初中化学中的质量守恒定律及其教学应用

2014-04-17 04:24陈义海
教育观察 2014年32期
关键词:氧化铜题目物质

陈义海

(泰州市孔桥初级中学,江苏泰州,225432)

在初中化学中,质量守恒定律是解决化学问题的基础定理之一,其应用十分广泛。教师要加强学生应用质量守恒定律的能力,使其能够掌握定律的含义,达到轻松解题的目的。

一、质量守恒定律的发展

在我国古代研究炼金术、炼丹的时候,物质之间的质量关系就被注意到了。17世纪海尔蒙特通过柳树实验证明了水变成了其他的物质,但是质量没有发生变化。他首先将柳树和生长的土壤分别称重,然后给小树只浇水,五年之后,小柳树长大很多,土壤却没有太大变化。所以,他认为水变成了柳树的一部分,质量没有变化,这种说法误导了很多人。1673年,波义耳煅烧金属的时候,发现了质量基本关系。1760年,罗蒙诺索夫的实验表明物质的质量减少,必然引起其他质量的增加。1774年,拉瓦锡使用铅和锡进行实验,证明物质反应前后质量守恒。于是,质量守恒定律就被人们广泛承认。

质量守恒定律帮助人们重新认识了自然界的发展规律,让人们能够精准地进行化学实验,并不断取得新的成就。质量守恒定律也为哲学提供了坚实的基础,证明了物质不灭原理,奠定了现代化学的发展基础。

二、质量守恒定律的要点

质量守恒定律的本质是分子破裂、重新组合的过程,化学反应前后的分子个数和原子量都没有变化,所以保持着质量守恒。明确了质量守恒的本质,在教学的时候,教师要强调以下要点:第一,质量守恒适用于化学变化,而不适用于物理变化。第二,明确质量守恒,而不是体积和其他的性质守恒。例如,在很多的空气燃烧实验中,气体进行化学反应前后的体积存在很大的差异,并不符合体积守恒。第三,明确物质的确参加化学反应,在化学实验中,很多的物质虽然进入到了化学反应阶段,但是却没有真正参加反应,这种现象经常出现在反应物过量的处理中。第四,明确所有的参加化学反应的物质质量守恒,不能忽略掉生成的气体或者液体或者其他的物质。

三、初中化学质量守恒定律教学策略

了解了化学质量守恒定律之后,教师要利用定律进行相关题目解析。关于质量守恒定律最常见的题目主要有以下几种,教师要熟练掌握每一种题目的性质,教给学生正确的解题思想。

(一)激发学生学习质量守恒定律的兴趣

在初中化学教学过程中,质量守恒定律是学习的重点和难点,如果教学不成功,学生的积极性会受到严重的打击。因此,教师要认真总结学生的学习情况,制定详细的策略,采用多种方法,提高学生的学习兴趣。首先,教师要改变原来死板的教学方法,采用灵活多变的教学思路,活跃课堂教学氛围,吸引学生的注意力。教师在讲课的时候要告诉学生,质量守恒定律非常关键,需要学生全力以赴克服困难。其次,教师可以采用小组探究性学习的方法,提高学生的理解能力和自主探究能力,以降低学习的难度。在小组讨论中,教师要认真聆听每一个小组的研究成果,确保他们的理解没有偏差,能够从本质上理解质量守恒定律。

(二)使用多媒体设备提高学生的理解

很多学生在学习的时候,会产生各种疑问。在学生的潜意识中,参加化学反应的物质的质量是会发生变化的,最常见的就是日常物质燃烧之后,就变成了灰烬,学生认为这是质量减少了。教师要能够理解学生的困惑,并耐心地为学生解答。化学实验操作比较困难,教师可以利用多媒体,播放在严格控制下进行的专业的化学实验的视频。在氢气的燃烧实验中,首先称重氢气的质量和氧气的质量,将二者做密封的燃烧实验,收集实验结果产生的水滴,并进行细致的称重。在燃烧中,确保氢气燃烧完全,称重前后燃烧的氧气,确定氧气实际燃烧的重量。经过最后的测量发现,氢气燃烧的质量和氧气的消耗量等于产生水的质量,误差在合理的范围中。燃烧实验要求装置的密封性好,操作过程严谨,在学校的实验室很难做到,使用多媒体播放的视频能够清晰地展示这个过程,让学生有直观的了解。由于设备和装置的限制,很多化学实验学生都不能亲自进行,所以多媒体的使用,为学生开辟了新的方法,使学生可以了解质量守恒的相关信息,拓展自己的视野。

(三)通过实验了解质量守恒定律

化学教材中提供了很多可以课堂上进行的实验,教师要积极地为学生创造课堂实验的机会。例如镁带在空气中的燃烧实验,教师就可以和实验室申请适量的镁带,在确保教室环境合适的情况下,在课堂上当场进行镁带的燃烧实验,让学生能够直观地观看,加深印象。当堂进行实验,学生能够获得最直观的印象,并且对镁带燃烧前后的状态有清楚的了解。教师可以让学生探究镁带燃烧前后的质量变化,总结质量守恒定律的特点,从而加深印象。通过实验可以清楚地解释为什么有的物质燃烧之后质量增加了,有的物质燃烧之后质量减少了,主要是空气中的氧气参与了化学反应,导致了奇妙的化学变化。

(四)通过实际例题进行教学

教师在讲述了质量守恒定律的基本概念之后,学生还是要通过例题完善知识。在初中化学中,质量守恒定律在解题中的应用广泛,下面将列举一些典型题目进行分析。教师可以深刻分析这些题目,来加深质量守恒定律的教学应用。

第一,质量守恒定律能够解决有关的化学现象。质量守恒定律可以解释镁带在空气燃烧之后质量增加的原因,因为镁带和氧气发生了化学变化,根据质量守恒定律,镁带燃烧之后生成氧化镁,氧化镁的质量等于镁带和参与化学反应的氧气的质量总和。

第二,利用质量守恒定律,可以推断一些化学反应物质的构成。例如:在4X+5B2=2A2B5,则X的化学式是( )。在这类题目中,就是根据质量守恒定律,参加化学反应的物质,反应前后的原子的数目和种类不变。所以,反应之后还有A原子4个,B原子10个,所以X的化学式应该是A。

第三,解决反应前后物质的质量。例如:有一些混合了铜粉的氧化铜,质量为6.4克,进行氢气还原氧化铜实验,在化学反应完全之后,发现试管中还有铜5.5克,试问氧化铜中氧元素的质量是多少。应用质量守恒定律,我们能够得出试管中的质量减少是因为氢气还原氧化铜之后,氧化铜变成了铜粉。试管中全部都是铜粉,减少的质量就是氧元素的质量。所以,氧元素的质量为6.4-5.5=0.9克。

第四,判断物质元素组成。例如:一种有机物在空气中燃烧之后只有水和二氧化碳,那么这种有机物的组成元素有( )

A.一定含有氢元素和碳元素,可能有氧元素。

B.只有氢元素和碳元素。

C.肯定有氧元素、氢元素和氧元素。

D.无法判断具有有哪些元素。

对这类题目进行判断的时候,首先要判断生成物的组成元素。水和二氧化碳一共有碳氢氧三种元素,那么反应之前的反应物也应该有碳氢氧。在空气中燃烧,已经有了氧元素的参与,那么有机物一定有碳氢这两种元素。所以,正确答案为A。

初中化学质量守恒定律是重要的理论之一,应用广泛,教师要认真研究定律的相关内容,注重化学实验的实践,帮助学生在实验中增进理解,在例题解析中获得宝贵的解题经验。

[1] 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).

[2] 王钦忠.利用问题引导学生体验知识形成的过程——以初中化学“质量守恒定律”实验探究为例[J].化学教与学,2012(12).

[3] 陈尚仪.质量守恒定律及其运用[J].中学教学参考,2012(2).

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