内容正文:
第三节 物质溶解的限度(第一课时)教案
鲁教版(五四学制)·初中化学·九年级全一册
一、教材分析
本节选自鲁教版(五四学制)九年级全一册第三单元第三节“物质溶解的限度”第一课时。教材在学生已认识溶液形成的基础上,引导学生通过实验探究物质在一定量水中的溶解是否存在限度,建立饱和溶液与不饱和溶液的概念,认识二者相互转化的条件,并初步感知结晶现象。本节既是对溶液知识的深化,又为后续溶解度与溶质质量分数的学习奠定基础,在教材体系中具有承上启下的作用。
二、四维核心素养
化学观念:建立“在一定条件下物质溶解存在限度”的物质变化观,认识饱和溶液与不饱和溶液在一定条件下可以相互转化,体会对立统一思想。科学思维:通过实验现象归纳概括概念,运用比较、分类、归纳等思维方法分析转化条件,辨析易混概念。科学探究与实践:经历“提出问题—实验探究—分析推理—得出结论”的完整过程,提高动手操作、观察记录与合作交流能力。科学态度与责任:感受溶解与结晶在海水晒盐、物质提纯等生产生活中的应用,养成严谨求实、勇于质疑的科学态度。
三、教学重难点
教学重点:建立饱和溶液与不饱和溶液的概念,认识二者相互转化的常用方法。教学难点:理解饱和溶液概念中“一定温度”“一定量溶剂”“这种溶质”三个关键词的含义,辨析溶液“饱和”与“浓稀”是两组不同的概念。教学中通过分组实验、对比观察、讨论辨析和追问质疑,帮助学生在事实基础上建构概念,突破难点。
四、新课导入
教师展示一杯清水和一袋食盐,提问:若不断向这杯水中加入食盐并搅拌,食盐能否无限地溶解下去?学生根据生活经验猜想。教师再演示:向一定量的水中分次加入硝酸钾固体,边加边搅拌,引导学生观察到烧杯底部最终出现不再溶解的固体。由此提出问题:物质在水中的溶解是不是无限的?什么情况下溶解会“停止”?今天我们就一起走进“物质溶解的限度”。
【设计意图】
由生活经验与实验现象制造认知冲突,激发学生探究欲望,使学生带着问题进入新课学习。
五、上课过程设计意图
本节课以“物质能否无限溶解”这一核心问题统领全程,按照“问题驱动—实验探究—概念建构—迁移应用”的思路展开。全课设计四个递进式任务:任务一通过分组实验发现溶解有限度,初步感知饱和现象;任务二改变温度和溶剂量,探究饱和与不饱和的转化条件,在对比中深化概念;任务三通过咬文嚼字与补充实验,辨析概念中的三个关键词,突破理解难点;任务四联系海水晒盐理解结晶,实现知识从实验室走向生活生产的迁移。学生在“做中学、议中悟、用中思”,经历完整的科学探究过程,概念在实验事实基础上自然生成,避免机械记忆,同时落实四维核心素养。
六、教学过程
任务一:物质在水中能无限地溶解下去吗
【任务情境】
教师端出三杯液体:一杯清水、一杯糖水(糖已完全溶解)、一杯底部有糖剩余的糖水。教师指着三杯液体提问:同学们,请仔细观察这三杯液体。哪一杯里的糖“还能继续溶解”?哪一杯“已经吃不下”了?你作出判断的依据是什么?请大家先独立思考,再在小组内交流。
【学生活动一:观察与猜想】
学生分组观察三杯液体,小声讨论。有学生说第一杯清水还能继续溶解糖,因为杯底什么都没有;有学生认为第二杯糖水看起来“很浓”,可能已经溶解不了更多糖了;还有学生指着第三杯说杯底还有糖没化,肯定不能再溶了。教师不急于评判,把学生的不同猜想简要记录在黑板一侧。
【教师引导】
大家的看法并不一致。科学不能只凭眼睛“看”,更要靠实验“证”。桌上给每一组准备了硝酸钾固体、烧杯、玻璃棒、量筒、药匙和蒸馏水。请各小组按下面的步骤完成探究:用量筒量取一定量的蒸馏水倒入烧杯;用药匙取一小匙硝酸钾加入烧杯,充分搅拌,观察是否完全溶解;待完全溶解后,再加入第二小匙,继续搅拌观察;重复上述操作,直到烧杯底部出现不再溶解的固体为止。把每次加入固体后搅拌的现象记录在任务单上。
【学生活动二:分组实验】
学生分组进行实验。教师巡视指导,提醒学生注意规范操作:药匙专用、取用药品后及时盖好瓶塞;玻璃棒搅拌时沿同一方向轻轻搅动,不要碰撞烧杯壁和杯底;每次加入的固体量要大致相同;一定要等到前一次加入的固体完全溶解后,再加入下一次;仔细观察烧杯底部是否始终有固体剩余。教师特别关注操作较慢的小组,必要时提示他们耐心等待溶解过程。
【交流汇报】
各小组依次汇报本组的实验结果。有的小组汇报加入第四小匙后杯底出现了剩余固体,有的小组汇报加到第五小匙才出现剩余,还有的小组汇报每次加得少,加到第六小匙才出现剩余。教师把各组“出现剩余时加入的小匙数”简要记录在黑板上,引导学生观察:各组加入的小匙数不完全相同,这是因为每组每次取用药品的多少并不完全一致;但是所有小组都出现了“加到一定程度后,固体不再溶解、烧杯底部有剩余”的现象。这说明什么?学生异口同声:说明在一定量的水中,硝酸钾不能无限地溶解下去。
【形成认识】
教师小结:通过刚才的实验,我们发现,在一定量的水中,硝酸钾并不是想溶多少就能溶多少。当加入到一定量以后,再继续加入硝酸钾,烧杯底部就会有固体“赖着不走”。这种“吃不下了”的状态,就是我们这节课要研究的重要现象。教师追问:如果把烧杯中的液体倒掉一半,再继续加硝酸钾,还能溶解吗?如果给这杯液体加热,又会怎样?如果再往里加一些水,又会怎样?这些问题,我们进入下一个任务继续探究。
任务二:杯底的固体为什么“赖着不走”——寻找让它继续溶解的办法
【任务情境】
教师举起任务一中那只杯底有剩余硝酸钾的烧杯,说:这杯溶液现在已经“吃不下”更多硝酸钾了。可是在农业生产、实验室配制溶液时,我们常常需要把更多的溶质溶解在水里。请各小组围绕这个问题展开讨论:你们有什么办法,能让杯底这些“赖着不走”的硝酸钾继续溶解?把想到的办法先写在任务单上。
【学生活动一:提出猜想】
各小组热烈讨论。有的小组提出“加热”,因为前面老师演示时好像加热后有些东西会化得更多;有的小组提出“再多倒点水进去”;有的小组提出“用玻璃棒搅得更快、更久一些”;还有的小组提出“把烧杯放在阳光下晒一晒”。教师把学生提出的办法分类板书:加热、加水、加强搅拌、其他。
【设计实验方案】
教师引导:猜想要变成事实,必须通过实验来验证。更重要的是,每次实验只能改变一个条件,其他条件保持不变,这样才能知道究竟是哪一个办法起了作用。请各小组从桌上提供的器材中选择,设计对比实验来验证你们的猜想。
【学生活动二:分组实验】
各小组按自己设计的方案进行实验。教师巡视,鼓励学生分工合作:一人操作、一人计时观察、一人记录。方案一:给烧杯小心加热,观察杯底剩余固体的变化;方案二:向量筒中再加入一定量蒸馏水,搅拌,观察;方案三:只搅拌,不加热也不加水,作为对照。
【交流汇报】
各小组汇报实验现象:加热的小组发现,随着温度升高,杯底的硝酸钾固体一点一点减少,最后完全消失了;加水的小组发现,加入更多蒸馏水后,剩余的硝酸钾也慢慢溶解了;只搅拌的小组发现,搅拌得再用力,杯底的固体也没有明显减少。师生共同归纳:要让已经“吃不下”的溶液重新溶解更多溶质,可以采用升高温度或增加溶剂的办法。搅拌只能加快溶解,不能改变“能不能继续溶解”这一事实。
【反向探究】
教师追问:反过来想,如果我们手里是一杯还能继续溶解硝酸钾的溶液,想让它“吃不下”更多硝酸钾,又有什么办法?学生讨论后得出:可以降低温度,也可以想办法蒸发掉一部分溶剂。教师把刚才加热得到的那杯硝酸钾溶液(此时温度较高、溶入了较多硝酸钾)小心放入盛有冷水的烧杯中冷却,提醒学生仔细观察杯壁和杯底的变化。很快,学生惊喜地发现杯壁上出现了细小的白色晶体,杯底也渐渐有了固体。教师告诉大家:这种多余的溶质从溶液中“跑出来”形成固体的过程,就是我们后面要认识的结晶现象。
【形成概念】
教师结合实验小结并板书:在一定温度下,向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时,所得到的溶液叫做这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。不饱和溶液可以通过降温、蒸发溶剂或加入溶质的方法,转化为饱和溶液;饱和溶液可以通过升高温度或加入溶剂的方法,转化为不饱和溶液。教师特别提醒:这些转化方法对硝酸钾这类大多数固体溶质适用,但不同物质受温度影响的程度并不相同,今后还会进一步学习。
任务三:咬文嚼字——饱和溶液定义中的三个关键词
【任务情境】
教师把饱和溶液的定义板书在黑板上,请学生齐读一遍。读完后,教师用彩色粉笔在定义中的“一定温度”“一定量溶剂”“这种溶质”三处下面画上着重线,提出问题:定义中有三个地方被特别“框”了起来。为什么一定要加上这些限定?如果把它们去掉,行不行?我们一个一个来讨论。
【讨论一:为什么要说“一定温度”】
学生小组讨论后汇报:因为温度变了,物质的溶解能力就变了。刚才实验中,原来杯底“吃不下”的硝酸钾,一加热就又溶解了,说明温度不同,这杯溶液到底饱不饱和也不同。所以一定要说明在什么温度下,谈饱和溶液才有意义。教师肯定学生的回答,并补充:如果温度升高或降低,原来的饱和溶液可能变成不饱和溶液,原来的不饱和溶液也可能变成饱和溶液。
【讨论二:为什么要说“一定量溶剂”】
学生讨论后回答:溶剂多了,能溶解的溶质就多;溶剂少了,能溶解的溶质就少。刚才往杯里再加了一些水,原来溶解不了的硝酸钾就又溶解了,说明溶剂的量不同,是否饱和也不同。教师进一步追问:那如果把溶剂倒掉一半呢?学生立刻想到:溶剂少了,能溶解的溶质就少,原来溶解着的溶质可能就会析出来。教师点头,强调“一定量溶剂”是讨论饱和溶液的另一个前提。
【讨论三:为什么要说“这种溶质”】
教师现场演示:取一杯已经不能再溶解硝酸钾的溶液(杯底仍有硝酸钾剩余),用药匙加入一小匙高锰酸钾晶体,轻轻搅拌。学生惊奇地观察到:紫红色的高锰酸钾竟然在溶液中慢慢扩散、溶解,整杯溶液变成了紫红色,而杯底的硝酸钾固体并没有明显减少。教师提问:这杯溶液刚才对硝酸钾来说已经“吃不下”了,为什么现在又能“吃下”高锰酸钾?学生讨论后恍然大悟:饱和只是针对“这种溶质”而言,对其他种类的溶质,它未必饱和。所以在描述饱和溶液时,必须指明是“这种溶质的饱和溶液”,不能笼而统之地说“这杯溶液是饱和溶液”。
【辨析提升】
教师再抛出两个问题,请全班思考。第一个问题:饱和溶液一定是浓溶液吗?不饱和溶液一定是稀溶液吗?学生略作迟疑,教师引导:饱和与不饱和说的是“还能不能继续溶解某种溶质”,浓与稀说的是“溶液里溶质含量的多少”,这是两个不同角度的问题,不能混为一谈。教师举例:常温下,氢氧化钙在水中溶解得很少,即使它已经达到饱和,这杯溶液也仍然比较稀;而硝酸钾在水中溶解能力很强,即使溶液还没有饱和,它也可能已经比较浓。第二个问题:常温下,桌上有一杯没有标签的溶液,怎样用最简单的方法判断它是不是硝酸钾的饱和溶液?学生归纳:在温度不变、溶剂不变的条件下,再往里面加入少量硝酸钾固体,搅拌后观察——如果还能继续溶解,说明原来这杯溶液不饱和;如果不能继续溶解,说明原来这杯溶液已经饱和。教师把判断方法板书在黑板上,提醒学生:一定要强调“温度不变、溶剂不变”这两个前提。
任务四:从实验室到大海——认识结晶与海水晒盐
【任务情境】
教师播放一段沿海盐田晒盐的视频片段:广阔的盐田在阳光下闪闪发亮,工人引海水进入盐池,经过风吹日晒,盐池表面渐渐析出白花花的盐。视频结束后,教师提问:海边的人们是怎样从海水中得到食盐的?为什么把海水引进盐田,经过风吹日晒,就能得到白花花的食盐?请大家结合刚才学到的知识,在小组内讨论解释。
【学生讨论】
学生结合前面的实验现象思考后汇报:海水中溶解着食盐,把海水引进盐田后,在阳光和风的作用下,水分不断蒸发,溶剂越来越少,海水就由不饱和溶液变成饱和溶液;再继续蒸发,多余的食盐就以晶体的形式析出来,这就是我们看到的白花花的盐。教师肯定学生的解释,并顺势引出结晶的概念。
【形成概念】
教师小结并板书:像这样,溶液中的溶质以晶体的形式从溶液中析出的过程,叫做结晶。常见的结晶方法有两种:一种是蒸发结晶,通过蒸发溶剂使溶质结晶析出,适用于像食盐这样受温度影响不大的物质,海水晒盐就是利用蒸发结晶的原理;另一种是降温结晶,也叫冷却热饱和溶液,通过降低温度使溶质结晶析出,刚才我们把热的硝酸钾溶液冷却后,杯壁和杯底出现白色晶体,用的就是降温结晶的方法。
【联系生活】
教师引导学生把所学知识与生活现象联系起来:为什么夏天出汗多了,衣服晾干后领口、袖口常会出现白色的斑迹?学生很快答出:汗水中溶解有食盐等物质,水分蒸发后,溶质就以白色斑迹的形式留在了衣服上。教师再问:在厨房里,妈妈煮糖水时,如果糖水熬得太浓,冷却后锅底常会出现一层小糖粒,这又是哪一种结晶方法?学生回答:这是降温结晶,因为热的时候糖溶得多,冷却后溶解能力下降,糖就析出来了。教师继续引导:在化工厂、实验室里,人们也常常用结晶的方法把混合物中的某一种物质提纯出来,这就是化学知识服务于生产生活的生动例子。
【学以致用】
教师出示三个讨论题,请各小组任选两道展开讨论,然后派代表汇报。第一题:烧杯里有一杯接近饱和的硝酸钾溶液,在不增加溶质的前提下,你有哪些办法让它变成饱和溶液?第二题:一杯饱和的硝酸钾溶液,在温度不变的条件下蒸发掉一部分溶剂,杯底会出现什么现象?此时剩下的溶液还是不是饱和溶液?第三题:为什么汗水带有咸味?被汗水浸湿的衣服晾干后,为什么常出现白色的斑迹?各小组代表汇报后,教师逐一点评:第一题可以采用降低温度或蒸发溶剂的方法;第二题杯底会析出硝酸钾晶体,因为温度不变、溶剂减少,原来溶解不了的溶质就析出来了,剩余溶液仍然是该温度下的饱和溶液;第三题正是利用蒸发结晶的原理解释汗水晾干后留下白色斑迹的现象。
课堂小结
教师带领学生一起梳理本节课的知识脉络:在一定温度、一定量溶剂中,物质的溶解是有限度的;我们由此建立了饱和溶液与不饱和溶液的概念,并知道了二者在改变温度或溶剂的量时可以相互转化;还认识了结晶的两种常用方法——蒸发结晶和降温结晶,以及它们在海水晒盐、衣物汗渍等生活现象中的应用。教师边讲边在黑板上用思维导图式的板书把这些内容串联起来,帮助学生形成清晰的知识网络。
课后延伸
布置家庭小实验:在厨房里,向一杯清水中不断加入食盐并充分搅拌,直到杯底出现不再溶解的食盐为止;然后把这杯食盐水倒入一个浅盘子里,放在阳台或窗台阳光能照到、通风较好的地方。过几天观察盘子里出现了什么现象,并用今天学到的知识解释你看到的变化,把发现和解释记录下来,下节课与同学交流分享。
七、板书设计
第三节 物质溶解的限度(第一课时)
一、溶解是有限度的
一定量溶剂中,溶质不能无限溶解
二、饱和溶液 与 不饱和溶液
饱和溶液:一定温度、一定量溶剂中,不能继续溶解某溶质
不饱和溶液:还能继续溶解某溶质
三、相互转化
不饱和溶液 ──降温、蒸发溶剂、加溶质──→ 饱和溶液
饱和溶液 ──升温、加溶剂──────────→ 不饱和溶液
四、结晶
蒸发结晶(海水晒盐) 降温结晶(冷却热饱和溶液)
学科网(北京)股份有限公司
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