時間：2023-03-08 15:31:37
引言：易發表網憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇質量守恒定律范例。如需獲取更多原創內容，可隨時聯系我們的客服老師。
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)。
2、質量守恒定律的理解
(1)“化學反應”是前提。質量守恒定律的適用范圍是化學變化，不適用于物理變化，任何化學變化都遵循質量守恒定律。
(2)“參加反應”是基礎。概念中明確指出是“參加反應”的各物質的質量總和，不參加反應的物質質量不能計算在內。
(3)“質量總和”是核心。無論是參加反應的物質，還是反應后生成的物質，計算時不能漏掉任何一項。
例1以下應用守恒思想解決相關問題，推論正確的是（）。
A.14 g碳與32 g氧氣反應，根據質量守恒推出生成的二氧化碳的質量為46 g
B.聚乙烯燃生成二氧化碳和水，根據元素守恒推出聚乙烯由碳、氫、氧元素組成
C.細鐵絲在氧氣中燃燒后，生成物質量比細鐵絲的質量大，因此這個反應不遵守質量守恒定律。
D.水電解生成H2和O2的分子數比為2∶1，根據原子守恒推出水分子中H、O原子數比為2∶1
解析A中14 g碳與32 g氧氣反應，需先判斷14 g碳與32 g氧氣是否全部反應，根據化學方程式算出碳與氧氣恰好完全反應的質量比為12∶32，對比質量比發現14 g碳只反應了12 g，剩余2 g沒有參加反應，所以生成的二氧化碳的質量為44 g，不是46 g，A錯誤；B中聚乙烯燃燒，是聚乙烯與氧氣反應，氧氣由氧元素組成，生成二氧化碳和水，生成物含碳、氫、氧三種元素，消去氧元素，根據元素守恒推出聚乙烯一定含有碳、氫元素，不能推出聚乙烯由碳、氫、氧元素組成，B錯誤；C中根據質量守恒定律，生成物質量等于參加反應的細鐵絲和氧氣質量總和，所以生成物質量比細鐵絲的質量大，遵守質量守恒定律，C錯誤；D中水電解生成H2和O2的分子數比為2∶1，而每個氫分子和氧分子分別由兩個氫原子和兩個氧原子構成，根據反應前后原子種類和數目不變，推出水分子中H、O原子數比為2∶1，D正確。
答案：D
點評該例題考查了對質量守恒定律的如下理解：“參加反應”是指真正參與反應的那一部分質量，如果反應物沒有全部參加反應，則剩余部分不能計算在內；反應前后元素守恒，是指所有反應物所含元素與所有生成物所含元素種類相同，不是其中一種反應物所含元素與所有生成物所含元素相同；根據質量守恒定律計算時，不能漏掉任何一種反應物或生成物的質量，否則，就會出現“表面不守恒”現象；化學反應前后原子的種類、數目、質量均不變。
考點二質量總和守恒結合化學方程式計算
例2在一個密閉容器內有四種物質，在一定條件下充分反應后，測得反應前后各物質的質
可轉化為碳酸氫鈉：
Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
2.NaHCO3轉化為Na2CO3
（1）在碳酸氫鈉溶液中加入適量的NaOH溶液，碳酸氫鈉可轉化為碳酸鈉：
NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O
（2）將碳酸氫鈉固體加熱至恒重，碳酸氫鈉可轉化為碳酸鈉：
量見表1：
表1
物質XYZQ
反應前質量/g410121
反應后質量/g01215待測
已知X的相對分子質量為n，Q的相對分子質量為2n，下列推理正確的是（ ）。
A. 反應后Q的質量為9 g
B. 反應后生成15 g Z
C. 反應中Y與Q發生改變的質量比為1∶1
D. 該反應方程式X與Q的化學計量數之比為2∶3
解析先根據質量總和守恒，立式，4+10+1+21=0+12+15+Q（待測），算出Q（待測）=9；然后根據反應后與反應前的質量變化，判斷反應物和生成物，
X、Q質量減少是反應物，Y、Z質量增加是生成物；同時求出變化量，從而知道X、Y、Z、Q四物質間質量比為4∶2∶14∶12，Y與Q的質量比為2∶12=1∶6，C錯誤；利用化學方程式計算質量比的方法，可以求出X與Q的化學計量數之比為：4/n∶12/2n=2∶3，D正確。
答案：D
點評該題把根據質量守恒定律計算物質質量和利用化學方程式計算各物質間質量比結合起來考查。
考點三、質量守恒結合化學方程式、化學式計算
例3物質R在0.96 g氧氣中恰好完全燃燒：
R+3O2點燃XO2+2SO2
測得XO2和SO2的質量分別為0.44 g和1.28 g。下列判斷正確的是（）。
A.參加反應的R的質量為0.86 g
B.R的相對分子質量為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質
解析根據質量守恒定律，R的質量=
0.44 g+1.28 g-0.96 g=0.76 g，A錯誤；同時可知R、O2、XO2、SO2四種物質間質量比為0.76 g∶0.96 g∶0.44 g∶1.28 g=76∶96∶44∶128，利用化學方程式根據質量比，R的相對分子質量：3×16×2=76∶96可以算出R的相對分子質量=76，B正確；同理，算出XO2的相對分子質量為44，并且用化學式XO2算出X的相對原子質量為12，推知X為碳元素，XO2為CO2，D錯誤；再利用化學式計算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的質量，根據元素質量守恒，可以推知R中只含有X元素、硫元素不含氧元素，C錯誤。
答案：B
點評本題先根據質量守恒定律計算出R的質量，然后利用化學方程式和化學式計算，綜合程度較高。
考點四、質量守恒結合微觀模式圖計算
例4地球大氣的演化經歷了原始大氣、次生大氣和現代大氣三個階段，次生大氣中部分成分的微觀示意圖如圖1所示：
圖1
一定條件下，3.4 g甲物質和4.8 g氧氣恰好完全反應，生成5.4 g乙物質和另一種物質X，下列判斷不正確的是（）。
A.物質甲的化學式是NH3
B.物質X的質量為2.8 g
C.物質X中含兩種元素
D.該反應化學方程式中物質X與O2的化學計量數之比為2∶3
解析由微觀示意圖推知，甲物質的化學式是NH3，乙物質化學式為H2O，A正確；根據質量守恒定律，物質X的質量=3.4 g+4.8 g-5.4 g=2.8 g，B正確；通過化學式計算，甲物質中含m（H）=3.4 g×3/17=0.6 g，乙物質中含m（H）=5.4g×2/18=0.6g，含m（O）=5.4 g×16/18=4.8 g，根據元素種類和質量守恒，推知物質X中只含有氮元素，化學式為N2，C錯誤；利用化學方程式求各物質間質量比的方法，已知物質X與O2的質量比為2.8 g∶4.8 g=28∶48，物質X與O2的化學計量數之比=28/28∶48/32=2∶3，D正確。
答案：C
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。
關鍵詞：質量守恒定律；實驗改進；石灰石與鹽酸
文章編號：1008-0546（2014）01-0093-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.01.038
質量守恒定律是初中化學的一個重要化學規律，是分析物質在化學反應中質量關系的理論依據，是定量研究化學反應的基礎，它的應用貫穿于整個中學化學。透徹理解質量守恒定律對于中學化學的學習非常重要。而質量守恒定律是一條比較抽象的理論，需要借助化學實驗來形象地理解它。初中化學教學中，教師對驗證質量守恒定律實驗的研究也很多。
人教版教材利用白磷燃燒的實驗來研究質量守恒定律。但是白磷的著火點很低，容易自燃，而且白磷有毒，燃燒產物三氧化二磷和五氧化二磷也有毒性，實驗不慎就會造成一定的危害。驗證質量守恒定律的實驗一般都是使用托盤天平來稱量，但托盤天平的感量一般為0.1g，實驗所取用的白磷只有火柴頭大小，質量太小，反應時容器的敞開與密閉對天平的平衡影響不大。所以，采用白磷燃燒實驗來研究質量守恒定律不是很妥當。
上教版教材選擇利用石灰石和稀鹽酸的反應來研究質量守恒定律。該實驗現象明顯，氣體逸出后容器內物質質量明顯減小，反應時容器是敞開還是密閉對實驗的結果影響很大。但該實驗最大的問題是如何確保產生的二氧化碳氣體留在密閉容器內并且不因裝置內氣壓變大產生危險。就這一問題，筆者進行了一系列的實驗，并對這些實驗進行了可行性分析。
一、 分析“石灰石與鹽酸反應”實驗的幾套裝置的可行性
按圖1裝置進行實驗。先在錐形瓶中放入少量石灰石，再將一支盛有稀鹽酸的小試管放入錐形瓶中，最后在錐形瓶口塞上橡皮塞并旋緊。實驗時，將錐形瓶側放，小試管中的稀鹽酸倒出，與石灰石接觸。石灰石與鹽酸反應后產生大量二氧化碳，錐形瓶內氣壓瞬間增大，導致橡皮塞被彈出。該實驗危險性較大，不適合實際應用。
為了避免反應產生二氧化碳導致錐形瓶內氣壓過大而發生危險，進行了如圖2的改進，在圖1所示的實驗裝置中，取走橡皮塞，在錐形瓶口套一個氣球。實驗時，反應產生二氧化碳氣體導致氣球膨脹，避免了裝置內氣壓變大而發生危險。但是，如果反應產生的二氧化碳較多，使得氣球膨脹體積較大，整套裝置在空氣中受到的浮力就會明顯增大，導致反應后稱得的質量小于反應前稱得的質量，無法驗證質量守恒。所以該裝置也不可行。
上述實驗不可行的原因是由于生成的二氧化碳導致錐形瓶內氣壓過大造成危險或實驗失敗，所以首要考慮如何使二氧化碳留在裝置內，同時又不能改變整套裝置的體積。基于這一考慮，選用石灰水或氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，進行了如圖3的改進。先在錐形瓶內倒入一定量的石灰水或氫氧化鈉溶液，把少量盛有石灰石的小試管放入錐形瓶中，再將一支膠頭滴管伸入單孔橡皮塞，并用膠頭滴管吸取一滴管的稀鹽酸，最后在錐形瓶口塞上橡皮塞并旋緊。教學過程中使用該方法進行演示實驗能夠比較順利的完成任務，但是在進行學生分組實驗時卻出現了問題。因為石灰水或氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳需要一定的時間，所以實驗時必須注意鹽酸的濃度和用量，滴加時不能一次滴加完，要分次滴加，并且要邊滴加邊振蕩，使二氧化碳被石灰水充分吸收，否則很容易因為裝置內氣壓過大而導致橡皮塞被彈出。對于學生實驗而言，注意事項太多，學生在進行操作時常常會出現橡皮塞彈出的問題。而且，該實驗中涉及了兩個化學反應，學生在理解時對石灰水的作用容易產生疑惑，不利于質量守恒定律的分析。該裝置雖然可行，但不適合進行學生實驗。
為了使實驗裝置簡單、可操作性強、安全可靠，進行了如圖4的改進。在錐形瓶內放入少量石灰石，在注射器內加入一定量的稀鹽酸，實驗時將稀鹽酸注入錐形瓶中，反應產生二氧化碳使錐形瓶內氣壓變大，注射器活塞被彈起。該裝置最大的優點就是注射器所起的作用：（1）存放并滴加鹽酸；（2）利用注射器活塞移動產生空間儲存反應產生的二氧化碳氣體；（3）注射器的活塞移動不會導致整套裝置在空氣中所受到的浮力變大；（4）避免使用石灰水吸收二氧化碳，導致講解質量守恒定律時因分析石灰水的作用而重點偏離。
綜上，圖4裝置最適合進行驗證質量守恒定律的學生實驗。
二、定量研究圖4裝置所需的儀器規格和鹽酸濃度
上教版教材上關于圖4裝置的實驗只要求石灰石用量5g、鹽酸用量5mL，對于鹽酸濃度、錐形瓶、注射器和托盤天平的規格均沒有具體要求。但是，要使該實驗安全進行，儀器規格和鹽酸濃度的選擇有一定的要求。下面通過實驗討論鹽酸濃度和儀器規格的選擇。
1. 注射器、錐形瓶、托盤天平規格的選擇
（1）注射器規格的選擇
市售注射器的規格一般有10mL、20mL、30mL、50mL和100mL。根據理論計算，5mL濃度為1∶4的鹽酸與足量石灰石充分反應，得到的二氧化碳的體積約為130mL左右。但是考慮到藥品不可能全反應完，且100mL注射器組裝后裝置頭重腳輕，所以選擇50mL注射器進行實驗。
注射器要注意選擇活塞與針筒壁摩擦較小的，否則可能會因為活塞移動不暢而導致橡皮塞被彈出。
（2）錐形瓶規格的選擇
中學化學實驗室一般配備100mL和250mL兩種規格的錐形瓶。
使用100mL的錐形瓶、50mL的注射器，濃度為1∶4的鹽酸進行實驗，觀察到注射器活塞迅速上升，很快超過50mL刻度線上升到超過60mL的位置（60mL無刻度，估算的），停留一段時間后橡皮塞被彈出。
使用250mL的錐形瓶、50mL注射器，濃度為1∶4的鹽酸進行實驗，觀察到注射器活塞隔幾秒后再開始上升，停留在約40mL處超過1分鐘，振蕩錐形瓶后活塞又開始上升，停留在約60mL（估算）處較長時間。
兩組實驗對比，選擇250mL的錐形瓶進行實驗更安全。
（3）托盤天平規格的選擇
由于250mL錐形瓶加上注射器和藥品，總質量會超過100g，需要使用量程為200g或500g的托盤天平才能完成實驗。
2. 鹽酸濃度的選擇
選用1∶2、1∶4、1∶6三種濃度的鹽酸進行對比實驗，裝置選用250mL的錐形瓶、50mL注射器。
使用1∶2的鹽酸進行實驗，注射器活塞迅速上升，最終橡皮塞被彈出。
使用1∶4的鹽酸進行實驗，注射器活塞隔幾秒后再開始上升，停留在約40mL處超過1分鐘，振蕩錐形瓶后活塞又開始上升，停留在約50mL處1～2分鐘，活塞繼續上升，最后停留在約60mL（估算）處較長時間。
使用1∶6的鹽酸進行實驗，注射器活塞1分鐘后才開始上升，停留在約25mL刻度處，振蕩后緩慢上升，停留在約35mL處，隔1～2分鐘后又繼續上升，重復上述過程，最終停留在約60mL（估算）處。
綜上，使用濃度為1∶2的鹽酸與石灰石反應，注射器活塞很容易被彈出，實驗存在一定的危險。
使用濃度為1∶4的鹽酸，注射器活塞上升的現象明顯，在一定的時間里活塞不會被彈出，比較安全。但是如果放置過長時間，活塞還是有可能被彈出，所以在實驗完成后一定要學生將橡皮塞取下，防止二氧化碳不斷產生而導致活塞被彈出。
使用濃度為1∶6的鹽酸，所需時間較長，但是實驗相對更安全，所以進行學生分組實驗時建議使用該濃度的鹽酸。安全起見，實驗完成后也要求將橡皮塞取下。
3. 小結
該實驗建議使用250mL錐形瓶、50mL注射器、200g量程的托盤天平、濃度為1∶4或1∶6的鹽酸。
有些學校因為條件所限，200g天平的數量不夠開展學生分組實驗，需要將裝置和藥品的總質量控制在100g以下，這種情況下只能使用100mL的錐形瓶進行實驗，此時，應該將石灰石和鹽酸的用量減半，實驗才能夠安全進行。
2012上教版中學化學教材在實驗的設置、內容、數量以及形式等方面較以往都有了很大的改變，化學實驗教學也應隨著新課程的實施進行相應的改革和創新。目前教材上很多演示實驗都變為學生實驗。對于學生分組實驗，一般要求原料易得、操作簡便、安全性高，對于質量守恒定律實驗的研究也是本著這一原則進行的，一線的化學教師應該在教學過程中不斷發揮聰明才智，對實驗進行改進，使得實驗更適合學生進行操作。
參考資料
[1] 人教社課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心. 義務教育課程標準實驗教科書·化學（九年級上冊）[M]. 北京：人民教育出版社，2009
本節教學目的：
1、過實驗測定，使學生理解質量守恒定律的原因,能用質量守恒定律解釋和說明一些化學現象和化學事實。
2、初步培養學生應用實驗方法來定量研究問題和分析問題的能力。
本節重點難點：
對質量守恒定律涵義的理解和運用。正確觀察分析有關的實驗是理解質量守恒定律的關鍵。應用質量守恒定律，要注意定律中的關鍵詞語"參加化學反應的"、"生成的"、"質量總和"、一方面要注意到未參加反應的物質質量不能算在參加反應的物質質量總和中，未參加反應的或反應剩余的物質質量不能算在生成的物質的質量總和中。另一方面還要注意到參加反應的全部物質的質量總和等于反應后生成的全部物質的質量總和。根據質量守恒定律，求反應物或生成物的質量，駁斥偽科學的錯誤論點、推斷物質的組成元素及化學式.
核心知識
1.質量守恒定律涵義：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.例如：參加反應P和O2的質量總和等于生成物P2O5的質量.
2.解釋：化學反應前后元素的種類沒有改變，原子的個數沒有增減，原子質量也沒有改變，因此質量守恒.
3.實質：參加化學反應的物質的分子被分裂成原子，原子重新排列組合成新的分子過程.
典型例題
例1若有a克KClO3與b克MnO2的混合物，加熱到質量不再減少為止，得到剩余固體c克，則反應生成O2的質量是克，同時會生成氯化鉀克.
分析KClO3在MnO2催化作用下生成KCl和O2，而MnO2在化學反應前后其質量和化學性質都不改變.剩余固體是KCl和MnO2的混合物，根據質量守恒定律，MO2=MKClO3-MKCl
解答(a+b-c)克(c一b)克
例2將一定質量的鎂條在空氣中點燃，完全燃燒后，生成MgO的質量與鎂條相比，是不變，增大還是減小?為什么?
分析Mg在空氣中與O2化合生成M，遵循質量守恒定律.Mg+O2MgO
解答增大.根據質量守恒定律，反應后生成MgO的質量，必定等于鎂條的質量和參加反應的氧氣質量之和，所以MgO的質量比鎂條的質量增大了.
例3化學反應前后肯定沒有變化的是()①原子的數目②分子的數目③元素的種類④參加化學反應各物質的質量總和⑤物質的種類⑥原子的種類A①④⑥B.①③⑤C.①③④⑥D.①③④⑤⑥
分析質量守恒定律的實質是參加化學反應的物質的分子被分裂成原子，原子重新排列組合成新的分子的過程.故反應前后原子種類、數目、各物質質量總和、元素的種類不變.
解答選C.
例4某物質在氧氣中燃燒后只生成水和二氧化碳，關于該物質的組成，下列說法中正確的是()A.一定含有C、H、O三種元素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。
教學目標
知識目標
通過對化學反應中反應物及生成物質量的實驗測定，使學生理解質量守恒定律的含義及守恒的原因；
根據質量守恒定律能解釋一些簡單的實驗事實，能推測物質的組成。
能力目標
提高學生實驗、思維能力，初步培養學生應用實驗的方法來定量研究問題和分析問題的能力。
情感目標
通過對實驗現象的觀察、記錄、分析，學會由感性到理性、由個別到一般的研究問題的科學方法，培養學生嚴謹求實、勇于探索的科學品質及合作精神；
使學生認識永恒運動變化的物質，即不能憑空產生，也不能憑空消失的道理。滲透物質不滅定律的辯證唯物主義的觀點。
教學建議
教材分析
質量守恒定律是初中化學的重要定律，教材從提出在化學反應中反應物的質量同生成物的質量之間存在什么關系入手，從觀察白磷燃燒和氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應前后物質的質量關系出發，通過思考去“發現”質量守恒定律，而不是去死記硬背規律。這樣學生容易接受。在此基礎上，提出問題“為什么物質在發生化學反應前后各物質的質量總和相等呢？”引導學生從化學反應的實質上去認識質量守恒定律。在化學反應中，只是原子間的重新組合，使反應物變成生成物，變化前后，原子的種類和個數并沒有變化，所以，反應前后各物質的質量總和必然相等。同時也為化學方程式的學習奠定了基礎。
教法建議
引導學生從關注化學反應前后"質"的變化，轉移到思考反應前后"量"的問題上，教學可進行如下設計：
1．創設問題情境，學生自己發現問題
學生的學習是一個主動的學習過程，教師應當采取"自我發現的方法來進行教學"。可首先投影前面學過的化學反應文字表達式，然后提問：對于化學反應你知道了什么？學生各抒己見，最后把問題聚焦在化學反應前后質量是否發生變化上。這時教師不失適宜的提出研究主題：通過實驗來探究化學反應前后質量是否發生變化，學生的學習熱情和興趣被最大限度地調動起來，使學生進入主動學習狀態。
2．體驗科學研究過程、設計、實施實驗方案
學生以小組探究方式，根據實驗目的（實驗化學反應前后物質總質量是否發生變化）利用實驗桌上提供的儀器和藥品設計實驗方案。在設計過程中，教師盡量減少對學生的限制，并適時的給學生以幫助，鼓勵學生充分發揮自己的想象力和主觀能動性，獨立思考，大膽探索，標新立異。在設計方案過程中培養學生分析問題的能力，在交流方案過程中，各組間互相補充，互相借鑒，培養了學生的語言表達能力。在實施實驗時學生體驗了科學過程，動手能力得到了加強，培養了學生的觀察能力、研究問題的科學方法和嚴謹求實的科學品質及勇于探索的意志力。同時在實驗過程中培養了學生的合作意識。通過自己探索，學生不僅獲得了知識，也體驗了科學研究過程。
3．反思研究過程、總結收獲和不足
探索活動結束后可讓學生進行總結收獲和不足，提高學生的認知能力。
教學設計方案
課題：質量守恒定律
重點、難點：對質量守恒定律含義的理解和運用
教具學具：
CuSo4溶液、naoh溶液、fecol3溶液、nacl溶液、agno3溶液、白磷、錐形瓶、玻璃棒、單孔橡皮塞、燒杯、小試管一天平、酒精燈。
教學過程：
創設情境：
復習提問：在前幾章的學習中，我們學習了哪些化學反應？
投影：反應文字表達式
氯酸鉀氯化鉀＋氧氣
kclo3kcl02
氫氣＋氧氣水
h2o2h2o
氫氣＋氧化銅銅＋水
h2cuocuh2o
引言：這是我們學過的化學反應（指投影），對于化學反應你知道了什么？
思考討論：化學反應前后物質種類、分子種類、物質狀態、顏色等發生了變化；原子種類、元素種類沒發生變化；對于化學反應前后質量、原子數目是否發生變化存在爭議。
引入：化學反應前后質量是否發生變化，有同學說改變，有同學說不變，意思不統一，那么我們就通過實驗來探討。
設計與實施實驗：
討論：根據實驗目的利用實驗桌上提供的儀器和藥品設計實驗方案。
交流設計方案
評價設計方案
教師引導學生評價哪些方案是科學合理的，哪些需要改進，鼓勵學生開動腦筋，積極主動地參與實驗設計過程。
1．實施實驗：
同學們的設計方案是可行的，可以進行實驗。
指導學生分組實驗，檢查糾正學生實驗操作中的問題
1．依照設計方案進行實驗并記錄實驗現象和測定的實驗數據。
2．對實驗結果進行分析，反應前后物質的總質量是否發生變化。
3．匯報實驗結果
引導學生從實驗內容，化學反應前后各物質的質量總和是否發生變化匯報實驗結果
同學們的實驗結果是巧合，還是具有普遍意義？
匯報：
1．實驗內容
一、調整實驗內容，降低實驗難點，使教學更簡捷有效
本節課的課程安排是教師的演示實驗教學。首先演示的是磷燃燒的實驗，用一個氣球將反應容器口套住，反應前先稱量反應裝置及藥品的質量，開始反應，等反應停止后再稱量，質量沒有發生改變。讓學生觀察實驗現象并思考質量不變的原因。接著進行鐵與硫酸銅的演示實驗，稱量反應前后的質量，根據反應現象以及反應前后質量仍然不變的結果，推導出質量守恒定律。第三個實驗是碳酸鈉和鹽酸的反應，是反應后稱量質量會變少的，第四個實驗是鎂條燃燒，是反應后稱量質量會增加的，讓學生反復思考加深對質量守恒定律的理解。實驗設計層層推進，體現了探究學習的理念，加深并拓展了知識內容。但是在實驗的設計上，我認為磷燃燒的實驗大可以不做，因為這是個重復實驗，在九年級的化學教學中出現了好幾次。而鐵和硫酸銅反應的實驗現象不夠明顯，在這里可以改成氫氧化鈉和硫酸銅反應，現象比較明顯，同時也達到質量不變的結果。這樣雖然少了磷燃燒的實驗，可是沒有影響利用實驗來推出定律的教學思路，還降低了實驗難點。保留碳酸鈉和鹽酸的實驗和鎂條燃燒的實驗，這樣課堂的實驗只有三個，在時間上也比較寬裕。因為簡捷有效，課堂的學習效果以及課后知識的掌握和理解反而更好。
二、改演示實驗為學生分組實驗，激發學生學習興趣，加深體驗
《質量守恒定律》這節課的新課是安排教師的演示實驗教學，我改成了學生的分組實驗。分組實驗相對于演示實驗來說，可以更直接地讓學生在動手實踐的過程中發現真理，在知識的學習上肯定更有效果，但是不能是難度太大的實驗，而且實驗的內容不能太多。而原本教材安排為演示實驗教學，是因為本節課是根據實驗來推理基本定理的課，又是新課，實驗的內容較多，磷燃燒的實驗較難，不適宜設計為分組實驗探究的課。但是因為我把磷燃燒的實驗去掉不做，節省了較多的時間，而其他的幾個實驗都比較簡單，學生可以勝任，所以安排為分組探究的實驗是可行的。教學的過程如下：
首先根據教學的主題設置問題：化學反應前后質量會改變嗎？然后安排學生做第一個實驗，實驗的內容是氫氧化鈉和硫酸銅的反應，要求稱量反應前后的物質質量和，并觀察記錄實驗現象。讓學生帶著問題去做實驗，在實驗過程中自己得到答案。氫氧化鈉和硫酸銅的反應現象是比較明顯的，現象越明顯就越能加深學生對設問的問題的思考，由此可以比較順利地推出質量守恒定律。講解了質量守恒定律后，要求同學們思考并討論為什么質量會守恒。根據學生討論的結果給出解釋，因為化學反應的本質是分子分成原子，原子重新組合成新分子的過程，參加反應的前后原子種類個數質量都不變，所以反應前后質量不變。有了實驗的結果做前提，又有了理論的依據，學生就可以很輕松地接受質量守恒定律了。
接著要求學生做第二個實驗，即碳酸鈉和鹽酸反應的實驗，反應完后稱量的質量比反應前少。學生對這個實驗結果很吃驚，但是也很快就理解了質量減少的原因，因為實驗過程有很明顯的氣體產生。該實驗最重要的就是要問學生：反應后稱量質量減少是否還符合質量守恒定律？學生也能很快理解必須是參加反應的所有物質的質量和反應后生成的所有物質的質量相等，包含產生的氣體的質量。然后在這里要讓學生思考，怎樣做才能讓這個實驗反應后稱量的質量不變？在思考討論后讓學生看課本上磷燃燒的實驗，問為什么要在裝置上加一個氣球，學生自然很快就知道是為了防止氣體的散失。這樣的話，學生又學會了如何設計密閉的反應容器。
三、利用實驗中的問題加深探究的力度，啟迪學生的思維
第三個實驗是鎂條燃燒的實驗，在做這個實驗之前我也先提了個問題，設問：鎂條燃燒完稱量反應后物質的質量，是比鎂條質量大，還是小，還是不變？有意思的是很多學生判斷不出來，我猜想是因為不知道反應的原理的緣故吧。接著就讓學生帶著疑問動手做這個實驗。令人覺得有意思的是，這個實驗的結果是不同的，有的學生稱量出來反應后的質量增加，可是也有的人稱量出來質量是減少的，有少數的質量沒有太大的變化。這就引起了學生的爭論。于是我先和大家討論實驗的現象，根據燃燒通常是和氧氣反應給出了該反應的方程式，就方程式上的反應物和生成物再和大家討論正確的結果。學生們很快得出應該質量是增大的，因為鎂條的質量加上氧氣的質量才等于生成物氧化鎂的質量。可是為什么會出現這么多不同的結果呢？我讓大家認真回憶反應過程中出現的現象，再思考討論出現這個結果的原因。經過大家認真的思考和熱烈的討論，最后同學們提出很多可能使得反應后的質量沒有變大：一是認為鎂條燃燒的時候同時出現了大量的白煙，這個白煙可能是氧化鎂的小顆粒散失在空氣中引起質量損失；還有就是發現夾鎂條用的坩堝鉗上有沾上很多的白色固體，估計是氧化鎂的固體留在上面，這樣就會造成生成物質量的損失；還有的同學提出鎂可能會和空氣中的氮氣起反應而損失質量等等。通過探究討論，學生們的知識得到了更深的鞏固，對實驗誤差的理解和判斷也會更明晰。
