銅・マグネシウムの酸化＿酸素との化合の割合

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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」記録：2021.22

「指導案例」学生による原案を掲載：一部省略

＜理科学習指導案＞

日　時　　令和4年1月25日(火)　

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3年　M

指導教員　都留市立文科中学校　教　諭　　　　　印　

1.題材名　生徒実験「化合するときの物質の割合」

2.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課題である。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。

3.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の実験を通して確かめ、銅とマグネシウムで質量の増え方に差があることを知る。　

4.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

5.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　計3時限

6.本時の目標　金属を熱する前後の質量の変化を調べ、それぞれの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。

7.本時の展開　

【本時の展開】

8.本時の評価

9.準備物等

・グラフを板書する用の模造紙

10.参考・引用

・学習指導要領(文科省)

〇板書計画

・質量保存の法則→実験前と後で質量は変わらない

・今回は、実験後に質量が変化するものについて学習。

・スチールウール、銅、マグネシウム→加熱すると酸化する

銅の反応：2Cu + O₂ → 2CuO　　　マグネシウムの反応：2Mg + O₂ → 2MgO

銅：酸素 = ４：１　　　マグネシウム：酸素 = ３：２

（黒板に各班の数字をもとにグラフを作成）

【実験プリント】

実験１：銅・マグネシウムの酸化と酸化の割合を調べよう　

参考：教（新）p68～71

実施日時：　　　　　天候　　　気温　　

　年　組　番　班　氏名　　　　　　　　

「実験目的」

銅やマグネシウムをそれぞれ熱して、加熱後の質量を調べ、加熱前と加熱後にどのような関係があるのか考える。

「準　備」

銅　　　　ｇ　マグネシウム　　　　ｇ　ガスバーナー 三脚 金網　ステンレス皿2皿　るつぼばさみ　濡れ雑巾　電子天秤　薬さじ

「実験操作」1班3-4人想定

• 試薬・器具・実験装置の準備
• 銅、マグネシウムを各班に指定した量を測りステンレス皿にそれぞれ盛り薄く広げる。その時にステンレス皿の質量も測ってメモしておく。
• ガスバーナーを用意し、近くに濡れ雑巾を準備しておく。

2.加熱操作

(1）銅の入ったステンレス皿を三脚に敷いた金網に置き、ガスバーナーで強火で熱する。

(2)加熱した銅の変化を最後まで確認したら、るつぼばさみで取り出し濡れ雑巾に置き冷やす。この時、ステンレス皿をるつぼばさみで少しゆするなどして、全体にむらなく反応を起こせるようにする。

※冷やす理由としては、ステンレス皿が熱い状態で電子天秤に乗せてはいけないため。

(3）ステンレス皿が濡れていないことを確認したら、電子天秤に置き、置いた直後の質量をメモする。

(4)同様にマグネシウムも実験を行う。

3.実験後の観察

(1）メモしたそれぞれの質量を黒板に貼った模造紙にプロットを行う。

(2)黒板をもとに、横軸：金属の質量、縦軸：化合物の質量のグラフ、横軸：金属の質量

縦軸：化合した酸素の質量のグラフをそれぞれ作図する。

4.観察

5.結果

銅　ステンレス皿の質量　　　　　　g

加熱前　　　　　g　加熱後　　　　　g

化合した酸素の質量　　　　　　　g

マグネシウム　ステンレス皿の質量　　　　　　g

加熱前　　　　　g　加熱後　　　　　g

化合した酸素の質量　　　　　　　g

6.考察

(1)試料を薄く広げる理由

(2)2.加熱操作 からわかること。

(2)3.実験後の観察 からわかること。

※加熱前の質量と加熱後の質量の関係、加熱前の質量と化合した酸素の関係は？

※銅と酸素、マグネシウムと酸素の化合する比は？

【Cu】

横軸：金属の質量　縦軸：化合物の質量

【Mg】

横軸：金属の質量　縦軸：酸素の質量

7.片付け：ステンレス皿の中身は金属BOXに入れて処理。ステンレス皿は水で流して洗う。

8.反省・感想