1. 探究 化学反应前后物质的质量关系
活动目标
1. 认识质量守恒定律,体会定量研究对化学科学发展的重大作用。
2. 了解科学探究的一般过程,初步形成基于实验事实进行证据推理的科学思维。
3. 培养分工协作、沟通交流的能力与严谨求实的科学态度。
活动准备
1. 回顾物理课中学习的内容,写出使用天平时需要注意的事项,并练习使用天平。________
2. 用文字表示方案一和方案二中发生的化学反应。________
3. 除了教科书中的实验方案,你还能设计其他实验方案(须经教师批准)吗？请尝试写出来。________
4. 活动用品：______
你自己设计的实验方案所需要的用品：______
过程和方法
1. 问题________
2. 预测________
3. 实验
方案一
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|(1)如教科书中图5-1所示,将铜粉平铺于锥形瓶的底部,把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞,用橡胶塞塞紧锥形瓶口。| | |
|(2)将装置放在天平上称量,记录所称的质量$m_1$。| | |
|(3)再将锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察实验现象。| | |
|(4)反应一段时间后停止加热,待装置冷却后再次称量,记录所称的质量$m_2$。| | |

方案二
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|(1)如教科书中图5-2所示,在锥形瓶中加入用砂纸打磨干净的铁丝,再小心地放入盛有硫酸铜溶液的小试管,塞好橡胶塞。| | |
|(2)将装置放在天平上称量,记录所称的质量$m_1$。| | |
|(3)取下锥形瓶并将其倾斜,使小试管中的硫酸铜溶液流入锥形瓶,观察实验现象。| | |
|(4)反应一段时间后再次称量,记录所称的质量$m_2$。| | |

你自己设计的实验方案
|步骤和方法|现象|结论或解释|
| | | |

4. 分析与结论
(1)请根据实验现象和数据,分析反应前后的总质量分别来源于哪些物质,并结合反应前后总质量的关系和物质的变化情况进行讨论。
方案一________
方案二________
你自己设计的实验方案________
(2)结论________
问题与交流
1. 在方案一的实验装置中,橡胶塞和小气球的作用是什么？如果没有它们,实验可能出现哪些结果？________
2. 为什么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？________
3. 你在设计和实施实验方案时遇到了哪些问题？你是如何解决的？与同学交流。________
评价与反思________

活动准备1.调平天平；左物右码；用镊子夹取砝码；不超量程；潮湿或腐蚀性药品放玻璃器皿中称量。2.铜+氧气$\xrightarrow{\mathrm{加热}}$氧化铜；铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁。3.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应。4.锥形瓶、单孔橡胶塞、玻璃导管、小气球、天平、酒精灯、陶土网、铜粉、铁丝、硫酸铜溶液等；氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、烧杯、天平、橡胶塞。过程和方法1.化学反应前后物质的总质量是否改变？2.化学反应前后物质的总质量不变。3.方案一现象：红色变黑色，气球先胀后缩，$m_1=m_2$；结论：反应前后总质量不变。方案二现象：铁丝表面变红，溶液变浅绿，$m_1=m_2$；结论：反应前后总质量不变。自己设计方案步骤：（1）烧杯加氢氧化钠溶液，小试管盛硫酸铜溶液放入烧杯，塞塞；（2）称$m_1$；（3）倾斜混合；（4）称$m_2$。现象：蓝色沉淀，$m_1=m_2$；结论：反应前后总质量不变。4.（1）方案一：反应前后为铜粉、氧气、装置与氧化铜、剩余氧气、装置质量总和，$m_1=m_2$。方案二：反应前后为铁丝、硫酸铜溶液、装置与铜、硫酸亚铁溶液、装置质量总和，$m_1=m_2$。自己设计方案：反应前后为氢氧化钠、硫酸铜、装置与氢氧化铜、硫酸钠、装置质量总和，$m_1=m_2$。（2）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。问题与交流1.作用：防止气体逸出和外界气体进入，保持密闭。无则可能质量增大或减小。2.反应前后原子种类、数目、质量不变。3.问题：装置漏气；解决：检查气密性。评价与反思：操作规范，确保密闭，记录准确。

活动准备1.使用天平时注意事项：调平天平；左物右码；用镊子夹取砝码；不能超过量程；潮湿或腐蚀性药品放玻璃器皿中称量。2.方案一：铜+氧气$\xrightarrow{\mathrm{加热}}$氧化铜；方案二：铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁。3.设计方案：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应。4.活动用品：锥形瓶、单孔橡胶塞、玻璃导管、小气球、天平、酒精灯、陶土网、铜粉、铁丝、硫酸铜溶液等；自己设计方案用品：氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、烧杯、天平、橡胶塞。过程和方法1.问题：化学反应前后物质的总质量是否改变？2.预测：化学反应前后物质的总质量不变。3.实验方案一现象：红色铜粉变黑色，气球先膨胀后缩小，$m_1=m_2$；结论：反应前后总质量不变。方案二现象：铁丝表面有红色物质，蓝色溶液变浅绿色，$m_1=m_2$；结论：反应前后总质量不变。自己设计方案步骤：（1）烧杯中加氢氧化钠溶液，小试管盛硫酸铜溶液放入烧杯，塞紧橡胶塞；（2）称量质量$m_1$；（3）倾斜烧杯使溶液混合；（4）称量$m_2$。现象：产生蓝色沉淀，$m_1=m_2$；结论：反应前后总质量不变。4.分析与结论（1）方案一：反应前质量为铜粉、氧气、装置质量总和；反应后为氧化铜、剩余氧气、装置质量总和，$m_1=m_2$。方案二：反应前为铁丝、硫酸铜溶液、装置质量总和；反应后为铜、硫酸亚铁溶液、装置质量总和，$m_1=m_2$。自己设计方案：反应前后为氢氧化钠、硫酸铜、装置质量总和与氢氧化铜、硫酸钠、装置质量总和，$m_1=m_2$。（2）结论：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（质量守恒定律）。问题与交流1.作用：防止气体逸出和外界气体进入，保持装置密闭。无橡胶塞和气球：氧气参与反应后外界空气进入，质量增大；或生成物质逸出，质量减小。2.化学反应前后原子种类、数目、质量不变，故总质量守恒。3.问题：装置漏气；解决：检查装置气密性。评价与反思：实验操作需规范，确保装置密闭，数据记录准确。