内容正文:
《饱和溶液和不饱和溶液》(第一课时)教学设计
沪教版·九年级化学下册 第7章 探索溶解现象 第3节
一、教材分析
本节位于沪教版九年级下册第7章“探索溶解现象”第3节,是在学生已经认识溶液、溶质、溶剂以及物质溶解性差异的基础上,进一步从“量”的角度研究溶液的状态。教材以“一定温度下、一定量溶剂里溶质能否无限溶解”为核心问题,引导学生通过实验自主建构饱和溶液与不饱和溶液的概念,并理解两者在条件改变时的相互转化。本节既是对前序溶解现象知识的深化,又为后续学习溶解度、结晶现象奠定基础,在整个溶液知识体系中起承上启下的关键作用。
二、四维核心素养目标
化学观念:建立饱和溶液与不饱和溶液的对立统一观念,认识溶液状态与温度、溶剂量等外部条件之间的依存关系,形成“一定条件下溶质溶解具有限度”的科学认识。
科学思维:通过对实验现象的观察、比较与分类,发展基于证据的推理能力;在辨析饱和溶液与浓稀溶液关系的过程中,体会概念间的区别与联系,提升模型认知与逻辑思维水平。
科学探究:经历“提出问题—设计实验—动手操作—观察记录—交流解释”的完整探究过程,初步学会控制变量、对比实验的基本方法,提升实验设计与合作探究能力。
科学态度与责任:在实验中养成严谨求实、规范操作的科学态度;通过对海水晒盐等生产实例的分析,感受化学与生活、生产的密切联系,增强学以致用的社会责任感。
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;理解在一定温度、一定量溶剂条件下,改变温度或溶剂的量可以实现饱和溶液与不饱和溶液的相互转化。
教学难点:理解饱和溶液概念中“一定温度”“一定量溶剂”两个前提条件的必要性;辨析饱和溶液、不饱和溶液与浓溶液、稀溶液两组概念之间的区别与联系,突破“饱和溶液就是浓溶液”的常见迷思。
四、设计意图
本课以“海水中的盐从哪里来”这一真实生产情境为线索,采用任务式活动设计,将抽象概念的建构融入三个递进式学生任务之中。任务一让学生在向一定量水中逐渐加入食盐的过程中,亲身发现“不能再继续溶解”的临界点,从而自发产生饱和溶液的概念雏形;任务二通过改变温度和溶剂的量,引导学生主动发现溶液状态的可转化性,并在认知冲突中理解概念前提条件的必要性;任务三通过对不同物质溶解情况的对比辨析,厘清饱和与浓稀之间的关系。整节课以学生动手实验和讨论交流为主线,教师仅在关键处追问、点拨,避免概念直接灌输,让学生在“做中学”“思中悟”,真正落实核心素养的培育要求。
五、教学过程
【任务情境】海水晒盐的秘密
教师展示一组海盐生产的图片:辽阔的海滩上,一块块盐田在阳光下泛着白光,工人将海水引入盐田,经过日晒风吹,洁白的盐粒逐渐析出。教师提出驱动性问题:“海水是盐的水溶液。人们把海水引入盐田后,并没有加入任何其他物质,为什么经过一段时间,盐却从水中”跑“了出来?在日晒的过程中,海水这杯溶液到底发生了什么变化?”
学生围绕这一问题展开猜想:有的学生认为水变少了所以盐出来了;有的学生认为温度变化使盐“待不住”了;也有的学生认为海水本来就是某种特殊的溶液状态。教师顺势引导:要揭开海水晒盐的秘密,我们首先要弄清楚一个最基本的问题——在一杯水里,溶质到底能不能无限制地溶解下去?今天我们就通过三个递进任务,一步步走近这个问题的答案。
【任务一】向一定量水中“不断加盐”,会发生什么?
任务目标:通过向一定量的水中逐渐加入食盐,观察溶质能否无限溶解,发现“不能再溶解”的临界点,初步形成饱和溶液的概念。
器材准备:烧杯、玻璃棒、药匙、量筒、蒸馏水、食盐(氯化钠)、硝酸钾固体、氢氧化钙粉末、铁架台、酒精灯、石棉网、火柴、温度计、废液缸。
活动组织:四人一小组,按“操作—观察—记录—交流”的顺序开展实验。
教师引导:“请每个同学先用量筒量取二十毫升蒸馏水,倒入烧杯中。然后用药匙取一小匙食盐,加入烧杯里,用玻璃棒轻轻搅拌,观察食盐是否溶解。等它完全溶解之后,再加入第二小匙,继续搅拌。这样一次次加下去,看看会出现什么现象。”
学生动手操作。第一次加入食盐后,轻轻搅拌,食盐颗粒很快消失在水中,烧杯里还是澄清透明的液体。学生继续加入第二小匙、第三小匙……每一次搅拌后,食盐似乎都能“化”在水里。有学生开始兴奋地说:“原来盐可以一直溶解下去!”但当加到第五小匙、第六小匙的时候,情况开始发生变化——玻璃棒搅拌了好一会儿,烧杯底部始终沉着一些白色颗粒,不再减少。学生面面相觑,有人又加了一小匙,结果杯底的固体颗粒越积越多。
教师抓住这个时机提问:“大家注意到没有,当加到一定程度之后,无论我们再怎么搅拌、再怎么加盐,烧杯底部的食盐都不再溶解了。这说明了什么?”学生纷纷发言:“说明水里能溶解的盐是有上限的。”“不是想溶解多少就溶解多少。”“到了某个程度,水就”吃饱“了,再也吃不下盐了。”
教师顺势归纳:像这样,在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再继续溶解某种溶质的溶液,就叫做这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液,就叫做这种溶质的不饱和溶液。教师特别强调两个关键词:“一定温度下”“一定量溶剂里”,请学生在课本上把这两个条件圈出来,并思考:为什么概念里必须写上这两个前提?如果去掉它们,这个定义还成立吗?
学生开始小声讨论。有学生提出疑问:“如果我把这杯底部还有食盐沉淀的溶液加热一下,那些沉淀会不会重新溶解?”教师表扬了这个猜想,顺势引出任务二。
【任务二】改变温度或溶剂的量,溶液的状态会改变吗?
任务目标:通过改变温度和改变溶剂的量两个对比实验,探究饱和溶液与不饱和溶液之间的转化条件,理解概念中“一定温度”“一定量溶剂”前提的必要性。
活动一:加热已经饱和的食盐水。
教师引导:“刚才我们得到了一杯底部还有食盐沉淀的溶液,按照定义它应该是食盐的饱和溶液。现在请大家把烧杯放到石棉网上,用酒精灯缓慢加热,同时用玻璃棒轻轻搅拌,观察杯底的食盐沉淀有什么变化。”
学生点燃酒精灯,小心加热。随着温度升高,杯底原本沉着的食盐颗粒竟然一点一点地变少了,最后完全消失在水中。学生惊讶地叫起来:“沉淀不见了!刚才不是饱和了吗,怎么又能溶解了?”
教师追问:“这杯溶液现在还是饱和溶液吗?”学生思考后回答:“应该不是了,因为刚才不能再溶解的食盐,现在又被溶解进去了。”教师继续追问:“那它现在还能不能继续溶解更多的食盐?要不要再加点盐试一试?”学生再加入一小匙食盐,搅拌之后,食盐果然又溶解了。教师引导学生总结:“这说明,升高温度之后,原来的饱和溶液变成了不饱和溶液,它又可以继续溶解溶质了。”这就是为什么饱和溶液的定义里必须强调“一定温度下”——温度变了,溶液的状态也可能跟着改变。
活动二:给饱和溶液加水。
教师再引导:“如果我们不加热,而是往这杯饱和溶液里再加入一些蒸馏水,又会发生什么?”学生分组进行实验:向含有未溶解食盐沉淀的饱和溶液中,用量筒慢慢加入十毫升蒸馏水,轻轻搅拌。奇迹再次出现——杯底剩余的食盐沉淀逐渐减少,最后全部溶解。
教师提问:“这时候再加入一小匙食盐,还能溶解吗?”学生加入后发现,食盐又能继续溶解了。师生共同归纳:增加溶剂的量,原来的饱和溶液也可以变成不饱和溶液。这就是为什么定义里还必须写“一定量溶剂里”——溶剂的量变了,能溶解的溶质量也会跟着变。
活动三:反向思考——如何让不饱和溶液变回饱和?
教师引导学生逆向思维:“既然升高温度、增加溶剂可以把饱和溶液变成不饱和溶液,那么反过来,用什么办法可以把一杯不饱和的食盐水重新变成饱和溶液呢?”学生小组讨论后提出多种方案:“可以降低温度。”“可以把水蒸发掉一部分。”“可以继续往里面加食盐,直到它不再溶解。”教师对每一种方案都给予肯定,并引导学生梳理:对于大多数固体溶质来说,降低温度、蒸发溶剂、继续加入溶质,这三种常见方法都可以使不饱和溶液趋向饱和。教师特别提醒:不同物质受温度的影响情况并不完全相同,这一点我们在后续课时还会继续探究。
教师回到课前的海水晒盐情境:“现在谁能解释,为什么把海水引入盐田之后,经过日晒风吹,盐会慢慢析出来?”学生恍然大悟:“日晒风吹使水分蒸发,溶剂的量减少了,海水就从不饱和变成饱和,再继续蒸发,多余的盐就以晶体的形式析出来了。”教师点赞:“这正是工业上海水晒盐的基本原理——利用日光和风力蒸发水分,使食盐从海水中结晶析出。化学知识原来就藏在我们身边的生产生活里。”
【任务三】饱和溶液是不是就是“很浓”的溶液?
任务目标:通过对比不同溶质在水中的溶解情况,辨析饱和溶液、不饱和溶液与浓溶液、稀溶液两组概念的区别与联系,破除“饱和溶液一定是浓溶液”的迷思概念。
活动组织:教师演示与学生分组实验相结合。
教师先抛出问题:“有人说,饱和溶液就是很浓的溶液,不饱和溶液就是很稀的溶液。大家同意这个说法吗?我们用实验来验证一下。”
教师安排两个对比实验:第一组,向二十毫升蒸馏水中加入少量硝酸钾固体,搅拌后硝酸钾全部溶解;再继续加入硝酸钾,直到杯底有固体不再溶解,形成硝酸钾的饱和溶液。第二组,用相同温度、相同量的蒸馏水,加入一小匙熟石灰(氢氧化钙),搅拌后发现,即使只加了很少一点,烧杯底部已经有大量白色固体不能再溶解——也就是说,这杯熟石灰溶液已经是熟石灰的饱和溶液了。
教师提问:“大家观察一下两烧杯:第一杯硝酸钾的饱和溶液,里面溶解了很多硝酸钾,看起来颜色虽然透明,但其实”很浓“;第二杯熟石灰的饱和溶液,里面却只溶解了极少量的熟石灰,看起来十分”稀“。这说明什么?”学生分组讨论后得出结论:“饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液。”教师进一步追问:“为什么会出现这种差别?”学生思考后回答:“因为不同物质在水里溶解的能力不一样,有的物质很容易溶,有的物质很难溶。”教师肯定:“非常好!饱和与不饱和,描述的是溶液能不能继续溶解某种溶质;浓与稀,描述的是溶液中溶质含量的多少。这是两套完全不同的分类标准,不能混为一谈。”
教师再引导:“那么对于同一种溶质、在同一温度下,饱和溶液和不饱和溶液相比,哪一杯更浓?”学生立刻回答:“同一温度下,同种溶质的饱和溶液一定比它的不饱和溶液更浓。”教师点头:“对,这是这两组概念之间唯一确定的关系。离开”同一温度、同一种溶质“这两个前提,就不能简单地说饱和溶液一定比不饱和溶液浓。”
【总结提升】梳理知识网络
教师引导学生围绕板书,共同梳理本节课的知识脉络:第一,在一定温度下、一定量溶剂里,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;还能继续溶解的,叫做这种溶质的不饱和溶液。第二,改变温度、改变溶剂的量、继续加入溶质,可以实现饱和溶液与不饱和溶液之间的相互转化。第三,饱和溶液、不饱和溶液与浓溶液、稀溶液是两套不同的分类标准,不能等同;只有在同一温度、同种溶质的前提下,饱和溶液才一定比它的不饱和溶液浓。
教师布置课后思考任务:“请大家课后回家观察——妈妈在厨房里烧汤的时候,为什么有时候汤会越烧越咸?如果汤太咸了,有什么简单的办法可以让它变淡?这里面用到了我们今天学的哪些知识?下节课我们一起来交流。”
课堂在学生对生活现象的期待中结束。
六、板书设计
第3节 饱和溶液和不饱和溶液(第一课时)
一、概念
饱和溶液:一定温度下、一定量溶剂里,不能再继续溶解某溶质的溶液
不饱和溶液:一定温度下、一定量溶剂里,还能继续溶解某溶质的溶液
(关键词:一定温度、一定量溶剂、这种溶质)
二、相互转化
饱和溶液 与 不饱和溶液 在条件改变时可以相互转化
使饱和→不饱和:升高温度 / 增加溶剂 / 继续加入溶质并观察
使不饱和→饱和:降低温度 / 蒸发溶剂 / 继续加入溶质至不再溶解
三、两组概念辨析
饱和溶液——能否继续溶解溶质(针对“溶解限度”)
浓、稀溶液——溶质含量的多少(针对“浓度大小”)
结论:同一温度、同种溶质时,饱和溶液一定比其不饱和溶液浓;
不同溶质、不同温度下,饱和溶液不一定是浓溶液。
四、生活应用
海水晒盐——日晒风吹蒸发水分,使海水由不饱和走向饱和,进而析出食盐晶体。
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