質量守恒定律范文

導語：如何才能寫好一篇質量守恒定律，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

本課將以科學探究作為教學的突破口，力求將傳統教學的“以知識為本”轉移到以“學生的發展為本”，體現“知識技能”、“過程方法”、“情感態度與價值觀”等目標融為一體的化學教學價值觀。在教學過程中先講解并演示一個實驗，接著讓學生分組合作探究不同的實驗，通過實驗探究不但使學生能夠較為深刻地理解質量守恒定律而且培養學生的科學探究能力以及嚴謹求實的科學態度、開拓創新的精神，真正體現教師為主導、學生為主體的雙邊良性互動效應。(教學內容為人教版新課標教材第五單元課題1《質量守恒定律》第82―89頁)

二、教學理念

體驗“人人參與，個個成才”的成功感。

三、教學方法

采用合作探究、類比推理的學習方式。

四、教學目標

1.知識與技能 　(1)通過實驗測定，使學生理解質量守恒定律的原因。 　(2)理解并應用質量守恒定律解釋化學變化中發生的―些現象。 　(3)說出化學方程式所表示的意義，正確書寫簡單的化學方程式。

(4)通過對質量守恒定律的探究，進一步提高觀察、分析實驗和總結歸納的能力。

2.過程與方法 　(1)通過學生分組實驗、探究，培養學生的動手實驗能力及觀察分析能力。

(2)通過對化學反應實質的分析及質量守恒原因的分析，培養學生研究問題能力和邏輯推理能力。

(3)提高學生實驗、思維能力，培養學生定量研究和應用知識解決實際問題的能力。

3.情感態度和價值觀 　(1)通過自己動手進行試驗探索，逐步形成研究問題的科學態度。 　(2)通過化學反應中反應物及生成物的測定，逐步形成辯證唯物主義觀點。通過練習，培養學生多角度思維的能力，提高學生的思維品質。

(3)培養學生由感性到理性，由個別到一般的認識方法。

五、教學重點、難點

重點

1.通過實驗探究，認識質量守恒定律。

2.對質量守恒定律含義的理解和運用。

難點

對質量守恒定律和含義的理解和運用。

六、教具

1.實驗用品：天平、燒杯、錐形瓶、玻璃管、小氣球、石棉網、坩堝鉗、白磷、鐵、CuSO4溶液、蠟燭、鎂條、火柴等。

2.多媒體播放軟件或投影以及相關資料。

七、教學流程 　2.質量守恒定律的內容和實質(見課本)。 　3.理解和應用質量守恒定律時注意以下幾

八、板書設計

1、活動與探究

2.質量守恒定律的內容和實質(見課本)。

3.理解和應用質量守恒定律時注意以下幾點：

(1)質量守恒定律是一切化學反應必然遵循的一個定律而且 是針對化學反應(注：物理變化不屬于此定律)。

(2)質量守恒定律研究的內容僅是指“質量”不能任意推廣到 其他物理量，它強調的是“質量守恒”。

(3)守恒的數量是“總質量”，是指“參加反應”的所有反應物 和“反應生成”的所有生成物的總質量。

(4)守恒的范圍是：“參加反應的各物質”和“反應生成的各物 質”，強調“參加”和“生成”，即運用此定律時其他沒有參加化學 反應的物質，不能計算在內。

(5)宏觀上“物質的總質量”和“元素的種類”不變；微觀上“原 子的種類”、“原子的個數”、“原子的質量”不變，“分子的種類”可 能改變。

4、化學方程式的定義、讀法和意義(見課本)。

篇2

質量守恒定律是一切化學反應都必須遵守的一條客觀規律，在歷年的中考中都以不同形式表現出來。近年來，試題在內容、形式、立意等方面呈現出了密切聯系日常生活、關注社會熱點、連接現代科技、突出思維遷移等新的命題視角。本文就質量守恒定律中考命題熱點試題作一探析。

1 信息給予型試題

例1．（泰州市中考題）“綠色化學”是當今社會提出的一個新的概念。在“綠色化學工藝”中，理想狀態是反應中原子全部轉化為欲制得的產物，即原子的利用率為100%。在用C3H4（丙炔）合成C5H8O2（2-甲基丙烯酸甲酯）的過程中，欲使原子的利用率達到100%，在催化劑作用下，還需要的其他反應物是（ ）

解析；這是一道信息給予題，也是新情境試題，旨在考查學生的自學能力、信息轉化能力以及對知識的遷移能力。由題給“綠色化學”的涵義，即反應物中的原子全部轉化為欲制得的產物，所以要求反應類型必須是化合反應，即C3H4+X= C5H8O2，X可以是純凈物，也可以是混合物，但一定要滿足有2個C、4個H、2個O。

答案：A、C。

2圖像型試題

例2．（河北省中考題）一定質量的木炭與過量的氧氣在密閉的容器內加熱使其充分反應。圖1中能正確反映容器內有關的量隨時間變化的關系圖像是（）

解析：本題利用反應中有關反應物、產物等物質的質量隨反應時間變化的動態圖像考查了質量守恒定律。審題要注意關鍵詞“過量氧氣”即木炭完全反應，所以選項A、B均不正確；反應前容器中沒有CO2，故選項C也錯誤；因為是密閉容器，所以物質的總質量保持不變，故答案D正確。

3字母表格型試題

例3．（南通市中考題）把A、B、C、D四種物質放在密閉容器中，在一定條件下充分反應，并測得反應物和產物在反應前后各物質的質量如下表所示。

下列說法正確的是()

A．物質C一定是化合物,物質D可能是單質

B．反應后密閉容器中A的質量為19.7 g

C．反應過程中,物質B和物質D變化的質量比為87:36

D．若物質A與物質C的相對分子質量之比為197:158,則反應中A和C的化學計量數之比為1:2

解析:本題利用字母表格數據對質量守恒定律和化學方程式進行了考查，比較抽象，有一定難度。很明顯，B、D反應后質量增加，應為生成物，C反應后質量減少，則C為反應物。又因為C減少的質量（31.6-0）g 大于B和D增加的質量(3.6g-0.4g)+(17.4g-8.7g), 故可推知A也為生成物,且生成A的質量為:31.6g-[(3.6g-0.4g)+(17.4g-8.7g)]=19.7g， 即反應后密閉容器中A的質量為39.4g.因此該反應為分解反應，所以C一定是化合物，而D可能是單質，即A選項正確，B選項錯誤。

4 簡答型試題

例4．（齊齊哈爾市）為探索物質在化學變化前后的質量關系，科學家做了大量的實驗。1673年英國物理學家波義耳做了一個實驗，他將金屬放在密閉容器里燃燒后，立即打開容器蓋進行稱量，結果發現反應后的質量增加了。之后，俄國化學家羅蒙諾索夫在密閉的玻璃瓶內燃燒金屬，發現反應前后質量不變，由此得出反應前后質量守恒。

(1)該實驗導致波義耳未能發現質量守恒定律，請你簡要分析一下原因是什么？

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(2)由于波義耳稱量方法上的原因，他錯過了發現質量守恒定律的機會。請你改進他的稱量方法，以驗證質量守恒定律。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(3) 質量守恒定律的發現過程給你有什么啟示? （答一條即可）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

解析: 本題以兩位科學家曾經做過的一個實驗立意命題，著重考查學生對質量守恒定律的理解以及分析、設計實驗解決問題的能力。質量守恒定律的探究性實驗是在反應前后質量沒有損失的情況下得出的，因此，應分別稱量反應前后密閉容器的質量，才能保證實驗的嚴謹性。

答案: (1) 由于金屬燃燒時會消耗空氣中的氧氣，波義耳在燃燒后打開容器蓋進行稱量，就使外界的空氣進入容器，所以反應后的固體質量增加了，因此導致波義耳未能發現質量守恒定律。(2)分別稱量反應前后密閉容器的質量。 (3) ①科學研究要有科學系統的研究方法；② 理論的發展都要經過實踐的檢驗；③ 科學研究要有嚴謹細致的態度（任答一條即可）。

5微觀圖示型試題

例5．（沈陽市中考題）圖2形象地表示某反應前后，反應物與生成物分子及其數目的變化。其中“”、“”、“”分別表示A、B、C三種不同的分子。該反應的化學方程式中，A、B、C前的化學計量數之比為（ ）

A．3:2:4 B．3:2:2C．1:2:3 D．1:2:2

解析: 本題利用分子模型圖示化學反應前后各物質分子及其數目的變化情況，形象直觀，重點考查對質量守恒定律的理解能力。從圖示信息可以看出：反應前有3個A分子和2個B分子，反應后有2個A分子和2個C分子，即由1個A分子和2個B分子反應生成了2C分子，所以該反應的化學方程式中，A、B、C前的化學計量數之比為1:2:2。

答案: D。

6學科滲透型試題

例6． （廣東課改區）某同學在科技活動課上用圖3所示的實驗裝置論證質量守恒定律。瓶內放了足量的鹽酸，未充氣的氣球緊緊套在瓶口上，里邊放有6.5g鋅粉(如圖3中①)，將圖3中①的裝置放在托盤天平上稱量，質量為w1g；然后將氣球內的鋅粉全部倒入瓶內，立即產生氣體，氣球逐漸膨脹變大，鋅粉全部反應(如圖3中②)，反應結束后再次稱量，質量為w2g；結果w2＜w1。試分析：

(1)此反應是否符合質量守恒定律？＿＿＿＿＿（填“符合”或“不符合”）。

(2)天平顯示w2＜w1的原因是(裝置不漏氣)＿＿＿＿。

(3)在＿＿＿＿＿＿＿的條件下稱量, w2＝w1。

解析: 本題是一道物理、化學綜合題，要把物理學中的浮力和真空條件等知識應用到解決化學問題中來。試題充分體現了探究的實踐性、生成性（即在探究過程中會出現我們意想不到的問題）和綜合性。本題旨在考查影響質量守恒定律探究實驗的因素，即要驗證質量守恒定律，必須一無物質從體系中擴散出去，二無物質從外界進入體系，三無外界浮力的作用等。

答案: (1) 符合 (2)氫氣球有浮力 (3) 真空

7科學探究型試題

例7．（青島市中考題）小剛和小潔以“化學反應中，反應物與生成物的質量關系”為課題進行科學探究。請填寫以下探究中的空格：

［提出假設］：化學反應中，反應物與生成物的質量(1) 。

［確定研究方法］：分析推理、查閱資料、實驗探究。

［設計并進行實驗］：小剛設計的實驗裝置和選用藥品如圖4-A所示，小潔設計的實驗裝置和選用藥品如圖4-B所示，他們在反應前后都進行了規范的操作、準確的稱量和細致的觀察。實驗結論：小剛認為：在化學反應中，反應物的總質量與生成物的總質量不相等。小潔認為：在化學反應中，反應物的總質量與生成物的總質量相等。你認為(2)的結論是正確的，請說出導致另一結論錯誤的原因(3)。

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［結論分析］：請從原子的角度,簡要分析你認為正確的結論（4）。

［查閱資料］:小剛和小潔通過查閱材料了解到，法國偉大的科學家拉瓦錫,早在18世紀就圍繞這個問題進行了研究,并做出了科學的結論。

［交流表達］：請簡要談一下，你認為這條科學結論有什么重大意義？（不超過30字）（5）。

［結論應用］： 環保部門常用I2O5測定空氣受CO污染的程度，發生反應的化學方程式為：I2O5+5CO I2+5X，根據X的多少，可以判斷CO的含量。X的化學式是(6)。

解析：本題以“化學反應中，反應物與生成物的質量關系”為課題，引導學生實踐了一個較為完整的研究性學習過程。得出結論之后，查閱有關科學家關于該研究的史料，有利于鼓勵學生進行化學知識研究的信心，激發學生熱愛科學的情感。題中實驗及對不同實驗結論的分析是探究的關鍵，最后一問的解答，則有助于加深對探究結論意義的了解。題目還特別注意了結論意義的分析評價，考查運用結論解決實際問題的能力。

答案：(1)相等；(2)小潔；(3)小剛在操作過程中讓反應生成的CO2氣體逸出錐形瓶，所以剩余的生成物的質量比反應物的總質量減少了；(4)在化學反應中，反應前后原子種類不變，原子的數目沒有增減，原子質量沒有變化，所以，反應物的質量總和與生成物的質量總和必然相等；(5)該科學結論對于定量認識化學反應，合理進行化工生產具有重要的作用；(6)CO2。

8巧算型試題

例8．（眉山市中考題）鋅、鋁、鐵、鎂四種金屬共3.8g與一定質量、溶質質量分數為0.25的稀硫酸恰好完全反應，將反應后的混合物蒸發水分得固體（不含結晶水）11g，則反應中生成的H2的質量為（）

A．0.15g B．0.20gC．0.30g D．0.45g

9綜合計算型試題

例9．（重慶市中考題）測定因存放不當而部分變成碳酸鈉的燒堿中氫氧化鈉的質量分數。所取試樣質量8.00g放入質量140.00g錐形瓶，加入足量稀硫酸（質量50.00g）。每隔相同時間在電子天平上稱量一次，數據如下表：

(1) 不必進行第7次讀數的原因是____。

（2）計算氫氧化鈉的質量分數。

（3）所用稀硫酸中H2SO4的質量分數不低于多少？

解析：本題考查學生對實驗數據的處理能力和化學方程式及溶質質量分數的綜合計算能力。本題涉及的化學反應有兩個 ：2NaOH+H2SO4= Na2SO4 +2H2O, Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2，其中Na2CO3和H2SO4反應時，產生CO2氣體并逸出，促使錐形瓶內剩余物質質量減少，當完全反應后，不再產生CO2氣體，剩余物質質量不再減少。（1）比較后發現第5次、第6次剩余物質質量相等，說明第5次讀數時足量的稀硫酸已使Na2CO3完全反應。（2）根據質量守恒定律先求出Na2CO3充分反應后生成的CO2質量，然后利用化學方程式：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2計算出試樣中Na2CO3和與之反應的H2SO4的質量，進而利用Na2CO3的質量求出樣品中氫氧化鈉的質量及質量分數。（3）加入足量的稀硫酸部分與NaOH反應， 利用（2）的結果再計算出與NaOH反應的H2SO4的質量，并由此計算出參加反應的H2SO4的總質量，依題意50.00g稀硫酸中H2SO4的質量不應低于參加反應的H2SO4的質量，從而可求出該硫酸溶液中溶質質量分數的最小值。

答案：（1）第5次和第6次讀數相同，說明已充分反應。

篇3

知識目標:

1.識記:質量守恒定律。

2.理解:從微觀角度認識質量守恒定律。

能力目標:

1.鍛煉動手能力、形成觀察能力以及分析解決問題的能力。

2.了解研究化學問題的方法。

情感目標:

1.形成實事求是的科學態度。

2.通過分組實驗,認識到合作與交流在科學探究中的重要作用。

教學方法

猜想、分組實驗探究、討論、歸納。

教學輔助工具

多媒體課件、實驗必備的儀器及藥品。

教學過程

一、提出問題

師:我們已經知道化學反應特征就是生成了其他物質,例如:硫在氧氣中燃燒生成了二氧化硫;那么生成的二氧化硫的質量與反應物硫和氧氣的質量之和之間有無變化呢?

二、猜想與假設

生—生:分組交流,討論。若反應物與生成物之間的質量有變化,則可能有以下三種情況:

一組代表:參加反應的各物質的質量之和大于生成的各物質的質量之和。

二組代表:參加反應的各物質的質量之和等于生成的各物質的質量之和。

三組代表:參加反應的各物質的質量之和小于生成的各物質的質量之和。

師:從討論的情況看,有三種不同的意見,那么哪一種正確呢?我們不妨用實驗來驗證。

三、假設的檢驗及推理

1.制定計劃。

師:把學生分成三組:

一組:進行白磷燃燒前后質量的測定。

二組:進行鐵釘與CuSO4溶液反應前后質量的測定。

三組:進行NaOH溶液與CuSO4溶液反應前后質量的測定。

2.進行實驗。

生一生:要求學生根據教師的指導,自行設計簡單的化學實驗方案,并能積極分工、協作、共同順利地完成實驗。

3.收集證據。

生—生:根據現象進行討論、歸納,然后請各小組組長代表本組對所做的實驗做小結,自然地得出結論。

四、發現規律

生:三個組的小結情況:

一組:磷燃燒后有白色煙生成即生成了五氧化二磷,但反應前后物質的總質量不變。

二組:鐵在CuSO4溶液中反應,鐵絲上附著紅色的物質;溶液由藍色變成淺綠色,反應前后物質的質量之和仍然不變。

三組:無色NaOH溶液與藍色的CuSO4溶液反應,生成藍色絮狀沉淀,反應前后物質的質量之和還是不變。

師:通過學生小結發言,教師歸納、評價得出質量守恒定律,請一個學生敘述。

生:參加化學反應的各物物質的質量之和等于反應生成的各物質的質量之和。

生:為什么參加反應的各物質的質量之和會等于生成的各物質的質量之和呢?

五、解釋與討論

師:教師先演示有關“化學變化中分子被破壞,原子重新組合成其他物質的分子”的動畫課件,給學生必要的啟迪。

生—生:(討論、歸納)

參加反應的各物質的質量之和等于反應后生成的各物質的質量之和

師:從以上的討論可以看出物質的質量之和之所以不變,是因為在化學反應中原子沒有變。

生:質量守恒定律是否對任何化學反應都適用呢?

六、反思與評價

生—生:(學生繼續分組進行實驗)

實驗1:蠟燭燃燒前后天平的變化。

實驗2:鎂條燃燒前后的質量變化。

師—生:(討論)

1.上面兩個實驗的結果與你實驗前的預測相同嗎?為什么會出現這樣的實驗結果?

2.對于磷燃燒的實驗,如果玻璃管上端沒有系小氣球,將會出現什么結果?

3.如果在燃著的鎂條上方罩上罩,使生成物全部收集起來稱量,會出現什么實驗結果?

師:(歸納、總結)

再以碳在氧氣中燃燒生成CO2為例,從化學反應中分子、原子的變化情況說明只要是化學反應必定符合質量守恒定律。

七、遷移與應用

遷移:供給一組題目進行反饋。

應用:用質量守恒定律解釋日常生活中遇到的各種化學現象。

板書設計

課題二質量守恒定律

一、質量守恒定律

參加化學反應各物質的質量之和等于反應后生成的各物質的質量之和。

篇4

關鍵詞：質量守恒定律；高中化學；化學定律；學習能力

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2017）21-0063-01

高中化學課程對于整個高中階段的學習來說非常重要，而質量守恒定律是化學中的基礎定律，同時也是學生學習化學知識的基礎內容。“質量守恒定律”這一章節的內容要求學生充分認識和掌握質量守恒定律的概念和內容，同時能夠分清哪些屬于質量守恒，哪些不屬于質量守恒。學生在學習中，通過自己動手實驗，能夠更好地認識質量守恒定律的本質特點。

一、質量守恒定律

在化學反應中，參加反應的各類物質的質量總和與反應之后生成物質的質量總和是相等的，這一現象被稱為質量守恒。在一個獨立的空間中，物質無論發生任何變化，其本身的質量總和是不會發生變化的，或者說，任何變化都不能消除物質，只是讓物質改變了原有的形態或者結構。在化學反應過程中，物質的原子會重新組合形成新的物質，并且在這個過程中物質原子的種類和數量都不會發生變化，原子的質量也與反應之前相同。即可以通過公式：A+B=C+D來表示化學反應的過程。公式中的A、B為兩種反應前的物質，在經過化學反應之后，變為C和D兩種物質，但是其質量總和是不變的。任何化學反應，其前后的物質總質量是不會發生變化的，質量既不會增加也不會減少，只是發生了物質形態的變化。但是，一種物質在作用時需要保持密閉的環境，質量才不會發生變化，如果部分物質與空氣發生反應，就會導致質量發生變化。質量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律，但是其只適用于化學變化，而不適用于物理變化。

二、質量守恒定律實驗

以“白磷燃燒前后質量測定”的實驗為例，教師在課前要準備好天平、砝碼、錐形瓶、小燒杯、玻璃管、單孔橡皮塞、小氣球、酒精燈等實驗儀器，并準備好白磷作為實驗藥品。在實驗時，首先要調好天平待用，接著取出一塊白磷放入盛水的培養皿中，在水下通過小刀切下一粒綠豆大小的白磷，然后利用濾紙將其表面的水吸干，并放入錐形瓶中。在實驗過程中為了避免白磷燃燒時將錐形瓶灼裂，可以提前在錐形瓶中放入少量的細砂。接下來將盛白磷的錐形瓶以及綁有小氣球的玻璃管一起放到天平的左盤中，在右盤中添加砝碼，并移動游碼，使天平處于平衡的狀態。取出錐形瓶及導管，將橡皮塞上的玻璃管放在酒精燈的火焰上灼燒至紅熱之后，迅速通過橡皮塞塞住錐形瓶瓶口，并引燃白磷，可以看到白磷燃燒，并且產生濃厚的白煙。待錐形瓶冷卻、白煙沉降之后，重新將其放到天平上，觀察天平的狀態，會發現天平仍然保持平衡狀態。

學生自己動手實驗主要具有以下幾個方面的優點：首先，操作性較強。實驗過程中可能由于實驗裝置密封不嚴，而導致白磷在燃燒的過程中氣體逸出，最終導致實驗失敗。因此，在自己動手實驗的過程中，學生應該對錐形瓶的密封性進行嚴格的檢查，避免實驗失敗。其次，具有較強的可觀察性。在實驗過程中，可以看到大量的白煙產生，說明物質本身的性質發生了變化，在完成實驗之后觀察天平的狀態，能夠直接確定實驗是否成功。第三，引發思考。實際的實驗操作過程可能會與課本中所給出的實驗結果不同，這能夠吸引學生的注意力，去思考究竟是什么原因導致結果的差異，培養學生耐心、細致、積極思考的學習習慣，使知識能夠真正印入他們的內心，更好地理解和學習所學的知識。

三、學習質量守恒定律應該注意的問題

在學習質量守恒定律的過程中，學生應該注意以下幾個方面的問題：第一，在研究一個現象是否符合質量守恒定律時，首先應該判斷該現象的變化屬于化學變化還是物理變化，如果屬于化學變化，則一定遵循質量守恒定律。第二，質量守恒定律強調了“參加反應的物質”，而并非是所有物質質量的簡單相加，一定不要將未參加反應的物質的質量計算進來，否則就會導致“質量不守恒”的結果出現。第三，對于化學反應后物質質量的計算，只需要對反應生成的物質的質量進行計算，而不需要將原來就存在的物質的質量計算進來。第四，在考慮變化前后物質的質量總和時，需要將各種形態的物質質量全部計算進來，不能漏掉任何一種反應物或者生成物的質量。比如，在敞口容器中進行實驗，通常會出現反應后剩余物質質量減輕的情況，此時學生通常會認為出現了質量“不守恒”的現象。實際上這也是符合質量守恒定律的，只是由于敞口容器中的部分氣體向外逸散，導致在實驗后這部分氣體的質量未被計算進來。

四、結束語

學生通過本章節的實驗操作學習，對于質量守恒定律的概念和特點有了更加深入的理解，同時也為之后的學習打下了牢固的基礎。因此，在高中化學學習中，學生必須養成主動探究思考和親自動手做實驗的習慣，在教師的指導下真正掌握各種化學知識，才能進一步提高學習能力。

參考文獻：

篇5

關鍵詞：質能方程；能量守恒定律；質量守恒定律；矛盾

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）11-0036-3

1 問題的提出

能量守恒定律指出，在能量轉換和傳遞過程中能量的總量恒定不變；質量守恒定律指出，在任何與周圍隔絕的物質系統（孤立系統）中，不論發生何種變化或過程，其總質量保持不變；而愛因斯坦相對論動力學的一個著名結論是質能方程：E=mc2，此方程表明物質的質量虧損對應著一定的能量損失。

問題一：在核反應中，能量是哪來的？釋放之前是以什么能的形式存在的？根據愛因斯坦的質能方程，核反應前后，總質量有損失，可以根據質能方程算出釋放的核能，難道是質量轉化為能量了嗎？

問題二：化學反應中會有能量的變化，而根據愛因斯坦的質能方程可知，能量的變化必然會有質量的變化，那為什么反應前后質量還守恒呢？

問題三：假設有一高溫物體，質量為m ，放在低溫環境中，該物體必然向外散熱，輻射出能量，那么該物體的能量必然變少，根據質能方程，質量也會減少。但是，我們卻認為，該物體的質量是守恒的，這怎樣解釋？

這些問題是否說明能量守恒定律和質量守恒定律是錯誤的？或者說不是普適定律？

2 守恒定律的科學表述

質量守恒定律、能量守恒定律、電荷守恒定律是自然界的三大守恒定律。

質量守恒定律是俄國科學家羅蒙諾索夫于1756年最早發現的。在化學反應中，參加反應的各物質的質量總和等于反應后生成各物質的質量總和，這個規律就叫做質量守恒定律，也稱物質不滅定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一。20世紀初[1]，德國和英國化學家分別做了精確度極高的實驗，結果表明，化學反應前后質量變化小于一千萬分之一，這個誤差是在實驗誤差允許范圍之內的，從而使質量守恒定律確立在嚴謹的科學實驗的基礎上。同樣的，在物理變化中物體的總質量也保持不變，如把糖溶解在水里，則溶液的質量將嚴格地等于糖的質量和水的質量之和。大量實驗證明，不論如何分割或溶解，物體的質量具有不變性。

能量守恒定律也稱為熱力學第一定律[2]，是指在一個封閉（孤立）系統的總能量保持不變。其中，總能量一般說來不只是動能與勢能之和，而是靜止能量（固有能量）、動能、勢能三者的總量。能源在一定條件下可以轉換成人們所需要的各種形式的能量。例如，煤燃燒后放出熱量，可以用來取暖做飯；可以用來生產蒸汽，推動蒸汽機工作，將熱能轉換為機械能，推動汽輪發電機轉變為電能，電能又可以通過電動機等用電器轉換為機械能、熱能等。所有能量轉換都遵循能量守恒定律。能量守恒定律指出：“自然界的一切物質都具有能量，能量既不能創造也不能消滅，而只能從一種形式轉換成另一種形式，從一個物體傳遞到另一個物體，在能量轉換和傳遞過程中能量的總量恒定不變?！?/p>

對于中學生來說，在經典力學的范圍內對質量守恒定律、能量守恒定律的內容是很容易理解掌握的。

3 質能方程的本質

在高中物理選修3-4第十五章《相對論的誕生》中講到，愛因斯坦在1905年撰寫的《關于光的產生和轉化的一個啟發性觀點》論文中根據狹義相對論原理及洛倫茲變換，經過高等數學推導，劃時代地導出了相對論動力學的一個著名結論――質能關系：E=mc2。質能關系式從理論上預言了核能釋放及原子能利用和原子彈研制的可能性[3]。在實際應用中，常用其變化量的表達式：ΔE=Δmc2，質量虧損時，即當質量減少Δm，就意味著要釋放出ΔE=Δmc2的巨大能量，此式被稱為改變世界的方程。

質能方程有三種表達形式 ：

1.E0=m0c2，式中的m0為物體的靜止質量，m0c2為物體的靜止能量。中學物理教材中所講的質能方程含義與此表達式相同，通常簡寫為ΔE=Δmc2。

2.Ev=mvc2，式mvc2為物體運動時的總能量，即物體的靜止能量和動能之和。

3.ΔE=Δmc2，式中的Δm通常為物體靜止質量的變化，即質量虧損。ΔE為物體靜止能量的變化。這種表達形式最常用，也是學生最容易產生誤解的表達形式，難道是物質的質量轉化為能量了嗎？

相對論力學指出，物體有總能量，也有靜止能量[4]。粒子的總能量包含靜止能量和運動能量。物體的靜止能量是它的總內能，包括分子運動的動能、分子間相互作用的勢能、使原子與原子結合在一起的化學能、原子內使原子核和電子結合在一起的電磁能，以及原子核內質子、中子的結合能……物體靜止能量的揭示是相對論最重要的推論之一，它指出，靜止粒子內部仍然存在著運動。一定質量的粒子具有一定的內部運動能量，反過來，帶有一定內部運動能量的粒子就表現出有一定的慣性質量。在基本粒子轉化過程中，有可能把粒子內部蘊藏著的全部靜止能量釋放出來，變為可以利用的動能。由此可見，在相對論力學中，能量和質量只不過是物體力學性質的兩個不同方面而已。

愛因斯坦推導出質能方程之前，人們都認為質量和能量是兩個概念，他們之間是沒有關聯的。質能方程所包含的，是關于原子核的反應過程中質量和能量的轉換。在相對論力學中指出，物體以速度v運動時的質量m與靜止時的質量m0之間有以下關系：

此式表明物體運動時的質量m總要大于靜止時的質量m0。微觀粒子的運動速度很高，它的質量明顯地大于靜止質量，在核反應中，這個現象必須考慮。

4 質能方程在更為寬泛的領域揭示了質量守恒與能量守恒的正確性

當一組粒子構成復合物體時，由于各粒子之間有相互作用能以及有相對運動的動能，因而，當物體整體靜止時，它的總能量一般不等于所有粒子的靜止能量之和，兩者之差稱為物體的結合能。與此對應，物體的靜止質量亦不等于組成它的各粒子的靜止質量之和，兩者之差稱為質量虧損，質量虧損與結合能之間有關系：ΔE=Δmc2。由于在中學物理教材中，對此式的解釋較淺，因此，有些學生就誤認為，核反應過程中，質量不再守恒，且少掉的質量轉化為能量了。

問題一釋疑：在核反應中，釋放的核能是原子核的靜止能量的一部分，即原子核內核子的強相互作用的核能等轉化成了發射粒子的動能和勢能，但總能量守恒；此外核反應前后，原子核有質量虧損，由于發射的微觀粒子高速飛出而質量增大，其增大質量就是原子核質量虧損，但總質量仍然守恒。質能方程反應的就是質量虧損與所釋放核能的數量關系。

問題二釋疑：通常情況下，質量守恒是在低速條件下的靜止質量守恒，化學反應中的質量守恒就是這種情況；化學反應中的能量變化，沒有涉及到物體的微觀靜止能量與運動能量的變化，因而不用愛因斯坦的質能方程去解釋?？捎煤暧^經典力學能量守恒理論解釋?？梢哉f，化學變化只能改變物質的組成，但不能創造物質，也不能消滅物質，所以質量守恒定律又稱物質不滅定律。

（下轉第40頁）

（上接第37頁）

問題三釋疑：對于高溫物體的熱輻射，是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現象。是一種物體用電磁輻射的形式把熱能向外散發的熱傳導方式。它不依賴任何外界條件而進行，這是熱的三種主要傳導方式之一。我們所說的其質量守恒，仍然是低速條件下的靜止質量守恒，沒有考慮能量減少引起的運動質量變化。實際上，輻射能量的同時是有質量虧損的，物體的一部分質量轉化成了光子的質量。

此外，原子核衰變時放出能量，其總質量也是減小的。原子核衰變時釋放的α粒子、β粒子、中子、質子、核子團等的動能即來自于衰變前后質量虧損對應的核能。

可見，質能方程把質量和能量的關系表達了出來，并沒有違背能量守恒定律和質量守恒定律。質能方程表明，物體的質量是它所含能量的量度，質能方程將經典力學中彼此獨立的質量守恒和能量守恒定律結合起來，成了統一的“質能守恒定律”，它充分反映了物質和運動的統一性。一方面，任何物質系統既可用質量m來標志它的數量，也可用能量E來標志它的數量；另一方面，一個系統的能量減少時，其質量也相應減少，另一個系統接受而增加了能量時，其質量也相應地增加。質能方程在更為寬泛的領域揭示了質量守恒定律和能量守恒定律的正確性。

參考文獻：

[1]課程教材研究所.化學?九年級上冊[M].北京：人民教育出版社，2012.

[2]肖德武.能量守恒定律的發現[J].科學與文化，2007（11）：51.

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一、說教材

1.教材的地位和作用

質量守恒定律是人教版初中化學課本中第五單元課題1的內容，這一課在初中化學知識體系中有著承上啟下的作用。在本節課之前，學生已經學習了分子、原子、元素、化學式等知識，同時對化學反應中物質發生質的變化已經有了一定的認識。這些知識都為本節課提供了學習基礎，而本節課又為化學方程式書寫和計算做好了知識準備。所以，本節課的內容不僅是本單元的一個重點，也是整個中學化學的教學重點之一。

2.教情學情分析

在本節課之前，學生已經學習許多化學反應，能夠從分子原子的角度去分析化學反應的實質，同時具備了一定的實驗動手能力、分析觀察能力及歸納總結能力。學生基本具備了學習質量守恒定律的能力。

3.教學目標

根據上面教材及教情學情的分析，我確定了本節課的教學目標。

知識與技能：（1）認識質量守恒定律，能說明化學反應中的質量關系。（2）從微觀角度認識在一切化學反應中，反應前后原子的種類、數目沒有增減。

過程與方法：（1）通過實驗探究，得出化學反應中的質量關系。（2）通過學生間的討論交流，加深對質量守恒定律的理解。

情感態度與價值觀：（1）培養學生定量研究、分析推理及解決問題的能力。（2）樹立透過現象認識事物本質的辯證唯物主義觀點。

4.教學重點

根據新的課程標準、教材分析，本節課重點是質量守恒定律的理解及應用。

5.教學難點

（1）如何引導學生通過實驗探究得到結論。（2）從微觀角度解釋質量守恒定律本質。我是采用通過小組實驗、共同探究、動畫演示突破重點難點。

6.教材改進

課本中實驗5―1的實驗裝置。

二、說教學方法

德國大教育家第斯多惠說：“科學知識是不應該傳授給學生的，而應該引導學生去發現它們，獨立地掌握它們?！睂W生的化學知識還處于啟蒙階段，實驗探究的學習方法還不熟練，所以我采用了：引導探究式教學方法；多媒體輔助；小組合作探究法。

三、說教學過程

教學過程分為五個環節：提出問題、實驗探究、科學史實、微觀模擬、課堂小結。

1.提出問題

通過復習白磷的燃燒、蠟燭的燃燒、水分解等反應。引出這些反應前后物質的總質量是否發生了改變？學生分組討論做出猜想：可能改變，可能不改變。

2.實驗探究

為了減少探究的盲目性，引導學生制訂實驗方案。在設計實驗時，首先提示學生應該思考哪些問題。例如：可以選一個容易發生的化學反應；測量反應前后物質的質量的方法；實驗中要用到哪些儀器？……

根據設計實驗要考慮的問題，教師給出方案。

教師演示：白磷燃燒的實驗，對方案一中反應前后所稱量的物質進行對比。最后得到的就是：白磷質量+氧氣質量（參加）=五氧化二磷質量（突破重點）。由這個實驗得到的結論是否具有普遍性？讓學生根據所給的藥品，完成活動探究二。

活動探究二：硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液、錐形瓶、電子天平、注射器。

經過教師的演示和學生的分組實驗，說明猜想一正確。

3.科學史實

由于兩個實驗不能說明定律的正確，我帶著學生一起去做個時間旅行，從公元前300多年到20世紀初，質量守恒的思想從產生到發展成為理論定律的過程。

①樸素的唯物思想階段；②自覺應用階段；③經驗定律階段；④理論定律階段。

4.微觀模擬

課件展示動畫模擬水分子電解過程中分子原子的微觀變化。讓學生帶著下面的問題仔細觀察。反應前后，原子的種類、數目、質量改變了沒有？

教師根據學生的總結，完善質量守恒定律的“六不變、二改變、二可能變”，課件展示。

5.課堂小結

學了本節課，你有哪些收獲？懂得了什么樣的化學學習方法？

四、說教學反思

本節課我主要采用猜想假設、實驗探究的方法，讓學生分組實驗來驗證自己的猜想，從實踐中得到自己所要了解的知識。通過學生熟悉的化學反應引入，吸引學生的注意力，激發學生的探究欲望。探究實驗中的相同裝置，出現不同現象，再次出現探究的，引導學生分析出現上述現象的原因，并進一步引導學生思考如何改進實驗裝置，使學生的分析能力得到提高。學生在教師的指導下，能夠提出問題并提出解決方案，在掌握知識的同時，分析問題的能力也得到提高。利用動畫幫助學生建立微觀的概念，學生能更好地理解和接受知識。為了增加實驗的精確性，我改用電子天平來完成本節課的實驗。

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本節課是滬教版第四章第二節《定量認識化學變化》的第一課時，我嘗試運用了“任務驅動”的教學模式，獲得了不小的收獲。

1　教學設計思想

“任務驅動”是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學方法，其基本特點是“以任務為主線。以教師為主導。以學生為主體”。其基本教學流程如下：

2　教學目標與重、難點

2.1　教學目標

(1)知識與技能

理解質量守恒定律的內容；能從微觀解釋質量守恒的實質；讓學生初步了解定量研究的科學方法。

(2)過程與方法

學生在任務的驅動下自主展開學習實踐。教師及時評價和激勵，從而完成質量守恒定律的概念建構過程：讓學生初步認識科學探究的步驟和方法。體驗科學探究的過程。

(3)情感態度與價值觀

樹立“透過現象認識事物本質”的辯證唯物主義觀點；體驗科學發現真理的途徑和方法。

2.2　教學重點

質量守恒定律的涵義及微觀解釋。

2.3　教學難點

學生在任務驅動下設計并完成實驗方案。

3　教學過程設計

(1)在設計任務時，要努力研究學生的學習心理和他們在學習過程中的認知規律。注意分散重點、難點，按照“低起點、高落點”的原則精心設計梯度合適的任務。

比如。學生對質量守恒定律進行實驗探究時。實際上存在一些思維的障礙，概括起來有兩點：第一是要分步稱量還是整體稱量，第二是采用封閉體系還是開放體系。我抓住了學生實驗思維發展的這兩個關鍵點。設計了3個有梯度的思考任務：①這兩個反應中的反應物的總質量是什么?生成物的總質量又是什么?②你準備怎么稱量反應物和生成物的總質量?是分開稱量還是整體稱量?③你打算選擇什么裝置來進行實驗稱量?通過對這3個任務的思考完成，學生對實驗思維中的兩個障礙點進行了比較深入的理性分析，從而化解了學生在實驗設計時的難點。為任務的順利完成創造了條件。

(2)充分利用學生實驗中的認知沖突和課堂生成性資源進行教學。

如，當學生交流實驗結論時。出現了與質量守恒定律不同的結論，即石灰石與稀鹽酸的反應出現了相等和減少兩種情況，用錐形瓶加滴管的裝置。有的還出現橡皮塞彈出情況。為什么呢?現象的差異引發了學生的思維。又激起了學生探究的欲望。這也是我故意制造的異常現象(課前我充分進行了預設。故意加大了2組實驗中鹽酸的濃度)，此時我抓住機會。充分挖掘其中蘊含的教育價值。對實驗裝置進行進一步的可行性分析：若用燒杯加試管的裝置。因有二氧化碳的逃逸。使質量偏小，為避免這樣的情況，當有氣體參加或生成的反應。必須在密閉裝置中驗證質量守恒：而在密閉裝置中。用錐形瓶加滴管的裝置完成石灰石與鹽酸的反應。又因瓶內氣壓過大。使實驗失敗，為避免這樣的情況。要在錐形瓶內加石灰水來吸收二氧化碳，減小氣壓，以確保實驗成功。此時繼續追問“為避免塞子的彈出。能否在錐形瓶上套個氣球?”學生分析后認為：若氣球體積脹大，受浮力的影響，會使天平傾斜。這樣的實驗設計，充分發揮了認知沖突的心理學功能，使學生認知結構中的“支架”不斷從不平衡趨于平衡。學生的思維活動多了。參與度高了。課堂解決的問題量也多了，學生的思維能力不斷提高，對實驗裝置的認識也不斷深化，學生的探究意識和探究能力也不斷提高，實現了課堂的高效率。

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關鍵詞：質量守恒定律；教材實驗；功能；深度開發

以實驗為基礎是中學化學教學的基本特征?；瘜W實驗現象直觀具體、形象生動，既能幫助學生了解化學科學的基本事實，又能促進化學假設和理論的形成?；瘜W實驗在化學科學認識中所處的地位十分重要，具體表現在：“化學實驗是聯系認識主體和認識客體的中介；是溝通認識主體和化學科學認識的橋梁；是化學科學認識從一級上升到另一級的中間環節?！?/p>

在化學學習過程中，研究物質的性質及變化需要化學實驗，學生觀察實驗現象并體驗到變化的客觀存在，進而由現象到本質進行分析和推理；對化學基本概念和基本理論的認識，學生更需要通過化學實驗情境獲取感性材料，概括出事物發展的規律和

本質。

化學教材中選用的實驗，設計得十分細膩和精巧，往往能將復雜條件進行簡化和純化，使需要認識的某種性質或關系以相對純粹的形態表現出來。然而，在大多時候，教師將教材中已有的實驗棄之不用，或使用了實驗卻對其知之甚少。未能對教材中實驗的功能進行充分挖掘，從而喪失了很多有意義的教學素材，這是非常令人惋惜的。

質量守恒定律是初中化學里為數不多的基本定律之一，教材在展開這部分內容時選擇了四個實驗，筆者對這四個實驗進行了相對深入的分析，以下的解讀希望對大家有所啟發。

一、質量守恒定律實驗與化學史的關系

質量守恒定律在化學史的發展過程中經歷了三個重要階段：施塔爾以草木燃燒，燃素逸出，質量減小為例，認為化學反應后質量減??；波義耳煅燒金屬后，發現質量增大，認為化學反應后質量增大；拉瓦錫在密閉容器內加熱汞，發現化學反應前后質量不變。三位名家，三種不同的觀點，穿越到現代課堂中，成為三種不同的假設。

教材中并未穿插化學史料，而是以實驗的形式，將三種觀點呈現在教材中。當然，教材在選擇實驗時，將三位科學家的復雜體系都簡單化，在保留體現科學家實驗設計思想的同時，簡化了實驗原理和體系，使得需要探究的質量關系以較為純粹的方式得以呈現。代表施塔爾觀點的實驗是碳酸鈉與稀鹽酸的實驗，是一個有物質逃逸的實驗，與草木燃燒的實驗異曲同工；代表波義耳的實驗是鎂帶燃燒的實驗，是一個有物質吸入的實驗；代表拉瓦錫的實驗有兩個，一個是紅磷在密閉體系中燃燒的實驗，另一個是鐵釘和硫酸銅反應的實驗。

教材中選擇紅磷燃燒的實驗來做質量守恒定律的探究，還有另一個層面的考慮。拉瓦錫經典的“12天”實驗，利用金屬汞測定了空氣中的氧氣含量，教材中用紅磷取代金屬汞。質量守恒定律，其實是拉瓦錫在“12天”實驗中的第二個發現，教材中選擇之前使用過的紅磷燃燒實驗做模擬，更為流暢與自然，也隱含著兩個發現之間的聯系。

二、質量守恒定律實驗與定律本體的關系

質量守恒定律是指“參加化學反應的各物質的質量總和，等于反應后生成的各物質的質量總和?！?/p>

質量守恒定律中的關鍵詞有化學反應、質量、總和、參加反應的，這四個關鍵詞的理解與突破，是教材中選擇的四個實驗承載的重要任務。

“化學反應”如何在四個實驗中得以體現？教材中選擇的四個實驗，現象分別為紅磷燃燒的火焰、鎂帶燃燒的發光、鐵和硫酸銅反應的變色以及碳酸鈉和稀鹽酸反應的氣泡。這些明顯的現象都指向同一個結論，這些反應都是化學反應。

“質量”在四個實驗中體現得十分明顯。四個實驗在進行前后，都要將儀器及藥品在托P天平上稱量。

質量守恒定律中較難理解的是第三個關鍵詞：“總和”，這個關鍵詞在實驗中主要通過探究的形式予以凸顯。碳酸鈉和稀鹽酸的實驗以及鎂帶燃燒的實驗，實驗前后，質量均不守恒，問題出在哪里？學生很快發現，碳酸鈉與稀鹽酸實驗產生的大量氣體外溢，并未稱量；鎂帶燃燒時，通過原理分析，學生會注意到，吸入的氧氣未稱量，造成反應前后質量不守恒。如何將“不守恒”的裝置改為能夠證明質量守恒定律的裝置？圍繞這一問題，學生深入探究，設計實驗，稱量反應前后的質量總和。在探究過程中，“總和”的意識不斷在指導學生進行設計和改進，從而突破認知難點。

“參加反應的”是質量守恒定律中最難理解的關鍵詞，也是最容易被忽略的關鍵詞。在改進裝置后，四個實驗反應前后的質量總和不變，由此，學生在思維深處已經形成了質量守恒的意識。然而，這只是實驗表觀的質量總和不變，質量守恒定律中強調的是參加反應的和反應生成的物質質量守恒。在這一難點的突破上，鐵釘和硫酸銅實驗的潛在作用得以充分發揮。引導學生將鐵釘與硫酸銅溶液反應后的試管稍加振蕩，觀察到鐵釘表面的紅色固體脫落，露出銀白色的金屬。一個簡單的舉動，引出了深入的思考，列表式分析如下：

上述列表分析后，得出最終結論：質量守恒定律需要強調參加反應的和反應生成的物質的質量。

理解質量守恒定律，關鍵在理解這四個詞上；理解這四個詞，關鍵在實驗功能的發揮上。由此可見，質量守恒定律實驗對定律本體重難點的突破意義重大。

三、質量守恒定律實驗的其他細節

細節一：鐵釘和硫酸銅溶液反應時，教材中用作反應器的錐形瓶口上配了橡膠塞，這一處理主要有兩個目的：（1）與紅磷在密閉體系中燃燒的實驗呼應，提示學生注意體系的密閉性，為后續的實驗改進做鋪墊；（2）由于銅離子水解，硫酸銅溶液顯酸性，鐵釘加入硫酸銅溶液后，可能會產生少量的氫氣，為了實驗的嚴謹性，實驗中做了密閉處理。

細節二：鎂帶燃燒是一個相對其他三個實驗來說，更為復雜的反應體系。鎂帶會消耗空氣中的氧氣，還會消耗空氣中的氮氣和二氧化碳，吸入的物質有多種可能，質量變化關系復雜；另外，鎂帶燃燒時產生大量白煙，白煙逸散到空氣中，影響生成物的質量稱量。多重因素同時影響，使得關于鎂帶燃燒前后的質量變化討論更開放，但由于涉及的知識點太多，初中生難免淺嘗輒止。筆者認為，復雜體系的多因素討論實驗，在此處有一些超出范圍，建議使用簡單體系的金屬實驗，比如加熱銅片等。

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正確理解并應用守恒定律是初中化學課程標準的要求，學生掌握好守恒思想有助于中學化學學習。采用守恒定律進行解題，可以簡化思路，進而可以方便快捷地解決試題。教師在教學過程中應引導學生將復雜的題目簡單化，結合初三化學教學實際，選取部分常見類型的守恒定律的化學試題，探討守恒定律如何解析初中化學試題。

[關鍵詞]

初中化學;守恒定律;解題方法指導

守恒思想在解決化學試題中會經常用到，為解決化學題目提供了重要的指導思想。熟練運用守恒思想，可以簡單快速地解決問題，減少不必要的計算過程，形成科學的思維方式。在應用該思想過程中，應注意重點把握化學變化的始態與終態，抓住其中的不變量，并建立一定的關系，從而簡化思路，快速解題。無論是宏觀角度還是微觀角度，質量守恒定律的應用比較廣泛。除了質量守恒以外，常用的守恒法還有電荷守恒、物料守恒等，文章從這幾個方面探討守恒思想在初中化學題目中的應用。

一、質量守恒定律在初中化學解題中的應用

質量守恒定律是中學化學重要的基礎知識，是化學反應的基本規律，也是配平化學方程式的依據，往往也是中考的主要考點之一。因此，在初中化學學習中，考生需要正確理解、熟練掌握和準確運用質量守恒定律。

（一）根據反應前后物質的質量守恒求解

質量守恒定律是參加化學反應的各物質質量總和等于反應后生成的各物質質量總和，即反應前后各物質的質量總和相等。那么，針對反應前后物質的總質量沒有發生改變，且看如下例題：

例1：x克白磷和y克氧氣在恰好完全反應下能生成z克的五氧化二磷，下列敘述中不正確的是（ ）。

A.反應前后磷原子總數和氧原子總數不變

B.x+y=z

C.反應前后分子數總數不變

D.反應前后磷元素和氧元素種類不變

在這道題中，明確指出該化學反應恰好完全反應，可以得出x+y=z這一信息。根據質量守恒定律得知，化學反應前后物質質量不變，反應前后磷原子與氧原子的總數、質量、性質等不發生變化，但是在化學反應中分子會破裂，分子總數會有變化，對各個選項進行分析得知，選項C的含義是不正確的。

例2：將干燥純凈的氯酸鉀和二氧化錳化合物裝入試管中，加熱制氧氣，待完全反應后，測得剩余固體物質質量為10.7g，已知反應前化合物的質量為15.5g，求制得的氧氣的質量為多少。

關于這題很多學生非常想計算剩余固體中二氧化錳與氯化鉀分別為多少，其實不需要計算這些混合物。根據題目提供的信息，剩余固體物質數據10.7就是二氧化錳與氯化鉀混合物的質量，不能直接根據化學方程式進行計算混合物中二氧化錳與氯化鉀具體多少。因此，根據質量守恒定律得知，反應前后物質總質量不變，反應前后固體混合物的質量差就是生成氧氣的質量。

（二）根據反應前后某元素的質量守恒求解

根據質量守恒定律可知，同一種元素在化學反應前后質量守恒，知道某元素質量守恒準則，下面這類題目將會迎刃而解。

例3：將4.0g的某金屬樣品投入到100g溶質質量分數為9.8%的稀硫酸中，已知它們能完全反應，測得生成物硫酸鹽中含硫、氧兩元素的質量分數為80%，試求此金屬的質量分數。

對于這道題目提供的信息，利用質量守恒定律中同一種元素在反應前后質量守恒可知，可以求得硫酸根的質量，然后再根據硫酸鹽中硫和氧元素的質量分數80%這一信息，可以計算出正鹽的質量，最后進一步求得參加反應的金屬質量，則求得金屬的質量分數為60%。這就是利用反應前后某元素的質量守恒尋找突破口，使得解題過程變得簡單清晰。

（三）根據化學反應前后各原子的數目和種類守恒求解

有時候在面對眾多物質時，我們需要牢牢抓住反應前后元素的原子種類和個數守恒，能讓學生解題時可以把握解題方向，從而可以得心應手解決這類題目：

例4：我們知道一氧化碳是常見的有毒大氣污染氣體，而五氧化二碘（化學式I2O5）可以檢測大氣中一氧化碳的含量，其化學反應方程式為：I2O5+5CO=I2+5A，求該化學方程式中生成物質A的化學式。

對于這個題目提供的信息來看，可以利用質量守恒定律來解決問題，從物質在化學反應前后某元素原子數目與種類守恒來分析，不難求得A的化學式為CO2。

從以上幾道例題來看，質量守恒定律可以概括為總質量守恒、元素種類及質量守恒、各元素的原子總數守恒，不可將其混淆，認為是重量守恒、分子數守恒或體積守恒等。此外，關于反應前后物質總質量守恒，必然會涉及參加化學反應的物質的質量的問題。對于化學反應后的生成物，結合化學反應方程式配比關系知道哪些沒有參加反應的物質的質量，不可將未參加化學反應的物質的質量計算在內。

二、電荷守恒在初中化學解題中的應用

電荷守恒應用往往在化學溶液類的題目中，在各類化學溶液中也許存在著陰陽離子，且陰陽離子所帶的正負電荷總數目是相等的，然而陰陽離子的數目未必相等。電荷守恒不但可以適用在一種溶質溶液中，也同樣適用于多種溶質溶液中。

例5：某溶液中含有Na+、CO32-、Cl-三種離子，且Na+與CO32-的個數比為5∶1，求溶液中CO32-、Cl-的個數比為________。

對于這道溶液類的題目完全可以用電荷守恒定理解題，陰陽離子中正負電荷的代數和為零。設此溶液中Na+、CO32-、Cl-三種離子的個數分別為5A、A、x，得出5A×（+1）+A×（-2）+x×（-1）=0，解得x=3A，因此得出故CO32-與Cl-的個數比為A∶3A=1∶3。

三、化合價守恒在初中化學解題中的應用

化合價守恒是指化合物中正負化合價絕對值相等，也就是化合物中正負化合價的代數和為零。九年級是化學教學的啟蒙階段，認識化學式，學會正確書寫化學式以及判斷一些化學式的正誤，是初中新課程標準的要求，而讓學生能正確、快速地寫出物質的化學式或準確無誤地判斷物質化學式的對錯，最簡便的方法就是利用化合價守恒。

例6：寫出氧化鋁的化學式________。這是根據物質的名稱，運用化合價守恒寫出化學式。此物質中鋁元素為+3價，氧元素為-2價，根據在化合物中正負化合價的代數和為零的原則，采用十字交叉法，不難寫出氧化鋁的化學式為Al2O3。

還有一類題型解答也是運用化合價守恒，那就是根據化學式求某元素的化合價。在化合物中正負化合價的代數和等于零是解答此類題的基礎，再根據化學式及化學式中無變價元素的化合價求有變價元素的化合價。

四、溶質質量守恒在初中化學解題中的應用

在初中化學溶液實驗中，溶質的質量不因溶液的加水稀釋或無溶質晶體析出的濃縮而改變，也是遵循守恒定律。因此溶質質量守恒經常用于溶液的計算，請看下面例題：

例7：在20℃時，質量分數為10%的某溶液100g，要想改變溶質的質量分數，從10%上升為20%，則需要蒸發掉多少克的水分？（提示：在20℃時，某飽和溶液濃度為28.6%）對于這道題而言，分析可知在蒸發過程中無晶體析出，題目中隱含的關系就是溶質在蒸發前后沒有發生變化，這是基于溶液中溶質的質量守恒來解題。一旦從隱含的題目信息中找到了等量關系，問題就迎刃而解了。若是碰到有關加水稀釋的計算，亦是如此。

五、結語

守恒思想在化學解題過程中起到了重要的作用，守恒思想是化學學科中的重要的思想，是化學題目中經常會用到的方法。守恒觀在初中化學中的應用過程，是培養學生思維能力的過程，在利用守恒觀解題時，應首先必須明確每一種守恒法的特點，分析并找出題目中隱含的某種等量關系，采取巧妙地解題方法給予正確解答。教師在教學過程中，應讓學生充分理解守恒思想，引導學生運用該思想進行解題。

[參 考 文 獻]

[1]楊俊峰.再談質量守恒思想在初中化學計算中的應用[J].理科考試研究（初中版），2014（7）.

[2]戴靜雷.守恒法在初中化學計算中的運用[J].試題與研究（新課程論壇），2013（20）.

[3]邊春霞.質量守恒定律在初中化學中的應用[J].教育實踐與研究，2013（2）.

篇10

關鍵詞：質量守恒定律；理論性知識；合作探究

文章編號：1005C6629（2017）4C0052C04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

化學理論性知識是指反映物質及其變化的本質屬性的基本概念和基本原理[1]。在中學階段，主要包括物質的組成、性質、變化等基本概念，以及質量守恒定律、元素周期律等基本理論，是化學教學中最關鍵的內容。

理論性知識的學習主要是學習者從大量的具體例證中概括得出事物特征。以質量守恒定律為例，課程標準明確指出“要引導學生通過實驗探究認識化學變化的規律，初步了解研究化學變化的科學方法”[2]。現有教材中，質量守恒定律實驗有白磷燃燒、鐵釘與硫酸銅、碳酸鈉固體與鹽酸、鎂條燃燒、氫氧化鈉與硫酸銅、蠟燭燃燒等體系，通過實驗探究認識化學變化的規律和構建質量守恒觀。然而實際教學中很難在有限的一節課內做多個實驗，教師疲于趕著一個個實驗，教學效果往往不盡如人意。筆者在實踐中總結一套可以節約課堂時間，且行之有效的分組合作探究教學模式，詳見圖1。

把全班分成不同的實驗組，同時在做實驗1、實驗2、實驗3、……，經過一系列實驗得出粗略的結論1。通過實驗n的反?，F象，進一步升華得出完整的結論2，也就是我們想要學的理論性知識。最后通過理論性知識回歸生活中的不同實踐應用。我們以質量守恒定律為例，將不適合學生做的課本實驗進行改進和取舍，改成適合學生分組探究的實驗進行教學。

1 教學設計

1.1 入新課――提出問題

[家庭實驗]教師提供自制汽水的配料表，見表1，以及小蘇打和檸檬酸的反應文字表達式：小蘇打+檸檬酸檸檬酸鈉+水+二氧化碳。學生自由組團在家制汽水。

[影像展示]學生自制汽水的過程中，所有原料加一起后質量是多少？

學生A說：制好的汽水質量就是原料的加和：400g+10g+20g+1.5g+1.5g=433g。

學生B說：小蘇打和檸檬酸會發生化學反應，不是簡單的混合。反應后質量還會是433g嗎？

[提出問題]以這一問題為契機趁機提出問題：化學反應前后，反應物的總質量是否等于生成物的總質量？

學生猜想：反應前后質量相等；反應前后質量不相等。

1.2 合作探究――得出結論

[提供方案]既然有爭議，我們就該通過實驗去證明。為了更好地得出結論，我們用四種不同的實驗方案來看看反應前后質量到底相不相等。方案詳見表1。

[分工詳細]為了更好地驗證，學生四人一組，互相配合完成實驗。每組選擇一位同學記錄實驗現象并匯報實驗結果。全班十二組，每三組做同一種實驗方案，以確保實驗結論的可靠。

[分組實驗]教師巡視并適當指導。

[匯報結果]前九組同學代表依次匯報各組的實驗現象和結論，詳見表2。

[得出結論]經過大家不同的實驗得出結論：參加化學反應的各物質的質量總和，等于反應后生成的各物質的質量總和。這個規律就叫質量守恒定律。

1.3 拓展提升――精煉理論

[匯報結果]剩下的三組同學代表依次匯報各自組的實驗結論。小心地把盛有鹽酸的小試管從燒杯中取出，并將其傾斜，使小試管中的鹽酸進入小燒杯中，發現產生大量的無色無味的氣體，反應后物質的質量變小。

教師：為什么實驗三和實驗四用同樣的反應物，得出的結論卻不同呢？

（提示教師投影展示方案三和方案四不同的實驗裝置圖，詳見圖3。）

學生：因為方案四產生的氣體逸散到空氣中了。

教師：非常棒！因為參與化學反應的各物質的質量總和，等于反應后生成的各物質的質量總和。所以當有氣體生成時，我們要選擇什么樣的裝置？

學生：密閉的實驗裝置。

[追問]能不能從微觀角度去解釋質量守恒定律呢？

提示給學生演示水分子電解的動畫，水通電后變成氫氣和氧氣，見圖4。在這個化學反應過程中，反應后元素種類有沒有改變、原子數目有沒有改變、原子質量有沒有改變？

學生：化學反應前后，原子種類不變，數目沒有增減，原子的質量也沒有改變，所以化學反應前后物質的質量不會改變。

1.4 結束新課――實踐應用

[實踐應用1]學生用教師備好的材料（400g水，10g白糖，20g果汁，1.5g小蘇打，1.5g檸檬酸）現場制汽水，質量會是433g嗎？

教師：為什么他們制得汽水質量會少于433g？

學生：因為制汽水過程中，產生很多氣體，沒有及時蓋上瓶蓋，有一部分氣體跑到瓶外了，所以汽水的質量會變小。

教師：非常好！當有氣體生成，我們要考慮產生氣體的質量。

[實踐應用2]已知石蠟是蠟燭的主要成分，蠟燭在空氣中完全燃燒后的產物是CO2和H2O，判斷石蠟中一定含有 元素，可能含有 元素。

學生：石蠟中一定含有C和H元素，可能含有O元素。

2 教學反思

2.1 分組合作――課堂效率高

本節課通過不同組同時做四個不同的實驗方案（實驗1，實驗2，實驗3，實驗4，詳見圖5），所以大大減少了課堂實驗的時間，提高了課堂的效率，而且四人一組分工明確，培養了學生合作學習的經歷。經過全班同學的不同實驗驗證了質量守恒定律，在教師的引導和啟發下，層層深入，加深對質量守恒定律的理解。通過合作探究學習，不僅強化了班級體的團體觀念，培養了學生合作學習的意識，而且順利高效地完成了課堂教學目標。

2.2 理論源于實踐――理論指導生活

通過具體、生動的自制汽水實驗，提出的問題更容易激發學生的學習興趣和探究欲望。理論性知識的學習的實質是新知識與學生原有概念相互作用，建立其內在的邏輯聯系，其結果是新知識納入原有認知結構中，使原有認知結構得以豐富。學生在學習完質量守恒定律這一理論知識后，通過一系列的實踐應用，讓學生體會理論指導生活，逐步培養學生的物質變化觀。如應用1現場制汽水后質量變少了，學生就比較輕松地知道生成物有氣w，要采用密閉的裝置圖；應用2蠟燭燃燒，不僅從宏觀認識物質變化，而且從微觀和元素角度去分析推理蠟燭成分，強化了理論源于生活又高于生活。

2.3 培養思維――搭建思維“腳手架”

理論知識的學習，往往都是通過大量的實驗驗證得出具有一定的概括性結論，這些結論對以形象思維為主的初三學生來說比較難以理解。所以在理論知識的學習過程中，要注意在學生思維障礙處搭建“腳手架”，幫助學生順利地達成教學目標。如質量守恒定律從宏觀向微觀過渡，學生在理解上就存在障礙，此時借助水電解的動畫示意圖，把微觀的水分子呈現給學生，學生就容易想到化學反應前后原子的種類、數目、質量都不變，所以質量守恒。

2.4 勤于動手――從實踐中發現問題

化學是一門以實驗為基礎的科學，教學要緊密聯系生產、生活實際，使學生真切地感受到發生的化學變化。而實際的教學中，礙于課時的原因很多實驗沒時間做，可以鼓勵學生從家庭實驗中發現問題，讓化學知識的學習回歸到生活和生產中。鼓勵學生勤于動手，在社會實踐中發現問題，從化學課本中找到解析，在利用所學知識解決生活問題，更好地享受生活中化學帶來的樂趣。

3 教學建議

3.1 鐵釘和硫酸銅溶液的反應的改進

鐵釘和硫酸銅溶液反應比較慢。丁吉念老師通過探究實驗得出[3]：鐵釘伸入質量分數為6.02%～1.88%的硫酸銅溶液，鐵釘很快析出紅色物質，而溶液的顏色大概需要60min才變為淺綠色，時間仍然較長。根據“氯離子效應”[4]在硫酸銅溶液中，稍加一些氯化鈉能加快鐵和硫酸銅溶液的反應，在兩三分鐘后即可看到鐵釘表面變黑隨后變紅，原因是剛置換生成的銅顆粒比較小，發生了光學上的漫反射，把鐵釘從溶液中取出即可看到鐵釘表面生成的是紅色的銅。

3.2 借助學生的錯誤操作拓展應用

優秀的教師往往善于利用學生的實際情況臨時改變自己的教學，借助學生的動態生成，增加師生的活動。在教學前，沒有預料到會有很多學生不會正確使用砝碼，學生雖然已在八年級物理課上學過托盤天平的使用，但還是有小部分學生錯誤地用手捏砝碼。在講過質量守恒定律后，發現這一狀況教師可以趁機提問學生，用手抓砝碼會對稱量的重量有什么影響？教師提示鐵在潮濕的情況下，容易和空氣中的氧氣反應，生成鐵銹，并寫出文字表達式：鐵+氧氣+水鐵銹。巧借學生的錯誤操作，進一步拓展質量守恒定律到有氣體參與反應的體系。

3.3 實驗注意安全性

碳酸鈉粉末和鹽酸反應，在密閉體系狀態下反應，最好裝入藥品時，把礦泉水瓶稍微捏癟，有利于驗證學生觀察到產生大量的氣泡后，瓶子變鼓，也避免了瓶中產生氣體過多，壓強變大，防止瓶蓋噴出的安全隱患。氫氧化鈉和硫酸銅溶液的反應，最好是把小試管里放入氫氧化鈉溶液，以防學生傾倒液體時，手接觸到氫氧化鈉溶液。鼓勵學生在條件允許的情況下，做一些社會實踐活動，如家庭小實驗，以彌補課堂教學的不足。

參考文獻：

[1]胡志剛.化學課程與教學論[M].北京：科學出版社，2014：99～100.

[2]中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2011.