物质溶解时的吸放热现象的探究--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）下册

该初中化学学历案的核心学习任务是探究氯化钠、碳酸氢钠、氢氧化钠溶解时的吸放热现象，通过温度传感器获取3分钟内温度数据，设计对照实验控制变量，处理数据并联系生活应用（如热敷包、速溶汤料选择）。 资料亮点在于以生活现象驱动探究，用温度传感器定量测量替代手摸感受，培养“数据验证猜想”的科学思维，通过对照实验提升科学探究能力，结合数据解决热敷包选材等实际问题，体现科学态度与责任，突出学生主体与教师指导结合。

物质溶解时的吸放热现象的探究 一、项目背景 前几天上课讲“溶液的形成”时，有同学举了个例子：夏天妈妈用盐和冰混合做冰镇西瓜，摸起来特别凉；还有同学说帮奶奶冲碱面（主要含氢氧化钠）时，感觉杯子外壁发烫。这两个现象一下子引发了讨论 ——“为什么有的物质溶解会变凉，有的会变热？” 咱们平时用手摸只能大概感受 “凉或热”，但到底温度变了多少？像氯化钠（盐）、碳酸氢钠（小苏打）、氢氧化钠这三种常见物质，溶解时的温度变化能精准测出来吗？而且生活里也需要这些知识：比如做速溶汤料，要是添加剂溶解时温度骤升，容易烫到嘴；做热敷包，得选溶解时能持续放热的物质才管用。 这次咱们就用温度传感器来探究 —— 不再靠手摸猜，而是用数据说话，看看这三种物质溶解时到底是吸热还是放热，温度变化有多大，又能怎么用到生活里去。 二、项目目标 （一）知识目标 1.能区分物质溶解时的吸热、放热现象：知道氢氧化钠溶解会放热（温度升高），碳酸氢钠溶解会吸热（温度降低），氯化钠溶解温度几乎不变。 2.记住溶解吸放热的本质：明白溶解时 “溶质分子 / 离子扩散吸热” 和 “与水分子结合放热”，两者的差异导致最终温度变化（比如氢氧化钠结合放热远大于扩散吸热，所以整体放热）。 3.会用温度传感器：知道怎么开机、校准，能准确记录溶解过程中 3 分钟内的温度数据，看懂温度变化曲线。 （二）能力目标 1.能设计对照实验：比如测三种物质时，会控制水的体积（要么都是 50mL，要么都是 80mL）、温度（都用常温 25℃的水）、溶质质量（10g 或 15g），保证实验公平，不然没法对比。 2.会处理数据和画图表：能把传感器记录的温度数据整理成表格，用 Excel 或手绘 “时间 - 温度” 折线图，从图里看出哪种物质温度变化最明显。 3.能结合数据解决生活问题：比如根据温度变化数据，判断哪种物质适合做速溶汤料添加剂，哪种适合做热敷包，还能说清理由。 （三）素养目标 1.养成 “用数据验证猜想” 的习惯：不再凭感觉说 “盐溶解会凉”，而是通过传感器测到具体温度下降 0.5℃，才确定 “氯化钠溶解温度几乎不变”，培养严谨的科学态度。 2.学会联系生活学化学：做完实验能明白 “为什么盐和冰混合能降温”（碳酸氢钠吸热更明显，比盐效果好），“为什么冲碱面会烫手”（氢氧化钠放热），知道化学知识能解释生活现象。 3.提升小组协作能力：实验时有人拿烧杯、有人加溶质、有人操作传感器、有人记数据，能分工配合，遇到问题（比如传感器连不上电脑）会一起想办法解决。 三、项目育人价值 1.打破 “化学只在实验室” 的误区：用的氯化钠、碳酸氢钠、氢氧化钠都是家里常见的（盐、小苏打、碱面），实验探究的也是生活里的疑问（冰镇、热敷、速溶汤料），让学生觉得化学不是抽象的知识点，而是能解决生活问题的 “工具”。 2.培养定量探究思维：以前学吸放热只靠手摸，这次用传感器测到精确到 0.1℃的温度变化，比如碳酸氢钠溶解从 25℃降到 20.3℃，氢氧化钠升到 40℃，学生能直观看到 “差异有多大”，明白 “定量数据比定性感受更可靠”，这对以后学更复杂的化学实验很有帮助。 3.渗透安全意识：探究氢氧化钠时，会强调 “不能用手直接碰固体，要用药匙取，溶解时放热多，烧杯会烫，得用抹布垫着拿”，让学生在实验中学会保护自己，知道 “化学实验既要敢做，更要会安全做”。 4.锻炼解决问题的能力：比如实验时有人发现 “碳酸氢钠溶解慢，温度降得断断续续”，小组讨论后决定 “把碳酸氢钠研磨成细粉，搅拌快一点”，问题解决后学生更有成就感，也明白 “实验里遇到问题不可怕，关键是想办法解决”。 四、项目内容结构 整个项目围绕两个驱动问题展开，分 2 个探究任务，每节课完成一个任务，最后汇总成果： 探究任务 对应驱动问题 核心操作 要解决的关键问题 任务 1：50mL 水 + 10g 溶质，测温度变化 问题 1（自制冰袋、热敷包选择） 1. 取 3 个烧杯，各加 50mL 25℃蒸馏水； 2. 分别加 10g 氯化钠、碳酸氢钠、氢氧化钠（研磨成粉）； 3. 插入温度传感器，记录 3 分钟内每 30 秒的温度 1. 哪种物质吸热？哪种放热？ 2. 温度变化最大的是哪种？ 3. 适合做冰镇（吸热）、热敷（放热）的分别是哪种？ 任务 2：80mL 水 + 15g 溶质，测温度变化 问题 2（速溶汤料选择、热敷包安全） 1. 取 3 个烧杯，各加 80mL 25℃蒸馏水； 2. 分别加 15g 三种溶质； 3. 测温度，重点看最终稳定温度； 4. 讨论氢氧化钠做热敷包的安全注意事项 1. 哪种物质溶解后温度变化最小，适合做速溶汤料添加剂？2. 氢氧化钠放热时温度能升到多少？用它做热敷包要防什么（比如烫伤、腐蚀）？ 五、项目实施（时长：2 课时） 第 1 课时：探究 “50mL 水 + 10g 溶质” 的吸放热现象 1.导入 + 复习（10 分钟）： 先聊课前的疑问：“夏天用盐和冰降温，冬天冲碱面烫手，这两种现象本质是什么？” 引导学生说出 “溶解时的吸放热”。 复习温度传感器用法：拿一个传感器演示 —— 开机后用 25℃的水校准（确保显示 25℃），然后说：“等会儿加溶质后，传感器要一直放在水里，别碰到烧杯壁，不然数据不准。” 2.分组实验（25 分钟）： 分组：4 人一组，分工明确 ——1 人负责称溶质（用天平称 10g，三种物质分别称好，贴标签），1 人负责加蒸馏水（用量筒量 50mL，倒到烧杯里，先测初始温度 25℃），1 人操作传感器（加溶质后立即插入，打开数据采集软件，每 30 秒记一次温度），1 人记录数据（填到表格里，比如碳酸氢钠 1 分钟后 23℃，2 分钟后 21℃，3 分钟后 20.3℃）。 实验提醒：加氢氧化钠时，专门强调 “用药匙取，别用手碰，溶解时烧杯会烫，拿的时候垫抹布”；碳酸氢钠溶解慢，要轻轻搅拌，不然温度降得不均匀。 数据记录示例（某组数据）： 时间（秒） 氯化钠温度（℃） 碳酸氢钠温度（℃） 氢氧化钠温度 （℃） 0（初始） 30 60 120 180 3.初步分析（5 分钟）： 各组报数据：“谁来说说你们组测的结果？氢氧化钠温度升到多少？碳酸氢钠降到多少？” 初步结论：“氢氧化钠温度升高，是放热；碳酸氢钠温度降低，是吸热；氯化钠温度几乎没变（只降了 0.4℃），吸放热差异小。” 第 2 课时：探究 “80mL 水 + 15g 溶质”+ 成果汇总 1.任务 2 实验（20 分钟）： 承接上节课：“上节课我们用 10g 溶质，这次用 15g，水换成 80mL，看看温度变化会不会不一样？重点解决‘速溶汤料选哪种’‘氢氧化钠做热敷包要注意什么’。” 分组实验：步骤和上节课类似，只是水换成 80mL，溶质 15g。重点记录 “最终稳定温度”（比如氯化钠 24.5℃，碳酸氢钠 20.3℃，氢氧化钠 45.2℃）。 讨论：测完后小组先聊 ——“哪种物质最终温度和初始 25℃最接近？（氯化钠）那它适合做速溶汤料添加剂吗？为什么？（温度变化小，不会烫嘴）”“氢氧化钠升到 45.2℃，用它做热敷包要注意什么？（别直接贴皮肤，会烫伤；氢氧化钠有腐蚀性，别漏出来沾到衣服）” 成果汇总与绘图（20 分钟）： 各组整理数据，选一组的 “时间 - 温度” 数据，全班一起画折线图（黑板手绘）：横轴时间，纵轴温度，三条线分别代表三种物质 —— 氢氧化钠线陡陡上升，碳酸氢钠线缓缓下降，氯化钠线几乎平着。 总结结论：“速溶汤料选氯化钠，因为溶解温度变化最小（25℃→24.5℃）；做热敷包选氢氧化钠，但要注意两点：一是温度能升到 45℃以上，要防烫伤；二是氢氧化钠有腐蚀性，包装要密封好，别漏了。” 六、项目成果 （一）实验数据报告（必交） 1.两组实验数据表格： 实验条件 溶质种类 初始温度（℃） 3 分钟后温度（℃） 温度变化（℃） 吸放热判断 50mL 水 + 10g 溶质 氯化钠 25.0 碳酸氢钠 25.0 氢氧化钠 25.0 80mL 水 + 15g 溶质 氯化钠 25.0 碳酸氢钠 25.0 氢氧化钠 25.0 2.“时间 - 温度” 折线图： 手绘或 Excel 绘制，横轴标注 “时间（秒）”，纵轴标注 “温度（℃）”，三条线用不同颜色标注（比如氢氧化钠红、碳酸氢钠蓝、氯化钠黑），图下写一句结论：“氢氧化钠溶解放热最明显，碳酸氢钠吸热最明显，氯化钠温度几乎不变。” 3.生活应用建议： 自制冰镇：选碳酸氢钠（吸热降温 4.7℃），比氯化钠效果好，可和冰混合用，适合冰镇饮料、水果。 热敷包：选氢氧化钠（放热升温 20.2℃），但要注意：①用密封塑料袋装，外层套布套，防烫伤皮肤；②别让氢氧化钠漏出，避免腐蚀衣物或皮肤。 速溶汤料添加剂：选氯化钠，溶解时温度几乎不变（变化 0.5℃），冲调后不会因温度骤升烫嘴。 （二）小组汇报 PPT（选做） 部分小组用 PPT 展示：放实验过程照片（称溶质、插传感器）、数据表格、折线图，最后说应用建议，比如 “我们组建议妈妈做冰镇西瓜时，用小苏打（碳酸氢钠）代替盐，降温更快”。 七、课后反思 （一）学生反思（每组写 1 份，随便聊聊真实感受） 1.学到的东西： 以前以为盐溶解会凉，这次测出来只降了 0.4℃，几乎没变，原来 “手摸的感觉不准”，还是传感器测的数据靠谱。 知道了氢氧化钠放热这么厉害，3 分钟能升到 40℃，以后帮奶奶冲碱面肯定会小心，不会直接用手碰烧杯了。 学会了画 “时间 - 温度” 折线图，看着图就能清楚哪种物质变化大，比看表格直观多了。 做得不好的地方： 第一次加碳酸氢钠时，没研磨成粉，溶解特别慢，温度降得断断续续，后来重新研磨了才好，下次实验前会提前把溶质处理好。 记录数据时，有一次记错了时间（把 60 秒记成了 50 秒），导致折线图有点歪，以后会盯着计时器，记准每一个时间点。 还想探究的： 想知道 “溶质加得越多，温度变化会不会越大？” 比如加 20g 氢氧化钠，看看温度能不能升到 50℃。 想试试其他物质，比如硝酸铵（听说溶解吸热很明显），能不能做更高效的冰镇材料。 （二）教师反思 亮点： 用学生自己提的生活疑问导入，比直接讲 “今天探究吸放热” 更有吸引力，学生全程参与度高，尤其是操作传感器时，都很认真，怕数据不准。 分两次实验（50mL+10g、80mL+15g），既解决了两个驱动问题，又让学生感受到 “变量变化对结果的影响”，比如氢氧化钠在 15g 时升温更多（20.2℃），比 10g 时（15.1℃）更明显，潜移默化渗透了 “控制变量” 的思想。 下次改进的： 对 “溶解吸放热的本质”（扩散吸热、结合放热）讲得有点浅，部分学生还是不明白 “为什么氢氧化钠放热多”，下次可以用简单的示意图（画离子和水分子结合的过程），让学生更容易理解。 课后拓展可以更具体，比如布置 “回家用小苏打和冰做一次冰镇饮料，记录温度变化”，让探究从课堂延伸到生活，学生能更有成就感。 学科网（北京）股份有限公司 $