初中化學是新開設的學科,初中化學是屬于啟蒙教育。為了打好初中化學基礎,把學生引入化學之門,就必須把握好學生在學習是的知識和技能的分化點。這些分化點分屬三個板塊中,一是化學用語、二是基本概念、三是理論規律。只要潛心鉆研這些分化點,就能很好的抑制學生成績分化。
眾所周知,理論規律主要是根據化學式計算和根據化學方程式的計算,其中后者尤其重要,而它的理論基礎是質量守恒定律。質量守恒定律也是中招中的測試重點,所占比值較大。質量守恒定律理解和掌握好好,就成了學生學習理論規律的瓶頸和成績提高的關鍵。下面我把我在實際教學過程中的點點滴滴記錄下來,以供同仁商榷。
一、對質量守恒定律驗證實驗的改進
在本節之前,學生對化學變化中發生了質的變化已經有了一定認識,這一節將引導學生從量的角度進行學習。通過實驗驗證質量守恒定律,不僅能有效的幫助學生認識這一規律,而且能使學生學到定量研究化學反應的方法。怎樣用簡單易行的方法,獲得理想的實驗效果,是教師教學中的難點和技巧。NaOH溶液跟CuSO4溶液的反應不是本節學生的重點內容,只是借助于對這個反應前后質量的測定,得出反應前物質的總質量跟反應后物質的總質量相等的結論,從而引出質量守恒定律在實際教學中,若按教材中的方法用一般托盤天平做這個實驗,由于天平太小,只有前面個別學生能觀察到天平平衡的狀況。若按教學參考書上建議改為學生分組的邊講邊做實驗,并讓幾個小組測定不同的化學反應結果。固然有它的優點,可以培養學生的實驗技能和動手能力,并且能證明質量守恒定律,但受到學校實驗室條件和準備工作繁瑣的限制,只有做公開課的教師才用這種方法。而在實際的教學中,很少有教師這樣做。
對以上情況,教師可以采取將托盤天平的分度盤和指針放大的方法,既具有可操作性,又簡單易行,而且一次動手,年年收益。既方便了教師的教,又能使全體學生同時觀察到天平的平衡狀況,達到事半功倍的效果。具體做法是:將天平的分度盤和指針用硬紙板分別放大,再套在原天平的分度盤和指針上。由于本實驗是較粗略的定量實驗,所以不會影響實驗效果。
二、正確理解質量守恒定律的內容和實質
質量守恒定律是初中化學基礎知識中的一條非常重要的定律,是書寫化學方程式和進行化學方程式的有關計算的重要依據。學生只有準確地理解質量守恒定律,才能正確地利用質量守恒定律。為此我在講授新課時就注意引導學生對質量守恒定律進行深層次的理解。首先,質量守恒定律是化學反應中的普遍規律,不適合于物理變化。其次,理解質量守恒定律要注意理解質量總和,在化學反應中守恒的是反應前后的總和,參加反應的各反應物的質量不斷減少,反應后的各物質的質量不斷增加,而反應前后各物質的質量總和卻相等。第三、理解質量守恒定律要注意理解參加和生成,對于一個化學反應,如果是反應物,但沒有參與化學反應,就不能與生成物的質量總和相比較;如果是生成物,但不是這個化學反應生成的的也不能與參加反應的各物質的質量總和相比較。只有參加這個反應的與反應后生成的各物質的質量總和才能相等。如木炭在空氣中燃燒這個化學反應,只有燃燒掉的碳的質量加上參與這個反應的空氣中的氧氣的質量等于反應后生成的CO2)的質量(空氣中也有CO2)。
質量守恒定律的實質是什么呢?從宏觀上看,化學反應的本質特征是有新物質生成,那么為什么反應前后各物質的質量總和會必然相等呢?就要應用原子論和分子論的觀點,從化學反應的本質來認識。化學反應的本質是原子的重新組合,即在化學反應里,反應物的分子分裂為原子,原子又重新組合成新物質的分子。在此過程中,原子的種類沒有改變,原子的數目沒有增減,原子的質量也沒有變化。因此在化學反應前后各物質的質量總和必然相等。就好像一堆積木,可以擺出不同的形狀和建筑物,但不論怎么變,這堆積木的總量卻沒有變。總之,在教學中教師要引導學生理解好化學反應的本質,即原子的重新組合是質量守恒定律的實質,而不是質量守恒定律決定了化學反應的本質。
三、正確應用質量守恒定律解釋問題
質量守恒定律的應用之一就是定律解釋現象。遇到此類問題,學生常力不從心、言不達意的感覺,這就要求教師幫助學生總結答題規律,培養學生科學的思維方法。為了激發學生強烈的求知欲,開發學生的智力,把學生的認知引向深入,達到素質教育的目標,可以利用表面上似乎違反質量守恒定律的實驗,并引導學生討論,對這些現象給出正確的解釋。例如:鎂帶跟鹽酸反應前后質量的測定。具體做法如下:將一段鎂帶和盛有一定量稀鹽酸的燒杯同時放于天平的右盤上(分開放),添加砝碼至天平平衡,再將鎂帶放入稀鹽酸中,隨著反應的進行,天平指針向右偏轉,即向砝碼一側偏轉。學生觀察到的現象是反應后物質的質量減少了。解釋這一現象可分為三步進行:第一步,先表達化學反應,即鎂跟鹽酸反應生成氯化鎂和氫氣;第二步,根據質量守恒定律找出等量關系,即參加的鎂和鹽酸的總質量等于反應后生成才氯化鎂溶液和氫氣的總質量;第三步,分析問題得出結論,即由于氫氣從溶液中逸出,所以反應后燒杯中氯化鎂溶液的質量小于鎂帶和鹽酸的總質量。
又如:解釋煤燃燒后生成煤灰的質量小于煤的質量。煤燃燒是煤跟氧氣反應生成氣體和煤灰。根據質量守恒定律,參加反應的煤和氧氣的總質量等于反應后生成的氣體和煤灰的總質量,由于生成的其他大于氧氣的質量,所以煤灰的質量小于煤的質量。(因為生成的氣體二氧化碳中的碳元素來自于煤,氧元素來自于氧氣,所以生成的氣體質量大于氧氣質量)。
四、應用質量守恒定律的注意事項
物質發生化學變化時,一定遵循質量守恒定律。在正確理解和應用質量守恒定律去解答有關問題方面,針對學生的常見錯誤,應注意以下幾點:①不要把質量守恒誤認為是體積守恒。②質量守恒定律是化學反應中的普遍規律,不適用于物理變化。③不要只注意各物質的質量總和,而忽略了參加化學反應的前提。④不要只注意反應前后各物質的質量總和相等,而忽略了反應物、生成物各物質間存在的確定的質量比。