内容正文:
课题2 探究物质的溶解性
第2课时 溶解度
年级
九年级
学科
化学
课型
新授课
教材
沪科版九年级化学 专题7溶液课题2第2课时
教学目标
1.掌握固体溶解度的定义,明确溶解度的四个要素(一定温度、100 g溶剂、饱和状态、单位g),能正确解读溶解度的含义,掌握温度、压强对气体溶解度的影响规律。
2.掌握20∘C时依据溶解度大小划分溶解性的定量标准,能根据溶解度数值准确判断物质的溶解性类别。
3.掌握溶解度计算的定量关系,能利用比例关系解决不同题型的计算问题,能正确判断溶液是否饱和。
教学重点
固体溶解度的定义与四要素,溶解度与溶解性的对应关系,溶解度的基本计算方法。
教学难点
不同类型溶解度计算的比例关系分析,计算易错点的规避,利用溶解度知识解决实际问题。
教材分析
本节教学内容源于沪科版五四学制九年级全一册专题7《溶液》课题2《溶解度》的第2课时,是学生在学习了溶液的组成、饱和溶液与不饱和溶液的定性判断后,进一步从定量视角认识物质溶解限度的核心内容。本节课既是对饱和溶液概念的深化拓展,也为后续学习溶解度曲线、溶质质量分数计算、结晶法分离混合物奠定基础,在溶液单元中起到承上启下的关键作用,是帮助学生建立“溶液中溶质溶剂定量关系”的核心载体,符合课标要求发展学生定量认识化学的核心素养。
本节课按照“溶解度概念建构—溶解度与溶解性的分类对应—溶解度相关计算应用”的逻辑编排,从生活情境和对比实验出发引出溶解度概念的核心四要素,结合生活实例认识气体溶解度的影响因素,再将定量的溶解度转化为学生熟悉的定性溶解性分类,最后梳理不同题型的计算方法与易错点,符合学生从感性到理性、从定性到定量的认知规律。
学情分析
本节课的教学对象是九年级学生,学生已经掌握了溶液的基本组成,能够定性区分饱和溶液与不饱和溶液,知道一定条件下物质的溶解是有限度的,同时具备“打开汽水冒泡、夏天鱼类上浮呼吸”等生活经验,为本节课的概念建构提供了良好基础。但学生从定性认识转向定量认识的思维转换还不够成熟,对概念的严谨性把控不足,很容易忽略溶解度概念中“温度、饱和状态、100g溶剂”这几个核心要素,常见错误包括将未溶解固体计入溶质质量、混淆溶剂质量与溶液总质量、计算时比例关系错位等,符合九年级学生初学定量化学计算的认知特点。此外,学生习惯用“易溶、难溶”等定性语言描述溶解性,对“定性溶解性分类本质是基于定量溶解度划分”的逻辑认识不足,需要通过实例辨析和错例分析突破认知误区。
教学过程
教学内容
设计意图
课堂导入
【生活情境互动】
同学们,上课前我们先来聊几个大家都见过的生活小现象:有没有同学夏天打开过冰镇汽水?拧开瓶盖的瞬间,大量气泡带着汽水一下子涌出来,喝下去之后没过一会就会打嗝,大家都有过这个体验吧?
(给学生1-2分钟交流分享自己的生活经验)还有夏天持续高温的时候,郊外鱼塘里的鱼都纷纷浮到水面呼吸,大家见过这个场景吗?其实这些有趣的现象,都和今天我们要学的新知识—溶解度有关。
【回顾旧知,引发探究问题】
上节课我们已经学习了饱和溶液,知道了:一定温度下,大多数物质在一定量溶剂里的溶解是有限度的,就像我们今天课题里展示的:两份2g氯化钠,一份加进去全溶解得到不饱和溶液,一份刚好达到饱和,说明溶解确实是有限度的。那如果我要比较氯化钠和硝酸钾谁的溶解能力更强,下面几种情况能直接比较吗?
①氯化钠在20℃测试,硝酸钾在40℃测试,都放在100g水里溶解——能直接比吗?(引导学生回答:温度不一样,没法公平比较)
②都在20℃测试,氯化钠放50g水,硝酸钾放100g水——能比吗?(引导学生回答:溶剂的量不一样,还是不能比)
③都在20℃,都放100g水,都只溶解了20g,都没达到饱和——能说两者溶解能力一样吗?(引导学生回答:不知道还能不能继续溶解,没法确定最大溶解能力,不能比)
【导入新课】
看来要公平、准确地比较不同物质的溶解能力,必须定好统一的标准,这个统一的定量标准就是溶解度,今天我们就一起来探究溶解度的相关知识。
1.激发学生兴趣,提升参与度:以学生亲身经历过的生活现象引入,将抽象的溶解度知识和日常体验结合,迅速拉近化学和学生的距离,吸引学生注意力,激发学生的好奇心和探究欲,让学生主动参与课堂讨论。
2.符合认知规律,自然衔接新知:通过回顾上节课饱和溶液的知识,设计梯度化的问题引导学生自主思考,让学生自己发现比较溶解能力需要满足的条件,体会溶解度概念诞生的必要性,而非被动接受定义,帮助学生建立知识的逻辑关联。
环节一 溶解度的概念
情景引入
教师演示分组实验:取两个规格相同的洁净烧杯,均加入的蒸馏水,向两个烧杯中分别加入和,搅拌至充分溶解后,请学生观察现象:完全溶解,仍有部分固体剩余。
教师提问:能不能据此现象得出“氯化钠比硝酸钾溶解能力更强”的结论?要定量比较不同物质的溶解能力,需要满足哪些统一条件?今天我们就学习定量描述溶解限度的物理量——溶解度。
师生活动
1. 探究溶解度的四要素
教师:请大家结合刚才的问题,分组讨论5分钟,要比较两种物质的溶解能力,需要控制哪些变量保持一致?
学生分组讨论后派代表发言:
生1:温度必须一样,温度不同物质溶解能力不一样,如果一个加热一个不加热,没法比较。
生2:溶剂的质量必须一样,100g水肯定比50g水溶解的溶质多,溶剂质量不一样没法比。
生3:必须都达到饱和状态,如果一个还能继续溶,一个已经饱和了,也不能比,必须都溶解到不能再溶了才行。
教师总结评价:非常好,比较溶解能力必须满足三个条件:同一温度、等量溶剂、达到饱和状态。
化学上我们把这个定量描述溶解能力的物理量定义为固体溶解度:在一定温度下,某固态物质在溶剂(通常为水)中达到饱和状态时所溶解的质量,就是该物质在这个温度下的溶解度。
因此溶解度有四个缺一不可的要素:、、、。
2. 深化溶解度概念理解
教师展示实例:已知在时的溶解度为,请同学说一说这句话的含义。
生1:时,水最多能溶解氯化钠。
生2:时,水溶解氯化钠,恰好达到饱和状态。
教师肯定两种说法都是正确的,随后出示4道判断题,请学生判断正误并说明错因:①在时,100克水中溶解了23克食盐,则食盐在时的溶解度为23克。
②在时,100克溶液中含有溶质23克,则该物质的溶解度为23克。
③在100克水中最多能溶解36.5克,则氯化钠的溶解度为36.5克。
④在时,在100克水中最多能溶解36.5克,则时氯化钠的溶解度为36.5。
学生独立思考后回答:
①错误,没有说明溶液达到饱和状态;
②错误,溶剂质量不是100g,是溶液总质量为100g,不符合溶解度定义;
③错误,没有指明温度,溶解度随温度改变,必须说明温度;
④错误,溶解度没有写单位,单位应该是克。
教师强调:溶解度四要素缺一不可,只要缺一个就是错误的。
3. 气体溶解度及其影响因素
教师展示生活情境图片:夏天鱼塘中鱼浮头吸氧、打开汽水瓶盖气泡大量溢出,提问:气体的溶解度受哪些因素影响?
生1:夏天温度高,鱼浮头说明温度高,氧气在水里溶解的少了,所以温度越高气体溶解度越小。
生2:打开瓶盖压强变小,二氧化碳跑出来,说明压强越小,气体溶解度越小,压强越大溶解度越大。
教师总结:气体溶解度的影响因素:温度不变,压强增大,气体溶解度增大;压强不变,温度升高,气体溶解度减小。请大家用这个原理解释:喝了汽水之后为什么会打嗝?
生:喝了汽水后,人体温度比汽水高,温度升高二氧化碳溶解度减小,所以二氧化碳从体内逸出,就会打嗝。
【对应训练1】关于硝酸钾溶解度的说法中正确的是( )
A. 时,硝酸钾溶在水里,所以时硝酸钾的溶解度是
B. 时,把硝酸钾溶在水里制成饱和溶液,所以时硝酸钾的溶解度是
C. 把硝酸钾溶在水里,形成饱和溶液,所以时硝酸钾的溶解度是
D. 时,把硝酸钾溶在水里,形成饱和溶液,所以时硝酸钾的溶解度是
答案:D
解析:**溶解度四要素为一定温度、100g溶剂、饱和状态、单位g,A未说明饱和,B溶剂质量不是100g,C未指明温度,只有D符合四要素要求。
【对应训练2】时,向盛有未溶解氯化钠的烧杯中加入一定量的水后,温度保持不变,一定不变的是( )
A. 溶质的质量
B. 的溶解度
C. 溶液的质量
D. 溶液的状态
答案:B
解析:溶解度只与温度有关,温度不变,氯化钠溶解度不变;加入水后溶质继续溶解,溶质质量、溶液质量都增大,溶液从饱和变为不饱和,因此只有B正确。
通过实验引发认知冲突,结合控制变量法探究溶解度定义的前提,帮助学生主动建构溶解度概念,突出教学重点,培养学生科学探究的逻辑思维。
结合生活实例理解气体溶解度,帮助学生将化学知识联系生活实际,深化对溶解度影响因素的认识。
环节二 溶解度与溶解性
情景引入
我们平时描述物质的溶解能力会说“氯化钠易溶于水”“氢氧化钙微溶于水”“氯化银难溶于水”,这些定性的描述其实是基于溶解度的数值进行划分的,今天我们就来学习溶解度和溶解性的对应关系。
师生活动
教师展示时几种物质的溶解度:
物质
蔗糖
氯化钠
硝酸钾
氢氧化钙
碳酸钙
溶解度/g
200.0
36.0
31.6
0.173
0.0013
教师提问:这些物质我们分别归为易溶、可溶、微溶、难溶,分类的标准是什么呢?学生阅读教材后总结得出20∘C时溶解性的划分标准:
:易溶; :可溶;
:微溶 ;:难(不)溶
教师请学生对上述表格中的物质进行分类,并分别从定性和定量描述碳酸钙的溶解性。
生:定量描述:时,水中最多溶解碳酸钙;
定性描述:碳酸钙难溶于水。
教师总结:溶解性是对溶解能力的定性描述,溶解度是定量描述,溶解性的分类是基于的溶解度划分的。
【对应训练3】在时,某固体的溶解度在之间,该物质的溶解性为( )
A. 难溶 B.微溶 C.可溶 D.易溶
答案:B
解析:根据溶解性划分标准,属于微溶,因此选B。
【对应训练4】已知硝酸钾时溶解度为,判断时硝酸钾的溶解性为( )
A. 易溶 B. 可溶 C. 微溶 D. 难溶
答案:A
解析:时硝酸钾溶解度,属于易溶,因此选A。
通过三组探究实验,让学生自主归纳影响溶解性的因素,掌握控制变量法的应用,辨析溶解速率和溶解性两个易混淆概念,结合生活实例体会化学与生活的联系,突破本节课的重难点,培养学生分析变量的探究能力。
帮助学生建立“定量划分支撑定性分类”的认知,形成物质分类的科学观念,体会定量研究对化学的重要意义。
环节三 溶解度的相关计算
情景引入
我们知道,一定温度下,饱和溶液中溶质、溶剂的质量比是固定的,等于溶解度S比100 g溶剂,我们可以利用这个关系进行溶解度的相关计算,今天我们就总结不同题型的计算方法,明确常见易错点。
师生活动
教师推导:已知某温度下某物质溶解度为,则该温度下饱和溶液中满足比例关系:
m
随后分三类题型组织学生练习:
1. 已知溶解度,求溶质/溶剂质量
出示问题:时氯化钾溶解度为,求:①时水最多溶解多少克氯化钾?
②溶解氯化钾至少需要多少克水?
请两名学生上黑板计算,教师点评,总结公式:m溶质,m溶剂。
2. 已知溶质溶剂质量,求溶解度
出示问题:时,将A物质加入水中,充分溶解后恰好饱和,求时A的溶解度。
学生计算后回答:根据比例,得,教师总结溶解度计算公式:,强调:必须是饱和溶液,未溶解的固体不能计入溶质质量。
3. 判断溶液是否饱和
出示问题:硝酸钠溶解度为,将硝酸钠加入水中,判断溶液是否饱和?若不饱和,需要加入多少硝酸钾才能饱和?
学生计算:设水最多溶解硝酸钠质量为x,,得,,因此不饱和,需要加入硝酸钠。
教师随后总结常见易错点:
①溶解度计算只能用饱和溶液的数据;
②未溶解固体不算溶质;
③100g是溶剂质量不是溶液质量;
④温度改变溶解度改变;
⑤比例要对应,溶解度必须写单位。
【对应训练5】时,向盛有水的烧杯中加入硝酸钾晶体,充分溶解后得到硝酸钾溶液,没有固体剩余,则时硝酸钾的溶解度为( )
A.
B.
C.
D.均不正确
答案:D
解析:题目没有说明溶液达到饱和状态,不符合溶解度计算的前提,无法计算溶解度,因此选D。
【对应训练6】下表是氯化钠和硝酸钾在不同温度时的溶解度,下列分析正确的是
温度/∘C
0
20
40
60
80
氯化钠溶解度/g
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
硝酸钾溶解度/g
13.3
31.6
63.9
110
169
A. 时,氯化钠的溶解度为
B. 硝酸钾的溶解度比氯化钠的溶解度大
C. 时,饱和硝酸钾溶液的质量为
D. 氯化钠溶液中混有少量硝酸钾时可采用蒸发结晶提纯
答案:D
解析:A选项氯化钠溶解度为3,错误;B选项没有指明温度,无法比较溶解度大小,错误;C选项没有说明溶剂质量,无法确定饱和溶液质量,错误;D选项氯化钠溶解度受温度影响小,混有少量硝酸钾时可采用蒸发结晶提纯,正确。
分层突破教学难点,通过题型分类和易错点拨,帮助学生建立饱和溶液中溶质溶剂的定量关系,掌握溶解度计算的方法,形成定量分析的化学思维。
课堂小结
七、板书设计
课题2 溶解度
第2课时 探究物质的溶解性
一、溶解度
1. 固体溶解度定义
四要素:一定温度、100g溶剂(通常为水)、达到饱和状态、溶解的溶质质量(单位:g)
2. 气体溶解度影响因素
温度:温度升高,气体溶解度减小
压强:压强增大,气体溶解度增大
二、溶解度与溶解性(20℃划分)
溶解度S(g)
S>10
1<S<10
0.01<S<1
S<0.01
溶解性类别
易溶
可溶
微溶
难溶
三、溶解度的相关计算
1. 核心关系:,
2. 计算原则:只有饱和溶液、温度固定时可计算
随堂练习
1.宏观事实与微观本质密切相关。下列对宏观事实的微观解释错误的是
A. 金刚石和石墨的物理性质差异大——碳原子的排列方式不同
B. 氢气在氧气中燃烧生成水——在化学变化中,分子种类发生改变
C. 打开啤酒瓶盖,有大量气泡冒出——温度升高,气体溶解度减小
D. CO和CO₂的化学性质不同——构成它们的分子不同
【答案】C
【解析】A.金刚石和石墨均为碳单质,碳原子排列方式不同导致二者物理性质差异大,A正确;B.化学变化的本质是分子破裂、原子重组,氢气燃烧生成水,分子种类发生改变,B正确;C.打开啤酒瓶盖后瓶内压强减小,二氧化碳溶解度减小,因此气体逸出产生大量气泡,不是温度变化导致,C错误;D.CO和CO₂的分子构成不同,因此化学性质不同,D正确。
2.某实验小组为探究温度对氢氧化钠溶解度的影响,进行实验后得到以下数据,以下分析正确的是
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
42
119
177
313
347
370
A. 氢氧化钠固体溶于水时水温明显降低
B. 氢氧化钠溶于水的过程遵循质量守恒定律
C. 将60℃氢氧化钠溶液降温一定有晶体析出
D.20℃时向50g水中加入50gNaOH完全溶解
【答案】D
【解析】A.氢氧化钠固体溶于水会放出大量热,水温明显升高,A错误;B.质量守恒定律适用于化学变化,氢氧化钠溶于水是物理变化,不适用该定律,B错误;C.题干未说明60℃的氢氧化钠溶液是否饱和,若为不饱和稀溶液,降温不一定析出晶体,C错误;D.20℃时NaOH溶解度为119g,即100g水最多溶解119g NaOH,因此50g水最多可溶解59.5g NaOH,加入50g可以完全溶解,D正确。
3.如图是家用除湿盒的结构示意图。使用一段时间后,集水区会产生大量液体,且气温降低时,液体中会析出固体。根据已有知识或信息,下列推理不合理的是
A. 活性炭可以吸附空气中的异味
B. 集水区的液体是氯化钙溶液
C. 氯化钙的溶解度随温度升高而降低
D. 析出固体后的溶液是氯化钙的饱和溶液
【答案】C
【解析】A.活性炭具有疏松多孔结构,吸附性强,可以吸附空气中的异味,A合理;B.除湿盒常用氯化钙作吸水干燥剂,氯化钙吸收水蒸气潮解,因此集水区液体为氯化钙溶液,B合理;C.气温降低时析出固体,说明温度降低氯化钙溶解度减小,因此氯化钙溶解度随温度升高而增大,C不合理;D.有固体析出后,剩余溶液不能继续溶解氯化钙,属于饱和溶液,D合理。
教学反思
本节课通过情境对比引出溶解度概念,突出了四要素的辨析,结合生活实例讲解气体溶解度影响因素,学生接受度较好。对于溶解度计算,分题型总结方法、梳理易错点,能帮助学生理清计算逻辑,突破难点。课堂中发现部分学生仍容易混淆溶剂质量和溶液质量,对“不饱和溶液不能计算溶解度”的规则记忆不牢。后续可增加针对性易错辨析小题,强化错点认知;同时结合更多生活实例巩固知识点,落实化学联系生活的教学理念,加深学生理解。
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