第九单元溶液跨学科实践活动天气瓶教学指导--2025-2026学年九年级化学人教版下册

本初中化学讲义聚焦溶解度及溶解与结晶平衡核心知识，衔接第九单元溶液内容，通过天气瓶实验构建学习支架，从樟脑、乙醇等成分作用到温度对溶解度的影响，帮助学生理解动态平衡原理。 资料以3课时完整探究流程为亮点，融合科学探究与实践（动手配制溶液、加热封瓶）和科学思维（分析结晶与温度关系），结合生活实例激发兴趣。课中助力教师落实实验教学，课后学生观察天气瓶长期变化，巩固知识并培养持续探究习惯。

实验七：天气瓶 课时安排：3课时 核心知识：溶解度、溶解与结晶平衡 对应教材：第九单元 溶液 一、实验原理 天气瓶是一个密封的玻璃瓶，里面装有樟脑、硝酸钾、氯化铵、乙醇和水的混合溶液。天气瓶能随温度变化呈现不同的结晶形态，原理是樟脑在乙醇水混合溶剂中的溶解度随温度变化非常敏感。 各成分的作用： 1. 天然樟脑：核心溶质。樟脑是一种有机化合物，白色晶体，有特殊香气。樟脑在乙醇中溶解度很大，几乎可以任意比例溶解。但在水中溶解度极小，几乎不溶。当温度变化时，樟脑在乙醇水混合溶剂中的溶解度变化非常剧烈。温度高时完全溶解，溶液澄清。温度降低时溶解度急剧下降，樟脑从溶液中析出，形成羽毛状、针状或雪花状的白色晶体。 2. 无水乙醇：有机溶剂。乙醇的作用是溶解樟脑。樟脑在水中几乎不溶，必须先用乙醇将其溶解。乙醇和水的比例决定了混合溶剂对樟脑的溶解能力。乙醇比例越高，樟脑越容易溶解，晶体越少。乙醇比例越低，樟脑越容易析出，晶体越多。 3. 硝酸钾和氯化铵：盐析剂。这两种盐溶于水后增加了溶液中的离子浓度。离子与水分子之间的吸引力使得水分子更多地围绕在离子周围，减少了水分子对樟脑分子的溶剂化作用。樟脑分子更容易从混合溶剂中析出，结晶更明显。两种盐配合使用比单用一种效果更好，晶体形态更丰富饱满。 4. 蒸馏水：与乙醇形成混合溶剂。水的比例越高，樟脑溶解度受温度影响越明显，结晶越容易发生。但水太多会导致樟脑析出太多，溶液一直浑浊不澄清，所以水与乙醇的比例需要精确控制。 天气瓶内的变化是一个溶解与结晶的动态平衡过程。温度升高，樟脑溶解度增大，平衡向溶解方向移动，晶体消失溶液澄清。温度降低，樟脑溶解度减小，平衡向结晶方向移动，樟脑析出形成晶体。整个过程没有新物质生成，樟脑始终是樟脑，只是存在状态从溶解变为结晶，属于物理变化。 温度变化越剧烈，樟脑的析出速度越快，形成的晶体越多越漂亮。冬天放在窗边，早晚温差大时结晶特别明显。夏天温度高，晶体可能完全消失，只有降温时才会出现。 二、安全注意事项 1. 乙醇属于易燃物，操作时远离明火。无水乙醇是易燃液体，蒸气与空气混合遇明火会燃烧甚至爆炸。本实验用水浴加热而不是直接用酒精灯加热，就是为了避免明火接触乙醇。实验桌上绝对不能出现点燃的酒精灯。水浴加热用电磁炉或提前烧好的热水。 2. 水浴加热时注意防烫。热水温度约60度，手直接接触会烫伤。从热水中取出玻璃瓶时戴上手套或用抹布包裹。 3. 天气瓶密封后不可打开，溶液不可饮用。瓶中含有樟脑和乙醇，樟脑有毒，乙醇是酒精成分，都不可入口。放在远离食品和宠物的地方。 4. 成品放在阴凉通风处。避免阳光直射和高温，防止瓶内乙醇蒸发造成压力过大。冬天不要放在暖气片上。 三、课前准备 1. 天气瓶套装20套（含天然樟脑、无水乙醇、硝酸钾、氯化铵、密封玻璃瓶）。 2. 热水（60到70度）、烧杯（用作水浴）、手套。 四、第1课时：原理讲解与配制溶液 教学目标：理解天气瓶的工作原理和各成分的作用。 教学流程： 1. 引入（5分钟）：展示一个天气瓶，瓶里的晶体会随温度变化改变形态。 2. 原理讲解（15分钟）：详细讲解各成分的作用。樟脑是核心溶质，乙醇溶解樟脑，硝酸钾和氯化铵是盐析剂，水调节溶剂比例。整个过程是溶解与结晶的物理变化。 3. 安全强调（2分钟）：乙醇易燃远离明火，水浴加热防烫，密封后不可打开饮用。 4. 学生操作（20分钟）：樟脑和乙醇混合搅拌至溶解得溶液A。硝酸钾、氯化铵和蒸馏水混合搅拌至溶解得溶液B。 五、第2课时：混合、加热与封瓶 教学目标：完成天气瓶制作。 教学流程： 1. 混合与加热（25分钟）：溶液A倒入溶液B，观察混合液变浑浊（樟脑析出）。玻璃瓶放入热水中水浴加热约60度，轻轻摇晃，浑浊消失溶液变澄清。完全澄清后取出玻璃瓶，迅速盖紧瓶盖密封。 2. 冷却观察（10分钟）：密封瓶静置冷却，晶体逐渐出现。放到窗边长期观察，越冷晶体越多。 常见问题应对： · 加热后不澄清：水温不够，继续加热到60到70度。 · 密封不严：瓶盖拧紧，可用石蜡或胶水封口。 六、第3课时：实验报告与观察 1. 观察记录（15分钟）。 2. 填写实验报告（15分钟）：引导各成分作用，加热浑浊消失冷却重新出现的原因，属于物理变化。 七、课后处理 天气瓶成品由学生带回家保存。配制溶液用的烧杯用清水冲洗即可。含少量乙醇和盐的废液用水稀释后可倒入下水道。 学科网（北京）股份有限公司 $