内容正文:
探究物质溶解时的吸放热现象学习任务单
小组:________ 姓名:________、________ 日期:________
一、任务目标
1.通过实验操作,掌握用温度计测量溶液温度变化的正确方法,能准确记录物质溶解前后的温度数据。
2.以氯化钠、碳酸氢钠、氢氧化钠三种常见物质为探究对象,对比分析它们溶解于水时的温度变化,归纳物质溶解时的吸放热规律。
3.理解物质溶解过程中吸热与放热的本质原因,能结合实验现象解释溶解时的能量变化,提升实验分析和归纳能力。
4.规范实验操作,增强实验安全意识,培养严谨的科学态度和小组合作探究的能力。
二、实验器材与试剂
实验器材:烧杯(50mL,3个)、温度计(0-100℃,3支)、玻璃棒(3根)、托盘天平(含砝码)、药匙、量筒(10mL)、胶头滴管、滤纸、烧杯垫、废液缸。
实验试剂:氯化钠固体、碳酸氢钠固体、氢氧化钠固体、蒸馏水。
三、知识铺垫
物质的溶解过程通常包含两个阶段:一是溶质分子(或离子)向水中扩散的过程,该过程需要________(填“吸收”或“放出”)热量;二是溶质分子(或离子)与水分子结合形成水合分子(或水合离子)的过程,该过程需要________(填“吸收”或“放出”)热量。
四、实验探究过程
(一)实验猜想
结合生活经验和已有知识,对氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠溶解于水时的吸放热现象提出猜想:
1.氯化钠溶解于水时,溶液温度________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
2.碳酸氢钠溶解于水时,溶液温度________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
3.氢氧化钠溶解于水时,溶液温度________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(二)实验方案设计
本实验采用控制变量法,通过测量物质溶解前后水的温度变化,判断物质溶解时的吸放热现象。具体方案如下:
探究对象
控制变量(保持相同的条件)
实验变量(改变的条件)
实验步骤要点
氯化钠、碳酸氢钠、氢氧化钠分别溶解于水
水的体积(10mL)、环境温度、烧杯规格、温度计精度、搅拌速度和时间
溶解的物质种类(氯化钠、碳酸氢钠、氢氧化钠)
1. 用量筒量取10mL蒸馏水,倒入50mL烧杯中,用温度计测量并记录水的初始温度;2. 用托盘天平称取5g待测固体(氯化钠/硝酸铵/氢氧化钠),用药匙加入烧杯中;3. 用玻璃棒不断搅拌,使固体完全溶解,同时观察温度计示数变化,待示数稳定后记录溶液的最终温度;4. 重复上述步骤,完成另外两种物质的实验,实验过程中注意观察固体溶解的快慢及其他现象。
安全提示:氢氧化钠固体具有强烈的腐蚀性,称量时需用烧杯盛放,避免直接接触皮肤和衣物;溶解时会可能放出大量热,搅拌时动作要缓慢,防止溶液溅出。
(三)实验操作与现象记录
1. 实验前检查:确认天平平衡、温度计完好、试剂标签清晰、防护用品(手套)齐全。
2. 实验数据与现象记录表格:
溶解的物质
水的体积
固体质量
水的初始温度(℃)
溶液最终温度(℃)
温度变化量(℃)
溶解快慢
其他现象
吸放热判断
氯化钠
10
5
碳酸氢钠
10
5
氢氧化钠
10
5
(四)实验结论
1.氯化钠溶解于水时,温度变化量为________℃,说明氯化钠溶解时________(填“吸热”“放热”或“无明显吸放热”),原因是________。
2.硝酸铵溶解于水时,温度变化量为________℃,说明硝酸铵溶解时________(填“吸热”“放热”或“无明显吸放热”),原因是________。
3.氢氧化钠溶解于水时,温度变化量为________℃,说明氢氧化钠溶解时________(填“吸热”“放热”或“无明显吸放热”),原因是________。
4.综上,物质溶解时的吸放热现象具有差异性:有的物质溶解时________,有的物质溶解时________,有的物质溶解时________。
五、反思与拓展
(一)实验反思
1.本次实验中,哪些操作可能会影响温度测量的准确性?(如温度计使用、搅拌时间、环境温度变化等)________
2.若要提高实验准确性,你认为可以对实验方案进行哪些改进?(如多次实验取平均值、控制环境温度恒定等)________
3.实验中,氢氧化钠固体为什么需要放在烧杯中称量?如果直接放在称量纸上会有什么后果?________
(二)拓展思考
1.生活中,哪些场景利用了物质溶解时的吸放热现象?请举例说明(如利用硝酸铵溶解吸热制作冰袋):________
2.除了氯化钠、碳酸氢钠、氢氧化钠,你还知道哪些物质溶解时会吸热或放热?请选择一种物质,设计简单的实验方案验证其吸放热现象:________
3.物质溶解时的吸放热现象与物质的溶解度之间是否存在关联?请提出你的假设并说明理由:________
六、小组评价
评价维度
优秀(5分)
良好(3分)
待改进(1分)
小组得分
实验操作规范性
严格遵守操作规范,天平、温度计使用正确,氢氧化钠操作安全规范
基本遵守规范,主要器材使用正确,无安全问题
操作错误较多,器材使用不当,存在安全隐患
数据记录完整性
数据记录完整、准确,现象描述详细,包含特殊现象
数据记录基本完整,关键数据无遗漏,现象描述清晰
数据缺失较多,记录错误,现象描述简略
结论合理性
结论严谨,与实验数据和现象高度一致,能解释本质原因
结论基本合理,与数据和现象大致相符,能简单解释原因
结论错误或与数据矛盾,无法解释原因
小组协作性
分工明确,配合默契,能共同解决实验中出现的问题
有分工,能配合完成实验,遇到问题需指导解决
分工混乱,协作不畅,实验进度滞后
总分
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