5.1质量守恒定律学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学学案聚焦质量守恒定律核心知识点，通过生活情境问题（蜡烛燃烧变短、铁丝生锈增重）引发猜想，结合课前预习中拉瓦锡定量实验史和教材填空，以密闭（铜与氧气、铁与硫酸铜）与敞口（碳酸钠与盐酸、镁条燃烧）实验对比为学习支架，构建宏观定义与微观本质的知识脉络。 该资料以科学探究为核心，通过实验现象观察、数据对比培养科学思维，结合微观示意图分析原子变化渗透化学观念。习题设计层次分明，涵盖基础巩固、实验探究及生活应用，助力学生建立宏微关联，提升证据推理能力与严谨求实的科学态度。

课题 1 质量守恒定律 学案 一、学习目标 1. 化学观念 能准确表述质量守恒定律的宏观定义，建立 “化学反应前后物质总质量守恒” 的物质变化观； 能从原子微观层面解释质量守恒的本质原因，形成 “化学反应是原子重新组合” 的微观粒子观。 2. 科学思维 能对比密闭体系、敞口体系化学反应的称量结果，分析出现质量变化的原因，辩证理解质量守恒定律的适用范围； 能结合具体化学反应的微观示意图，推理反应前后分子、原子的变化规律，建立宏观现象 - 微观本质的关联思维。 3. 科学探究 能完成铜与氧气、铁与硫酸铜两组密闭体系实验的现象观察、数据记录与结论分析； 能完成碳酸钠与盐酸、镁条燃烧两组敞口体系实验，预测、解释称量偏差，学会通过装置优化实现定量测定化学反应质量变化。 4. 科学态度与责任 通过了解质量守恒定律的发现史，体会定量研究对化学发展的重要意义； 养成严谨规范的天平操作习惯，树立尊重实验证据、严谨求实的科学探究态度。 二、课前预习 （一）生活情境问题 生活中我们会观察到：蜡烛燃烧一段时间后会慢慢变短、质量变轻；铁丝生锈之后质量会比原来铁丝更大。请你猜想：化学反应前后物质总质量真的会改变吗？说说你的初步想法。 （二）教材基础填空 18 世纪，________借助天平对大量化学反应开展精密定量研究，通过氧化汞分解实验发现反应前后各物质________没有改变。 质量守恒定律的内容：参加________的各物质的________总和，等于反应后________的各物质的________总和。 化学反应的微观本质：化学反应是反应物的________重新组合生成生成物的过程；反应前后原子的________、________、________均不发生改变，因此宏观上总质量守恒。 易潮解的固体药品称量时，需要放在________中称量；干燥固体可放在________上称量。 三、课堂探究 环节 1：提出问题与猜想预测 【问题】当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系？ 【你的预测】________ 环节 2：密闭体系探究实验（方案一、方案二） 方案一：铜与氧气加热反应 反应文字表达式： 实验操作： ① 将铜粉平铺锥形瓶底，带小气球的玻璃导管塞紧瓶口，放在天平称量，记录； ② 酒精灯加热锥形瓶，观察现象；冷却至室温后再次称量，记录。 思考问题：橡胶塞和小气球的作用是什么？若无它们实验会出现什么结果？ 方案二：铁与硫酸铜溶液反应 反应文字表达式： 实验操作： 打磨铁丝放入锥形瓶，盛硫酸铜溶液的小试管放入瓶内塞紧胶塞，称量记录；倾斜锥形瓶使溶液与铁丝接触，反应后冷却称量记录。 实验记录表格 实验方案 方案一（铜与氧气） 方案二（铁与硫酸铜） 实验现象 反应前总质量（） 反应后总质量（） 分析与讨论 （1）分析两个反应前后总质量分别包含哪些物质，结合数据讨论质量变化情况。 （2）实验结论：________ 环节 3：敞口体系探究实验（实验 5-1、5-2） 实验 5-1：盐酸与碳酸钠粉末反应 操作：烧杯中加碳酸钠，小试管盛盐酸放入烧杯密封称量；倾斜烧杯让盐酸反应，反应结束再次称量对比结果。 反应现象：________，反应后天平称量数值（填 “变大 / 变小 / 不变”）。 实验 5-2：镁条燃烧反应 反应文字表达式： 操作：打磨镁条和陶土网共同称量；点燃镁条，燃烧后固体和陶土网再次称量对比结果。 反应现象：________，反应后固体称量数值（填 “变大 / 变小 / 不确定”，结合白烟逸散情况分析）。 思考与讨论 （1）实验 5-1、5-2 称量结果和预测一致吗？是否违背质量守恒定律？说明原因。 （2）结合氢气燃烧生成水的微观示意图，从分子、原子角度分析质量守恒原因。 环节 4：质量守恒定律发现史梳理 梳理：古代哲学家有朴素守恒思想但无实验证据→波义耳、罗蒙诺索夫开展金属加热实验→________建立燃烧理论，定量实验证实质量守恒→现代高精度实验进一步验证定律的严谨性。 四、课堂检测 选择题 1、下列实验能直接验证化学反应前后总质量守恒的是（） A. 敞口烧杯中盐酸和碳酸钠反应 B. 密闭锥形瓶中铁丝和硫酸铜溶液反应 C. 敞口托盘天平上点燃镁条 D. 敞口容器加热氧化汞固体 2、化学反应前后一定不会发生改变的是（） ①分子种类 ②原子种类 ③原子数目 ④分子数目 ⑤原子质量 A. ①②③ B. ②③⑤ C. ①④⑤ D. ③④⑤ 填空题 3、拉瓦锡实验中 45.0 份质量氧化汞分解，得到 41.5 份汞和________份氧气，验证了反应前后________守恒。 4、铜粉加热实验中小气球的作用是________，防止加热时瓶内气体膨胀冲开胶塞，同时防止外界空气进入或内部气体逸出。 五、课后拓展 生活场景解释：蜡烛燃烧质量变轻、铁生锈质量增重，用质量守恒定律分别解释两个现象。 装置优化设计：若要在烧杯中完成盐酸和碳酸钠的实验并验证质量守恒，需要对装置做什么改进？画出简单改进思路并说明理由。 六、课后习题 基础巩固题 1、质量守恒定律的适用范围是（） A、物理变化 B. 化学变化 C. 所有变化 D. 物质三态变化 2、铁和硫酸铜反应过程中，反应前后不变的是（） A. 溶液颜色 B. 固体总质量 C. 原子种类 D. 分子种类 提升分析题 3、镁条燃烧实验中，若镁条完全燃烧后称量的固体质量反而比原来镁条小，推测原因。 4、从微观角度解释氢气燃烧遵守质量守恒定律的原因。 实验探究题 5、某同学用铜粉加热实验验证质量守恒，最终测得，分析可能的操作失误原因。 参考答案 + 详细解析 + 易错提示 + 考点标注 一、课前预习参考答案 （一）生活情境问题参考作答 蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气扩散到空气中，所以固体质量减小；铁生锈是铁和氧气、水反应生成铁锈，增加了参与反应的氧元素、氢元素质量，所以固体质量增大；两个反应都符合质量守恒定律，只是敞口体系有气体参与或逸出，导致固体称量质量变化。 【考点】质量守恒定律敞口体系应用； 【易错提示】容易误以为固体质量变化就违背质量守恒，忽略气体反应物 / 生成物。 （二）教材基础填空答案 拉瓦锡；质量总和 【考点】质量守恒定律发现史；易错提示：区分波义耳与拉瓦锡的贡献，拉瓦锡通过定量实验系统验证定律。 化学反应；质量；生成；质量 【考点】质量守恒定律文字定义；易错提示：必须强调 “参加反应”，未参与反应的物质质量不能计入。 原子；种类；数目；质量 【考点】质量守恒微观本质；易错提示：化学反应分子种类一定改变，分子数目可能改变。 容器（小烧杯 / 表面皿）；纸 【考点】天平称量操作规范；易错提示：潮解、腐蚀性药品不能直接放称量纸上。 二、课堂探究参考答案 环节 1 【预测参考】参加反应的物质总质量 = 生成物总质量（也可写 “大于 / 小于”，后续实验验证） 【考点】科学探究猜想环节；易错提示：猜想不需要一定正确，但要围绕质量关系提出。 环节 2 方案一思考问题答案 作用：形成密闭体系，平衡锥形瓶内外气压，防止加热时瓶内压强过大冲开橡胶塞，同时避免瓶内气体逸出或外界空气进入，保证体系总质量不变；若无它们，加热时瓶内空气受热膨胀从瓶口逸出，冷却后外界空气进入，由于逸出与进入的气体量不同，导致与不相等，无法验证质量守恒。 【考点】密闭实验装置设计；易错提示：只写 “防漏气” 不完整，还要兼顾气压平衡的作用。 实验记录参考填写 实验方案 方案一（铜与氧气） 方案二（铁与硫酸铜） 实验现象 红色铜粉逐渐变黑，加热时小气球膨胀，冷却后气球变瘪 铁丝表面析出红色固体，蓝色溶液逐渐变浅 反应前总质量（） 天平称量固定数值（前后相等） 天平称量固定数值（前后相等） 反应后总质量（） 【考点】实验现象描述、定量数据记录；易错提示：描述铜反应现象不能写 “生成黑色氧化铜”，要写感官能观察到的现象；铁反应要同时写固体和溶液变化。 分析与讨论 （1）方案一反应前总质量包含锥形瓶、胶塞、气球、铜粉、瓶内氧气等所有物质质量；反应后包含锥形瓶、胶塞、气球、生成氧化铜、剩余气体等所有物质质量，密闭体系无物质进出，；方案二反应前包含锥形瓶、胶塞、铁丝、硫酸铜溶液等全部物质，反应后包含锥形瓶、胶塞、剩余铁丝、生成的铜、硫酸亚铁溶液等全部物质，密闭体系质量不变。 （2）密闭体系中，化学反应前后物质总质量相等，符合质量守恒定律 【考点】实验数据分析归纳；易错提示：不能只说 “质量不变”，要限定密闭体系的前提。 环节 3 实验 5-1 现象：白色固体溶解，产生大量气泡；称量数值变小 解析：反应生成气体从敞口烧杯逸散，导致天平剩余物质总质量减小。 实验 5-2 现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，放热，生成白色固体；称量数值不确定 解析：镁和空气中氧气反应生成氧化镁，固体质量会增加；但部分氧化镁以白烟形式逸散，若逸散质量大于结合氧气的质量，最终称量质量会减小，因此结果不确定。 思考讨论 （1）多数情况下和初始预测不一致；不违背质量守恒定律；实验 5-1 中生成二氧化碳气体逸出烧杯，天平只称量了剩余固体液体质量；实验 5-2 有空气中氧气参与反应，同时部分氧化镁白烟逸散，两者都是敞口体系有气体进出，若把所有参与反应和生成的气体全部计入，总质量仍然守恒。 【考点】质量守恒定律适用条件；易错提示：敞口体系质量变化≠违背定律，要把气体纳入体系分析。 （2）氢气燃烧过程中，氢分子、氧分子分裂成氢原子、氧原子，氢、氧原子重新组合成水分子；反应前后氢原子、氧原子的种类、数目、质量都不变，因此所有反应物总质量等于生成物总质量，遵守质量守恒。 【考点】微观解释质量守恒；易错提示：分子一定改变，不能写 “分子种类不变”。 环节 4 填空：拉瓦锡 【考点】化学史内容；易错提示：区分不同科学家的贡献。 三、课堂检测答案 + 解析 1、B 解析：只有密闭体系才能直接验证总质量守恒，A、C、D 都是敞口体系有气体进出；考点：实验装置选择；易错提示：敞口实验不能直接验证。 2、B 解析：化学反应原子种类、数目、质量不变，分子种类一定变，分子数目可能变；考点：宏观微观守恒对比；易错提示：误判分子数目不变。 3、3.5；总质量 解析：，和教材拉瓦锡实验数据一致；考点：定量计算；易错提示：直接用加减法计算，紧扣质量总和不变。 4、密闭容器，平衡内外气压，防止气体逸出 / 进入 解析：教材装置设计目的；考点：实验装置作用；易错提示：漏写气压平衡的作用。 四、课后拓展参考答案 蜡烛燃烧：石蜡和氧气反应生成二氧化碳、水蒸气，气体扩散到空气中，剩余固体蜡烛质量减小，所有反应物（石蜡 + 氧气）总质量 = 所有生成物（）总质量；铁生锈：铁和空气中氧气、水发生化合反应生成铁锈，铁锈质量 = 铁 + 参与反应氧气和水的质量，所以固体质量增大，两个反应都遵守质量守恒定律。 【考点】生活情景化应用；易错提示：忽略气态反应物或生成物。 改进方案：将烧杯换成带橡胶塞的密闭锥形瓶，并在瓶口连接一个气球（或用注射器收集气体）以缓冲气压；理由：密闭体系能留住生成的CO₂气体，称量全部物质总质量即可验证质量守恒，同时气球可防止瓶内气压过大冲开胶塞。 【考点】实验装置优化；易错提示：仅加盖玻璃片不能完全密闭，要用橡胶塞密封。 五、课后习题答案 + 解析 基础巩固题 1、B 解析：质量守恒定律只针对化学变化；考点：定律适用范围；易错提示：扩大适用范围到物理变化。 2、C 解析：化学反应原子种类一定不变，溶液颜色、固体总质量、分子种类都会变化；考点：反应前后变化判断；易错提示：误以为固体总质量不变。 提升分析题 3、镁燃烧生成的部分氧化镁以白烟形式扩散到空气中，留在陶土网上的固体减少，且逸散氧化镁的质量超过了结合氧气增加的质量，最终称量固体质量比原镁条小。 【考点】敞口实验误差分析；易错提示：只考虑氧气增重，忽略白烟逸散损失。 4、氢气燃烧时，氢分子和氧分子拆分为氢、氧原子，原子重新组合成水分子；反应前后氢原子、氧原子的种类、数目、质量均不改变，因此反应物氢气和氧气总质量等于生成水的总质量，遵守质量守恒定律。 【考点】微观解释；易错提示：混淆分子和原子的变化情况。 实验探究题 5、装置冷却过程中气球破损漏气，瓶内气体逸出；加热时气球膨胀过度破裂；装置橡胶塞未塞紧，冷却时外界空气进入量小于内部逸出气体量等。 【考点】密闭实验误差分析；易错提示：只考虑漏气，忽略冷却时的气体进出差异。 考点总结说明 一、核心考点梳理 知识点内容 对应考法 易错点提示 生活 / 科技情景联系 1. 质量守恒定律宏观定义 选择题判断说法正误、填空题默写定义、生活现象解释 必须强调参加化学反应的物质，未反应的不能计入；适用于所有化学变化，不适用于物理变化 蜡烛燃烧、金属生锈、烟花燃放等生活现象解释，中考常以生活场景设问 2. 质量守恒微观本质 微观示意图分析、填空选择判断原子 / 分子变化 分子种类一定改变，分子数目可能变；原子三不变（种类、数目、质量）是守恒根本原因 化工合成微观流程、新型燃料反应微观分析，中考高频图示题 3. 密闭 / 敞口实验探究 实验装置评价、误差分析、装置优化设计 敞口体系质量变化≠违背定律，要把气态反应物 / 生成物纳入总质量 食品脱氧剂、发酵产气食品的质量变化情景题 4. 天平称量操作规范 实验操作正误判断、称量误差分析 潮解 / 腐蚀性药品必须放容器称量，不能直接放称量纸 实验室试剂称量、药店药品称量规范情景 5. 质量守恒定律发现化学史 选择题科学家贡献匹配、填空史实梳理 区分波义耳、罗蒙诺索夫、拉瓦锡的不同贡献，拉瓦锡完成系统定量验证 化学学科发展历程的科普情景题 二、中考情景化解题技巧 遇到生活中固体质量变大 / 变小的情景，第一步先判断是化学变化还是物理变化；第二步寻找有没有气体参与反应或气体生成物逸散，再用 “所有反应物总质量 = 所有生成物总质量” 分析； 遇到微观示意图题目，圈出反应前后所有原子，对比原子种类、数量是否一致，再判断分子的变化，不要被分子外观变化干扰； 实验改进类题目，只要反应有气体参与或生成，想要验证质量守恒，核心思路就是构建密闭体系，同时兼顾装置加热时的气压缓冲（如气球缓冲）。 三、学习提示 本课题是九年级化学从定性研究转向定量研究的第一个核心规律，后续化学方程式书写、计算全部基于质量守恒定律，要区分宏观（总质量、元素种类质量）和微观（原子三不变）两个层面理解，重点关注实验体系是否密闭这一关键条件。 word理化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $