一定含有碳、氢元素，不能推出聚乙烯由碳、氢、氧元素组成，B错误；C中根据质量守恒定律，生成物质量等于参加反应的细铁丝和氧气质量总和，所以生成物质量比细铁丝的质量大，遵守质量守恒定律，C错误；D中水电解生成H2和O2的分子数比为2∶1，而每个氢分子和氧分子分别由两个氢原子和两个氧原子构成，根据反应前后原子种类和数目不变，推出水分子中H、O原子数比为2∶1，D正确。
答案：D
点评该例题考查了对质量守恒定律的如下理解：“参加反应”是指真正参与反应的那一部分质量，如果反应物没有全部参加反应，则剩余部分不能计算在内；反应前后元素守恒，是指所有反应物所含元素与所有生成物所含元素种类相同，不是其中一种反应物所含元素与所有生成物所含元素相同；根据质量守恒定律计算时，不能漏掉任何一种反应物或生成物的质量，否则，就会出现“表面不守恒”现象；化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变。
考点二质量总和守恒结合化学方程式计算
例2在一个密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质
可转化为碳酸氢钠：
Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
2.NaHCO3转化为Na2CO3
（1）在碳酸氢钠溶液中加入适量的NaOH溶液，碳酸氢钠可转化为碳酸钠：
NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O
（2）将碳酸氢钠固体加热至恒重，碳酸氢钠可转化为碳酸钠：
量见表1：
表1
物质XYZQ
反应前质量/g410121
反应后质量/g01215待测
已知X的相对分子质量为n，Q的相对分子质量为2n，下列推理正确的是（ ）。
A. 反应后Q的质量为9 g
B. 反应后生成15 g Z
C. 反应中Y与Q发生改变的质量比为1∶1
D. 该反应方程式X与Q的化学计量数之比为2∶3
解析先根据质量总和守恒，立式，4+10+1+21=0+12+15+Q（待测），算出Q（待测）=9；然后根据反应后与反应前的质量变化，判断反应物和生成物，
X、Q质量减少是反应物，Y、Z质量增加是生成物；同时求出变化量，从而知道X、Y、Z、Q四物质间质量比为4∶2∶14∶12，Y与Q的质量比为2∶12=1∶6，C错误；利用化学方程式计算质量比的方法，可以求出X与Q的化学计量数之比为：4/n∶12/2n=2∶3，D正确。
答案：D
点评该题把根据质量守恒定律计算物质质量和利用化学方程式计算各物质间质量比结合起来考查。
考点三、质量守恒结合化学方程式、化学式计算
例3物质R在0.96 g氧气中恰好完全燃烧：
R+3O2点燃XO2+2SO2
测得XO2和SO2的质量分别为0.44 g和1.28 g。下列判断正确的是（）。
A.参加反应的R的质量为0.86 g
B.R的相对分子质量为76
C.R中含有X元素、硫元素和氧元素
D.XO2和SO2都是形成酸雨的主要物质
解析根据质量守恒定律，R的质量=
0.44 g+1.28 g-0.96 g=0.76 g，A错误；同时可知R、O2、XO2、SO2四种物质间质量比为0.76 g∶0.96 g∶0.44 g∶1.28 g=76∶96∶44∶128，利用化学方程式根据质量比，R的相对分子质量：3×16×2=76∶96可以算出R的相对分子质量=76，B正确；同理，算出XO2的相对分子质量为44，并且用化学式XO2算出X的相对原子质量为12，推知X为碳元素，XO2为CO2，D错误；再利用化学式计算m（X）=0.44 g×12/44=0.12 g，m（S）= 1.28 g×32/128=0.64 g，m（X）+m（S）=0.12 g+0.64 g=0.76 g，等于R的质量，根据元素质量守恒，可以推知R中只含有X元素、硫元素不含氧元素，C错误。
答案：B
点评本题先根据质量守恒定律计算出R的质量，然后利用化学方程式和化学式计算，综合程度较高。
考点四、质量守恒结合微观模式图计算
例4地球大气的演化经历了原始大气、次生大气和现代大气三个阶段，次生大气中部分成分的微观示意图如图1所示：
图1
一定条件下，3.4 g甲物质和4.8 g氧气恰好完全反应，生成5.4 g乙物质和另一种物质X，下列判断不正确的是（）。
A.物质甲的化学式是NH3
B.物质X的质量为2.8 g
C.物质X中含两种元素
D.该反应化学方程式中物质X与O2的化学计量数之比为2∶3
解析由微观示意图推知，甲物质的化学式是NH3，乙物质化学式为H2O，A正确；根据质量守恒定律，物质X的质量=3.4 g+4.8 g-5.4 g=2.8 g，B正确；通过化学式计算，甲物质中含m（H）=3.4 g×3/17=0.6 g，乙物质中含m（H）=5.4g×2/18=0.6g，含m（O）=5.4 g×16/18=4.8 g，根据元素种类和质量守恒，推知物质X中只含有氮元素，化学式为N2，C错误；利用化学方程式求各物质间质量比的方法，已知物质X与O2的质量比为2.8 g∶4.8 g=28∶48，物质X与O2的化学计量数之比=28/28∶48/32=2∶3，D正确。
答案：C
质量守恒定律是一切化学反应都必须遵守的一条客观规律，在历年的中考中都以不同形式表现出来。近年来，试题在内容、形式、立意等方面呈现出了密切联系日常生活、关注社会热点、连接现代科技、突出思维迁移等新的命题视角。本文就质量守恒定律中考命题热点试题作一探析。
1 信息给予型试题
例1．（泰州市中考题）“绿色化学”是当今社会提出的一个新的概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100%。在用C3H4（丙炔）合成C5H8O2（2-甲基丙烯酸甲酯）的过程中，欲使原子的利用率达到100%，在催化剂作用下，还需要的其他反应物是（ ）
解析；这是一道信息给予题，也是新情境试题，旨在考查学生的自学能力、信息转化能力以及对知识的迁移能力。由题给“绿色化学”的涵义，即反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，所以要求反应类型必须是化合反应，即C3H4+X= C5H8O2，X可以是纯净物，也可以是混合物，但一定要满足有2个C、4个H、2个O。
答案：A、C。
2图像型试题
例2．（河北省中考题）一定质量的木炭与过量的氧气在密闭的容器内加热使其充分反应。图1中能正确反映容器内有关的量随时间变化的关系图像是（）
解析：本题利用反应中有关反应物、产物等物质的质量随反应时间变化的动态图像考查了质量守恒定律。审题要注意关键词“过量氧气”即木炭完全反应，所以选项A、B均不正确；反应前容器中没有CO2，故选项C也错误；因为是密闭容器，所以物质的总质量保持不变，故答案D正确。
3字母表格型试题
例3．（南通市中考题）把A、B、C、D四种物质放在密闭容器中，在一定条件下充分反应，并测得反应物和产物在反应前后各物质的质量如下表所示。
下列说法正确的是()
A．物质C一定是化合物,物质D可能是单质
B．反应后密闭容器中A的质量为19.7 g
C．反应过程中,物质B和物质D变化的质量比为87:36
D．若物质A与物质C的相对分子质量之比为197:158,则反应中A和C的化学计量数之比为1:2
解析:本题利用字母表格数据对质量守恒定律和化学方程式进行了考查，比较抽象，有一定难度。很明显，B、D反应后质量增加，应为生成物，C反应后质量减少，则C为反应物。又因为C减少的质量（31.6-0）g 大于B和D增加的质量(3.6g-0.4g)+(17.4g-8.7g), 故可推知A也为生成物,且生成A的质量为:31.6g-[(3.6g-0.4g)+(17.4g-8.7g)]=19.7g， 即反应后密闭容器中A的质量为39.4g.因此该反应为分解反应，所以C一定是化合物，而D可能是单质，即A选项正确，B选项错误。
4 简答型试题
例4．（齐齐哈尔市）为探索物质在化学变化前后的质量关系，科学家做了大量的实验。1673年英国物理学家波义耳做了一个实验，他将金属放在密闭容器里燃烧后，立即打开容器盖进行称量，结果发现反应后的质量增加了。之后，俄国化学家罗蒙诺索夫在密闭的玻璃瓶内燃烧金属，发现反应前后质量不变，由此得出反应前后质量守恒。
(1)该实验导致波义耳未能发现质量守恒定律，请你简要分析一下原因是什么？
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)由于波义耳称量方法上的原因，他错过了发现质量守恒定律的机会。请你改进他的称量方法，以验证质量守恒定律。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3) 质量守恒定律的发现过程给你有什么启示? （答一条即可）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
解析: 本题以两位科学家曾经做过的一个实验立意命题，着重考查学生对质量守恒定律的理解以及分析、设计实验解决问题的能力。质量守恒定律的探究性实验是在反应前后质量没有损失的情况下得出的，因此，应分别称量反应前后密闭容器的质量，才能保证实验的严谨性。
答案: (1) 由于金属燃烧时会消耗空气中的氧气，波义耳在燃烧后打开容器盖进行称量，就使外界的空气进入容器，所以反应后的固体质量增加了，因此导致波义耳未能发现质量守恒定律。(2)分别称量反应前后密闭容器的质量。 (3) ①科学研究要有科学系统的研究方法；② 理论的发展都要经过实践的检验；③ 科学研究要有严谨细致的态度（任答一条即可）。
5微观图示型试题
例5．（沈阳市中考题）图2形象地表示某反应前后，反应物与生成物分子及其数目的变化。其中“”、“”、“”分别表示A、B、C三种不同的分子。该反应的化学方程式中，A、B、C前的化学计量数之比为（ ）
A．3:2:4 B．3:2:2C．1:2:3 D．1:2:2
解析: 本题利用分子模型图示化学反应前后各物质分子及其数目的变化情况，形象直观，重点考查对质量守恒定律的理解能力。从图示信息可以看出：反应前有3个A分子和2个B分子，反应后有2个A分子和2个C分子，即由1个A分子和2个B分子反应生成了2C分子，所以该反应的化学方程式中，A、B、C前的化学计量数之比为1:2:2。
答案: D。
6学科渗透型试题
例6． （广东课改区）某同学在科技活动课上用图3所示的实验装置论证质量守恒定律。瓶内放了足量的盐酸，未充气的气球紧紧套在瓶口上，里边放有6.5g锌粉(如图3中①)，将图3中①的装置放在托盘天平上称量，质量为w1g；然后将气球内的锌粉全部倒入瓶内，立即产生气体，气球逐渐膨胀变大，锌粉全部反应(如图3中②)，反应结束后再次称量，质量为w2g；结果w2＜w1。试分析：
(1)此反应是否符合质量守恒定律？＿＿＿＿＿（填“符合”或“不符合”）。
(2)天平显示w2＜w1的原因是(装置不漏气)＿＿＿＿。
(3)在＿＿＿＿＿＿＿的条件下称量, w2＝w1。
解析: 本题是一道物理、化学综合题，要把物理学中的浮力和真空条件等知识应用到解决化学问题中来。试题充分体现了探究的实践性、生成性（即在探究过程中会出现我们意想不到的问题）和综合性。本题旨在考查影响质量守恒定律探究实验的因素，即要验证质量守恒定律，必须一无物质从体系中扩散出去，二无物质从外界进入体系，三无外界浮力的作用等。
答案: (1) 符合 (2)氢气球有浮力 (3) 真空
7科学探究型试题
例7．（青岛市中考题）小刚和小洁以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题进行科学探究。请填写以下探究中的空格：
［提出假设］：化学反应中，反应物与生成物的质量(1) 。
［确定研究方法］：分析推理、查阅资料、实验探究。
［设计并进行实验］：小刚设计的实验装置和选用药品如图4-A所示，小洁设计的实验装置和选用药品如图4-B所示，他们在反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。实验结论：小刚认为：在化学反应中，反应物的总质量与生成物的总质量不相等。小洁认为：在化学反应中，反应物的总质量与生成物的总质量相等。你认为(2)的结论是正确的，请说出导致另一结论错误的原因(3)。
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［结论分析］：请从原子的角度,简要分析你认为正确的结论（4）。
［查阅资料］:小刚和小洁通过查阅材料了解到，法国伟大的科学家拉瓦锡,早在18世纪就围绕这个问题进行了研究,并做出了科学的结论。
［交流表达］：请简要谈一下，你认为这条科学结论有什么重大意义？（不超过30字）（5）。
［结论应用］： 环保部门常用I2O5测定空气受CO污染的程度，发生反应的化学方程式为：I2O5+5CO I2+5X，根据X的多少，可以判断CO的含量。X的化学式是(6)。
解析：本题以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题，引导学生实践了一个较为完整的研究性学习过程。得出结论之后，查阅有关科学家关于该研究的史料，有利于鼓励学生进行化学知识研究的信心，激发学生热爱科学的情感。题中实验及对不同实验结论的分析是探究的关键，最后一问的解答，则有助于加深对探究结论意义的了解。题目还特别注意了结论意义的分析评价，考查运用结论解决实际问题的能力。
答案：(1)相等；(2)小洁；(3)小刚在操作过程中让反应生成的CO2气体逸出锥形瓶，所以剩余的生成物的质量比反应物的总质量减少了；(4)在化学反应中，反应前后原子种类不变，原子的数目没有增减，原子质量没有变化，所以，反应物的质量总和与生成物的质量总和必然相等；(5)该科学结论对于定量认识化学反应，合理进行化工生产具有重要的作用；(6)CO2。
8巧算型试题
例8．（眉山市中考题）锌、铝、铁、镁四种金属共3.8g与一定质量、溶质质量分数为0.25的稀硫酸恰好完全反应，将反应后的混合物蒸发水分得固体（不含结晶水）11g，则反应中生成的H2的质量为（）
A．0.15g B．0.20gC．0.30g D．0.45g
9综合计算型试题
例9．（重庆市中考题）测定因存放不当而部分变成碳酸钠的烧碱中氢氧化钠的质量分数。所取试样质量8.00g放入质量140.00g锥形瓶，加入足量稀硫酸（质量50.00g）。每隔相同时间在电子天平上称量一次，数据如下表：
(1) 不必进行第7次读数的原因是____。
（2）计算氢氧化钠的质量分数。
（3）所用稀硫酸中H2SO4的质量分数不低于多少？
解析：本题考查学生对实验数据的处理能力和化学方程式及溶质质量分数的综合计算能力。本题涉及的化学反应有两个 ：2NaOH+H2SO4= Na2SO4 +2H2O, Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2，其中Na2CO3和H2SO4反应时，产生CO2气体并逸出，促使锥形瓶内剩余物质质量减少，当完全反应后，不再产生CO2气体，剩余物质质量不再减少。（1）比较后发现第5次、第6次剩余物质质量相等，说明第5次读数时足量的稀硫酸已使Na2CO3完全反应。（2）根据质量守恒定律先求出Na2CO3充分反应后生成的CO2质量，然后利用化学方程式：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2计算出试样中Na2CO3和与之反应的H2SO4的质量，进而利用Na2CO3的质量求出样品中氢氧化钠的质量及质量分数。（3）加入足量的稀硫酸部分与NaOH反应， 利用（2）的结果再计算出与NaOH反应的H2SO4的质量，并由此计算出参加反应的H2SO4的总质量，依题意50.00g稀硫酸中H2SO4的质量不应低于参加反应的H2SO4的质量，从而可求出该硫酸溶液中溶质质量分数的最小值。
答案：（1）第5次和第6次读数相同，说明已充分反应。
关键词：质量守恒定律；实验改进；石灰石与盐酸
文章编号：1008-0546（2014）01-0093-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.01.038
质量守恒定律是初中化学的一个重要化学规律，是分析物质在化学反应中质量关系的理论依据，是定量研究化学反应的基础，它的应用贯穿于整个中学化学。透彻理解质量守恒定律对于中学化学的学习非常重要。而质量守恒定律是一条比较抽象的理论，需要借助化学实验来形象地理解它。初中化学教学中，教师对验证质量守恒定律实验的研究也很多。
人教版教材利用白磷燃烧的实验来研究质量守恒定律。但是白磷的着火点很低，容易自燃，而且白磷有毒，燃烧产物三氧化二磷和五氧化二磷也有毒性，实验不慎就会造成一定的危害。验证质量守恒定律的实验一般都是使用托盘天平来称量，但托盘天平的感量一般为0.1g，实验所取用的白磷只有火柴头大小，质量太小，反应时容器的敞开与密闭对天平的平衡影响不大。所以，采用白磷燃烧实验来研究质量守恒定律不是很妥当。
上教版教材选择利用石灰石和稀盐酸的反应来研究质量守恒定律。该实验现象明显，气体逸出后容器内物质质量明显减小，反应时容器是敞开还是密闭对实验的结果影响很大。但该实验最大的问题是如何确保产生的二氧化碳气体留在密闭容器内并且不因装置内气压变大产生危险。就这一问题，笔者进行了一系列的实验，并对这些实验进行了可行性分析。
一、 分析“石灰石与盐酸反应”实验的几套装置的可行性
按图1装置进行实验。先在锥形瓶中放入少量石灰石，再将一支盛有稀盐酸的小试管放入锥形瓶中，最后在锥形瓶口塞上橡皮塞并旋紧。实验时，将锥形瓶侧放，小试管中的稀盐酸倒出，与石灰石接触。石灰石与盐酸反应后产生大量二氧化碳，锥形瓶内气压瞬间增大，导致橡皮塞被弹出。该实验危险性较大，不适合实际应用。
为了避免反应产生二氧化碳导致锥形瓶内气压过大而发生危险，进行了如图2的改进，在图1所示的实验装置中，取走橡皮塞，在锥形瓶口套一个气球。实验时，反应产生二氧化碳气体导致气球膨胀，避免了装置内气压变大而发生危险。但是，如果反应产生的二氧化碳较多，使得气球膨胀体积较大，整套装置在空气中受到的浮力就会明显增大，导致反应后称得的质量小于反应前称得的质量，无法验证质量守恒。所以该装置也不可行。
上述实验不可行的原因是由于生成的二氧化碳导致锥形瓶内气压过大造成危险或实验失败，所以首要考虑如何使二氧化碳留在装置内，同时又不能改变整套装置的体积。基于这一考虑，选用石灰水或氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，进行了如图3的改进。先在锥形瓶内倒入一定量的石灰水或氢氧化钠溶液，把少量盛有石灰石的小试管放入锥形瓶中，再将一支胶头滴管伸入单孔橡皮塞，并用胶头滴管吸取一滴管的稀盐酸，最后在锥形瓶口塞上橡皮塞并旋紧。教学过程中使用该方法进行演示实验能够比较顺利的完成任务，但是在进行学生分组实验时却出现了问题。因为石灰水或氢氧化钠溶液吸收二氧化碳需要一定的时间，所以实验时必须注意盐酸的浓度和用量，滴加时不能一次滴加完，要分次滴加，并且要边滴加边振荡，使二氧化碳被石灰水充分吸收，否则很容易因为装置内气压过大而导致橡皮塞被弹出。对于学生实验而言，注意事项太多，学生在进行操作时常常会出现橡皮塞弹出的问题。而且，该实验中涉及了两个化学反应，学生在理解时对石灰水的作用容易产生疑惑，不利于质量守恒定律的分析。该装置虽然可行，但不适合进行学生实验。
为了使实验装置简单、可操作性强、安全可靠，进行了如图4的改进。在锥形瓶内放入少量石灰石，在注射器内加入一定量的稀盐酸，实验时将稀盐酸注入锥形瓶中，反应产生二氧化碳使锥形瓶内气压变大，注射器活塞被弹起。该装置最大的优点就是注射器所起的作用：（1）存放并滴加盐酸；（2）利用注射器活塞移动产生空间储存反应产生的二氧化碳气体；（3）注射器的活塞移动不会导致整套装置在空气中所受到的浮力变大；（4）避免使用石灰水吸收二氧化碳，导致讲解质量守恒定律时因分析石灰水的作用而重点偏离。
综上，图4装置最适合进行验证质量守恒定律的学生实验。
二、定量研究图4装置所需的仪器规格和盐酸浓度
上教版教材上关于图4装置的实验只要求石灰石用量5g、盐酸用量5mL，对于盐酸浓度、锥形瓶、注射器和托盘天平的规格均没有具体要求。但是，要使该实验安全进行，仪器规格和盐酸浓度的选择有一定的要求。下面通过实验讨论盐酸浓度和仪器规格的选择。
1. 注射器、锥形瓶、托盘天平规格的选择
（1）注射器规格的选择
市售注射器的规格一般有10mL、20mL、30mL、50mL和100mL。根据理论计算，5mL浓度为1∶4的盐酸与足量石灰石充分反应，得到的二氧化碳的体积约为130mL左右。但是考虑到药品不可能全反应完，且100mL注射器组装后装置头重脚轻，所以选择50mL注射器进行实验。
注射器要注意选择活塞与针筒壁摩擦较小的，否则可能会因为活塞移动不畅而导致橡皮塞被弹出。
（2）锥形瓶规格的选择
中学化学实验室一般配备100mL和250mL两种规格的锥形瓶。
使用100mL的锥形瓶、50mL的注射器，浓度为1∶4的盐酸进行实验，观察到注射器活塞迅速上升，很快超过50mL刻度线上升到超过60mL的位置（60mL无刻度，估算的），停留一段时间后橡皮塞被弹出。
使用250mL的锥形瓶、50mL注射器，浓度为1∶4的盐酸进行实验，观察到注射器活塞隔几秒后再开始上升，停留在约40mL处超过1分钟，振荡锥形瓶后活塞又开始上升，停留在约60mL（估算）处较长时间。
两组实验对比，选择250mL的锥形瓶进行实验更安全。
（3）托盘天平规格的选择
由于250mL锥形瓶加上注射器和药品，总质量会超过100g，需要使用量程为200g或500g的托盘天平才能完成实验。
2. 盐酸浓度的选择
选用1∶2、1∶4、1∶6三种浓度的盐酸进行对比实验，装置选用250mL的锥形瓶、50mL注射器。
使用1∶2的盐酸进行实验，注射器活塞迅速上升，最终橡皮塞被弹出。
使用1∶4的盐酸进行实验，注射器活塞隔几秒后再开始上升，停留在约40mL处超过1分钟，振荡锥形瓶后活塞又开始上升，停留在约50mL处1～2分钟，活塞继续上升，最后停留在约60mL（估算）处较长时间。
使用1∶6的盐酸进行实验，注射器活塞1分钟后才开始上升，停留在约25mL刻度处，振荡后缓慢上升，停留在约35mL处，隔1～2分钟后又继续上升，重复上述过程，最终停留在约60mL（估算）处。
综上，使用浓度为1∶2的盐酸与石灰石反应，注射器活塞很容易被弹出，实验存在一定的危险。
使用浓度为1∶4的盐酸，注射器活塞上升的现象明显，在一定的时间里活塞不会被弹出，比较安全。但是如果放置过长时间，活塞还是有可能被弹出，所以在实验完成后一定要学生将橡皮塞取下，防止二氧化碳不断产生而导致活塞被弹出。
使用浓度为1∶6的盐酸，所需时间较长，但是实验相对更安全，所以进行学生分组实验时建议使用该浓度的盐酸。安全起见，实验完成后也要求将橡皮塞取下。
3. 小结
该实验建议使用250mL锥形瓶、50mL注射器、200g量程的托盘天平、浓度为1∶4或1∶6的盐酸。
有些学校因为条件所限，200g天平的数量不够开展学生分组实验，需要将装置和药品的总质量控制在100g以下，这种情况下只能使用100mL的锥形瓶进行实验，此时，应该将石灰石和盐酸的用量减半，实验才能够安全进行。
2012上教版中学化学教材在实验的设置、内容、数量以及形式等方面较以往都有了很大的改变，化学实验教学也应随着新课程的实施进行相应的改革和创新。目前教材上很多演示实验都变为学生实验。对于学生分组实验，一般要求原料易得、操作简便、安全性高，对于质量守恒定律实验的研究也是本着这一原则进行的，一线的化学教师应该在教学过程中不断发挥聪明才智，对实验进行改进，使得实验更适合学生进行操作。
参考资料
[1] 人教社课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心. 义务教育课程标准实验教科书·化学（九年级上册）[M]. 北京：人民教育出版社，2009
本节教学目的：
1、过实验测定，使学生理解质量守恒定律的原因,能用质量守恒定律解释和说明一些化学现象和化学事实。
2、初步培养学生应用实验方法来定量研究问题和分析问题的能力。
本节重点难点：
对质量守恒定律涵义的理解和运用。正确观察分析有关的实验是理解质量守恒定律的关键。应用质量守恒定律，要注意定律中的关键词语"参加化学反应的"、"生成的"、"质量总和"、一方面要注意到未参加反应的物质质量不能算在参加反应的物质质量总和中，未参加反应的或反应剩余的物质质量不能算在生成的物质的质量总和中。另一方面还要注意到参加反应的全部物质的质量总和等于反应后生成的全部物质的质量总和。根据质量守恒定律，求反应物或生成物的质量，驳斥伪科学的错误论点、推断物质的组成元素及化学式.
核心知识
1.质量守恒定律涵义：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.例如：参加反应P和O2的质量总和等于生成物P2O5的质量.
2.解释：化学反应前后元素的种类没有改变，原子的个数没有增减，原子质量也没有改变，因此质量守恒.
3.实质：参加化学反应的物质的分子被分裂成原子，原子重新排列组合成新的分子过程.
典型例题
例1若有a克KClO3与b克MnO2的混合物，加热到质量不再减少为止，得到剩余固体c克，则反应生成O2的质量是克，同时会生成氯化钾克.
分析KClO3在MnO2催化作用下生成KCl和O2，而MnO2在化学反应前后其质量和化学性质都不改变.剩余固体是KCl和MnO2的混合物，根据质量守恒定律，MO2=MKClO3-MKCl
解答(a+b-c)克(c一b)克
例2将一定质量的镁条在空气中点燃，完全燃烧后，生成MgO的质量与镁条相比，是不变，增大还是减小?为什么?
分析Mg在空气中与O2化合生成M，遵循质量守恒定律.Mg+O2MgO
解答增大.根据质量守恒定律，反应后生成MgO的质量，必定等于镁条的质量和参加反应的氧气质量之和，所以MgO的质量比镁条的质量增大了.
例3化学反应前后肯定没有变化的是()①原子的数目②分子的数目③元素的种类④参加化学反应各物质的质量总和⑤物质的种类⑥原子的种类A①④⑥B.①③⑤C.①③④⑥D.①③④⑤⑥
分析质量守恒定律的实质是参加化学反应的物质的分子被分裂成原子，原子重新排列组合成新的分子的过程.故反应前后原子种类、数目、各物质质量总和、元素的种类不变.
解答选C.
例4某物质在氧气中燃烧后只生成水和二氧化碳，关于该物质的组成，下列说法中正确的是()A.一定含有C、H、O三种元素B.一定含有C、H元素，不含O元素C.一定含有C、H元素，可能含有O元素D.可能含有C、H、O元素
知识目标:
1.识记:质量守恒定律。
2.理解:从微观角度认识质量守恒定律。
能力目标:
1.锻炼动手能力、形成观察能力以及分析解决问题的能力。
2.了解研究化学问题的方法。
情感目标:
1.形成实事求是的科学态度。
2.通过分组实验,认识到合作与交流在科学探究中的重要作用。
教学方法
猜想、分组实验探究、讨论、归纳。
教学辅助工具
多媒体课件、实验必备的仪器及药品。
教学过程
一、提出问题
师:我们已经知道化学反应特征就是生成了其他物质,例如:硫在氧气中燃烧生成了二氧化硫;那么生成的二氧化硫的质量与反应物硫和氧气的质量之和之间有无变化呢?
二、猜想与假设
生—生:分组交流,讨论。若反应物与生成物之间的质量有变化,则可能有以下三种情况:
一组代表:参加反应的各物质的质量之和大于生成的各物质的质量之和。
二组代表:参加反应的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和。
三组代表:参加反应的各物质的质量之和小于生成的各物质的质量之和。
师:从讨论的情况看,有三种不同的意见,那么哪一种正确呢?我们不妨用实验来验证。
三、假设的检验及推理
1.制定计划。
师:把学生分成三组:
一组:进行白磷燃烧前后质量的测定。
二组:进行铁钉与CuSO4溶液反应前后质量的测定。
三组:进行NaOH溶液与CuSO4溶液反应前后质量的测定。
2.进行实验。
生一生:要求学生根据教师的指导,自行设计简单的化学实验方案,并能积极分工、协作、共同顺利地完成实验。
3.收集证据。
生—生:根据现象进行讨论、归纳,然后请各小组组长代表本组对所做的实验做小结,自然地得出结论。
四、发现规律
生:三个组的小结情况:
一组:磷燃烧后有白色烟生成即生成了五氧化二磷,但反应前后物质的总质量不变。
二组:铁在CuSO4溶液中反应,铁丝上附着红色的物质;溶液由蓝色变成浅绿色,反应前后物质的质量之和仍然不变。
三组:无色NaOH溶液与蓝色的CuSO4溶液反应,生成蓝色絮状沉淀,反应前后物质的质量之和还是不变。
师:通过学生小结发言,教师归纳、评价得出质量守恒定律,请一个学生叙述。
生:参加化学反应的各物物质的质量之和等于反应生成的各物质的质量之和。
生:为什么参加反应的各物质的质量之和会等于生成的各物质的质量之和呢?
五、解释与讨论
师:教师先演示有关“化学变化中分子被破坏,原子重新组合成其他物质的分子”的动画课件,给学生必要的启迪。
生—生:(讨论、归纳)
参加反应的各物质的质量之和等于反应后生成的各物质的质量之和
师:从以上的讨论可以看出物质的质量之和之所以不变,是因为在化学反应中原子没有变。
生:质量守恒定律是否对任何化学反应都适用呢?
六、反思与评价
生—生:(学生继续分组进行实验)
实验1:蜡烛燃烧前后天平的变化。
实验2:镁条燃烧前后的质量变化。
师—生:(讨论)
1.上面两个实验的结果与你实验前的预测相同吗?为什么会出现这样的实验结果?
2.对于磷燃烧的实验,如果玻璃管上端没有系小气球,将会出现什么结果?
3.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,会出现什么实验结果?
师:(归纳、总结)
再以碳在氧气中燃烧生成CO2为例,从化学反应中分子、原子的变化情况说明只要是化学反应必定符合质量守恒定律。
七、迁移与应用
迁移:供给一组题目进行反馈。
应用:用质量守恒定律解释日常生活中遇到的各种化学现象。
板书设计
课题二质量守恒定律
一、质量守恒定律
参加化学反应各物质的质量之和等于反应后生成的各物质的质量之和。
教学目标
知识目标
通过对化学反应中反应物及生成物质量的实验测定，使学生理解质量守恒定律的含义及守恒的原因；
根据质量守恒定律能解释一些简单的实验事实，能推测物质的组成。
能力目标
提高学生实验、思维能力，初步培养学生应用实验的方法来定量研究问题和分析问题的能力。
情感目标
通过对实验现象的观察、记录、分析，学会由感性到理性、由个别到一般的研究问题的科学方法，培养学生严谨求实、勇于探索的科学品质及合作精神；
使学生认识永恒运动变化的物质，即不能凭空产生，也不能凭空消失的道理。渗透物质不灭定律的辩证唯物主义的观点。
教学建议
教材分析
质量守恒定律是初中化学的重要定律，教材从提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系入手，从观察白磷燃烧和氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后物质的质量关系出发，通过思考去“发现”质量守恒定律，而不是去死记硬背规律。这样学生容易接受。在此基础上，提出问题“为什么物质在发生化学反应前后各物质的质量总和相等呢？”引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律。在化学反应中，只是原子间的重新组合，使反应物变成生成物，变化前后，原子的种类和个数并没有变化，所以，反应前后各物质的质量总和必然相等。同时也为化学方程式的学习奠定了基础。
教法建议
引导学生从关注化学反应前后"质"的变化，转移到思考反应前后"量"的问题上，教学可进行如下设计：
1．创设问题情境，学生自己发现问题
学生的学习是一个主动的学习过程，教师应当采取"自我发现的方法来进行教学"。可首先投影前面学过的化学反应文字表达式，然后提问：对于化学反应你知道了什么？学生各抒己见，最后把问题聚焦在化学反应前后质量是否发生变化上。这时教师不失适宜的提出研究主题：通过实验来探究化学反应前后质量是否发生变化，学生的学习热情和兴趣被最大限度地调动起来，使学生进入主动学习状态。
2．体验科学研究过程、设计、实施实验方案
学生以小组探究方式，根据实验目的（实验化学反应前后物质总质量是否发生变化）利用实验桌上提供的仪器和药品设计实验方案。在设计过程中，教师尽量减少对学生的限制，并适时的给学生以帮助，鼓励学生充分发挥自己的想象力和主观能动性，独立思考，大胆探索，标新立异。在设计方案过程中培养学生分析问题的能力，在交流方案过程中，各组间互相补充，互相借鉴，培养了学生的语言表达能力。在实施实验时学生体验了科学过程，动手能力得到了加强，培养了学生的观察能力、研究问题的科学方法和严谨求实的科学品质及勇于探索的意志力。同时在实验过程中培养了学生的合作意识。通过自己探索，学生不仅获得了知识，也体验了科学研究过程。
3．反思研究过程、总结收获和不足
探索活动结束后可让学生进行总结收获和不足，提高学生的认知能力。
教学设计方案
课题：质量守恒定律
重点、难点：对质量守恒定律含义的理解和运用
教具学具：
CuSo4溶液、naoh溶液、fecol3溶液、nacl溶液、agno3溶液、白磷、锥形瓶、玻璃棒、单孔橡皮塞、烧杯、小试管一天平、酒精灯。
教学过程：
创设情境：
复习提问：在前几章的学习中，我们学习了哪些化学反应？
投影：反应文字表达式
氯酸钾氯化钾＋氧气
kclo3kcl02
氢气＋氧气水
h2o2h2o
氢气＋氧化铜铜＋水
h2cuocuh2o
引言：这是我们学过的化学反应（指投影），对于化学反应你知道了什么？
思考讨论：化学反应前后物质种类、分子种类、物质状态、颜色等发生了变化；原子种类、元素种类没发生变化；对于化学反应前后质量、原子数目是否发生变化存在争议。
引入：化学反应前后质量是否发生变化，有同学说改变，有同学说不变，意思不统一，那么我们就通过实验来探讨。
设计与实施实验：
讨论：根据实验目的利用实验桌上提供的仪器和药品设计实验方案。
交流设计方案
评价设计方案
教师引导学生评价哪些方案是科学合理的，哪些需要改进，鼓励学生开动脑筋，积极主动地参与实验设计过程。
1．实施实验：
同学们的设计方案是可行的，可以进行实验。
指导学生分组实验，检查纠正学生实验操作中的问题
1．依照设计方案进行实验并记录实验现象和测定的实验数据。
2．对实验结果进行分析，反应前后物质的总质量是否发生变化。
3．汇报实验结果
引导学生从实验内容，化学反应前后各物质的质量总和是否发生变化汇报实验结果
同学们的实验结果是巧合，还是具有普遍意义？
汇报：
1．实验内容
一、调整实验内容，降低实验难点，使教学更简捷有效
本节课的课程安排是教师的演示实验教学。首先演示的是磷燃烧的实验，用一个气球将反应容器口套住，反应前先称量反应装置及药品的质量，开始反应，等反应停止后再称量，质量没有发生改变。让学生观察实验现象并思考质量不变的原因。接着进行铁与硫酸铜的演示实验，称量反应前后的质量，根据反应现象以及反应前后质量仍然不变的结果，推导出质量守恒定律。第三个实验是碳酸钠和盐酸的反应，是反应后称量质量会变少的，第四个实验是镁条燃烧，是反应后称量质量会增加的，让学生反复思考加深对质量守恒定律的理解。实验设计层层推进，体现了探究学习的理念，加深并拓展了知识内容。但是在实验的设计上，我认为磷燃烧的实验大可以不做，因为这是个重复实验，在九年级的化学教学中出现了好几次。而铁和硫酸铜反应的实验现象不够明显，在这里可以改成氢氧化钠和硫酸铜反应，现象比较明显，同时也达到质量不变的结果。这样虽然少了磷燃烧的实验，可是没有影响利用实验来推出定律的教学思路，还降低了实验难点。保留碳酸钠和盐酸的实验和镁条燃烧的实验，这样课堂的实验只有三个，在时间上也比较宽裕。因为简捷有效，课堂的学习效果以及课后知识的掌握和理解反而更好。
二、改演示实验为学生分组实验，激发学生学习兴趣，加深体验
《质量守恒定律》这节课的新课是安排教师的演示实验教学，我改成了学生的分组实验。分组实验相对于演示实验来说，可以更直接地让学生在动手实践的过程中发现真理，在知识的学习上肯定更有效果，但是不能是难度太大的实验，而且实验的内容不能太多。而原本教材安排为演示实验教学，是因为本节课是根据实验来推理基本定理的课，又是新课，实验的内容较多，磷燃烧的实验较难，不适宜设计为分组实验探究的课。但是因为我把磷燃烧的实验去掉不做，节省了较多的时间，而其他的几个实验都比较简单，学生可以胜任，所以安排为分组探究的实验是可行的。教学的过程如下：
首先根据教学的主题设置问题：化学反应前后质量会改变吗？然后安排学生做第一个实验，实验的内容是氢氧化钠和硫酸铜的反应，要求称量反应前后的物质质量和，并观察记录实验现象。让学生带着问题去做实验，在实验过程中自己得到答案。氢氧化钠和硫酸铜的反应现象是比较明显的，现象越明显就越能加深学生对设问的问题的思考，由此可以比较顺利地推出质量守恒定律。讲解了质量守恒定律后，要求同学们思考并讨论为什么质量会守恒。根据学生讨论的结果给出解释，因为化学反应的本质是分子分成原子，原子重新组合成新分子的过程，参加反应的前后原子种类个数质量都不变，所以反应前后质量不变。有了实验的结果做前提，又有了理论的依据，学生就可以很轻松地接受质量守恒定律了。
接着要求学生做第二个实验，即碳酸钠和盐酸反应的实验，反应完后称量的质量比反应前少。学生对这个实验结果很吃惊，但是也很快就理解了质量减少的原因，因为实验过程有很明显的气体产生。该实验最重要的就是要问学生：反应后称量质量减少是否还符合质量守恒定律？学生也能很快理解必须是参加反应的所有物质的质量和反应后生成的所有物质的质量相等，包含产生的气体的质量。然后在这里要让学生思考，怎样做才能让这个实验反应后称量的质量不变？在思考讨论后让学生看课本上磷燃烧的实验，问为什么要在装置上加一个气球，学生自然很快就知道是为了防止气体的散失。这样的话，学生又学会了如何设计密闭的反应容器。
三、利用实验中的问题加深探究的力度，启迪学生的思维
第三个实验是镁条燃烧的实验，在做这个实验之前我也先提了个问题，设问：镁条燃烧完称量反应后物质的质量，是比镁条质量大，还是小，还是不变？有意思的是很多学生判断不出来，我猜想是因为不知道反应的原理的缘故吧。接着就让学生带着疑问动手做这个实验。令人觉得有意思的是，这个实验的结果是不同的，有的学生称量出来反应后的质量增加，可是也有的人称量出来质量是减少的，有少数的质量没有太大的变化。这就引起了学生的争论。于是我先和大家讨论实验的现象，根据燃烧通常是和氧气反应给出了该反应的方程式，就方程式上的反应物和生成物再和大家讨论正确的结果。学生们很快得出应该质量是增大的，因为镁条的质量加上氧气的质量才等于生成物氧化镁的质量。可是为什么会出现这么多不同的结果呢？我让大家认真回忆反应过程中出现的现象，再思考讨论出现这个结果的原因。经过大家认真的思考和热烈的讨论，最后同学们提出很多可能使得反应后的质量没有变大：一是认为镁条燃烧的时候同时出现了大量的白烟，这个白烟可能是氧化镁的小颗粒散失在空气中引起质量损失；还有就是发现夹镁条用的坩埚钳上有沾上很多的白色固体，估计是氧化镁的固体留在上面，这样就会造成生成物质量的损失；还有的同学提出镁可能会和空气中的氮气起反应而损失质量等等。通过探究讨论，学生们的知识得到了更深的巩固，对实验误差的理解和判断也会更明晰。
