内容正文:
第三节 定量表示溶液的组成(第一课时)
北京版 初中化学 九年级下册
一、教材分析
本课时选自北京版九年级化学下册溶液单元,是学生认识溶液、溶质、溶剂之后,由定性走向定量研究溶液的关键一课。教材以生活中浓与稀的经验为起点,引出用数据表示溶液组成的问题,建立溶质质量分数概念并安排配制实验,为后续化学计算奠基。
二、四维核心素养
化学观念:通过定量分析溶液组成,形成组成可测的物质观与定量观。科学思维:在比较浓稀、辨析数据中发展归纳与推理能力。科学探究与实践:经历配制溶液、观察记录、交流评价的探究过程。科学态度与责任:体会定量表示的应用价值,养成严谨求实、安全规范的实验态度。
三、教学重难点
教学重点:建立溶质质量分数概念,理解其含义,能对溶液组成作简单定量描述。教学难点:从浓稀的定性经验过渡到质量分数的定量表示,理解溶质、溶剂、溶液三者质量关系,并在配制活动中准确把握称溶质、量溶剂、搅溶解的操作要领。
四、新课导入
教师出示两杯外观相近的糖水,学生观察后由教师演示品尝,哪杯更甜?学生凭味觉判断后追问:更浓可浓到什么程度,能用一个数据说清吗?再展示医用生理盐水、配制消毒液的图片,提问:配药若凭感觉随意加料会怎样?由此引出需用统一准确的方法表示溶液组成。
五、新课导入设计意图
从熟悉的糖水甜淡切入,制造能感受却说不清的认知冲突;借医疗与消毒情境体会定量必要,自然引出课题。
六、上课过程设计意图
本课以“配制一杯有标准组成的糖水”为总任务驱动,把概念学习嵌入真实任务之中。学生先在比较浓稀的活动中发现定性描述的不足,再通过数据分析和讨论归纳出溶质质量分数的含义,进而运用概念完成溶液配制。整个过程遵循经验感知、问题冲突、概念建构、实践应用、交流反思的认知路线,让学生在做中学、在用中悟。教师通过层层追问、适时点拨和实验示范,把抽象的定量概念转化为可操作、可体验的活动,既落实知识,又发展科学思维与探究能力。
七、教学过程
任务一:比较浓稀,发现问题
【任务情境】教师在讲台上准备三杯糖水样品:第一杯放入一勺糖,第二杯放入两勺糖,第三杯放入两勺糖却多加了一倍的水。请学生以小组为单位,先观察三杯糖水的外观——它们都是无色透明的,仅凭眼睛几乎看不出差别;再由教师取少量样品依次品尝,学生根据教师给出的“很甜”“比较甜”“淡一些”的提示,把三杯按由浓到淡的顺序排一排。
教师提问:大家都能用“很甜”“比较甜”“淡一些”来描述,可是如果让你把讲台上那杯“比较甜”的糖水“一模一样”地复制出来,你能做到吗?学生纷纷摇头,表示说不清楚到底放了多少糖、加了多少水,也不知道别人怎样才能配出和自己这杯完全一样的味道。教师顺势追问:能不能只用一个数,就把溶液的组成说清楚,让别人照着做也能得到完全相同的糖水?由此形成本节课要解决的核心问题。
【学生活动】小组讨论,把自己的想法写在学习单上:有人说看颜色深浅,有人说尝味道,有人说称一称糖和水的质量。教师引导学生逐一比较这些方法:尝味道在实验室里既不安全也不准确,还会受各人味觉差异影响;看颜色只适用于硫酸铜溶液这类有色溶液,遇到食盐水、蔗糖水这样的无色溶液就失灵了;称量又该称什么、怎样比,才能反映出“浓”与“淡”?在交流与质疑中,学生逐步意识到:要准确表示溶液组成,必须回到“溶质有多少、溶液整体有多少”上来,从质量的角度去寻找一个合适的比较标准。有学生提出“那就把糖和水分别称一称”,教师追问“称完之后怎么比”,把讨论引向深入。
任务二:数据分析,建构概念
【任务情境】教师呈现三组配制记录:甲组在一定量的水中加入较少的糖,乙组在同样多的水中加入较多的糖,丙组在更多的水中加入与乙组同样多的糖。请各小组围绕三个问题展开讨论:哪杯更甜?为什么?如果让别人复现这杯糖水,需要告诉对方哪几个数据?
学生分组观察数据、比较糖与水的质量关系。教师巡视,发现有的小组在比较“糖占糖水的多少”,有的小组在比较“糖和水的比例”,还有的小组只盯着糖的多少。教师请这三种做法分别汇报,组织全班辨析:哪种比较方法,无论加多少水、加多少糖,都能稳定地反映出这杯糖水究竟有多浓?通过讨论,学生发现:只看糖的多少,碰到糖多、水也多的情况就会判断失误;只看糖和水的比例,又不能直接告诉别人溶液整体的多少;而看“溶质质量占全部溶液质量的比例”,既能反映浓淡,又便于不同溶液之间相互比较。
教师在学生讨论的基础上,揭示概念:人们把溶质质量与溶液质量之比,叫做溶质的质量分数,通常用百分数来表示。教师强调三点:一是它表示的是“部分与整体”的关系,溶质是部分,溶液是整体;二是溶质质量指真正溶解在溶液里的那部分溶质,没有溶解的不能算进去;三是溶液质量等于溶质质量与溶剂质量之和。为帮助学生理解,教师连续反问:一杯糖水里糖放多一点、溶剂不变,溶质质量分数怎样变化?水多一点、糖不变呢?学生通过推理说出“变大”或“变小”,初步建立起量的变化关系。
【学生活动】结合刚才三组糖水的数据,学生尝试说出每杯糖水中糖占糖水的百分之几,并解释“百分之几”在这里的具体含义——每一百份质量的糖水中含有多少份质量的糖。教师请多位学生用自己的话复述这一含义,及时纠正把“糖占水的比例”误当成溶质质量分数的认识,并请学生互相评价:这位同学说得清楚吗?哪里还可以再准确一点?
任务三:联系实际,理解含义
【任务情境】教师出示生活素材:医院输液用的生理盐水标签上写着“每一百克溶液中含氯化钠零点九克”;农业上选种用的盐水标签上标有一定的溶质质量分数;商店出售的医用酒精瓶上也标着相应的浓度信息。请学生阅读后,先在小组内互相说一说这些数据告诉了我们什么,再推选代表向全班解释。
学生阅读标签,小组内互相解释:生理盐水那个数据,意味着每一百克这样的溶液里,含有零点九克食盐,剩下的是水。教师追问:为什么医院要把生理盐水配得这么“准”?如果配浓了,或者配淡了,进入人体后可能会怎样?学生结合生活经验回答:太浓或太稀都可能影响人体,甚至造成危险。教师借此引导学生体会:定量表示溶液组成不是书本上的数字游戏,而是关系健康与安全的实用知识,差一点都不行。
【学生活动】教师再请学生举例:生活中还有哪些地方看到过类似的“浓度”数据?学生踊跃发言,提到饮料配料表、消毒液、洗发水、碘酒、眼药水、酱油等。教师把这些例子简要板书在黑板一侧,并追问:这些数据出现在标签上,是为了提醒我们什么?学生回答:是为了让使用者知道里面到底有多少有效成分,用起来才放心。这样,概念与生活经验紧密相连,学生对“溶质质量分数”的现实意义有了更真切的体会。
任务四:运用概念,解决简单问题
【任务情境】教师出示一组贴近学生的问题,请各小组选择数据、口头说明思路,不要求书写复杂算式,重在说清“先看什么、再想什么、依据是什么”。
问题一:老师配制了一杯糖水,称出其中糖的质量是十克,全部糖水的质量是一百克。请说出这杯糖水中糖的质量分数,并说明你是怎么想的。学生先独立思考,再在小组内交流。代表汇报:糖是十克,糖水一共一百克,糖占糖水的十分之一,也就是百分之十。教师追问:这个百分之十告诉我们什么?学生答:每一百克这样的糖水里有十克糖。教师再请另一位同学复述,看大家的理解是否一致。
问题二:如果往这杯糖水里再加入一些水,糖没有增加,糖水的总质量变大了,糖的质量分数会怎样变化?请说明理由。学生讨论后得出结论:糖没变,糖水变多,糖所占的比例变小,所以溶质质量分数变小。教师顺势追问:反过来,如果溶剂不变,继续往里面加蔗糖呢?学生答:溶质变多,溶质质量分数变大。教师引导学生归纳出判断方法——盯住“溶质占溶液的比例”是变大还是变小,不要被“糖看起来多了”这类表面现象迷惑。
问题三:工人师傅配制了一瓶盐水,知道盐水总质量和其中食盐的质量,怎样知道这瓶盐水咸不咸?学生回答:算一算食盐占整瓶盐水的比例,比例越大越咸。教师肯定并指出:这正是人们在生产生活中描述溶液组成的常用方法。教师还故意设置一个“陷阱”:某同学说“我这杯糖水特别甜,所以它的溶质质量分数一定最大”,请其他同学判断这种说法是否严谨。学生经过讨论意识到:甜不甜还跟人对糖的敏感程度有关,只有数据才客观,从而进一步体会定量表示的优越性。整个环节中,教师鼓励学生用“占”“每一百份”这样的语言描述,重在理解比例关系,而不是死记硬背。
任务五:动手配制,应用概念
【任务情境】学校卫生角要配制一小瓶用于擦拭桌面的消毒液,请各小组按照任务卡上给出的“溶质质量分数要求”,利用托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒等器材,合作配制一份规定组成的溶液。任务卡写明需要配制的溶液总量和要求的溶质质量分数,由小组先讨论操作步骤,经教师确认后再动手。
教师先组织讨论:要准确配制这样的溶液,应该先做什么、再做什么、最后做什么?各小组汇报,师生共同梳理出操作思路:第一步计算,根据想要配制的溶液总量和要求的溶质质量分数,推算需要称多少溶质、量多少溶剂;第二步称量,用天平称出所需溶质,倒入洁净的烧杯;第三步量取,用量筒量取所需溶剂,沿烧杯壁缓缓倒入;第四步溶解,用玻璃棒轻轻搅拌,直到溶质全部溶解、不再有颗粒;第五步装瓶贴签,把配好的溶液倒入细口瓶,在标签上写明溶液名称和溶质质量分数。
【学生活动】各小组分工合作:一人负责称量、一人负责量取、一人负责搅拌、一人负责记录与贴签。教师巡回指导,重点提醒:称量时药品不能直接放在托盘上,要在两个托盘上各垫一张相同的称量纸;量取液体时视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平;倾倒液体时烧杯口要紧靠量筒口;搅拌时玻璃棒不要敲击烧杯内壁,也不要把玻璃棒靠在杯壁上;药品取用要适量,剩余药品不能放回原瓶,也不能随意丢弃。学生在操作中真切体会到:溶质称多一点或少一点、溶剂量多一点或少一点,都会直接影响最终溶液的组成,从而加深对“定量”二字的理解。
配制完成后,教师组织小组之间互相交换观察:比较各组配制的溶液在外观上是否一致,标签写得是否规范、清晰,并请一两位学生介绍本组是怎样计算溶质和溶剂用量的。教师点评时强调:准确称量、准确量取、充分溶解,是保证溶液组成符合要求的三个关键环节;任何一步粗心,都会使“规定的溶质质量分数”打折扣。教师还请学生反思:如果在量取水时仰视读数,最终配成的溶液溶质质量分数会偏大还是偏小?如果溶质称多了又会怎样?学生结合比例关系进行推理,把实验操作与概念理解再次联系起来。教师进一步引导:装瓶后为什么还要贴上标签?如果不写清楚名称和组成,下次别人取用会遇到什么麻烦?学生回答:可能拿错、用错,标签就是溶液的“身份证”,由此体会规范记录与定量表达同样重要。
任务六:课堂小结,梳理提升
教师引导学生回望本节课:今天我们从“哪杯糖水更甜”出发,发现只说“浓”和“稀”不够,于是引入了一个新的定量表示方法。请学生合上书本,用自己的话说一说:什么是溶质的质量分数?它表示什么意思?配制一定组成的溶液大致要经过哪几步?
学生纷纷发言:溶质的质量分数是溶质质量占全部溶液质量的比例,用百分数表示;它告诉我们每一百份质量的溶液里含有多少份溶质;配制溶液要经过计算、称量、量取、溶解、装瓶贴签几步。教师在学生回答的基础上,用简洁的语言把知识链条串起来:从定性的浓稀,到定量的质量分数,再到动手配制,这就是化学研究溶液组成的基本思路。教师还请学生说一说,这节课自己最大的收获是什么,哪个环节原来不清楚、现在明白了,帮助学生把隐性的理解显性化。
教师最后提出思考:今天配制的是常温下的溶液,如果换一种溶质,或者温度发生变化,溶质质量分数会不会受到影响?把溶液长期敞口放置,组成又会不会改变?教师提醒学生课后可以在家用食盐和水做一个小观察:静置几天后液面有什么变化、杯底有没有析出固体,并把发现记录下来,下节课与同学交流。这些问题留给大家课后继续观察、思考,为下一节课的学习埋下伏笔。
八、板书设计
(说明:本板书以文字和箭头关系呈现,不出现数学表达式。)
第三节 定量表示溶液的组成(第一课时)
一、问题:怎样用一个数准确表示溶液组成?
浓与稀(定性)→ 溶质质量分数(定量)
二、概念:溶质质量分数
含义:溶质质量占溶液质量的比例
表述:每一百份质量的溶液中含有多少份溶质
关系:溶液质量等于溶质质量与溶剂质量之和
三、判断:看溶质占溶液的比例变大还是变小
溶质增多 → 质量分数变大
溶剂增多 → 质量分数变小
四、配制一定组成溶液的步骤:
计算 → 称量溶质 → 量取溶剂 → 搅拌溶解 → 装瓶贴签
应用:生理盐水、选种盐水、消毒液……
学科网(北京)股份有限公司
$