3-1 溶液组成的表示方法 教学设计 《化学(加工制造类)》同步教学 高教版
2026-02-01
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普通
内容正文:
《溶液组成的表示方法》教学设计方案
【教学内容来源】
教材版本:中等职业学校教科书《化学》(拓展模块)医药卫生类
出版信息:高等教育出版社,2021年版
所属主题:主题三 溶液与水溶液中的离子反应
具体章节:第一节 溶液组成的表示方法
适用对象:中等职业学校医药卫生类专业学生
前置知识:学生已学习物质的量、摩尔质量、物质的质量等基本概念,掌握了溶液的组成(溶质、溶剂、溶液)和基本计算,具备初步的化学计算能力和实验操作能力。
【课时安排】
总课时:2课时(每课时45分钟)
课时分配:
第一课时:溶液组成的表示方法(质量浓度、物质的量浓度、质量分数、体积分数的概念与计算)
第二课时:溶液的配制与稀释(容量瓶的使用、一定物质的量浓度溶液的配制、误差分析)
【教学目标】(基于化学学科五个核心素养)
第一课时目标
1. 宏观辨识与微观探析
能从宏观角度辨识溶液组成的多种表示方法(质量浓度、物质的量浓度、质量分数、体积分数),理解各表示方法的物理意义和适用场景
能从微观角度理解物质的量浓度的本质(单位体积溶液中溶质的微粒数),建立宏观组成与微观粒子数量的关联
能运用不同表示方法进行溶液组成的定量描述,并能进行简单的换算
2. 变化观念与平衡思想
能理解溶液组成表示方法的选择取决于实际应用需求(如临床输液、药物配制、化学分析等),建立”量体裁衣”的定量观念
能理解不同表示方法之间的内在联系(如质量浓度与物质的量浓度可通过摩尔质量关联),建立统一的溶液组成认知框架
能理解溶液稀释过程中溶质的量保持不变(稀释定律),为后续学习溶液配制奠定基础
3. 证据推理与模型认知
能基于生理盐水、葡萄糖注射液等真实医用溶液的标签数据,推理计算溶液的组成,发展基于真实数据的分析能力
能建立溶液组成表示方法的认知模型:定义→公式→单位→适用场景→换算关系,系统掌握溶液浓度的知识体系
能运用”抓不变量”的模型进行溶液稀释计算,理解稀释前后溶质的物质的量(或质量)守恒
4. 科学探究与创新意识
能针对”如何表示消毒液浓度”等实际问题,提出多种表示方案并比较优缺点,培养发散思维
能尝试用不同表示方法描述同一溶液,比较各方法的便利性和适用性,培养批判性思维
能设计简单的实验方案验证溶液浓度的计算结果(如通过密度测量验证质量分数)
5. 科学态度与社会责任
能认识到准确表示溶液组成在医药卫生领域的重要性(如药物剂量准确关乎生命安全),培养严谨求实的科学态度
能了解我国药典对溶液浓度的规范表示要求,树立规范意识和质量意识
能认识溶液浓度表示的国际通用性,理解化学作为国际通用语言的价值
第二课时目标
1. 宏观辨识与微观探析
能识别容量瓶的构造特征(刻度线、温度、容积、磨口玻璃塞),理解其”定容”功能的原理
能从微观角度理解配制一定物质的量浓度溶液的原理(准确控制溶质的物质的量和溶液的体积)
能运用物质的量浓度公式(cB = nB/V)分析配制过程中各物理量的关系,建立定量操作意识
2. 变化观念与平衡思想
能理解溶液配制是一个”精确控制”的过程,任何操作失误都会导致系统误差或偶然误差
能理解温度对溶液体积的影响(热胀冷缩),建立”热溶液需冷却至室温再定容”的操作规范
能理解洗涤操作的重要性(确保溶质全部转移),建立”溶质守恒”的操作观念
3. 证据推理与模型认知
能基于误差分析模型(cB = nB/V,分析nB和V的变化对cB的影响),推理判断各种操作失误对溶液浓度的影响
能建立溶液配制的操作模型:计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶,掌握规范操作流程
能建立误差分析的思维模型:操作失误→影响nB或V→浓度偏高或偏低,培养系统分析能力
4. 科学探究与创新意识
能设计并完成”配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液”实验,准确操作、仔细观察、如实记录
能针对”配制480 mL溶液应选用何种容量瓶”等问题提出创新性解决方案(选用500 mL容量瓶,配制后取480 mL)
能尝试设计简单的实验验证误差分析的结果(如用密度计测量溶液密度,反推浓度)
5. 科学态度与社会责任
能认识到溶液配制是医药卫生工作者的基本技能,培养精益求精、规范操作的职业素养
能了解溶液配制误差对患者用药安全的影响(如浓度偏高可能导致毒性反应,偏低则疗效不足),树立安全意识和责任意识
能学习我国科学家在标准溶液制备领域的贡献(如国家计量院在化学计量方面的工作),培养爱国情怀和科学精神
【教学重难点】
教学重点
第一课时重点:
四种溶液组成表示方法的定义、公式和单位:质量浓度(ρB = mB/V,g/L)、物质的量浓度(cB = nB/V,mol/L)、质量分数(ω = mB/m溶液)、体积分数(φ = VB/V溶液)
各表示方法的适用场景:质量浓度(生理盐水、葡萄糖注射液)、物质的量浓度(化学分析、药物浓度)、质量分数(实验室试剂)、体积分数(消毒酒精)
质量浓度与物质的量浓度的换算关系:cB = ρB/MB(MB为摩尔质量)
稀释定律:c1V1 = c2V2(稀释前后溶质的物质的量守恒)
第二课时重点:
容量瓶的构造、规格和使用方法:检查漏水、不烘干、不润洗、不储存、不加热、不溶解
一定物质的量浓度溶液的配制步骤:计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签
误差分析:根据cB = nB/V,分析各种操作失误对nB(溶质质量或物质的量)和V(溶液体积)的影响,判断浓度偏高或偏低
浓溶液配制稀溶液的方法:计算→量取→稀释→转移→洗涤→定容→摇匀
教学难点
第一课时难点:
质量浓度与物质的量浓度的概念区分:质量浓度是单位体积溶液中溶质的质量,物质的量浓度是单位体积溶液中溶质的物质的量,两者的联系纽带是摩尔质量
体积分数的理解与应用:体积分数主要用于液体溶质(如乙醇水溶液),但混合后体积不具有加和性(分子间有间隙),因此”75%酒精”是体积分数而非质量分数
稀释定律的应用:特别是涉及密度变化时的稀释计算(如浓硫酸稀释),不能简单用体积相加,需用质量守恒或物质的量守恒计算
不同表示方法的换算:需要综合运用密度、摩尔质量、质量分数等多个物理量,计算步骤较多,容易出错
第二课时难点:
容量瓶的精确使用:特别是”定容”操作(液面最低点与刻度线相切)和”摇匀”操作(倒转摇匀后液面下降,不可再加水),学生容易操作失误
误差分析的逆向思维:需要根据操作失误(如仰视读数、未洗涤烧杯等),分析其对nB或V的影响,再判断浓度变化,逻辑链条较长
仰视与俯视的区分:特别是量筒(仰视读数偏小,实际体积偏大)与容量瓶(仰视定容,实际体积偏大,浓度偏小)的区别,学生容易混淆
温度对配制结果的影响:热溶液未冷却即定容,冷却后体积收缩,导致浓度偏高;理解”热胀冷缩”对玻璃仪器和溶液体积的不同影响
【教学过程】
第一课时:溶液组成的表示方法——从”定性”到”定量”
【个性化导入新课】
创设情境:医院输液室的”标签解读”
教师展示三张医院常用输液标签的图片:
生理盐水:0.9% NaCl注射液(100 mL、250 mL、500 mL)
葡萄糖注射液:5%葡萄糖注射液(250 mL)、10%葡萄糖注射液(500 mL)
氯化钾注射液:10% KCl注射液(10 mL)
教师提问: “同学们在医院见习或生活中,一定见过这些输液标签。这些标签上的’0.9%‘、’5%’、’10%’表示什么意思?为什么生理盐水用0.9%,而葡萄糖用5%?医院还常用哪些方式表示溶液浓度?如果护士需要精确配制这些溶液,应该如何计算?”
预设学生回答:
学生A:“0.9%表示100 mL溶液中含有0.9 g NaCl。”
学生B:“5%表示100 mL溶液中含有5 g葡萄糖。”
学生C:“这些百分数应该是质量分数或质量浓度。”
学生D:“不同药物有不同的有效浓度范围,所以百分比不同。”
学生E:“医院还可能用g/L或mol/L表示浓度。”
教师引导: “同学们观察得很仔细,分析也很有道理。这些百分数实际上是质量浓度(g/100 mL)的简化表示。在医药卫生领域,根据使用场景的不同,溶液组成有多种表示方法。今天,我们将系统学习溶液组成的表示方法,掌握这些’生命数字’背后的化学原理。”
设计意图: 通过医药卫生专业密切相关的输液标签情境导入,激发学生的学习兴趣和职业认同感。三种常见输液的对比引发学生思考”为什么浓度不同”,建立溶液组成与临床应用的初步联系。标签解读任务贴近学生未来工作实际,体现学习的实用价值。
【环节一:质量浓度——临床最常用的”生命浓度”】
创设情境:生理盐水的”标准配方”
教师讲解: 在医院里,最常用的溶液浓度表示方法是质量浓度(mass concentration),符号为ρB,定义为溶质B的质量与溶液体积之比。
公式: ρB = mB/V
单位: g/L 或 g/mL(医药卫生领域常用g/100 mL,即%表示)
教师提问: “根据生理盐水标签’0.9% NaCl’,计算:
(1)配制500 mL生理盐水需要多少克NaCl? (2)该溶液的质量浓度是多少g/L?”
预设学生解答:
学生F:“0.9%表示100 mL溶液含0.9 g NaCl,所以500 mL含0.9 × 5 = 4.5 g NaCl。”
学生G:“质量浓度 = 0.9 g / 0.1 L = 9 g/L。”
教师总结: “生理盐水的质量浓度为9 g/L,这是与人体血浆渗透压相等的浓度,因此可以安全地用于静脉输液。质量浓度的优点是直观、易测量(用天平称质量,用量筒量体积),在医药卫生领域应用最广泛。”
常见医用溶液的质量浓度:
溶液名称
质量浓度
主要用途
生理盐水
9 g/L NaCl
补液、稀释药物、冲洗伤口
葡萄糖注射液
50 g/L、100 g/L、250 g/L
补充能量、稀释药物
碳酸氢钠注射液
50 g/L NaHCO₃
纠正酸中毒
甘露醇注射液
200 g/L C₆H₁₄O₆
降低颅内压、利尿
设计意图: 从生理盐水这一学生最熟悉的医用溶液入手,建立质量浓度的概念。通过具体计算,让学生掌握质量浓度的定义和计算方法。表格总结常见医用溶液,强化专业认知,体现化学与医学的紧密联系。
【环节二:物质的量浓度——化学分析的”精确语言”】
创设情境:化验室的”mol/L”
教师展示一张化验单:血清Na⁺ 142 mmol/L,K⁺ 4.5 mmol/L,Cl⁻ 103 mmol/L,血糖5.6 mmol/L。
教师提问: “化验单上的’mol/L’是什么单位?与g/L相比有什么优势?为什么化学分析和医学检验常用这种表示方法?”
预设学生回答:
学生H:“mol/L是物质的量浓度,表示单位体积溶液中溶质的物质的量。”
学生I:“用mol/L可以知道粒子的数量,不同物质之间可以比较粒子数。”
学生J:“化学反应是按粒子数比例进行的,用mol/L便于计算反应量。”
教师讲解: 物质的量浓度(amount of substance concentration),符号为cB,定义为溶质B的物质的量与溶液体积之比。
公式: cB = nB/V
单位: mol/L(或mol·m⁻³,但医药卫生领域常用mmol/L、μmol/L)
教师强调关键点:
体积是溶液体积,不是溶剂体积:配制时将溶质溶于溶剂,再定容至一定体积。
物质的量与质量的换算:nB = mB/MB(MB为摩尔质量)。
微粒 specificity:指明基本单元(如c(NaCl)、c(Na⁺)、c(Cl⁻)可能不同)。
例题: 计算生理盐水(9 g/L NaCl)的物质的量浓度。(M(NaCl) = 58.5 g/mol)
预设学生解答:
学生K:“n(NaCl) = 9 g / 58.5 g/mol = 0.154 mol”
学生L:“c(NaCl) = 0.154 mol / 1 L = 0.154 mol/L = 154 mmol/L”
教师补充: “人体血浆中Na⁺浓度约为135-145 mmol/L,与生理盐水的154 mmol/L接近但略高,因此大量输注生理盐水可能导致高氯性酸中毒,临床上常用平衡盐溶液替代。”
设计意图: 通过化验单这一真实情境,让学生认识到物质的量浓度在医学检验中的重要性。强调”溶液体积”和”基本单元”两个易错点,通过例题展示质量浓度与物质的量浓度的换算,建立两者的联系。补充临床知识(高氯性酸中毒),拓展专业视野。
【环节三:质量分数与体积分数——实验室与药房的”常用语”】
创设情境:实验室试剂的”%“标签
教师展示实验室常见试剂标签:浓盐酸(37%)、浓硫酸(98%)、无水乙醇(99.5%)、消毒酒精(75%)。
教师提问: “这些百分数与生理盐水的’0.9%’有什么不同?为什么有的是质量分数,有的是体积分数?如何区分和使用?”
(一)质量分数(mass fraction)
定义: 溶质B的质量与溶液质量之比,符号ωB。
公式: ωB = mB/m溶液
特点: 无单位,可用小数或百分数表示,与温度无关(质量不随温度变化)。
例题: 浓硫酸标签标注”98% H₂SO₄,密度1.84 g/mL”,计算其物质的量浓度。(M(H₂SO₄) = 98 g/mol)
预设学生解答:
学生M:“假设100 g溶液,含H₂SO₄ 98 g,即1 mol。”
学生N:“溶液体积 = 100 g / 1.84 g/mL = 54.3 mL = 0.0543 L”
学生O:“c(H₂SO₄) = 1 mol / 0.0543 L = 18.4 mol/L”
(二)体积分数(volume fraction)
定义: 溶质B的体积与溶液体积之比,符号φB。
公式: φB = VB/V溶液
适用: 主要用于液体溶质(特别是乙醇水溶液),如消毒酒精”75%“表示100 mL溶液含75 mL无水乙醇。
教师强调: “体积分数的特殊性:乙醇与水混合后体积不具有加和性(分子间形成氢键,体积收缩),因此’75%酒精’不是75 mL乙醇加25 mL水,而是75 mL乙醇加水稀释至100 mL。”
设计意图: 通过实验室试剂标签,区分质量分数和体积分数的概念。浓硫酸的例题展示质量分数与物质的量浓度的换算,这是重要的计算技能。特别强调体积分数的”非加和性”,解释消毒酒精的正确配制方法,避免学生误解。
【环节四:溶液的稀释——“抓不变量”的计算策略】
创设情境:急诊室的”紧急配制”
教师展示案例:急诊室需要0.9% NaCl溶液500 mL,但仅有10% NaCl注射液和注射用水。如何配制?
教师提问: “稀释前后什么量保持不变?如何计算需要多少10% NaCl注射液和注射用水?”
预设学生回答:
学生P:“稀释前后溶质的质量(或物质的量)不变。”
学生Q:“设需要10% NaCl溶液V mL,则10% × V = 0.9% × 500,解得V = 45 mL。”
学生R:“需要10% NaCl溶液45 mL,注射用水455 mL,混合后即得0.9%溶液500 mL。”
教师讲解稀释定律:
质量浓度稀释: ρ1V1 = ρ2V2
物质的量浓度稀释: c1V1 = c2V2
关键: 稀释前后溶质的量(质量或物质的量)守恒。
教师强调注意事项:
体积不具有加和性:特别是浓硫酸、乙醇等,混合后体积会变化,因此”加水至总体积”而非”加水的体积”。
密度变化:浓溶液稀释时密度变化较大,不能简单用体积相加。
例题: 用18.4 mol/L的浓硫酸配制500 mL 0.5 mol/L的稀硫酸,需要浓硫酸多少mL?如何操作?
预设学生解答:
学生S:“c1V1 = c2V2,18.4 × V1 = 0.5 × 500,V1 = 13.6 mL”
学生T:“操作:量取13.6 mL浓硫酸,沿玻璃棒缓慢注入盛有适量水的烧杯中,搅拌冷却,转移至500 mL容量瓶,洗涤、定容、摇匀。”
设计意图: 通过急诊室紧急配制的真实情境,让学生掌握稀释定律的应用。强调”抓不变量”(溶质的量守恒)的计算策略,这是解决稀释问题的核心思维。浓硫酸稀释的例题引入容量瓶的使用,为第二课时做铺垫。
【环节五:课堂小结与作业布置】
教师引导: “今天我们学习了溶液组成的四种表示方法。请用表格总结各方法的特点,并思考它们之间的联系。”
学生活动: 完成总结表格:
表示方法
符号
公式
单位
适用场景
与物质的量浓度的关系
质量浓度
ρB
mB/V
g/L
临床输液、注射液
cB = ρB/MB
物质的量浓度
cB
nB/V
mol/L
化学分析、医学检验
-
质量分数
ωB
mB/m溶液
无(%)
实验室试剂、浓溶液
cB = 1000ρω/M
体积分数
φB
VB/V溶液
无(%)
液体溶质(酒精等)
-
作业布置:
基础作业: 完成教材课后习题,进行质量浓度、物质的量浓度、质量分数、体积分数的换算计算。
实践作业: 收集家中或医院5种液体药品/试剂标签,记录其浓度表示方法,并尝试换算成其他表示方法。
预习作业: 预习容量瓶的构造和使用方法,思考为什么配制溶液需要”定容”操作。
设计意图: 表格总结帮助学生系统化四种表示方法的特点和联系,建立完整的知识网络。实践作业紧密联系专业实际,培养信息收集和换算能力。预习作业为第二课时的溶液配制实验做准备。
第二课时:溶液的配制与稀释——从”计算”到”操作”
【个性化导入新课】
创设情境:药剂科的”精准配制”
教师播放视频:医院药剂科药师正在配制静脉输液用药,使用分析天平精确称量,用容量瓶定容,操作规范严谨。同时展示一张因溶液配制错误导致医疗事故的新闻报道。
教师提问: “医院药剂科配制溶液为什么要使用特殊的仪器(容量瓶)?为什么操作如此严谨?如果配制浓度出现误差,会对患者造成什么后果?容量瓶如何使用?如何避免配制误差?”
预设学生回答:
学生A:“容量瓶可以精确控制溶液体积,保证浓度准确。”
学生B:“浓度不准可能导致药物过量或无效,危及患者生命。”
学生C:“需要按照规范步骤操作,避免称量错误、转移损失、定容不准等。”
学生D:“要先检查容量瓶是否漏水,不能加热,不能溶解固体。”
教师引导: “同学们的安全意识很强。溶液配制是医药卫生工作者的基本技能,准确度直接关系到患者安全。今天,我们将学习容量瓶的使用和一定物质的量浓度溶液的配制方法,通过规范操作和误差分析,培养严谨细致的职业素养。”
设计意图: 通过医院药剂科的真实工作场景导入,强化学生的职业认同感和责任意识。医疗事故案例警示学生配制准确性的重要性,激发学习规范操作的主动性。问题引导回顾容量瓶的基本知识,为系统学习做铺垫。
【环节一:容量瓶的认识与使用——“精确量器”的规范】
创设情境:认识容量瓶的”身份证”
教师展示不同规格的容量瓶(100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL),引导学生观察。
教师提问: “观察容量瓶的瓶身标识,有哪些信息?这些信息的含义是什么?为什么容量瓶有’温度’标识?”
预设学生回答:
学生E:“有刻度线、容积(如500 mL)、温度(如20℃)。”
学生F:“表示在20℃时,液面最低点与刻度线相切,溶液体积为500 mL。”
学生G:“温度影响体积,所以要在指定温度下使用才准确。”
教师讲解容量瓶的构造与特点:
磨口玻璃塞:密封性好,摇匀时防止漏液
细颈:便于观察液面,减少误差
梨形:底部宽,稳定性好;颈部细,便于精确读数
单刻度线:只有一个刻度线,表示在该温度下的准确容积
容量瓶的使用规范(“六不”原则):
不烘干:洗净后自然晾干或润洗,烘干可能导致变形
不润洗:配制溶液时,用蒸馏水洗净后不需润洗(润洗会残留溶质,导致浓度偏高)
不储存:溶液配制后转移至试剂瓶储存,容量瓶不长期存放溶液
不加热:不能加热或盛放热溶液,防止变形导致容积不准
不溶解:固体需在烧杯中溶解,冷却后再转移,不能在容量瓶中直接溶解
不量取:不能用作反应容器或长期储存溶液,仅用于精确配制
教师演示: 检查容量瓶是否漏水(加水→塞塞→倒立→观察→旋转塞子180°→再倒立→观察)。
设计意图: 通过实物观察和标识解读,让学生深入理解容量瓶的构造原理。“六不”原则系统总结使用规范,避免常见操作错误。漏水检查演示培养规范操作习惯,为后续实验奠定基础。
【环节二:一定物质的量浓度溶液的配制——“八步”规范流程】
创设情境:配制500 mL 0.1 mol/L NaCl溶液
教师讲解并演示八步操作流程:
第一步:计算
计算所需NaCl的质量:m = c × V × M = 0.1 mol/L × 0.5 L × 58.5 g/mol = 2.925 g ≈ 2.9 g(托盘天平精确到0.1 g)
或用电子天平称量2.925 g
第二步:称量
托盘天平:左物右码,两盘垫纸,称2.9 g NaCl
电子天平:直接称量,精度0.001 g,称2.925 g
第三步:溶解
将NaCl倒入烧杯,加约30 mL蒸馏水(约为总体积的1/3),用玻璃棒搅拌溶解
关键:完全溶解,如有热效应需冷却至室温
第四步:转移
将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入500 mL容量瓶
玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以下,防止液体挂壁
第五步:洗涤
用蒸馏水洗涤烧杯2-3次,每次约10 mL
洗涤液全部转入容量瓶,确保溶质无损失
关键:洗涤是确保浓度准确的关键步骤,不可省略
第六步:定容
加蒸馏水至接近刻度线1-2 cm处
改用胶头滴管逐滴加水,使液面最低点与刻度线相切
关键:视线与刻度线平齐,液面呈凹月形,最低点相切
第七步:摇匀
塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底
反复上下颠倒摇匀,使溶液混合均匀
第八步:装瓶贴签
将溶液转入洁净试剂瓶
贴好标签,注明溶液名称、浓度、配制日期、配制人
学生活动: 学生分组进行配制实验,教师巡回指导,纠正操作错误。
设计意图: 通过具体实例(0.1 mol/L NaCl溶液)系统讲解八步操作流程,每一步强调关键点和注意事项。学生分组实验培养动手能力,教师巡回指导及时纠正错误,确保操作规范。
【环节三:误差分析——“追根溯源”的科学思维】
创设情境:配制结果”偏高”或”偏低”的探究
教师提问: 如果配制过程中出现以下操作失误,对所配溶液浓度有什么影响?(偏高、偏低或无影响)
教师列出常见操作失误,学生分组讨论分析:
操作失误
影响nB或V
浓度变化
原因分析
称量时砝码生锈
nB偏大
偏高
砝码质量增大,称得溶质偏多
称量时间过长(NaOH)
nB偏小
偏低
NaOH吸潮,实际溶质减少
溶解后未冷却即转移
V偏小
偏高
热溶液体积大,冷却后体积收缩
转移时溶液溅出
nB偏小
偏低
溶质损失
未洗涤烧杯和玻璃棒
nB偏小
偏低
溶质残留,未全部转移
定容时俯视刻度线
V偏小
偏高
实际液面低于刻度线,体积偏小
定容时仰视刻度线
V偏大
偏低
实际液面高于刻度线,体积偏大
定容后摇匀,液面下降,再加水
V偏大
偏低
摇匀后液面下降是正常现象(挂壁),再加水导致体积偏大
容量瓶洗净后未干燥
无影响
无影响
蒸馏水不影响溶质的量和最终体积
教师强调误差分析模型:
nB偏大或V偏小 → 浓度偏高
nB偏小或V偏大 → 浓度偏低
教师追问: “为什么定容后摇匀,液面下降不能加水?”
预设学生回答:
学生H:“摇匀后液面下降是因为少量溶液附着在瓶塞和瓶颈上,溶质并没有损失。”
学生I:“如果再加水,会使溶液体积偏大,浓度偏低。”
设计意图: 通过表格形式系统分析常见操作失误的影响,培养学生”追根溯源”的科学思维。建立误差分析模型(cB = nB/V),让学生掌握分析任何操作失误的方法。特别强调易错点(如摇匀后液面下降),避免实际操作中的错误。
【环节四:浓溶液配制稀溶液——“稀释”的规范操作】
创设情境:用浓硫酸配制稀硫酸
教师讲解: 实验室常用浓溶液(如浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸)配制稀溶液,操作与固体配制有所不同。
例题: 用18.4 mol/L的浓硫酸配制500 mL 0.5 mol/L的稀硫酸。
计算: c1V1 = c2V2,18.4 × V1 = 0.5 × 500,V1 = 13.6 mL
操作步骤:
计算:需浓硫酸13.6 mL
量取:用20 mL量筒量取13.6 mL浓硫酸(注意:浓硫酸密度大,量筒应选用合适规格)
稀释:将浓硫酸沿烧杯壁缓慢注入盛有约200 mL蒸馏水的烧杯中,边加边搅拌(酸入水,沿壁流,不断搅)
关键:浓硫酸稀释放热,切不可将水倒入浓硫酸中,防止暴沸溅出
冷却:待溶液冷却至室温
转移:沿玻璃棒转移至500 mL容量瓶
洗涤:洗涤烧杯和玻璃棒2-3次,洗涤液转入容量瓶
定容:加蒸馏水至接近刻度线,胶头滴管滴加至液面与刻度线相切
摇匀:塞好瓶塞,反复颠倒摇匀
装瓶贴签:转入试剂瓶,贴好标签
教师强调安全事项:
浓硫酸具有强腐蚀性,需戴防护手套和护目镜
稀释时”酸入水”,切不可”水入酸”
如有浓硫酸溅到皮肤,立即用大量水冲洗,再涂3%-5% NaHCO₃溶液
设计意图: 浓溶液配制稀溶液是重要实验技能,特别是浓硫酸的稀释具有危险性,需特别强调安全操作规范。“酸入水,沿壁流,不断搅”的口诀便于记忆。安全事项的培养体现职业教育的特点。
【环节五:课堂小结与拓展延伸】
教师引导: “今天我们学习了容量瓶的使用和一定物质的量浓度溶液的配制。请总结配制溶液的关键要点和误差分析的思维方法。”
学生活动: 总结配制溶液的”三准确”:
称量准确:溶质质量准确(分析天平或电子天平)
转移完全:溶质全部转移,无损失(洗涤2-3次)
定容准确:溶液体积准确(液面最低点与刻度线相切,视线平齐)
误差分析思维模型:
操作失误 → 影响nB或V → 判断cB变化(偏高/偏低)
拓展延伸:
议题1: 标准溶液与基准物质——了解国家计量标准,学习我国化学计量工作者的事迹
议题2: 自动配液系统——现代医院药剂科和检验科的自动化配制技术
议题3: 滴定分析中的溶液配制——分析纯、化学纯、优级纯试剂的区别与选用
作业布置:
基础作业: 完成教材课后习题,分析给定操作失误对溶液浓度的影响。
实践作业: 设计实验方案:配制100 mL 0.9% NaCl溶液(生理盐水),并计算其物质的量浓度。
拓展作业: 查阅资料,了解”标准溶液”的概念和制备方法,撰写一份”溶液配制在医学检验中的应用”报告(400字左右)。
设计意图: “三准确”总结帮助学生把握配制操作的核心要点。误差分析思维模型的建立培养学生系统分析问题的能力。拓展延伸关注学科前沿(自动化技术)和职业应用(标准溶液),培养科学探究精神和职业素养。
【板书设计】
第一课时板书
主题三 溶液与水溶液中的离子反应
第一节 溶液组成的表示方法
一、质量浓度(ρB)
定义:溶质质量与溶液体积之比
公式:ρB = mB/V
单位:g/L(或g/100 mL = %)
应用:生理盐水(9 g/L)、葡萄糖注射液
二、物质的量浓度(cB)
定义:溶质的物质的量与溶液体积之比
公式:cB = nB/V
单位:mol/L(mmol/L、μmol/L)
应用:医学检验、化学分析
换算:cB = ρB/MB
三、质量分数(ωB)
定义:溶质质量与溶液质量之比
公式:ωB = mB/m溶液
单位:无(%)
应用:浓硫酸(98%)、浓盐酸(37%)
四、体积分数(φB)
定义:溶质体积与溶液体积之比
公式:φB = VB/V溶液
单位:无(%)
应用:消毒酒精(75%)
注意:体积不具有加和性
五、稀释定律
c1V1 = c2V2(溶质的量守恒)
ρ1V1 = ρ2V2
第二课时板书
六、容量瓶的使用
构造:磨口玻璃塞、细颈、梨形、单刻度线
标识:容积、温度(20℃)
规格:100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL
"六不"原则:不烘干、不润洗、不储存、不加热、不溶解、不量取
七、一定物质的量浓度溶液的配制
步骤:计算 → 称量 → 溶解 → 转移 → 洗涤 → 定容 → 摇匀 → 装瓶贴签
关键:三准确(称量准、转移全、定容准)
八、误差分析
模型:cB = nB/V
nB偏大或V偏小 → 偏高
nB偏小或V偏大 → 偏低
常见误差:
未冷却定容:V偏小 → 偏高
俯视刻度线:V偏小 → 偏高
仰视刻度线:V偏大 → 偏低
未洗涤:nB偏小 → 偏低
摇匀后再加水:V偏大 → 偏低
九、浓溶液配制稀溶液
关键:c1V1 = c2V2
浓硫酸稀释:酸入水,沿壁流,不断搅
【教学反思与评价建议】
教学反思要点
概念建构的层次性: 四种溶液组成表示方法(质量浓度、物质的量浓度、质量分数、体积分数)各有特点,教学中需通过对比帮助学生理解各自的优势和适用场景,建立统一的溶液组成认知框架。
专业应用的紧密性: 医药卫生类专业学生学习溶液组成,最终目的是准确配制和使用药物。教学中需持续强化与临床实际的联系,如生理盐水、葡萄糖注射液、消毒酒精等,避免纯理论讲授。
实验操作的规范性: 溶液配制是基本实验技能,操作步骤多、细节要求高,需通过教师演示、学生练习、误差分析等环节,培养规范操作习惯和严谨科学态度。
误差分析的逻辑性: 误差分析是难点,需建立清晰的思维模型(cB = nB/V,分析nB和V的变化),通过大量实例训练,培养学生逆向思维和系统分析能力。
评价建议
过程性评价: 关注学生在溶液组成换算、配制操作、误差分析等活动中的表现,特别是能否准确进行不同表示方法的换算和规范完成配制操作。
表现性评价: 通过”配制一定物质的量浓度的溶液”实验操作考核,评价学生的操作规范性、熟练度和准确度;通过”分析操作失误的影响”任务,评价学生的误差分析能力。
终结性评价: 纸笔测试应涵盖概念理解(四种表示方法的定义)、计算能力(换算、稀释)、操作知识(容量瓶使用、配制步骤)和误差分析(判断浓度变化)等多个维度。
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