质量守恒定律范文

导语：如何才能写好一篇质量守恒定律，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

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)。

篇2

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。

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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。

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关键词：质量守恒定律；高中化学；化学定律；学习能力

中图分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2017）21-0063-01

高中化学课程对于整个高中阶段的学习来说非常重要，而质量守恒定律是化学中的基础定律，同时也是学生学习化学知识的基础内容。“质量守恒定律”这一章节的内容要求学生充分认识和掌握质量守恒定律的概念和内容，同时能够分清哪些属于质量守恒，哪些不属于质量守恒。学生在学习中，通过自己动手实验，能够更好地认识质量守恒定律的本质特点。

一、质量守恒定律

在化学反应中，参加反应的各类物质的质量总和与反应之后生成物质的质量总和是相等的，这一现象被称为质量守恒。在一个独立的空间中，物质无论发生任何变化，其本身的质量总和是不会发生变化的，或者说，任何变化都不能消除物质，只是让物质改变了原有的形态或者结构。在化学反应过程中，物质的原子会重新组合形成新的物质，并且在这个过程中物质原子的种类和数量都不会发生变化，原子的质量也与反应之前相同。即可以通过公式：A+B=C+D来表示化学反应的过程。公式中的A、B为两种反应前的物质，在经过化学反应之后，变为C和D两种物质，但是其质量总和是不变的。任何化学反应，其前后的物质总质量是不会发生变化的，质量既不会增加也不会减少，只是发生了物质形态的变化。但是，一种物质在作用时需要保持密闭的环境，质量才不会发生变化，如果部分物质与空气发生反应，就会导致质量发生变化。质量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律，但是其只适用于化学变化，而不适用于物理变化。

二、质量守恒定律实验

以“白磷燃烧前后质量测定”的实验为例，教师在课前要准备好天平、砝码、锥形瓶、小烧杯、玻璃管、单孔橡皮塞、小气球、酒精灯等实验仪器，并准备好白磷作为实验药品。在实验时，首先要调好天平待用，接着取出一块白磷放入盛水的培养皿中，在水下通过小刀切下一粒绿豆大小的白磷，然后利用滤纸将其表面的水吸干，并放入锥形瓶中。在实验过程中为了避免白磷燃烧时将锥形瓶灼裂，可以提前在锥形瓶中放入少量的细砂。接下来将盛白磷的锥形瓶以及绑有小气球的玻璃管一起放到天平的左盘中，在右盘中添加砝码，并移动游码，使天平处于平衡的状态。取出锥形瓶及导管，将橡皮塞上的玻璃管放在酒精灯的火焰上灼烧至红热之后，迅速通过橡皮塞塞住锥形瓶瓶口，并引燃白磷，可以看到白磷燃烧，并且产生浓厚的白烟。待锥形瓶冷却、白烟沉降之后，重新将其放到天平上，观察天平的状态，会发现天平仍然保持平衡状态。

学生自己动手实验主要具有以下几个方面的优点：首先，操作性较强。实验过程中可能由于实验装置密封不严，而导致白磷在燃烧的过程中气体逸出，最终导致实验失败。因此，在自己动手实验的过程中，学生应该对锥形瓶的密封性进行严格的检查，避免实验失败。其次，具有较强的可观察性。在实验过程中，可以看到大量的白烟产生，说明物质本身的性质发生了变化，在完成实验之后观察天平的状态，能够直接确定实验是否成功。第三，引发思考。实际的实验操作过程可能会与课本中所给出的实验结果不同，这能够吸引学生的注意力，去思考究竟是什么原因导致结果的差异，培养学生耐心、细致、积极思考的学习习惯，使知识能够真正印入他们的内心，更好地理解和学习所学的知识。

三、学习质量守恒定律应该注意的问题

在学习质量守恒定律的过程中，学生应该注意以下几个方面的问题：第一，在研究一个现象是否符合质量守恒定律时，首先应该判断该现象的变化属于化学变化还是物理变化，如果属于化学变化，则一定遵循质量守恒定律。第二，质量守恒定律强调了“参加反应的物质”，而并非是所有物质质量的简单相加，一定不要将未参加反应的物质的质量计算进来，否则就会导致“质量不守恒”的结果出现。第三，对于化学反应后物质质量的计算，只需要对反应生成的物质的质量进行计算，而不需要将原来就存在的物质的质量计算进来。第四，在考虑变化前后物质的质量总和时，需要将各种形态的物质质量全部计算进来，不能漏掉任何一种反应物或者生成物的质量。比如，在敞口容器中进行实验，通常会出现反应后剩余物质质量减轻的情况，此时学生通常会认为出现了质量“不守恒”的现象。实际上这也是符合质量守恒定律的，只是由于敞口容器中的部分气体向外逸散，导致在实验后这部分气体的质量未被计算进来。

四、结束语

学生通过本章节的实验操作学习，对于质量守恒定律的概念和特点有了更加深入的理解，同时也为之后的学习打下了牢固的基础。因此，在高中化学学习中，学生必须养成主动探究思考和亲自动手做实验的习惯，在教师的指导下真正掌握各种化学知识，才能进一步提高学习能力。

参考文献：

篇5

关键词：质能方程；能量守恒定律；质量守恒定律；矛盾

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）11-0036-3

1 问题的提出

能量守恒定律指出，在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变；质量守恒定律指出，在任何与周围隔绝的物质系统（孤立系统）中，不论发生何种变化或过程，其总质量保持不变；而爱因斯坦相对论动力学的一个著名结论是质能方程：E=mc2，此方程表明物质的质量亏损对应着一定的能量损失。

问题一：在核反应中，能量是哪来的？释放之前是以什么能的形式存在的？根据爱因斯坦的质能方程，核反应前后，总质量有损失，可以根据质能方程算出释放的核能，难道是质量转化为能量了吗？

问题二：化学反应中会有能量的变化，而根据爱因斯坦的质能方程可知，能量的变化必然会有质量的变化，那为什么反应前后质量还守恒呢？

问题三：假设有一高温物体，质量为m ，放在低温环境中，该物体必然向外散热，辐射出能量，那么该物体的能量必然变少，根据质能方程，质量也会减少。但是，我们却认为，该物体的质量是守恒的，这怎样解释？

这些问题是否说明能量守恒定律和质量守恒定律是错误的？或者说不是普适定律？

2 守恒定律的科学表述

质量守恒定律、能量守恒定律、电荷守恒定律是自然界的三大守恒定律。

质量守恒定律是俄国科学家罗蒙诺索夫于1756年最早发现的。在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，这个规律就叫做质量守恒定律，也称物质不灭定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一。20世纪初[1]，德国和英国化学家分别做了精确度极高的实验，结果表明，化学反应前后质量变化小于一千万分之一，这个误差是在实验误差允许范围之内的，从而使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。同样的，在物理变化中物体的总质量也保持不变，如把糖溶解在水里，则溶液的质量将严格地等于糖的质量和水的质量之和。大量实验证明，不论如何分割或溶解，物体的质量具有不变性。

能量守恒定律也称为热力学第一定律[2]，是指在一个封闭（孤立）系统的总能量保持不变。其中，总能量一般说来不只是动能与势能之和，而是静止能量（固有能量）、动能、势能三者的总量。能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量。例如，煤燃烧后放出热量，可以用来取暖做饭；可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机工作，将热能转换为机械能，推动汽轮发电机转变为电能，电能又可以通过电动机等用电器转换为机械能、热能等。所有能量转换都遵循能量守恒定律。能量守恒定律指出：“自然界的一切物质都具有能量，能量既不能创造也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变。”

对于中学生来说，在经典力学的范围内对质量守恒定律、能量守恒定律的内容是很容易理解掌握的。

3 质能方程的本质

在高中物理选修3-4第十五章《相对论的诞生》中讲到，爱因斯坦在1905年撰写的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》论文中根据狭义相对论原理及洛伦兹变换，经过高等数学推导，划时代地导出了相对论动力学的一个著名结论――质能关系：E=mc2。质能关系式从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性[3]。在实际应用中，常用其变化量的表达式：ΔE=Δmc2，质量亏损时，即当质量减少Δm，就意味着要释放出ΔE=Δmc2的巨大能量，此式被称为改变世界的方程。

质能方程有三种表达形式 ：

1.E0=m0c2，式中的m0为物体的静止质量，m0c2为物体的静止能量。中学物理教材中所讲的质能方程含义与此表达式相同，通常简写为ΔE=Δmc2。

2.Ev=mvc2，式mvc2为物体运动时的总能量，即物体的静止能量和动能之和。

3.ΔE=Δmc2，式中的Δm通常为物体静止质量的变化，即质量亏损。ΔE为物体静止能量的变化。这种表达形式最常用，也是学生最容易产生误解的表达形式，难道是物质的质量转化为能量了吗？

相对论力学指出，物体有总能量，也有静止能量[4]。粒子的总能量包含静止能量和运动能量。物体的静止能量是它的总内能，包括分子运动的动能、分子间相互作用的势能、使原子与原子结合在一起的化学能、原子内使原子核和电子结合在一起的电磁能，以及原子核内质子、中子的结合能……物体静止能量的揭示是相对论最重要的推论之一，它指出，静止粒子内部仍然存在着运动。一定质量的粒子具有一定的内部运动能量，反过来，带有一定内部运动能量的粒子就表现出有一定的惯性质量。在基本粒子转化过程中，有可能把粒子内部蕴藏着的全部静止能量释放出来，变为可以利用的动能。由此可见，在相对论力学中，能量和质量只不过是物体力学性质的两个不同方面而已。

爱因斯坦推导出质能方程之前，人们都认为质量和能量是两个概念，他们之间是没有关联的。质能方程所包含的，是关于原子核的反应过程中质量和能量的转换。在相对论力学中指出，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有以下关系：

此式表明物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0。微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，在核反应中，这个现象必须考虑。

4 质能方程在更为宽泛的领域揭示了质量守恒与能量守恒的正确性

当一组粒子构成复合物体时，由于各粒子之间有相互作用能以及有相对运动的动能，因而，当物体整体静止时，它的总能量一般不等于所有粒子的静止能量之和，两者之差称为物体的结合能。与此对应，物体的静止质量亦不等于组成它的各粒子的静止质量之和，两者之差称为质量亏损，质量亏损与结合能之间有关系：ΔE=Δmc2。由于在中学物理教材中，对此式的解释较浅，因此，有些学生就误认为，核反应过程中，质量不再守恒，且少掉的质量转化为能量了。

问题一释疑：在核反应中，释放的核能是原子核的静止能量的一部分，即原子核内核子的强相互作用的核能等转化成了发射粒子的动能和势能，但总能量守恒；此外核反应前后，原子核有质量亏损，由于发射的微观粒子高速飞出而质量增大，其增大质量就是原子核质量亏损，但总质量仍然守恒。质能方程反应的就是质量亏损与所释放核能的数量关系。

问题二释疑：通常情况下，质量守恒是在低速条件下的静止质量守恒，化学反应中的质量守恒就是这种情况；化学反应中的能量变化，没有涉及到物体的微观静止能量与运动能量的变化，因而不用爱因斯坦的质能方程去解释。可用宏观经典力学能量守恒理论解释。可以说，化学变化只能改变物质的组成，但不能创造物质，也不能消灭物质，所以质量守恒定律又称物质不灭定律。

（下转第40页）

（上接第37页）

问题三释疑：对于高温物体的热辐射，是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的热传导方式。它不依赖任何外界条件而进行，这是热的三种主要传导方式之一。我们所说的其质量守恒，仍然是低速条件下的静止质量守恒，没有考虑能量减少引起的运动质量变化。实际上，辐射能量的同时是有质量亏损的，物体的一部分质量转化成了光子的质量。

此外，原子核衰变时放出能量，其总质量也是减小的。原子核衰变时释放的α粒子、β粒子、中子、质子、核子团等的动能即来自于衰变前后质量亏损对应的核能。

可见，质能方程把质量和能量的关系表达了出来，并没有违背能量守恒定律和质量守恒定律。质能方程表明，物体的质量是它所含能量的量度，质能方程将经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来，成了统一的“质能守恒定律”，它充分反映了物质和运动的统一性。一方面，任何物质系统既可用质量m来标志它的数量，也可用能量E来标志它的数量；另一方面，一个系统的能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统接受而增加了能量时，其质量也相应地增加。质能方程在更为宽泛的领域揭示了质量守恒定律和能量守恒定律的正确性。

参考文献：

[1]课程教材研究所.化学・九年级上册[M].北京：人民教育出版社，2012.

[2]肖德武.能量守恒定律的发现[J].科学与文化，2007（11）：51.

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一、说教材

1.教材的地位和作用

质量守恒定律是人教版初中化学课本中第五单元课题1的内容，这一课在初中化学知识体系中有着承上启下的作用。在本节课之前，学生已经学习了分子、原子、元素、化学式等知识，同时对化学反应中物质发生质的变化已经有了一定的认识。这些知识都为本节课提供了学习基础，而本节课又为化学方程式书写和计算做好了知识准备。所以，本节课的内容不仅是本单元的一个重点，也是整个中学化学的教学重点之一。

2.教情学情分析

在本节课之前，学生已经学习许多化学反应，能够从分子原子的角度去分析化学反应的实质，同时具备了一定的实验动手能力、分析观察能力及归纳总结能力。学生基本具备了学习质量守恒定律的能力。

3.教学目标

根据上面教材及教情学情的分析，我确定了本节课的教学目标。

知识与技能：（1）认识质量守恒定律，能说明化学反应中的质量关系。（2）从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类、数目没有增减。

过程与方法：（1）通过实验探究，得出化学反应中的质量关系。（2）通过学生间的讨论交流，加深对质量守恒定律的理解。

情感态度与价值观：（1）培养学生定量研究、分析推理及解决问题的能力。（2）树立透过现象认识事物本质的辩证唯物主义观点。

4.教学重点

根据新的课程标准、教材分析，本节课重点是质量守恒定律的理解及应用。

5.教学难点

（1）如何引导学生通过实验探究得到结论。（2）从微观角度解释质量守恒定律本质。我是采用通过小组实验、共同探究、动画演示突破重点难点。

6.教材改进

课本中实验5―1的实验装置。

二、说教学方法

德国大教育家第斯多惠说：“科学知识是不应该传授给学生的，而应该引导学生去发现它们，独立地掌握它们。”学生的化学知识还处于启蒙阶段，实验探究的学习方法还不熟练，所以我采用了：引导探究式教学方法；多媒体辅助；小组合作探究法。

三、说教学过程

教学过程分为五个环节：提出问题、实验探究、科学史实、微观模拟、课堂小结。

1.提出问题

通过复习白磷的燃烧、蜡烛的燃烧、水分解等反应。引出这些反应前后物质的总质量是否发生了改变？学生分组讨论做出猜想：可能改变，可能不改变。

2.实验探究

为了减少探究的盲目性，引导学生制订实验方案。在设计实验时，首先提示学生应该思考哪些问题。例如：可以选一个容易发生的化学反应；测量反应前后物质的质量的方法；实验中要用到哪些仪器？……

根据设计实验要考虑的问题，教师给出方案。

教师演示：白磷燃烧的实验，对方案一中反应前后所称量的物质进行对比。最后得到的就是：白磷质量+氧气质量（参加）=五氧化二磷质量（突破重点）。由这个实验得到的结论是否具有普遍性？让学生根据所给的药品，完成活动探究二。

活动探究二：硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、锥形瓶、电子天平、注射器。

经过教师的演示和学生的分组实验，说明猜想一正确。

3.科学史实

由于两个实验不能说明定律的正确，我带着学生一起去做个时间旅行，从公元前300多年到20世纪初，质量守恒的思想从产生到发展成为理论定律的过程。

①朴素的唯物思想阶段；②自觉应用阶段；③经验定律阶段；④理论定律阶段。

4.微观模拟

课件展示动画模拟水分子电解过程中分子原子的微观变化。让学生带着下面的问题仔细观察。反应前后，原子的种类、数目、质量改变了没有？

教师根据学生的总结，完善质量守恒定律的“六不变、二改变、二可能变”，课件展示。

5.课堂小结

学了本节课，你有哪些收获？懂得了什么样的化学学习方法？

四、说教学反思

本节课我主要采用猜想假设、实验探究的方法，让学生分组实验来验证自己的猜想，从实践中得到自己所要了解的知识。通过学生熟悉的化学反应引入，吸引学生的注意力，激发学生的探究欲望。探究实验中的相同装置，出现不同现象，再次出现探究的，引导学生分析出现上述现象的原因，并进一步引导学生思考如何改进实验装置，使学生的分析能力得到提高。学生在教师的指导下，能够提出问题并提出解决方案，在掌握知识的同时，分析问题的能力也得到提高。利用动画帮助学生建立微观的概念，学生能更好地理解和接受知识。为了增加实验的精确性，我改用电子天平来完成本节课的实验。

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本节课是沪教版第四章第二节《定量认识化学变化》的第一课时，我尝试运用了“任务驱动”的教学模式，获得了不小的收获。

1　教学设计思想

“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法，其基本特点是“以任务为主线。以教师为主导。以学生为主体”。其基本教学流程如下：

2　教学目标与重、难点

2.1　教学目标

(1)知识与技能

理解质量守恒定律的内容；能从微观解释质量守恒的实质；让学生初步了解定量研究的科学方法。

(2)过程与方法

学生在任务的驱动下自主展开学习实践。教师及时评价和激励，从而完成质量守恒定律的概念建构过程：让学生初步认识科学探究的步骤和方法。体验科学探究的过程。

(3)情感态度与价值观

树立“透过现象认识事物本质”的辩证唯物主义观点；体验科学发现真理的途径和方法。

2.2　教学重点

质量守恒定律的涵义及微观解释。

2.3　教学难点

学生在任务驱动下设计并完成实验方案。

3　教学过程设计

(1)在设计任务时，要努力研究学生的学习心理和他们在学习过程中的认知规律。注意分散重点、难点，按照“低起点、高落点”的原则精心设计梯度合适的任务。

比如。学生对质量守恒定律进行实验探究时。实际上存在一些思维的障碍，概括起来有两点：第一是要分步称量还是整体称量，第二是采用封闭体系还是开放体系。我抓住了学生实验思维发展的这两个关键点。设计了3个有梯度的思考任务：①这两个反应中的反应物的总质量是什么?生成物的总质量又是什么?②你准备怎么称量反应物和生成物的总质量?是分开称量还是整体称量?③你打算选择什么装置来进行实验称量?通过对这3个任务的思考完成，学生对实验思维中的两个障碍点进行了比较深入的理性分析，从而化解了学生在实验设计时的难点。为任务的顺利完成创造了条件。

(2)充分利用学生实验中的认知冲突和课堂生成性资源进行教学。

如，当学生交流实验结论时。出现了与质量守恒定律不同的结论，即石灰石与稀盐酸的反应出现了相等和减少两种情况，用锥形瓶加滴管的装置。有的还出现橡皮塞弹出情况。为什么呢?现象的差异引发了学生的思维。又激起了学生探究的欲望。这也是我故意制造的异常现象(课前我充分进行了预设。故意加大了2组实验中盐酸的浓度)，此时我抓住机会。充分挖掘其中蕴含的教育价值。对实验装置进行进一步的可行性分析：若用烧杯加试管的装置。因有二氧化碳的逃逸。使质量偏小，为避免这样的情况，当有气体参加或生成的反应。必须在密闭装置中验证质量守恒：而在密闭装置中。用锥形瓶加滴管的装置完成石灰石与盐酸的反应。又因瓶内气压过大。使实验失败，为避免这样的情况。要在锥形瓶内加石灰水来吸收二氧化碳，减小气压，以确保实验成功。此时继续追问“为避免塞子的弹出。能否在锥形瓶上套个气球?”学生分析后认为：若气球体积胀大，受浮力的影响，会使天平倾斜。这样的实验设计，充分发挥了认知冲突的心理学功能，使学生认知结构中的“支架”不断从不平衡趋于平衡。学生的思维活动多了。参与度高了。课堂解决的问题量也多了，学生的思维能力不断提高，对实验装置的认识也不断深化，学生的探究意识和探究能力也不断提高，实现了课堂的高效率。

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关键词：质量守恒定律；教材实验；功能；深度开发

以实验为基础是中学化学教学的基本特征。化学实验现象直观具体、形象生动，既能帮助学生了解化学科学的基本事实，又能促进化学假设和理论的形成。化学实验在化学科学认识中所处的地位十分重要，具体表现在：“化学实验是联系认识主体和认识客体的中介；是沟通认识主体和化学科学认识的桥梁；是化学科学认识从一级上升到另一级的中间环节。”

在化学学习过程中，研究物质的性质及变化需要化学实验，学生观察实验现象并体验到变化的客观存在，进而由现象到本质进行分析和推理；对化学基本概念和基本理论的认识，学生更需要通过化学实验情境获取感性材料，概括出事物发展的规律和

本质。

化学教材中选用的实验，设计得十分细腻和精巧，往往能将复杂条件进行简化和纯化，使需要认识的某种性质或关系以相对纯粹的形态表现出来。然而，在大多时候，教师将教材中已有的实验弃之不用，或使用了实验却对其知之甚少。未能对教材中实验的功能进行充分挖掘，从而丧失了很多有意义的教学素材，这是非常令人惋惜的。

质量守恒定律是初中化学里为数不多的基本定律之一，教材在展开这部分内容时选择了四个实验，笔者对这四个实验进行了相对深入的分析，以下的解读希望对大家有所启发。

一、质量守恒定律实验与化学史的关系

质量守恒定律在化学史的发展过程中经历了三个重要阶段：施塔尔以草木燃烧，燃素逸出，质量减小为例，认为化学反应后质量减小；波义耳煅烧金属后，发现质量增大，认为化学反应后质量增大；拉瓦锡在密闭容器内加热汞，发现化学反应前后质量不变。三位名家，三种不同的观点，穿越到现代课堂中，成为三种不同的假设。

教材中并未穿插化学史料，而是以实验的形式，将三种观点呈现在教材中。当然，教材在选择实验时，将三位科学家的复杂体系都简单化，在保留体现科学家实验设计思想的同时，简化了实验原理和体系，使得需要探究的质量关系以较为纯粹的方式得以呈现。代表施塔尔观点的实验是碳酸钠与稀盐酸的实验，是一个有物质逃逸的实验，与草木燃烧的实验异曲同工；代表波义耳的实验是镁带燃烧的实验，是一个有物质吸入的实验；代表拉瓦锡的实验有两个，一个是红磷在密闭体系中燃烧的实验，另一个是铁钉和硫酸铜反应的实验。

教材中选择红磷燃烧的实验来做质量守恒定律的探究，还有另一个层面的考虑。拉瓦锡经典的“12天”实验，利用金属汞测定了空气中的氧气含量，教材中用红磷取代金属汞。质量守恒定律，其实是拉瓦锡在“12天”实验中的第二个发现，教材中选择之前使用过的红磷燃烧实验做模拟，更为流畅与自然，也隐含着两个发现之间的联系。

二、质量守恒定律实验与定律本体的关系

质量守恒定律是指“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。”

质量守恒定律中的关键词有化学反应、质量、总和、参加反应的，这四个关键词的理解与突破，是教材中选择的四个实验承载的重要任务。

“化学反应”如何在四个实验中得以体现？教材中选择的四个实验，现象分别为红磷燃烧的火焰、镁带燃烧的发光、铁和硫酸铜反应的变色以及碳酸钠和稀盐酸反应的气泡。这些明显的现象都指向同一个结论，这些反应都是化学反应。

“质量”在四个实验中体现得十分明显。四个实验在进行前后，都要将仪器及药品在托P天平上称量。

质量守恒定律中较难理解的是第三个关键词：“总和”，这个关键词在实验中主要通过探究的形式予以凸显。碳酸钠和稀盐酸的实验以及镁带燃烧的实验，实验前后，质量均不守恒，问题出在哪里？学生很快发现，碳酸钠与稀盐酸实验产生的大量气体外溢，并未称量；镁带燃烧时，通过原理分析，学生会注意到，吸入的氧气未称量，造成反应前后质量不守恒。如何将“不守恒”的装置改为能够证明质量守恒定律的装置？围绕这一问题，学生深入探究，设计实验，称量反应前后的质量总和。在探究过程中，“总和”的意识不断在指导学生进行设计和改进，从而突破认知难点。

“参加反应的”是质量守恒定律中最难理解的关键词，也是最容易被忽略的关键词。在改进装置后，四个实验反应前后的质量总和不变，由此，学生在思维深处已经形成了质量守恒的意识。然而，这只是实验表观的质量总和不变，质量守恒定律中强调的是参加反应的和反应生成的物质质量守恒。在这一难点的突破上，铁钉和硫酸铜实验的潜在作用得以充分发挥。引导学生将铁钉与硫酸铜溶液反应后的试管稍加振荡，观察到铁钉表面的红色固体脱落，露出银白色的金属。一个简单的举动，引出了深入的思考，列表式分析如下：

上述列表分析后，得出最终结论：质量守恒定律需要强调参加反应的和反应生成的物质的质量。

理解质量守恒定律，关键在理解这四个词上；理解这四个词，关键在实验功能的发挥上。由此可见，质量守恒定律实验对定律本体重难点的突破意义重大。

三、质量守恒定律实验的其他细节

细节一：铁钉和硫酸铜溶液反应时，教材中用作反应器的锥形瓶口上配了橡胶塞，这一处理主要有两个目的：（1）与红磷在密闭体系中燃烧的实验呼应，提示学生注意体系的密闭性，为后续的实验改进做铺垫；（2）由于铜离子水解，硫酸铜溶液显酸性，铁钉加入硫酸铜溶液后，可能会产生少量的氢气，为了实验的严谨性，实验中做了密闭处理。

细节二：镁带燃烧是一个相对其他三个实验来说，更为复杂的反应体系。镁带会消耗空气中的氧气，还会消耗空气中的氮气和二氧化碳，吸入的物质有多种可能，质量变化关系复杂；另外，镁带燃烧时产生大量白烟，白烟逸散到空气中，影响生成物的质量称量。多重因素同时影响，使得关于镁带燃烧前后的质量变化讨论更开放，但由于涉及的知识点太多，初中生难免浅尝辄止。笔者认为，复杂体系的多因素讨论实验，在此处有一些超出范围，建议使用简单体系的金属实验，比如加热铜片等。

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正确理解并应用守恒定律是初中化学课程标准的要求，学生掌握好守恒思想有助于中学化学学习。采用守恒定律进行解题，可以简化思路，进而可以方便快捷地解决试题。教师在教学过程中应引导学生将复杂的题目简单化，结合初三化学教学实际，选取部分常见类型的守恒定律的化学试题，探讨守恒定律如何解析初中化学试题。

[关键词]

初中化学;守恒定律;解题方法指导

守恒思想在解决化学试题中会经常用到，为解决化学题目提供了重要的指导思想。熟练运用守恒思想，可以简单快速地解决问题，减少不必要的计算过程，形成科学的思维方式。在应用该思想过程中，应注意重点把握化学变化的始态与终态，抓住其中的不变量，并建立一定的关系，从而简化思路，快速解题。无论是宏观角度还是微观角度，质量守恒定律的应用比较广泛。除了质量守恒以外，常用的守恒法还有电荷守恒、物料守恒等，文章从这几个方面探讨守恒思想在初中化学题目中的应用。

一、质量守恒定律在初中化学解题中的应用

质量守恒定律是中学化学重要的基础知识，是化学反应的基本规律，也是配平化学方程式的依据，往往也是中考的主要考点之一。因此，在初中化学学习中，考生需要正确理解、熟练掌握和准确运用质量守恒定律。

（一）根据反应前后物质的质量守恒求解

质量守恒定律是参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，即反应前后各物质的质量总和相等。那么，针对反应前后物质的总质量没有发生改变，且看如下例题：

例1：x克白磷和y克氧气在恰好完全反应下能生成z克的五氧化二磷，下列叙述中不正确的是（ ）。

A.反应前后磷原子总数和氧原子总数不变

B.x+y=z

C.反应前后分子数总数不变

D.反应前后磷元素和氧元素种类不变

在这道题中，明确指出该化学反应恰好完全反应，可以得出x+y=z这一信息。根据质量守恒定律得知，化学反应前后物质质量不变，反应前后磷原子与氧原子的总数、质量、性质等不发生变化，但是在化学反应中分子会破裂，分子总数会有变化，对各个选项进行分析得知，选项C的含义是不正确的。

例2：将干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰化合物装入试管中，加热制氧气，待完全反应后，测得剩余固体物质质量为10.7g，已知反应前化合物的质量为15.5g，求制得的氧气的质量为多少。

关于这题很多学生非常想计算剩余固体中二氧化锰与氯化钾分别为多少，其实不需要计算这些混合物。根据题目提供的信息，剩余固体物质数据10.7就是二氧化锰与氯化钾混合物的质量，不能直接根据化学方程式进行计算混合物中二氧化锰与氯化钾具体多少。因此，根据质量守恒定律得知，反应前后物质总质量不变，反应前后固体混合物的质量差就是生成氧气的质量。

（二）根据反应前后某元素的质量守恒求解

根据质量守恒定律可知，同一种元素在化学反应前后质量守恒，知道某元素质量守恒准则，下面这类题目将会迎刃而解。

例3：将4.0g的某金属样品投入到100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸中，已知它们能完全反应，测得生成物硫酸盐中含硫、氧两元素的质量分数为80%，试求此金属的质量分数。

对于这道题目提供的信息，利用质量守恒定律中同一种元素在反应前后质量守恒可知，可以求得硫酸根的质量，然后再根据硫酸盐中硫和氧元素的质量分数80%这一信息，可以计算出正盐的质量，最后进一步求得参加反应的金属质量，则求得金属的质量分数为60%。这就是利用反应前后某元素的质量守恒寻找突破口，使得解题过程变得简单清晰。

（三）根据化学反应前后各原子的数目和种类守恒求解

有时候在面对众多物质时，我们需要牢牢抓住反应前后元素的原子种类和个数守恒，能让学生解题时可以把握解题方向，从而可以得心应手解决这类题目：

例4：我们知道一氧化碳是常见的有毒大气污染气体，而五氧化二碘（化学式I2O5）可以检测大气中一氧化碳的含量，其化学反应方程式为：I2O5+5CO=I2+5A，求该化学方程式中生成物质A的化学式。

对于这个题目提供的信息来看，可以利用质量守恒定律来解决问题，从物质在化学反应前后某元素原子数目与种类守恒来分析，不难求得A的化学式为CO2。

从以上几道例题来看，质量守恒定律可以概括为总质量守恒、元素种类及质量守恒、各元素的原子总数守恒，不可将其混淆，认为是重量守恒、分子数守恒或体积守恒等。此外，关于反应前后物质总质量守恒，必然会涉及参加化学反应的物质的质量的问题。对于化学反应后的生成物，结合化学反应方程式配比关系知道哪些没有参加反应的物质的质量，不可将未参加化学反应的物质的质量计算在内。

二、电荷守恒在初中化学解题中的应用

电荷守恒应用往往在化学溶液类的题目中，在各类化学溶液中也许存在着阴阳离子，且阴阳离子所带的正负电荷总数目是相等的，然而阴阳离子的数目未必相等。电荷守恒不但可以适用在一种溶质溶液中，也同样适用于多种溶质溶液中。

例5：某溶液中含有Na+、CO32-、Cl-三种离子，且Na+与CO32-的个数比为5∶1，求溶液中CO32-、Cl-的个数比为________。

对于这道溶液类的题目完全可以用电荷守恒定理解题，阴阳离子中正负电荷的代数和为零。设此溶液中Na+、CO32-、Cl-三种离子的个数分别为5A、A、x，得出5A×（+1）+A×（-2）+x×（-1）=0，解得x=3A，因此得出故CO32-与Cl-的个数比为A∶3A=1∶3。

三、化合价守恒在初中化学解题中的应用

化合价守恒是指化合物中正负化合价绝对值相等，也就是化合物中正负化合价的代数和为零。九年级是化学教学的启蒙阶段，认识化学式，学会正确书写化学式以及判断一些化学式的正误，是初中新课程标准的要求，而让学生能正确、快速地写出物质的化学式或准确无误地判断物质化学式的对错，最简便的方法就是利用化合价守恒。

例6：写出氧化铝的化学式________。这是根据物质的名称，运用化合价守恒写出化学式。此物质中铝元素为+3价，氧元素为-2价，根据在化合物中正负化合价的代数和为零的原则，采用十字交叉法，不难写出氧化铝的化学式为Al2O3。

还有一类题型解答也是运用化合价守恒，那就是根据化学式求某元素的化合价。在化合物中正负化合价的代数和等于零是解答此类题的基础，再根据化学式及化学式中无变价元素的化合价求有变价元素的化合价。

四、溶质质量守恒在初中化学解题中的应用

在初中化学溶液实验中，溶质的质量不因溶液的加水稀释或无溶质晶体析出的浓缩而改变，也是遵循守恒定律。因此溶质质量守恒经常用于溶液的计算，请看下面例题：

例7：在20℃时，质量分数为10%的某溶液100g，要想改变溶质的质量分数，从10%上升为20%，则需要蒸发掉多少克的水分？（提示：在20℃时，某饱和溶液浓度为28.6%）对于这道题而言，分析可知在蒸发过程中无晶体析出，题目中隐含的关系就是溶质在蒸发前后没有发生变化，这是基于溶液中溶质的质量守恒来解题。一旦从隐含的题目信息中找到了等量关系，问题就迎刃而解了。若是碰到有关加水稀释的计算，亦是如此。

五、结语

守恒思想在化学解题过程中起到了重要的作用，守恒思想是化学学科中的重要的思想，是化学题目中经常会用到的方法。守恒观在初中化学中的应用过程，是培养学生思维能力的过程，在利用守恒观解题时，应首先必须明确每一种守恒法的特点，分析并找出题目中隐含的某种等量关系，采取巧妙地解题方法给予正确解答。教师在教学过程中，应让学生充分理解守恒思想，引导学生运用该思想进行解题。

[参 考 文 献]

[1]杨俊峰.再谈质量守恒思想在初中化学计算中的应用[J].理科考试研究（初中版），2014（7）.

[2]戴静雷.守恒法在初中化学计算中的运用[J].试题与研究（新课程论坛），2013（20）.

[3]边春霞.质量守恒定律在初中化学中的应用[J].教育实践与研究，2013（2）.

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关键词：质量守恒定律；理论性知识；合作探究

文章编号：1005C6629（2017）4C0052C04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

化学理论性知识是指反映物质及其变化的本质属性的基本概念和基本原理[1]。在中学阶段，主要包括物质的组成、性质、变化等基本概念，以及质量守恒定律、元素周期律等基本理论，是化学教学中最关键的内容。

理论性知识的学习主要是学习者从大量的具体例证中概括得出事物特征。以质量守恒定律为例，课程标准明确指出“要引导学生通过实验探究认识化学变化的规律，初步了解研究化学变化的科学方法”[2]。现有教材中，质量守恒定律实验有白磷燃烧、铁钉与硫酸铜、碳酸钠固体与盐酸、镁条燃烧、氢氧化钠与硫酸铜、蜡烛燃烧等体系，通过实验探究认识化学变化的规律和构建质量守恒观。然而实际教学中很难在有限的一节课内做多个实验，教师疲于赶着一个个实验，教学效果往往不尽如人意。笔者在实践中总结一套可以节约课堂时间，且行之有效的分组合作探究教学模式，详见图1。

把全班分成不同的实验组，同时在做实验1、实验2、实验3、……，经过一系列实验得出粗略的结论1。通过实验n的反常现象，进一步升华得出完整的结论2，也就是我们想要学的理论性知识。最后通过理论性知识回归生活中的不同实践应用。我们以质量守恒定律为例，将不适合学生做的课本实验进行改进和取舍，改成适合学生分组探究的实验进行教学。

1 教学设计

1.1 入新课――提出问题

[家庭实验]教师提供自制汽水的配料表，见表1，以及小苏打和柠檬酸的反应文字表达式：小苏打+柠檬酸柠檬酸钠+水+二氧化碳。学生自由组团在家制汽水。

[影像展示]学生自制汽水的过程中，所有原料加一起后质量是多少？

学生A说：制好的汽水质量就是原料的加和：400g+10g+20g+1.5g+1.5g=433g。

学生B说：小苏打和柠檬酸会发生化学反应，不是简单的混合。反应后质量还会是433g吗？

[提出问题]以这一问题为契机趁机提出问题：化学反应前后，反应物的总质量是否等于生成物的总质量？

学生猜想：反应前后质量相等；反应前后质量不相等。

1.2 合作探究――得出结论

[提供方案]既然有争议，我们就该通过实验去证明。为了更好地得出结论，我们用四种不同的实验方案来看看反应前后质量到底相不相等。方案详见表1。

[分工详细]为了更好地验证，学生四人一组，互相配合完成实验。每组选择一位同学记录实验现象并汇报实验结果。全班十二组，每三组做同一种实验方案，以确保实验结论的可靠。

[分组实验]教师巡视并适当指导。

[汇报结果]前九组同学代表依次汇报各组的实验现象和结论，详见表2。

[得出结论]经过大家不同的实验得出结论：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。这个规律就叫质量守恒定律。

1.3 拓展提升――精炼理论

[汇报结果]剩下的三组同学代表依次汇报各自组的实验结论。小心地把盛有盐酸的小试管从烧杯中取出，并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入小烧杯中，发现产生大量的无色无味的气体，反应后物质的质量变小。

教师：为什么实验三和实验四用同样的反应物，得出的结论却不同呢？

（提示教师投影展示方案三和方案四不同的实验装置图，详见图3。）

学生：因为方案四产生的气体逸散到空气中了。

教师：非常棒！因为参与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。所以当有气体生成时，我们要选择什么样的装置？

学生：密闭的实验装置。

[追问]能不能从微观角度去解释质量守恒定律呢？

提示给学生演示水分子电解的动画，水通电后变成氢气和氧气，见图4。在这个化学反应过程中，反应后元素种类有没有改变、原子数目有没有改变、原子质量有没有改变？

学生：化学反应前后，原子种类不变，数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以化学反应前后物质的质量不会改变。

1.4 结束新课――实践应用

[实践应用1]学生用教师备好的材料（400g水，10g白糖，20g果汁，1.5g小苏打，1.5g柠檬酸）现场制汽水，质量会是433g吗？

教师：为什么他们制得汽水质量会少于433g？

学生：因为制汽水过程中，产生很多气体，没有及时盖上瓶盖，有一部分气体跑到瓶外了，所以汽水的质量会变小。

教师：非常好！当有气体生成，我们要考虑产生气体的质量。

[实践应用2]已知石蜡是蜡烛的主要成分，蜡烛在空气中完全燃烧后的产物是CO2和H2O，判断石蜡中一定含有 元素，可能含有 元素。

学生：石蜡中一定含有C和H元素，可能含有O元素。

2 教学反思

2.1 分组合作――课堂效率高

本节课通过不同组同时做四个不同的实验方案（实验1，实验2，实验3，实验4，详见图5），所以大大减少了课堂实验的时间，提高了课堂的效率，而且四人一组分工明确，培养了学生合作学习的经历。经过全班同学的不同实验验证了质量守恒定律，在教师的引导和启发下，层层深入，加深对质量守恒定律的理解。通过合作探究学习，不仅强化了班级体的团体观念，培养了学生合作学习的意识，而且顺利高效地完成了课堂教学目标。

2.2 理论源于实践――理论指导生活

通过具体、生动的自制汽水实验，提出的问题更容易激发学生的学习兴趣和探究欲望。理论性知识的学习的实质是新知识与学生原有概念相互作用，建立其内在的逻辑联系，其结果是新知识纳入原有认知结构中，使原有认知结构得以丰富。学生在学习完质量守恒定律这一理论知识后，通过一系列的实践应用，让学生体会理论指导生活，逐步培养学生的物质变化观。如应用1现场制汽水后质量变少了，学生就比较轻松地知道生成物有气w，要采用密闭的装置图；应用2蜡烛燃烧，不仅从宏观认识物质变化，而且从微观和元素角度去分析推理蜡烛成分，强化了理论源于生活又高于生活。

2.3 培养思维――搭建思维“脚手架”

理论知识的学习，往往都是通过大量的实验验证得出具有一定的概括性结论，这些结论对以形象思维为主的初三学生来说比较难以理解。所以在理论知识的学习过程中，要注意在学生思维障碍处搭建“脚手架”，帮助学生顺利地达成教学目标。如质量守恒定律从宏观向微观过渡，学生在理解上就存在障碍，此时借助水电解的动画示意图，把微观的水分子呈现给学生，学生就容易想到化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变，所以质量守恒。

2.4 勤于动手――从实践中发现问题

化学是一门以实验为基础的科学，教学要紧密联系生产、生活实际，使学生真切地感受到发生的化学变化。而实际的教学中，碍于课时的原因很多实验没时间做，可以鼓励学生从家庭实验中发现问题，让化学知识的学习回归到生活和生产中。鼓励学生勤于动手，在社会实践中发现问题，从化学课本中找到解析，在利用所学知识解决生活问题，更好地享受生活中化学带来的乐趣。

3 教学建议

3.1 铁钉和硫酸铜溶液的反应的改进

铁钉和硫酸铜溶液反应比较慢。丁吉念老师通过探究实验得出[3]：铁钉伸入质量分数为6.02%～1.88%的硫酸铜溶液，铁钉很快析出红色物质，而溶液的颜色大概需要60min才变为浅绿色，时间仍然较长。根据“氯离子效应”[4]在硫酸铜溶液中，稍加一些氯化钠能加快铁和硫酸铜溶液的反应，在两三分钟后即可看到铁钉表面变黑随后变红，原因是刚置换生成的铜颗粒比较小，发生了光学上的漫反射，把铁钉从溶液中取出即可看到铁钉表面生成的是红色的铜。

3.2 借助学生的错误操作拓展应用

优秀的教师往往善于利用学生的实际情况临时改变自己的教学，借助学生的动态生成，增加师生的活动。在教学前，没有预料到会有很多学生不会正确使用砝码，学生虽然已在八年级物理课上学过托盘天平的使用，但还是有小部分学生错误地用手捏砝码。在讲过质量守恒定律后，发现这一状况教师可以趁机提问学生，用手抓砝码会对称量的重量有什么影响？教师提示铁在潮湿的情况下，容易和空气中的氧气反应，生成铁锈，并写出文字表达式：铁+氧气+水铁锈。巧借学生的错误操作，进一步拓展质量守恒定律到有气体参与反应的体系。

3.3 实验注意安全性

碳酸钠粉末和盐酸反应，在密闭体系状态下反应，最好装入药品时，把矿泉水瓶稍微捏瘪，有利于验证学生观察到产生大量的气泡后，瓶子变鼓，也避免了瓶中产生气体过多，压强变大，防止瓶盖喷出的安全隐患。氢氧化钠和硫酸铜溶液的反应，最好是把小试管里放入氢氧化钠溶液，以防学生倾倒液体时，手接触到氢氧化钠溶液。鼓励学生在条件允许的情况下，做一些社会实践活动，如家庭小实验，以弥补课堂教学的不足。

参考文献：

[1]胡志刚.化学课程与教学论[M].北京：科学出版社，2014：99～100.

[2]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2011.