内容正文:
溶液浓稀的表示(第二课时)教学设计
科粤版 · 九年级化学下册 · 第七单元 溶液
一、课标分析
《义务教育化学课程标准(2022年版)》在“物质的性质与应用”主题中要求,学生应认识溶解现象,理解溶液由溶质和溶剂组成,并能从定量角度描述溶液组成。本课时聚焦溶液浓稀的定量表示,要求学生初步学会从定量视角认识溶液,理解溶质质量分数的含义,能进行简单计算,并将其应用于解决实际问题。课标强调化学学习应紧密联系生产生活实际,通过真实情境和实验探究发展学生核心素养,引导学生在“做中学”“用中学”,体会定量研究对化学科学和工农业生产的重要意义。
二、四维核心素养
化学观念:建立溶液组成的定量认识。科学思维:通过比较归纳建构溶质质量分数概念模型,发展定量思维。科学探究:通过实验对比亲历定量表示的探究过程。科学态度与责任:体会定量表示在医疗农业中的应用价值,养成严谨求实态度。
三、教学重难点
教学重点:理解溶质质量分数的概念,掌握有关溶质质量分数的简单计算方法。教学难点:理解溶液稀释过程中溶质质量不变的规律,能分析并解决与溶液稀释相关的实际问题,建立从定性描述到定量表示的思维跨越。
四、设计思路
本课时以“任务驱动、问题引领、实验支撑”为设计理念,围绕真实生活情境展开教学。首先从医院输液、农药配制等学生熟悉的场景入手,引出定量表示溶液浓稀的必要性;接着通过实验对比活动,引导学生自主建构溶质质量分数的概念;再通过例题剖析和变式训练,帮助学生掌握基本计算方法;最后以溶液稀释问题为拓展任务,深化对概念的理解。整个教学过程以学生为主体,让学生在完成具体任务的过程中主动建构知识、发展能力,落实核心素养培养目标。
五、教学过程
任务一:情境激疑——为什么要定量表示溶液的浓稀
【任务情境】教师展示三个生活场景的文字描述:医院里医生给病人输液时使用的生理盐水,农民伯伯配制农药时需要按一定比例稀释药液,厨房里妈妈煮汤时放盐多了汤就咸、放盐少了汤就淡。教师提问:同学们,在这些生活场景中,溶液的浓稀只是“浓一点”“淡一点”就够了吗?如果医生配的盐水浓度不对,会发生什么?如果农民农药配浓了或配淡了,又会有什么后果?
【学生活动】学生围绕教师提出的问题展开小组讨论。有的学生说,输液的盐水如果太浓,病人会不舒服;有的学生说,农药太浓会烧坏庄稼,太淡又杀不死虫子;还有的学生联系生活经验说,糖水太甜不好喝,太淡又没味道。教师在学生发言的基础上引导:看来,仅凭“浓”或“稀”这样的定性描述已经不能满足实际需要了,我们必须学会用更精确的方法来表示溶液的浓稀程度。
【设计意图】从学生熟悉的生活情境出发,引发认知冲突,让学生真切感受到定量表示溶液浓稀的必要性,激发学习动机,同时体现化学与生活的紧密联系。
任务二:实验探究——如何科学地比较溶液的浓稀
【任务情境】教师提供实验用品:三支大小相同的试管、硝酸钾固体、蒸馏水、托盘天平、量筒、药匙。教师布置任务:请各小组利用桌上的器材,设计并完成一个实验,比较三种不同浓度的硝酸钾溶液,看看谁的更浓、谁的更稀。
【学生活动】各小组讨论实验方案。有的小组提出,分别取相同体积的水,加入不同质量的硝酸钾,溶解后观察溶液颜色深浅来比较;有的小组提出,取相同质量的硝酸钾,加入不同体积的水,溶解后尝味道来比较(教师引导:实验室中的药品不能品尝)。经过讨论,各小组确定了实验方案:在三支试管中分别加入等量的蒸馏水,然后依次加入质量不同的硝酸钾固体,充分振荡使其完全溶解。
教师巡视指导,提醒学生注意规范操作:取用固体药品时用药匙,称量时左物右码,量取水时视线与凹液面最低处保持水平。各小组完成实验后,观察三支试管中溶液的状态——由于硝酸钾溶液是无色透明的,仅凭肉眼无法直接判断浓稀。教师顺势引导:看不到颜色深浅,那我们能不能通过计算加入的溶质多少来判断呢?
学生思考后发现,在溶剂质量相同的情况下,加入的溶质越多,溶液就越浓;加入的溶质越少,溶液就越稀。教师进一步追问:如果溶剂的量也不一样呢?比如第一杯水多放了盐,第二杯水少放了盐,我们怎么判断哪杯更咸?
【设计意图】通过实验探究让学生亲历比较溶液浓稀的过程,当遇到“肉眼无法区分”的困境时,自然产生寻找科学比较方法的需求,为后续建构溶质质量分数概念奠定基础。
任务三:概念建构——认识溶质质量分数
【任务情境】教师引导学生回顾刚才的实验:当溶剂质量相同时,溶质越多溶液越浓;当溶质质量相同时,溶剂越少溶液越浓。那么,有没有一种方法,既能体现溶质的多少,又能体现溶液总量的多少,从而准确衡量溶液的浓稀程度呢?
【学生活动】学生在小组内交流讨论。教师在学生充分发言后总结:化学上常用溶质质量分数来表示溶液的浓稀程度。溶质质量分数就是溶质质量与溶液质量之比,通常用百分数来表示。换句话说,就是看一看在全部溶液质量当中,溶质的质量占了百分之多少。占的百分比越大,说明溶液越浓;占的百分比越小,说明溶液越稀。
教师进一步解释:溶液质量等于溶质质量加上溶剂质量,所以溶质质量分数其实就是溶质质量除以溶质质量与溶剂质量之和,再乘以百分之百。教师用通俗的语言帮助学生理解:就像我们泡糖水一样,如果你放了十克糖,加了九十克水,那么糖水总质量就是一百克,糖占糖水总质量的百分之十,我们就说这杯糖水的溶质质量分数是百分之十。
教师趁热打铁,让学生回到刚才的实验情境:三支试管中,第一支加入五克硝酸钾和九十五克水,第二支加入十克硝酸钾和九十克水,第三支加入十五克硝酸钾和八十五克水。请同学们分别算一算,三支试管中溶液的溶质质量分数各是多少?哪支试管的溶液最浓?哪支最稀?
学生计算后得出:第一支试管中溶质质量占溶液总质量的百分之五,第二支是百分之十,第三支是百分之十五。第三支试管的溶液最浓,第一支最稀。教师对学生的计算结果给予肯定,并强调:通过计算溶质质量分数,我们就能精确地比较任何两种溶液的浓稀程度,不管它们的溶质质量和溶剂质量是否相同。
【设计意图】从实验经验出发,引导学生自主建构溶质质量分数的概念,理解其含义。通过即时练习,让学生在具体情境中运用概念,加深对概念的理解,落实化学观念和科学思维素养。
任务四:例题剖析——溶质质量分数的基本计算
【任务情境】教师出示例题:在农业生产上,常需要用质量分数为百分之十六的氯化钠溶液来选种。现在某农技站要配制这样的溶液,已知需要氯化钠的质量为四十八千克,请同学们算一算,需要水的质量是多少千克?配成的溶液总质量又是多少千克?
【学生活动】学生先独立思考,然后在小组内交流解题思路。教师巡视,倾听各小组的讨论,对有困难的小组给予适当提示。
教师请一位学生上台讲解自己的解题过程。学生分析:题目告诉我们溶质质量分数是百分之十六,溶质质量是四十八千克。因为溶质质量分数等于溶质质量除以溶液总质量,所以溶液总质量就等于溶质质量除以溶质质量分数。用四十八千克除以百分之十六,得到溶液总质量是三百千克。溶液总质量减去溶质质量,剩下的就是溶剂水的质量,也就是三百千克减去四十八千克,等于二百五十二千克。
教师对学生的讲解给予充分肯定,然后引导全班同学一起梳理解题思路:第一步,根据溶质质量分数和溶质质量,求出溶液的总质量;第二步,用溶液总质量减去溶质质量,得到溶剂的质量。教师特别强调解题的规范:要先写“已知”,再写“求解过程”,最后写出“答”。
教师再出示一道变式题:把五十克蔗糖完全溶解在一百五十克水中,求所得溶液的溶质质量分数。请同学们独立完成。
学生计算后汇报:溶液总质量是五十克加上一百五十克,等于二百克。溶质质量分数就是五十克除以二百克,换算成百分数就是百分之二十五。教师确认答案正确后,引导学生总结:已知溶质质量和溶剂质量求溶质质量分数时,要先求出溶液总质量,再用溶质质量除以溶液总质量,最后换算成百分数。
【设计意图】通过例题剖析和变式训练,让学生掌握溶质质量分数基本计算的解题思路和规范步骤。例题由扶到放,先教师引导、学生讲解,再学生独立完成,体现分层递进的教学原则。
任务五:实验操作——配制一定溶质质量分数的溶液
【任务情境】教师布置实践任务:现在实验室要配制一瓶质量分数为百分之六的氯化钠溶液,供分组实验使用。请各小组根据桌上的仪器和药品,设计并完成配制过程。提供的器材有:托盘天平、烧杯、玻璃棒、量筒、药匙、胶头滴管、氯化钠固体、蒸馏水。
【学生活动】各小组先讨论配制方案。经过讨论,同学们达成共识,认为配制溶液应该分以下几个步骤进行:第一步,计算——需要称取多少克氯化钠、量取多少毫升水;第二步,称量——用托盘天平称取所需质量的氯化钠;第三步,量取——用量筒量取所需体积的蒸馏水;第四步,溶解——将称好的氯化钠和量好的水倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌至完全溶解。
教师引导学生先进行计算:假设要配制五十克质量分数为百分之六的氯化钠溶液,需要氯化钠多少克?需要水多少克?水的体积大约是多少毫升?
学生计算:需要氯化钠的质量等于五十克乘以百分之六,等于三克。需要水的质量等于五十克减去三克,等于四十七克。由于水的密度大约是每毫升一克,所以四十七克水的体积大约就是四十七毫升。
各小组按照计算结果开始实验操作。教师巡视指导,重点关注:天平的使用是否规范,量筒读数是否正确,搅拌操作是否正确,以及各组同学之间的分工合作是否合理。
实验完成后,教师组织各小组汇报:你们组称了多少克氯化钠?量了多少毫升水?溶解过程顺利吗?有什么发现或问题?有的小组汇报说,溶解时刚开始氯化钠沉在烧杯底部,搅拌一会儿就全溶了;有的小组说,量筒读数时视线要与凹液面最低处相平,不然读出来的数不准。教师对各小组的表现给予点评,强调规范操作的重要性。
【设计意图】通过动手配制溶液,让学生将理论知识应用于实践,在“做中学”中深化对溶质质量分数的理解。同时培养学生的实验操作能力、合作能力和严谨的科学态度。
任务六:迁移拓展——溶液稀释问题
【任务情境】教师出示生活中的实际问题:工人师傅在给果树喷农药时,手里有一瓶浓度较高的农药原液,说明书上说需要把它稀释成浓度为百分之零点五的稀溶液才能使用。现在有这样一瓶质量为二十千克、浓度为百分之二十的农药原液,请问需要加入多少千克水才能稀释到所需的浓度?
【学生活动】学生先独立思考,再小组讨论。教师巡视,倾听学生的思路。
教师引导学生分析:稀释前后,什么变了?什么没变?学生思考后回答:稀释时加了水,所以溶液质量变大了,溶剂质量变大了,浓度变小了;但是溶质的质量没有变,因为我们只是加了水,没有加也没有减少农药本身。教师肯定学生的分析,这正是解决稀释问题的关键——稀释前后溶质质量保持不变。
师生共同梳理解题思路:第一步,先算出原来浓溶液中含有多少溶质。二十千克、百分之二十的溶液中,溶质质量等于二十千克乘以百分之二十,等于四千克。第二步,稀释后溶质质量还是四千克,但此时溶液的浓度变成了百分之零点五。由于溶质质量等于溶液总质量乘以溶质质量分数,所以稀释后的溶液总质量就等于溶质质量除以稀释后的浓度,也就是四千克除以百分之零点五,等于八百千克。第三步,稀释后的溶液总质量是八百千克,原来的溶液质量是二十千克,所以需要加入水的质量就是八百千克减去二十千克,等于七百八十千克。
教师再追问:为什么稀释前后溶质质量不变?学生回答:因为加水的过程中,只是增加了溶剂的量,溶质并没有增加也没有减少。教师进一步强调:这是解决所有溶液稀释问题的核心依据,同学们一定要牢牢记住。
教师再出示一道思考题供学生课后完成:把一百克质量分数为百分之十的蔗糖溶液,加水稀释成质量分数为百分之五的溶液,需要加水多少克?
【设计意图】以真实生产情境为载体,引导学生分析溶液稀释过程中各量的变化关系,抓住“溶质质量不变”这一核心,突破教学难点。培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
任务七:总结提升与课堂反馈
【任务情境】教师引导学生回顾本节课的学习内容:通过这节课的学习,你有哪些收获?还有什么疑问?
【学生活动】学生纷纷发言。有的学生说,知道了可以用溶质质量分数来定量表示溶液的浓稀;有的学生说,学会了怎么计算溶质质量分数;有的学生说,知道了溶液稀释前后溶质质量不变;还有的学生说,学会了怎么配制一定浓度的溶液。教师对学生的总结进行补充和梳理,将本节课的知识脉络清晰地呈现在黑板上。
教师进行课堂小结:今天这节课,我们从生活中的实际问题出发,认识了溶质质量分数这个表示溶液浓稀的重要方法。我们知道了溶质质量分数就是溶质质量占溶液总质量的百分比,百分比越大溶液越浓。我们还学会了根据溶质质量分数进行简单的计算,理解了溶液稀释前后溶质质量不变的道理。希望同学们今后能用今天学到的知识,去解释和解决生活中遇到的更多与溶液有关的问题。
【设计意图】通过学生自主总结和教师梳理,帮助学生构建完整的知识体系,巩固本节课所学内容,同时培养学生的归纳概括能力。
六、板书设计
7.3 溶液浓稀的表示(第二课时)
一、为什么要定量表示
二、溶质质量分数
生活需要:输液、农药、煮汤
含义:溶质质量占溶液总质量的百分比
定性描述不够精确
溶液越浓,溶质质量分数越大
三、基本计算
四、溶液稀释
已知溶质和溶剂,求溶质质量分数
稀释前后:溶质质量不变
已知溶质质量分数,求溶质或溶剂质量
浓溶液加水,变为稀溶液
五、配制溶液步骤
计算、称量、量取、溶解
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