内容正文:
7.3 溶液浓稀的表示(第二课时)作业设计
科粤版 · 九年级化学下册 · 第七单元 溶液
一、课标分析
本课时依据义务教育化学课程标准“水与溶液”主题要求设计,引导学生认识溶质质量分数是定量表示溶液组成的基本方法,能进行溶质质量分数的简单计算,并初步学会配制一定溶质质量分数溶液的操作。作业联系医用生理盐水、农药喷洒、植物营养液、汽车防冻液等真实情境,让学生在解决实际问题中体会定量表示溶液浓稀的必要性,兼顾概念理解、计算技能与实验规范,发展用定量方法解决简单化学问题的能力,体现从生活走进化学、从化学走向社会的课程理念。
二、四维核心素养
化学观念:建立溶质、溶剂、溶液质量关系的定量组成观。科学思维:通过计算与配制活动发展模型认知和推理能力。科学探究:练习称量、量取、溶解等基本操作并分析误差。科学态度与责任:体会定量配制在医疗、农业中的严谨性,养成规范求实的科学态度。
三、教学重难点
重点:理解溶质质量分数的含义,能进行溶质、溶剂、溶液质量的简单换算,初步学会配制一定溶质质量分数溶液的步骤与操作。难点:理解稀释前后溶质质量不变的道理,能对仰视、俯视、砝码放反等操作引起的浓稀偏差作出解释。
四、作业内容
(一)基础巩固
1.溶液是由溶质和溶剂组成的。溶液的质量等于( )的质量与( )的质量之和;当溶液中没有未溶解固体时,溶解在其中的溶质质量越大,溶液相对越( )(选填“浓”或“稀”),但仅凭溶质多少判断浓稀并不全面,还必须同时考虑( )的质量。
2.化学上常用溶质质量分数来定量表示溶液的浓稀程度。溶质质量分数是( )质量与( )质量之比,通常用( )数来表示,其值越( ),说明溶液越浓。对“溶质质量分数为百分之十的蔗糖溶液”,正确理解是:每( )克该溶液中含有蔗糖( )克,同时含有水( )克。
3.判断下列说法是否正确,正确的在括号内打“√”,错误的打“×”。
(1)某氯化钠溶液在配制好后,取出其中一部分,则取出的这部分溶液比原瓶溶液更稀。( )
(2)往某蔗糖溶液中加入水后,溶质质量不变,溶液质量变大,溶质质量分数变小。( )
(3)溶质质量分数为百分之五的溶液,表示每一百克水中溶解了五克溶质。( )
(4)两杯同样质量的蔗糖溶液,其中一杯蔗糖全部溶解,另一杯杯底还有少量未溶解的蔗糖固体,则两杯溶液在同一温度下的浓稀程度可能相同。( )
(5)有颜色的溶液可以根据颜色深浅粗略判断浓稀,无色溶液则无法通过肉眼判断浓稀,必须借助定量的方法。( )
4.选择:下列对“百分之五的氯化钠溶液”含义理解正确的是( )。
A.每一百克水中溶解五克氯化钠
B.每一百克该溶液中含有五克氯化钠
C.每一百克氯化钠中含有五克水
D.氯化钠与水的质量比为五比一百
5.实验室欲配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液,一般需要经过计算、( )、量取、( )、装瓶存放等步骤。其中称量固体氯化钠用( ),量取一定体积的水用( ),溶解时用于搅拌的仪器是( ),搅拌的目的是( )。配制好的试剂瓶标签上应写明( )和( )。
6.量筒量取蒸馏水时,若仰视刻度读数,则实际量取到的水比读数要( )(选填“多”或“少”),在溶质质量准确的前提下,所配溶液的溶质质量分数偏( );若俯视刻度读数,实际量取到的水偏( ),所配溶液溶质质量分数偏( )。
7.用托盘天平称量食盐时,若砝码与药品位置放反且使用了游码,则称得食盐的实际质量比需要称取的质量偏( ),在水量取准确的前提下,所配溶液溶质质量分数偏( )。
8.简答:医用生理盐水要求溶质质量分数非常精确,为什么?若浓度偏高,随输液进入人体后可能造成什么后果?若浓度偏低,又可能造成什么后果?由此说明定量配制溶液在医疗中的意义。
9.农业上常用溶质质量分数为百分之十六左右的氯化钠溶液选种。把种子倒入该溶液后,饱满结实的种子会沉入底部,干瘪、虫蛀的种子则漂浮在液面。试从溶液浓稀与种子密度关系的角度,简要说明这种选种方法的道理。
10.现有两杯蔗糖溶液:甲杯为溶液质量一百克、其中含蔗糖二十克;乙杯为溶液质量一百五十克、其中含蔗糖三十克。不写出具体算式,通过比较判断哪一杯更浓,并说明你判断的依据是什么。由此进一步说明:要定量比较两杯溶液的浓稀,只看溶质质量或只看溶剂质量都不够,必须把哪两个量放在一起比较?
11.把一段新鲜萝卜条分别放入甲、乙两个烧杯中:甲杯盛清水,乙杯盛浓盐水。过一段时间后取出,观察发现甲杯中萝卜条变硬挺,乙杯中萝卜条变软蔫。请结合溶液浓稀与细胞吸水、失水的关系,解释这一现象,并由此说明为什么给农作物施肥时不能一次施用过多肥料。
(二)能力提升
1.现有某硝酸钾溶液两百克,其中含硝酸钾二十克。
(1)求该溶液中硝酸钾的质量分数。
(2)若向该溶液中再加入二十克硝酸钾并使之全部溶解,求所得溶液中硝酸钾的质量分数。
(3)若不加入硝酸钾,而是向原溶液中再加入五十克水,求所得溶液中硝酸钾的质量分数。
(4)比较(2)和(3)的结果,说明增加溶质和加入溶剂分别会使溶液的溶质质量分数发生怎样的改变。
2.实验室要配制溶质质量分数为百分之八的氢氧化钠溶液一百克。
(1)求需要氢氧化钠固体和水各多少克。
(2)氢氧化钠固体具有较强的腐蚀性且容易吸收空气中的水分,称量时为什么不能直接放在纸上或托盘上,而应放在小烧杯或表面皿中?
(3)溶解氢氧化钠时溶液温度会明显升高,应待溶液冷却至室温后再转移装瓶。请说明如果未冷却就装瓶密封,对所配溶液的溶质质量分数可能产生什么影响。
3.某同学欲配制五十克溶质质量分数为百分之十的蔗糖溶液,操作如下:第一步,用托盘天平称取蔗糖五克;第二步,用量筒量取蒸馏水四十五毫升;第三步,将蔗糖和水倒入洁净烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,直至蔗糖完全溶解;第四步,将所得溶液装入试剂瓶,盖好瓶塞并贴上标签。
(1)计算说明:需要蔗糖和水各多少克?水的体积约为多少毫升?(水的密度按每毫升一克计)
(2)该同学在量取水时仰视了刻度,其余操作均正确。所配溶液的溶质质量分数偏大还是偏小?说明理由。
(3)该同学在称量蔗糖时,天平指针偏左就立刻读数并取出蔗糖,其余操作正确。所配溶液溶质质量分数如何变化?说明理由。
(4)若配制好的溶液装入试剂瓶后,发现瓶内仍有少量蔗糖未溶解,可能的原因是什么?应如何处理?
4.现有溶质质量分数为百分之二十的硫酸铜溶液一百克,实验员欲将其稀释成溶质质量分数为百分之十的溶液。
(1)求需要加入蒸馏水多少克。
(2)稀释前后,什么量保持不变?这个不变量为什么是进行稀释计算的关键?请用自己的话说明理由。
(3)某同学在稀释时,先往烧杯中倒入所需浓溶液,再仰视量取蒸馏水倒入烧杯。其余操作正确,所配得的溶液溶质质量分数比百分之十偏大还是偏小?
5.冬天,司机常在汽车水箱中加入一定量的乙二醇作防冻液,以降低冷却水的凝固点。现有乙二醇水溶液若干,其中乙二醇质量为三十克,水的质量为七十克。
(1)求该溶液中乙二醇的质量分数。
(2)若要使该溶液的溶质质量分数变为百分之四十,需要再加入乙二醇多少克?(结果保留整数)
(3)结合生活经验说明:为什么乙二醇水溶液的凝固点比纯水低?为什么不能加入过多乙二醇,也不能加入过少?
(三)拓展培优
1.(数据分析与归纳)现有四份由硝酸钾和水组成的溶液样品,分别记录如下:样品甲为溶液质量一百克,其中含水九十克;样品乙为溶液质量一百克,其中含硝酸钾十克;样品丙为溶质质量二十克、溶剂质量八十克;样品丁为溶液质量一百五十克,其中含硝酸钾十五克。
(1)不写出具体算式,通过比较说明:四份样品中,溶质质量分数相同的是哪几份?哪一份最浓?哪一份最稀?
(2)若将样品甲与样品乙两份溶液在烧杯中充分混合(两者不发生化学反应,混合后总质量等于两份质量之和),求混合后所得溶液中硝酸钾的质量分数。
(3)根据(2)的结果归纳:两份同种溶质、不同浓度的溶液相混合后,所得溶液的溶质质量分数一定介于哪两个数值之间?若混合的两份溶液质量相等与不相等,对结果偏向哪一端有什么影响?
2.(实验方案评价与选择)实验室欲配制一百克溶质质量分数为百分之五的氯化钠溶液,某同学提出两种方案:方案一,直接用托盘天平称取氯化钠固体五克,用量筒量取蒸馏水九十五毫升,在烧杯中溶解;方案二,利用实验室已有的溶质质量分数为百分之二十的氯化钠浓溶液,加蒸馏水稀释得到所需溶液。
(1)若采用方案二,需要百分之二十的氯化钠浓溶液多少克?需要加入蒸馏水多少克?
(2)从称量是否方便、称量误差大小、试剂用量、所需仪器多少等角度,比较两种方案各自的优点与不足。
(3)若实验员取来的百分之二十氯化钠浓溶液试剂瓶底部已有少量未溶解的氯化钠固体沉淀,能否直接静置后取上层清液按方案二计算用量?为什么?使用前应如何处理?
(4)若方案二中稀释所用的蒸馏水含有少量泥沙,能否直接使用?为什么?这会对所配溶液的溶质质量分数计算结果和试剂纯度分别造成什么影响?
3.(生活应用与跨学科思考)农业上进行无土栽培时,常配制植物营养液。某营养液配方中,每一百千克营养液含硝酸钾零点三千克、硝酸钙零点二千克、硫酸镁零点一五千克,其余为水。
(1)求该营养液中硝酸钾的质量分数。
(2)求该营养液中所有无机盐(即全部溶质)的总质量分数。
(3)现有该营养液一百千克,若要将其稀释为原来溶质总质量分数的一半,需要加入水多少千克?稀释后营养液总质量为多少千克?
(4)从生物学角度简要说明:为什么不能直接用纯水浇灌植物,而要使用一定浓度范围的营养液?若营养液浓度过高,植物根细胞会出现什么现象?若浓度过低,又会出现什么现象?由此谈谈“适量”“适度”在化学与生物中的共同含义。
五、参考答案
(一)基础巩固
1.溶质;溶剂;浓;溶剂(或溶液总质量)。
2.溶质;溶液;百分;大;一百;十;九十。
3.(1)×。溶液具有均一性,取出部分与原瓶浓稀相同。(2)√。加水只增加溶剂和溶液质量,溶质质量不变。(3)×。百分之五指每一百克溶液中含五克溶质,而非每一百克水中。(4)√。同一温度下,若两杯均为该溶质的饱和溶液且杯底残留固体,二者浓度可相同。(5)√。无色溶液无法靠颜色判断浓稀,需定量测量。
4.B。
5.称量(称取);溶解;托盘天平;量筒;玻璃棒;加速食盐溶解;试剂名称;溶质质量分数。
6.多;小;少;大。
7.小;小。
8.生理盐水进入人体后与血液、组织液的浓度相匹配。浓度偏高,会使血细胞失水皱缩,造成细胞脱水;浓度偏低,会使血细胞吸水膨胀甚至破裂。因此必须精确配制,体现定量化学在医疗安全中的重要作用。
9.该溶液密度较大。饱满种子密度大于溶液密度而下沉,干瘪虫蛀种子密度小于溶液密度而上浮,从而实现分离。溶液浓稀合适时,密度差才能把好种子与坏种子分开。
10.甲杯每一百克溶液含蔗糖二十克,乙杯每一百克溶液含蔗糖二十克,两杯其实一样浓。判断依据是比较“每一百克溶液中含多少克溶质”,即溶质质量与溶液总质量的比值。只看溶质质量(二十克比三十克)或只看溶液总质量都不能正确判断浓稀。
11.甲杯清水浓度小于萝卜细胞液浓度,细胞吸水,故萝卜条变硬挺;乙杯浓盐水浓度大于萝卜细胞液浓度,细胞失水,故萝卜条变软蔫。一次施肥过多,土壤溶液浓度过高,植物根细胞反而失水,会造成“烧苗”,因此施肥必须适量、并配合浇水降低土壤溶液浓度。
(二)能力提升
1.(1)二十克除以两百克,得百分之十。(2)溶质变为四十克,溶液变为两百二十克,约为百分之十八点二。(3)溶质仍为二十克,溶液变为两百五十克,为百分之八。(4)增加溶质使溶质质量分数增大;加入溶剂使溶质质量分数减小。
2.(1)氢氧化钠八克,水九十二克。(2)氢氧化钠腐蚀纸张并潮解沾附在纸上,既腐蚀托盘又造成溶质损失,故须放在玻璃器皿中称量。(3)未冷却就装瓶,溶液温度较高、体积偏大,冷却后体积缩小,在溶质和溶剂质量不变的情况下,实际溶质质量分数会比计算值略偏大,且热溶液可能使试剂瓶受热不均。
3.(1)蔗糖五克,水四十五克,水约四十五毫升。(2)仰视读数,实际水量偏多,溶质质量分数偏小。(3)指针偏左即读数,说明称得蔗糖不足五克,溶质偏少,溶质质量分数偏小。(4)可能是水量不足、温度较低使蔗糖溶解能力下降,或搅拌不充分;应补加适量水并继续搅拌,必要时微热后冷却再装瓶。
4.(1)原溶液中溶质为二十克,稀释后溶质仍为二十克、占百分之十,则稀释后溶液总质量为二百克,需加水一百克。(2)溶质质量不变。因为只加水,没有增加也没有减少溶质,所以抓住“溶质质量不变”这一关键,即可由浓溶液溶质质量求出稀溶液总质量,再减去浓溶液质量得到加水量。(3)仰视量水,实际水量偏多,所配溶液溶质质量分数比百分之十偏小。
5.(1)三十克除以一百克,为百分之三十。(2)设再加入乙二醇 x 克,则(三十加 x)除以(一百加 x)等于百分之四十,解得 x 约等于十七克。(3)乙二醇分子与水分子相互作用,使水溶液更难凝固,故凝固点降低;乙二醇过多会使溶液黏度过大、散热变差,过少则防冻效果不足,必须控制在合适浓度范围。
(三)拓展培优
1.(1)甲中溶质为十克、溶液一百克,浓度为百分之十;乙为百分之十;丙中溶质二十克、溶液一百克,浓度为百分之二十;丁中溶质十五克、溶液一百五十克,浓度为百分之十。故甲、乙、丁浓度相同,均为百分之十;丙最浓,为百分之二十;甲、乙、丁最稀。(2)甲、乙混合后溶质共二十克,溶液共二百克,浓度为百分之十。(3)混合后溶液的溶质质量分数一定介于两份溶液浓度之间;若两份溶液质量相等,结果偏向两者中点;若较浓溶液质量更大,结果偏向较浓一端,反之偏向较稀一端。
2.(1)设需要百分之二十浓溶液 x 克,则其中溶质为零点二 x 克,稀释后溶质不变,等于一百克乘百分之五即五克,故 x 为二十五克;需加入蒸馏水七十五克。(2)方案一直接称量固体,仪器较多、称量固体有误差,但浓度准确、不依赖现有浓溶液;方案二只需量取液体,操作简便、误差较小,但必须有现成的浓溶液且浓度准确。(3)不能直接取。底部有未溶解固体说明上层清液在该温度下已达饱和,其浓度不一定等于百分之二十,直接按百分之二十计算会造成误差。应先将浓溶液充分振荡、必要时微热使固体全部溶解,并待恢复到室温、确认浓度标签与实际相符后再使用。(4)不能直接使用。泥沙不溶于水,会使溶液浑浊、试剂不纯,虽然按质量计算的溶质质量分数数值不变,但试剂被污染,不能用于精确实验或医疗用途,应换用洁净的蒸馏水。
3.(1)零点三千克除以一百千克,为百分之零点三。(2)全部溶质为零点三加零点二加零点一五,共零点六五千克,除以一百千克,为百分之零点六五。(3)原溶质总质量为零点六五千克,稀释后溶质不变、占百分之零点三二五,则稀释后溶液总质量为二百千克,需加水一百千克。(4)纯水浓度过低,植物根细胞吸水过快甚至细胞涨破;营养液浓度过高,根细胞反而失水,出现烧苗现象。因此营养液浓度必须控制在既能保证植物吸水、又能供给无机盐的合适范围,体现适量适度、过犹不及的共同道理。
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