内容正文:
第三节 物质在水中的溶解 - 第二课时(教学设计)
课题
课时安排
核心
素养目标
化学观念:建立溶解的条件性认知,明确温度、溶剂量对溶解限度的影响,区分饱和、不饱和与浓稀溶液的本质差异。
科学思维:通过实验现象对比、数据分析,形成证据推理、归纳总结的思维模式,厘清概念逻辑关系。
科学探究:参与溶解限度探究实验,熟练掌握实验操作、现象观察与结论推导方法。
科学态度与责任:养成严谨求实的实验态度,认识溶液知识在生产生活中的应用价值,树立学以致用的科学理念。
重点
和难点
教学重点为饱和溶液、不饱和溶液的精准概念,二者相互转化的通用方法,以及饱和溶液与浓稀溶液的辨析关系。
教学难点是理解饱和溶液定义中“一定温度、一定量溶剂、某一种溶质”三大限定条件的意义,掌握氢氧化钙特殊溶液的转化规律,突破“饱和溶液一定是浓溶液”的认知误区,学会结合实验证据判断溶液状态。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
导入新课
生活中我们常发现,冲糖水时不断加入蔗糖,搅拌后底部会残留无法溶解的固体;夏天晾晒海水,水分蒸发后会析出食盐晶体。为什么水不能无限溶解固体物质?残留固体的糖水和普通糖水有什么区别?海水晒盐的原理和物质溶解的限度有什么关联?结合生活现象设问,引发学生思考,唤醒学生已有生活经验,自然引出本节课饱和溶液与不饱和溶液的探究主题。
以任务式探究活动为核心,立足学生认知规律,依托教材实验搭建学习支架。通过实操探究、合作辨析、归纳应用层层推进,落实四维核心素养,突破重难点,让学生实现从现象认知到本质理解的进阶。
讲授新课
(一)任务一:探究物质溶解的限度,初识溶液溶解状态
结合教材内容,本节课首个核心探究任务为验证物质在水中的溶解是否存在限度,打破学生“水能溶解所有物质、无限溶解物质”的固有认知。在正式探究前,引导学生结合生活经验做出猜想:一定量的水中能否无限制溶解氯化钠、硝酸钾等固体溶质?不同物质在水中的溶解限度是否相同?温度变化是否会改变物质的溶解能力?通过系列问题引导学生主动思考,明确本节课探究的核心方向。
随后开展分组实验探究活动,各组准备实验器材与药品,包括烧杯、玻璃棒、量筒、托盘天平、氯化钠固体、硝酸钾固体、蒸馏水、酒精灯、石棉网等。首先取两只规格相同的烧杯,分别量取20mL蒸馏水倒入烧杯中,在常温状态下,向第一只烧杯中分批加入氯化钠固体,每次加入少量氯化钠,用玻璃棒充分搅拌,观察固体溶解情况。持续重复加药、搅拌操作,直至烧杯底部出现静置后仍不溶解的氯化钠固体。
学生全程观察实验现象并记录:前期加入的氯化钠固体在搅拌后完全溶解,溶液澄清透明;持续加入固体后,部分固体无法继续溶解,堆积在烧杯底部,搅拌后仍不消失。随后更换硝酸钾固体,在相同温度、相同水量条件下重复上述实验操作,同样观察到前期固体完全溶解,后期固体无法溶解的现象。
实验操作完成后,组织小组内部交流讨论,对比两组实验的相同现象与细微差异。引导学生自主总结:在温度固定、溶剂水量固定的条件下,水中溶解固体溶质的量是有限的,无法无限制溶解溶质。此时顺势引入教材基础概念,让学生结合实验现象自主定义两种溶液状态,初步感知饱和溶液与不饱和溶液的区别。
在学生初步认知的基础上,进一步深化探究问题:烧杯底部残留固体的溶液,是否完全不能溶解任何物质?以此引导学生突破认知局限。向底部有氯化钠固体的饱和氯化钠溶液中,继续加入少量硝酸钾固体,充分搅拌,学生可观察到硝酸钾固体完全溶解。通过该补充实验,让学生直观理解溶液饱和的针对性,为后续精准掌握概念限定条件埋下伏笔。
(二)任务二:精读教材概念,精准辨析饱和与不饱和溶液
基于前期实验探究的直观现象,开启本节课第二个核心任务,依托新教材原文,精读、拆解饱和溶液与不饱和溶液的严谨概念,攻克概念理解重难点。组织学生自主阅读教材对应段落,圈画概念中的关键限定词汇,小组合作分析每个限定条件的意义。
教材明确指出,在一定温度下、一定量的溶剂里,不能再继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。引导学生重点拆解三大核心限定条件,逐一分析理解。第一,限定条件为一定温度,温度是影响物质溶解能力的重要因素,温度改变,物质的溶解限度会发生变化,溶液的饱和状态也会随之改变。第二,限定条件为一定量溶剂,溶剂的量直接决定溶质的溶解最大量,增加溶剂可继续溶解溶质,减少溶剂会析出溶质。第三,限定条件为某种溶质,饱和溶液仅针对已达到溶解限度的溶质饱和,对其他溶质仍具备溶解能力,呼应上一环节的补充实验现象。
为巩固概念认知,设计小组辨析讨论活动,抛出多个易错问题,让学生结合概念逐一判断分析。问题包括“饱和溶液是指不能溶解任何物质的溶液”“不饱和溶液就是溶质溶解量少的溶液”“恒温条件下,饱和溶液放置一段时间后会变成不饱和溶液”等。各小组结合实验现象与教材概念展开辩论,逐一纠正错误认知,明确概念核心内涵。
同时引导学生总结饱和溶液与不饱和溶液的核心判断依据,无需借助复杂仪器,仅通过实验操作即可判断:在温度、溶剂量不变的前提下,向溶液中继续加入原溶质,搅拌后固体不溶解,则为该溶质的饱和溶液;固体继续溶解,则为不饱和溶液。让学生掌握实操性的判断方法,实现理论概念与实验实操的结合。
(三)任务三:探究条件改变,掌握溶液状态相互转化规律
本任务为课堂核心重点内容,依托教材实验探究体系,通过改变温度、溶剂质量、溶质质量三大变量,探究饱和溶液与不饱和溶液的相互转化方法,区分多数固体与氢氧化钙的特殊转化规律。基于任务一得到的常温下氯化钠饱和溶液、硝酸钾饱和溶液,开展变量探究实验。
首先探究改变溶剂对溶液状态的影响。取常温下的氯化钠饱和溶液,分为两份,第一份向其中加入适量蒸馏水,充分搅拌,观察到原本无法溶解的底部固体继续溶解,原本的饱和溶液转化为不饱和溶液。第二份饱和氯化钠溶液恒温静置,自然蒸发部分水分,观察到溶液中析出氯化钠晶体,溶剂减少后,不饱和的溶解平衡被打破,饱和溶液析出溶质。通过该组实验,学生可自主得出结论:增加溶剂可使饱和溶液转化为不饱和溶液;恒温蒸发溶剂可使不饱和溶液趋近饱和,饱和溶液蒸发溶剂会析出晶体。
其次探究改变温度对溶液状态的影响。取常温下配制的硝酸钾饱和溶液,将烧杯放置在石棉网上缓慢加热,均匀升温,观察到烧杯底部残留的硝酸钾固体逐渐全部溶解。继续向升温后的溶液中加入少量硝酸钾固体,固体仍可溶解,说明升温后饱和硝酸钾溶液转化为不饱和溶液。再取热的硝酸钾不饱和溶液,静置自然冷却降温,可观察到溶液中逐渐析出大量白色硝酸钾晶体,降温后不饱和溶液转化为饱和溶液并析出溶质。
结合教材特殊案例,补充氢氧化钙溶液的探究实验。取常温下饱和氢氧化钙澄清石灰水,对其进行加热升温,观察到澄清溶液逐渐变浑浊,析出白色固体。学生通过现象发现,氢氧化钙的溶解能力随温度升高而降低,与硝酸钾、氯化钠等多数固体物质规律相反。引导学生分类总结转化规律,区分通用规律与特殊规律,避免一概而论的认知错误。
最后探究改变溶质质量的转化方法。向不饱和的氯化钠溶液中,持续加入氯化钠固体,搅拌至固体不再溶解,不饱和溶液转化为饱和溶液。整合三组变量实验结果,组织学生小组合作,归纳整理完整的转化方法。多数固体溶质的不饱和溶液转化为饱和溶液的方法为增加溶质、恒温蒸发溶剂、降低温度;饱和溶液转化为不饱和溶液的方法为增加溶剂、升高温度。氢氧化钙溶液则采用升温结晶、降温溶解的特殊转化方式。
本节课全程采用任务驱动式课堂模式,贴合新教材知识编排逻辑,将零散知识点融入递进式探究任务中。课堂以生活疑问导入,贴合学生生活认知,降低抽象概念学习难度。通过分组实验实操、小组合作讨论、概念辨析练习、规律归纳总结等多元环节,让学生全程参与知识生成过程,摒弃被动听讲模式。在实验探究中培养学生科学探究能力与严谨的实验态度,在概念辨析与规律总结中锻炼学生科学思维,精准落实化学核心素养目标。同时针对学生易混淆的概念误区设计专项探究活动,突破教学重难点,实现知识掌握、能力提升、素养培育的三维教学目标,贴合新课标课堂教学要求。
板书设计
物质在水中的溶解(第二课时)
一、核心概念(三大限定条件:一定温度、一定量溶剂、某种溶质)
1. 饱和溶液:不能继续溶解某溶质的溶液
2. 不饱和溶液:还能继续溶解某溶质的溶液
3. 判断依据:定温、定溶剂下,能否继续溶解原溶质
二、溶液状态相互转化
1. 多数固体(NaCl、KNO₃)
不饱和溶液→饱和溶液:加溶质、恒温蒸发溶剂、降温
饱和溶液→不饱和溶液:加溶剂、升温
2. 特殊物质【Ca(OH)₂】:溶解能力随升温降低
作业布置
完成分层作业
教学反思
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