UA-119493607-1 銅・マグネシウムの酸化 | らくらく理科教室
  • 教材や実験の開発情報

銅とマグネシウムを空気中で加熱して酸化物をつくるとき、酸素と化合する割合についてどんな決まりあるのかを確認します。銅は加熱時に次第に色が鮮やかに変化していくのが観察できます。マグネシウムは、表面上は変化がよくわかりませんが、ともに電子天秤で計測することで一定の割合で酸素と化合していることが判明します。


「模擬授業_実践記録」2019.10.22 K君による生徒実験50分想定の模擬授業

〇化学分野としては必須の実験:銅とマグネシウムを加熱していくことで、酸素との化合割合を求めるというもの。各班に使用金属の量を任意に設定させるのだが、経過時間の設定が条件(加熱の強弱。使用ステンレス皿の大きさ…)によって微妙に調整が必要になる。事前に予備実験で余裕を持った時間設定を確認しておくとよい。

〇必須の項目とはいっても、実践ではなかなか難度の高いテーマで、思うようにきれいなグラフにはならないことも多い。特に、班ごとに使用量が違うので、隣の班の数値が参考にならない。実験操作自体はシンプルだが、グラフ化してまとめるところまでやり切らないと、実験の意義が失われやすい。

〇実験では、加熱したステンレス皿の冷却に手間取ったこともあって、予想よりも多くの時間を費やしてしまっていた。実験のまとめのところでも、マグネシウムの方が思うような結果になっていなかったので原因の究明が必要。しかし、実践者の指導案と実験プリントは十分に練られていて、模範的な内容だった。また、指導も手馴れていて、指示も的確で分かりやすく、個々の場面での個別指導も適切であった。


「指導案例」学生による原案を掲載:一部省略

理科教育法指導案

日 時  令和元年10月15日(火) 5校時 16:20~18:00

場 所  都留市立文科中学校理科室

生 徒  都留市立文科中学校2年1組32名(男17・女15)

指導者(実習者)  都留文科大学4年 教育実習生 K

指導教員 都留市立文科中学校 教 諭  山田 暢司     印

  • 題材名 生徒実験「化合するときの物質の割合」
  • 単元観 この単元では、化学変化に関する物質の質量を測定する実験を通し、一定の物質に反応する他方の物質の質量には限度があり、その限度の質量は一方の物質も質量に比例するという関係があることを理解するのが目標である。また得られた、結果をグラフ化することなどを通して分析し、規則性を見出して表現することができるようにしたい。
  • 題材の目標 反応する物質の質量には、一定の関係があることを銅とマグネシウムの酸化実験を通して確かめる。
  • 生徒の実態 このクラスでは、理科に対する好奇心が感じられ、興味を引くような実験に対しては意欲的に参加できる生徒が多い。しかし、興味を引くような実験でないときは一部の生徒だけが実験に参加しているように思われる。そこで今回の酸化実験では、それぞれの役割を分担し、行っている実験について注目できるようにしたい。
  • 題材指導計画:第1章物質のなり立ちp10~18
    • 化学変化と質量の変化:1
    • 化合するときの物質の割合:本時1(生徒実験) まとめ1

以上 3時限

  • 本時の目標

金属を熱する前後の質量の変化を調べ、金属の質量と化合する酸素の質量の関係について調べる。

  • 本時の展開
学習過程 50分 学習活動 指導上の留意点
提示・導入 5分 1.前時までの確認2.発問:『スチールウールを天秤にかけて片方に火をつける実験をしたが、どういった変化が起きたか』(どういった理由があるか) →酸化して火をつけられたほうは質量が増えた。

3.実験プリント準備

1.前回行った実験や、物が燃える変化について学習したことを質問形式で振り返る。2.前時では質量保存の法則について学習したが、今回は質量に変化があるものについて学習することを意識させる。

3.事前授業で配布しておく。

実験30分 1.実験のねらい:金属と化合する酸素の質量の割合を調べる。

2.実験操作の概要・注意点の指導

(1)装置:電子天秤の使用、ステンレス皿・各物質の質量の計測

(2)火気使用~物質の加熱・冷やし方の確認~

(3)加熱後の物質の質量を量る。

(4)記録を取る。

 

 

 

3.生徒実験

(1)生徒グループ内での役割確認

(2)机上整理・実験器具・試薬配布:準備完了次第開始

(3)実験室内巡視:火気使用 観察事項

(4)実験終了

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.観察記録の確認

・各班グラフを作成

縦:熱した後の物質の質量

横:熱した回数

5.考察:協議・意見交換

・黒板に各班のデータを提示

・各班のデータからグラフ作成

縦:化合した酸素の質量

横:金属の質量

1.スチールウールと同様に、銅やマグネシウムも加熱すると酸化することを口頭で確認する。2.指さしで示しポイントを絞る。

(1)物質の質量に限らず、ステンレス皿についても質量を計測するように注意する。(銅・マグネシウムを交互に計測するから)

(2)加熱する時間についても1回につき40秒ほどと制限する。また、濡れた雑巾で冷ますことや、熱くなっているものは、るつぼばさみを使って持つことを指示する。

(3)熱いまま電子天秤にのせないよう注意する。

(4)ステンレス皿の質量を考慮しながら、加熱後の物質の質量とその変化量をメモする。

3.

(1)観察は全員・操作を継続する人と記録する人はっきりと分ける

(2)事前に各班に準備させるのではなく、教員が机上に準備しておいたものを生徒が受け取りに来る形式。(銅とマグネシウムについては各班に指定した量を確保してもらう)

(3)進行状況把握

①生徒のイスや服装、机上の整理状況などにも注意をはらう。

②気づいたことは他の生徒にも聞こえるように全体に向けて指導する。

③必要に応じ演示指導する。

④グループによって作業進度に差が生じることを想定し、状況を見ながら、観察記録の確認に移っていくよう指示する。

4.観察結果

①表にまとめる

②実験操作担当生徒は記録が不十分な傾向がある。 → 記録担当に指示する。

(5)観察結果(グラフ)をもとにわかったことを発表させる。

まとめ・評価・片付け10分 1.まとめ2.片付け指示

3.着席確認

1.実験からわかったこと、重要な点について板書を用いてまとめる。※実験プリントの記入が疎かになっている生徒が出ないように記録係との協力を促す。

2.洗浄・廃棄物・返却物・机上整理・火気等最終確認

 

  • 本時の評価
  • 準備物等

・グラフを板書する用の模造紙

  • 参考・引用

・学習指導要領(文科省)

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理科教育法「2年化学」化合するときの物質の割合p64


コメント一覧

返信2019年10月29日 4:56 PM
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ムラムラ25/

実験の指示がとてもわかりやすかった。 実験がうまく行かない理由は物質の質量と火力に関係?

返信2019年10月29日 4:58 PM
山田

山田25/

マグネシウムが直接炎を出して燃えてしまうと、酸化マグネシウムが煙となって散逸しやすいとは思う。

返信2019年10月29日 4:59 PM
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ざらめ25/

思うような結果が出なかった原因として、マグネシウムの加熱時間が足りなかった可能性(?) 実験中は色の変化はあまり見られなかったが、実験後に班で1分以上加熱したところ加熱部分が黒っぽくなる様子が見られた。

返信2019年10月29日 5:00 PM
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hammer25/

マグネシウムと酸素は3:2の割合で化合するはずですが、なかなかうまくいきません。理論通りにいかない実験の代表格と言ってもよいと思います。成功のポイントは「強く加熱すること」だと思います。 加熱時間を長くすると1回加熱しただけで理論値に達してしまう。教科書では「加熱するたびに質量が増加するが、あるところから増えることがなくなり一定の値になる。」となっているので、1回の加熱時間は3分程度にする方がよい。学校によってはガスバーナーの火力が弱くて理論値にならないことがある。ガスの出る穴を細い針金などで掃除すると良いが、どうしても火力が弱い場合は、ドリルでガスバーナーのガスの出る小さな穴をかすかに大きくすると良い。

返信2019年10月29日 5:08 PM
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hammer25/

http://churi.la.coocan.jp/magunesiumunonennsyou.html

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