溶解度教案(精编4篇)
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溶解度教案1
化学教学中涉及到氯气、氨气、二氧化硫、二氧化氮等性质实验时,必须进行尾气吸收以防止污染环境。然而进行这些有毒气体的性质实验需要加热操作时,连接尾气吸收装置又十分不便。文中巧妙利用具支试管、塑料小烧杯等组装成简易装置,实现了绿色化气体性质实验的创新设计。
关键词:
绿色化;探究实验;创新设计
化学实验中的有毒、有害气体必须进行尾气吸收以防止污染环境。然而通过导管吸收尾气的装置不利于老师灵活进行加热、鼓气等操作。教学中老师们进行有关氯气、氨气、二氧化硫、二氧化氮等性质实验时,经常致使少量气体泄漏到教室内危害师生健康。为解决这一难题,笔者巧妙利用具支试管、塑料小烧杯等组装成简单装置,将固定的尾气吸收装置变成了可移动的绿色化气体实验装置。
一、绿色化气体实验装置的制作方法
气体的溶解度随温度的升高而降低,加热是使气体逸出的重要方法。为解决尾气吸收问题,笔者将具支试管与塑料小烧杯进行了巧妙组合。首先将塑料小烧杯的尖端用小火烧掉呈圆形,再在小烧杯的底部中央用铁钉烫出直径2cm左右的圆孔(以能插入具支试管的支管为宜),将小烧杯口朝外与具支试管连接,小烧杯内放置蘸有4mol/L的NaOH溶液的湿棉花。这样组合之后,该装置(如图1)即成为可以吸收Cl2、Br2、SO2、NO2等气体的通用仪器。
二、绿色化气体性质实验的应用举隅
(一)作为简易气体发生装置
化学教学中,不以制取气体为目的,两种溶液混合时却产生有毒有害气体时,用上述简易装置非常方便实用,既可用于教师演示也可进行学生分组实验。例如,84消毒液(主要成分NaClO)和洁厕灵(主要成分HCl)不能混合使用,否则会产生有毒气体氯气。反应原理:ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O。当把两种气体混合时,立即产生气泡,试管上部有黄绿色气体。
(二)作为鼓气装置赶走溶在水中的有害气体
人教版《化学•必修2》第四章第1节开发利用金属矿物质和海水资源,其中关于海水提溴的工艺明确写道:“用氯气置换出溴离子使之成为单质溴,继而通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔”。用空气能够吹出溶解的溴吗?学生对此没有亲身体验,很难理解。老师可利用图2进行演示。取2mL橙红色的溴水置于具支试管中(连有尾气吸收装置),将双连鼓气球插入具支试管,持续鼓入空气,溴水颜色逐渐变浅,很快褪为无色,效果非常明显。由于具支试管的小烧杯中塞有蘸取NaOH溶液的棉花,挥发出的溴直接被吸收。
(三)作为加热装置赶走溶在水中的有害气体
2000年全国统一高考化学试题23题“某学生课外活动小组利用图3所示装置分别进行如下实验:①在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后恢复红色,则原溶液可能是溶液,加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是。②在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液逐渐变为红色,冷却后恢复无色,则此溶液可能是溶液;加热时溶液由无色变为红色的原因是。该题构思巧妙,将氨气溶水呈碱性、二氧化硫的漂白原理通过实验形象地表现出来并加以对照。能帮助学生很好地理解如下平衡关系:NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH-。从实验设计的角度看,该实验非常好地体现了绿色化理念,堪称经典。笔者重复进行过这个实验,效果理想。若加热除去有害气体不需重复可逆反应时,用气球吸收尾气则不是好的选项。其一,捆扎气球比较麻烦,加热时还容易烧破;其二,实验结束后有害气体依然会释放到空气中造成污染。例如笔者在教学时对比氯气和二氧化硫使品红褪色的原理时,将已经褪色的溶液用自制的组合装置加热,通入二氧化硫的品红溶液恢复红色,而氯气漂白属于氧化原理仍为无色。
(四)探究铜与浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因
以2009年高考北京卷27题为素材,探究铜与浓硝酸反应后生成的硝酸铜溶液颜色为绿色的原因。取约铜片放入带有尾气吸收装置的具支试管中,加入10mL浓硝酸,塞上胶塞。观察到铜片逐渐溶解,溶液变为亮绿色,试管上部有红棕色气体(蘸有4mol/L的NaOH溶液的湿棉花吸收NO2)。在学生充分讨论的基础上,提出两种假设:①溶液呈绿色是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致;②溶液呈绿色是该溶液中溶解了生成的NO2气体所致。设计实验方案进行科学探究。方案1,取少量呈绿色的样品加水稀释,发现溶液变为蓝色。方案2,用具支试管(带有尾气吸收装置)加热除去溶解的气体,发现试管上部有红棕色气体产生,溶液变蓝。方案3,用双连球赶走溶解的气体。方案4,向饱和硝酸铜溶液中通入NO2气体作为对照。实施后两个方案时,在老师的启发下,学生巧妙地将双连球赶出的气体通入装有饱和硝酸铜的试管中,将两个实验结合在一起(如图4),这种方法省去了重新制取NO2的环节,使实验简化,避免了再次污染问题。上述4个方案中,加水稀释,硝酸铜溶液质量分数减小的同时,溶液中溶解的NO2与水发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,因此不能证明假设一成立。实际上饱和硝酸铜溶液呈蓝色已经否定了该假设,再通入NO2溶液由蓝色变为绿色(但不如铜与浓硝酸反应后的溶液绿),进一步证明假设二正确。加热和通入空气赶走气体溶液变蓝都是支持假设二的直接证据。教师总结,铜与浓硝酸反应后的溶液中,浓硝酸过量,NO2溶于浓硝酸中呈黄色,[Cu(H2O)6]2+呈蓝色,两者混合色为绿色。
三、反思
一个化学实验的教育功能是多维度的。实验装置是完成化学实验的物质基础,体现了化学原理对反应条件的要求和尾气吸收的绿色化理念。实验装备的改进是对化学反应原理的深化和提升。针对有毒有害气体的尾气吸收方案很常见,其中能够化繁为简,变固定为灵活移动不失为创新之举。其实,只要肯于动脑、勤于实践,小小的改动就能解决大问题。
参考文献:
[1]索金龙,李雪军.加强危险化学品管理安全有序开展实验教学.教学仪器与实验,2015(9):9-11.
溶解度教案2
关键词:迷思概念;溶液酸碱性;实验教学
文章编号:1008-0546(2017)02-0022-03 中图分类号: 文献标识码:B
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一、问题提出
迷思概念是指学生在某一特定学科中,对某事件或现象所持有的一些有别于目前科学家所公认的想法,亦即是学生对某一科学概念的解释与教材内容部分不完全相同或不相同。[1]简而言之,我们可以把学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫做“迷思概念”。建构主义认为,概念应是由学习者自主建构的,是一种基于学生已有知识和经验的对客观事物及其现象的解释,但很可能是不周全的。学生知识的局限性、日常经验的不科学性,决定了在理科学习中学生对一切知识点的理解都可能存在迷思概念。比如在初中化学教学中,学生对“溶液酸碱性”的理解就存在着一些迷思概念,笔者结合教学案例对这一问题进行了探讨研究。
二、问题分析
案例一某校第十单元“酸和碱”(初三化学人教版下学期)单元测试
在该单元试卷选择题中,有这样一个选项:Cu(OH)2是碱,能使紫色石蕊溶液变蓝。试卷分析发现,大约85%的同学认为该选项是正确的。
案例中, 学生对溶液酸碱性的理解存在误区,他们会习惯认为只要是酸和碱就能使指示剂变色,而忽略了酸碱性需在溶液中才能体现,即溶液中存在H+(酸性)或OH-(碱性)。 Cu(OH)2是碱,但其不溶于水且是弱电解质,无法形成碱性溶液,因此不能使紫色石蕊溶液变蓝。
新课程改革后,初中化学教材相对于老教材缺少了“电解质”“酸和碱的定义”等知识点,造成学生理解溶液的酸碱性比较困难。虽然新教材中也提到了“指示剂能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同的颜色”,但篇幅过小,往往不会引起学生足够的重视。
案例二“酸碱盐”专题复习课(初三化学人教版下学期)教学片段。
课上教师提问:如何鉴别氯化钠溶液、稀盐酸和氢氧化钠溶液。 学生回答可用紫色石蕊溶液,若变红的是稀盐酸、变蓝的是氢氧化钠溶液、仍然是紫色的为氯化钠溶液。教师追问鉴别的原理,学生回答:因为这组溶液正好酸、碱、盐的溶液,呈酸性、碱性、中性。
这个案例中也存在认知误区,即学生误认为盐溶液呈中性。 学生学习完酸碱盐后,了解到酸溶液呈酸性、碱溶液呈碱性,定势思维会让学生得出盐溶液应呈中性。教师通常会补充介绍:Na2CO3的溶液呈碱性,能使无色酚酞变红,但Na2CO3的物质类别是盐。但这样又产生新的疑难,因为学生已知溶液呈碱性,是因为溶液中存在着OH-,Na2CO3溶液中怎么会有OH-呢?因此在初中化学的知识体系下,“盐溶液不一定呈中性”这一认知,是学生常见的迷思概念。
三、 解决策略
1. 实验对比,加深认识
案例三第十单元“常见的酸和碱”(初三化学人教版下学期)教学片段
教师演示:分别向石灰水和氢氧化钠溶液中滴加紫色石蕊和无色酚酞试剂,引导学生得出:紫色石蕊遇碱溶液变蓝,无色酚酞遇碱溶液变红。教师取少量氢氧化铜加入一定量水振荡,学生观察到氢氧化铜未溶解,再向其中滴加无色酚酞试剂,发现酚酞不变色。教师要学生思考这是为什么,学生回答:是因为氢氧化铜不溶于水,无法形成碱溶液。教师强调:指示剂需在酸碱的溶液中作用才能变色。
化学是一门以实验为基础的科学。实验不仅是研究化学的根本手段,也是学习化学的重要途径。教师要帮助学生破解“迷思概念”, 不妨多用实验来“说话”。清晰的实验现象、准确的实验数据、适时的引导分析,能起到释疑解惑、启迪思维、深化认知的作用,给学生以“醍醐灌顶,豁然开朗”之感。案例中教师在完成书本实验的同时,及时补充了“氢氧化铜与无色酚酞”的对比实验,帮助学生初步形成对“溶液酸碱性”的相对正确的认识,有利于学生在后续高中学习中随着“电解质”的引入建构科学完整的概念。
2. 实验引导,掌握本质
案例四第十单元“常见的酸和碱”(初三化学人教版下学期)教学片段
教师演示导电性实验,分别试验盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、蒸馏水、乙醇、食盐水、蔗糖溶液、固体食盐的导电性,讨论酸碱有相似化学性质的原因。
在溶液形成的学习中,学生已经能够认识到NaCl在溶液中以Na+和Cl-的形式存在于水分子之中,而蔗糖溶液中则存在蔗糖分子和水分子。通过导电性实验现象的观察,学生可以感知盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、食盐水都能导电,而水、乙醇、蔗糖溶液以及固体食盐都不导电。在此基础上可引导学生分析食盐水导电的原因是因为溶液中存在自由移动的Na+和Cl-,水、乙醇、蔗糖溶液中只存在分子,分子不是带电的粒子,因此水、乙醇、蔗糖溶液不导电,固体食盐虽然是由Na+和Cl-构成的,但不能自由移动,所以不导电。从而让学生很容易认识到酸和碱的溶液能够导电是因为在它们的溶液中都存在自由移动的阴阳离子,然后结合盐酸和氢氧化钠在水中解离的示意图, 学生就很容易理解不同的酸有一些相似的化学性质是因为溶液中含有相同的氢离子, 不同的碱有一些相似的化学性质是因为溶液中含有相同的氢氧根离子。
案例五第十单元“酸和碱之间会发生什么反应”(初三化学人教版下学期)教学片段
教师提出问题:NaOH和HCl有可能生成什么?
教引导:氢氧化钠溶液中和盐酸溶液中溶质以什么形式存在?
学生:Na+、OH-,H+、Cl-。
教师提示:如果把阴阳离子重组会生成什么物质?
学生:NaCl和H2O。
教师提问:NaCl溶液呈中性, 如何根据溶液酸碱性的变化设计实验证明氢氧化钠和盐酸确实发生了反应?
实验探究:
实验用品:稀盐酸、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、酚酞溶液
学生设计实验:
1. 向氢氧化钠溶液中加入酚酞试液,再滴加盐酸,观察颜色变化(还可将酚酞改为石蕊试液)。
2. 向盐酸溶液中加入石蕊试液,再滴加氢氧化钠溶液,观察颜色变化(还可将石蕊改为酚酞试液)。
学生动手实验,实验过程中教师要引导学生关注反应中的颜色变化,尤其要注意什么时候就是恰好完全反应。
教师评价总结:为何溶液的颜色会发生变化?能证明什么?
学生归纳:
1. 加了酚酞的氢氧化钠溶液会变红,是因为溶液中有OH-,红色褪去则证明OH-消失,所以能证明酸与碱发生了反应。
2. 加了石蕊的盐酸溶液会变红,是因为溶液中有H+, 溶液变色则证明H+消失, 所以能证明酸与碱发生了反应。
教师进行知识整合:总结氢氧化钠与盐酸发生中和反应生成盐和水,给出盐、中和反应的定义。并再次引导学生从微观角度观察反应中离子的变化情况。
学生:通过观察反应前后溶液中离子变化情况总结中和反应的实质:酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合生成了水,同时酸中的酸根离子与碱中的金属离子结合成为盐。
案例中教师利用溶液导电性实验引导学生得出溶液酸碱性的本质:酸性是因为溶液中有氢离子;碱性是因为溶液中有氢氧根离子。之后再从微观角度去学习中和反应,有利于学生理解中和反应以及其中溶液酸碱性变化的实质。 如此由宏观现象归纳微观本质,再由微粒观迁移应用,解释宏观变化的学习过程,有助于学生新知的同化、内化,也是落实“宏观辨识与微观探析”这一化学核心素养的有效实践。
3. 循序渐进,构建概念
案例六第十单元和第十一单元(初三化学人教版下学期)若干教学片段
在“常见的酸和碱”的教学中,学生了解到NaOH能与CO2反应而生成Na2CO3,教师要学生思考如何检验NaOH溶液是否变质, 学生提出可加无色酚酞,若溶液不显红色,说明氢氧化钠已反应完,则已变质。但滴加酚酞后,溶液仍为红色。学生一脸迷惘,但教师未多加解释,只是要求学生课后继续思考该问题。
在“酸和碱之间发生什么反应”教学中,教材的“活动与探究”栏目要求“用pH试纸测定一些液体的pH”,教师补充碳酸钠溶液, 学生测出其溶液的pH大于7,呈碱性。教师要求学生反思:由此你得出什么结论?学生答:盐溶液不一定呈中性,也可以是碱性的。
在十一单元复习课上,教师让学生回忆碳酸钠的俗称,学生答为纯碱和苏打,教师问:碳酸钠俗称纯碱,该俗称从何缘起呢?学生充满好奇,教师向碳酸钠溶液滴加无色酚酞,介绍由于碳酸钠的溶液呈碱性,所以有了纯碱这一俗称,但注意其物质类别是盐。然后简要介绍盐类水解的知识, 指出CO32-在溶液中发生水解会生成OH-,所以溶液呈碱性。
案例中,教师采用了循序渐进的教学原则,三个教学片段中都涉及“Na2CO3溶液呈碱性”,看似重复,但过程中学生的认识却是逐步有表象深入到本质。片段一学生可知碳酸钠溶液能使无色酚酞变红,但由于盐的概念、溶液酸碱性的知识尚未学习,教师未做深入探讨;片段二通过测定碳酸钠溶液的pH,顺理成章提出其溶液呈碱性,帮助学生初步确立“盐溶液不一定呈中性”的观点;片段三由于学生已系统学习酸碱盐知识,此时再重提碳酸钠溶液呈碱性,则应帮助学生解决“碳酸钠的组成中没有OH-,但溶液为什么呈碱性”这一疑难。
4. 补充拓展,形成体系
初中化学是化学学科的启蒙阶段,相对而言,这一阶段的化学知识零散化、表象化,缺乏系统理论的支撑,容易让学生形成一些错误的概念和观点,可以说是“迷思概念”的“高发区”。因此教师在教学中应适当补充一些内容,帮助学生形成相对完整正确的知识体系。但知识的补充和延伸不能毫无边际,应遵循一定的原则。我认为至少要遵循以下三条原则:
(1)充分考虑学情,不增加学业负担。奥苏贝尔曾说:“如果我不得不把教育心理学所有内容简约成一条原理的话,我会说,影响学习的最重要因素是学生已知的内容。 了解这一点后,才能进行相应的教学。”因此补充内容要充分考虑学生已有的学业水平和认知能力。学生的学习基础较薄弱,以课程标准为纲,决不补充其他内容;学生的学习基础较扎实,适当扩展延伸,但新增内容一定要让学生理解,不能成为死记硬背的对象。
(2)有助于学生形成正确的化学观念和态度。中学化学基本观念包括物质观、元素观、微粒观、变化观、守恒观和能量观等等,化学基本观念是学习者最稳定的知识经验和认知结构,化学基本观念对后续的化学学习具有极强的迁移能力,能帮助学生理解化学知识,而不是机械记忆化学知识[2]。因此补充的内容必须有助于学生形成正确的化学观念。 如变化观,初中阶段学生接触的物质燃烧都有氧气参加,久而久之,学生会形成“燃烧一定需要氧气”的错误概念,此时教师可补充Mg在CO2中燃烧的实验。再如微粒观,除了介绍书上卢瑟福的原子结构理论外,教师也可介绍原子结构模型的演变历史和最新的研究成果,让学生了解化学学科不是停滞不前的,而是迅猛发展中,不能迷信前人的知识、理论,而应本着思辨批判的态度。
(3)有助于学生完善知识理论体系。 正如前面所言,初中化学知识体系是不严谨的,甚至有时会出现前后矛盾之处,这时应补充相应内容,以“自圆其说”。如案例中提到“碳酸钠溶液呈碱性”问题,“溶液呈碱性,是因为溶液中有OH-”就会与“碳酸钠的组成中没有OH-”相矛盾,这时教师应简要补充盐类水解的知识。
参考文献
溶解度教案3
doi:/j.issn.1008-0546.2012.05.041
作为科学探究中的最常用方法之一“实验探究法”已成为当前课程改革的一个重要内容。所谓“实验探究法”指的是通过实验来进行的一种探究活动,它是科学探究在化学实验教学中的具体化。它是化学教学中最常见、最主要的探究活动。[1]实验探究是化学实验教学中落实科学素养目标的重要途径,也是以实验为基础的化学教学观的具体体现。这种方法要求教师以培养学生探索性思维为目标,以教材实验为主,精心创设问题情境,激发学生的求知欲,引导学生在模拟科学的研究中潜移默化地受到科学方法的熏陶。
溶解时的吸热和放热现象这一课题选自义务教育课程标准教科书(人民教育出版社)九年级化学第九单元课题1溶液的形成的第2课时内容。笔者采用“实验探究法”进行教学,效果较好。下面结合自己的教学实践,谈一谈具体的做法和体会。
一、教学设计的思路
1.教师首先通过知识回顾什么是溶液?溶质、溶剂、溶液三者有什么样的关系?引入溶液方面的内容。然后教师演示趣味实验:向烧杯(底部用石蜡粘有一小木块)中注入半杯水,加入三匙NaOH并不断搅拌(如图1所示),设置悬念,引出课题,激发学生的探究的欲望。
现象:当拿起烧杯时烧杯底部黏着的木块掉下来了。
[思考]烧杯底部的小木块脱落,猜想可能的原因是?
[回答]可能是NaOH加入水中溶解时,水溶液的温度升高,使烧杯底部的石蜡熔化,因而木块掉下来了。
[设问]为什么会有温度的变化?
从而将学生的思绪引入本节课的内容溶解时的吸热和放热现象。
2.在教师的引导下,学生探究了四个实验。学生通过自主设计实验,做实验,观察并分析实验现象和解决实际问题,认识溶解时的吸热和放热现象的本质,体验溶解时的吸热和放热现象的本质研究过程。这样既增加了学生的实验设计能力,动手操作能力,又培养了学生的科学探究的素质。总体设计思路:
二、教学过程的设计
1.定量判断物质溶解时的热量变化
[实验探究1] 仪器:烧杯、玻璃棒、温度计
药品:固态NaCl、NH4NO3、NaOH
实验步骤:(1)取三只烧杯,各注入100mL水,用温度计测量水的温度。(2)将温度计插入盛水的烧杯中,观察温度计记录。(3)将等质量的NaCl、NH4NO3、NaOH分别加入上述三只烧杯中,用玻璃棒迅速搅拌,读出温度计的刻度并记录。(4)把实验后的溶液,倒入指定的容器内。(5)计算溶解前后液体温度的变化。该方案所用的水都是100mL,三次所加的溶质的质量也相同(如图2所示)。
实验结论:NaCl在溶解时溶液温度基本没有变化;NH4NO3在溶解时溶液温度明显下降,溶解时需要吸收热量;NaOH在溶解时溶液的温度明显升高,溶解时放出大量的热。
2.溶解时的吸热或放热现象的实验再探究
[思考(追问)]在第一个实验中我们用到了温度计,温度计适合于精确测量任一物质溶解于水时吸热还是放热,也就是定量进行测定。如果没有温度计,同学们如何设计出其他的实验方案来探究溶解时的吸热、放热现象,大家能设计出多少种其他的方案呢?
[投影]需要用到的药品有NaCl、NH4NO3、NaOH,其余的所需实验仪器同学们自己选择使用。
[实验探究2]
方案1:
很多同学在受到温度计测定方法的基础上想出以下一个改进方法,该方案将U形管与小试管和集气瓶很好地结合在一起。当氢氧化钠与水接触后出现放热现象,从而引起集气瓶内的空气受热膨胀,进而导致U形管中两边中的液柱出现高度差,这一现象在本质上与温度计测定方法是一样的,U形管相当于一只粗略的温度计(如图3所示)。
方案2:
在三个盛水的烧杯中,分别加入NaCl、NH4NO3、NaOH固体,用玻璃棒搅拌,然后用手触摸烧杯外壁来判断溶液温度的变化。现象:用手触摸各烧杯外壁,NaCl溶液的烧杯无明显变化,盛NH4NO3溶液的烧杯较冷,盛NaOH溶液的烧杯壁较热。这种方法应该是学生们最容易想到的。在学习红磷、木炭等可燃物在氧气中燃烧实验时,我们都曾感受到这一实验现象――放热现象,而这种现象的发现就是可以通过触摸容器的外壁的发烫来感受的。
方案3:
然而学生在通过触摸的方法来感知物质在溶于水的吸热和放热现象时,还是觉得不够直观,在学生们的心中,更多的实验现象是通过眼睛的观察得出的,因此学生在方案2的基础上又进行了如图4所示的改进。图4的实验过程中,我们能看到当分液漏斗中的水滴到NaOH固体后,烧杯中的玻璃导管冒出气泡(气泡的冒出是由于NaOH固体与水溶解过程中放热引起的)。但是图4中从分液漏斗中滴加入的水后占有一定的空间,所以当分液漏斗中的水滴入的过程中,烧杯中一定也有气泡冒出。所以还需要改进,进而就有了图5和图6两种设计。图5设计中氢氧化钠加入水中由于放热使得气球鼓起来,图6中玻璃导管冒出气泡现象也从侧面说明了氢氧化钠等固体溶于水放出热量。
[提问]比较用温度计测定和上述几种方案,它们的优点和缺点分别是什么?
[回答]利用温度计――可以定量测出温度的变化,测定比较精确,但是方法单一。而利用另几种方法可以粗略判断,但是无法对温度变化较小的溶解现象进行测定。
[思考]同样都是溶解过程,为什么有的吸收热量,有的放出热量?
[分析]物质在溶解于水时温度变化的本质:在溶解过程中发生了两种变化。一种变化是在水分子的作用下,构成物质的分子(或离子)被水分子拆开,并向水中扩散,在扩散的过程中需要吸收热量;另一种是物质的分子(或离子)与水分子相互作用,并结合成了水合分子,在这一过程中则放出热量。对于不同的物质而言,这两种过程中吸收的热量和放出的热量是不一样的,因此溶液的温度会因物质溶解不同,温度发生不同的变化。有的物质在溶解的过程中,扩散过程所要吸收的热量小于水合过程所能放出的热量,最终使得溶液的温度升高,反之溶液的温度则降低。
3.溶解时的吸热或放热现象的本质
扩散――吸热 水合――放热
当Q吸>Q放:水溶液的温度降低
当Q吸<Q放:水溶液的温度升高
当Q吸=Q放:水溶液的温度不变
[课堂小结]本节课同学们通过实验探究法,从定量和定性两个不同的角度认识了物质在水中溶解时的温度变化情况,认知了溶液温度变化的本质。通过再探究再设计再改进,使大家了解了实验探究法在化学学习中重要性,提高了探究新知识的合作精神。
三、教学的几点体会
1.对于溶解时的吸热和放热现象,可以从很多角度进行判断。不论是定量还是定性的判断,都是可以从不同的角度展开。如果给学生的空间更宽一些,学生可以想到更多的方法进行验证和体验。从教学情况来看学生对于这些内容都很容易理解。
2.实验探究教学法有利于激发学生的求知欲和学习兴趣。用实验探究法组织“溶液溶解时吸热和放热现象”的教学,学生始终置身于亲自动手实验和积极思考的学习情境中,感觉到自己智慧的力量,体验快乐,从而激发探究新事物的求知欲和浓厚的学习兴趣。例如,在引导学生分析实验现象之前,让部分学生汇报自己的实验现象及结果,学生表现的都很积极;学生都渴望得到发表自己见解的机会。
3.实验探究法有利于培养学生的观察能力、实验能力和思维能力。用实验探究法组织“溶液溶解时的吸热和放热现象教学活动,是以学生实验为核心的,让学生在系列实验中观察实验现象”,体验溶液溶于水时的热量变化本质,体验研究过程。实验探究法有利于培养科学素质。通过这种教学活动,学生不仅初步了解实验科学探究过程和科学家的工作方法,而且培养了对科学的兴趣,逐步养成实事求是的科学态度,并提高了探究新知识的合作精神。
溶解度教案4
知识目标:
1.使学生理解溶解度的概念,了解温度对一些固体物质溶解度的影响;了解溶解度曲线的意义;
2.使学生对气体溶解度受温度、压强的影响关系,有一个大致的印象;
3.使学生掌握有关溶解度的几种基本计算。
能力目标:
会利用溶解度曲线查找常见物质在一定温度下的溶解度和溶解度随温度变化的趋势。
情感目标:
通过对不同物质溶解度的比较和外界条件对物质溶解度的影响的分析,体会事物内外因关系和质变与量变辩证关系。
教学建议
关于溶解度曲线的意义
固体物质的溶解度随温度变化有两种表示方法,一种是列表法,如教材中表7-1;另一种是坐标法,即在直角坐标系上画出坐标曲线,如课本图7-1。可以先向学生说明溶解度曲线绘制原理(不要求学生绘制),再举例讲解如何应用这种曲线图。
固体的溶解度曲线可以表示如下几种关系:
(1)同一物质在不同温度时的不同溶解度的数值;
(2)不同物质在同一温度时的溶解度数值;
(3)物质的溶解度受温度变化影响的大小;
(4)比较某一温度下各种物质溶解度的大小等。
进行这些分析之后,教师还可以就某物质在曲线上的任一点,请同学回答其表示的含义,来验证学生是否已了解溶解度曲线。例如,横坐标是60,纵坐标是110的点表示什么含义。学生应该回答(1)代表60℃时硝酸钾在水中的溶解度是110克;(2)代表60℃时,100克水里,达到饱和时可溶解硝酸钾100克等等。当然,可以提出教材中表7-l中未列出的温度,例如让学生说出35℃时硝酸钾的溶解度是多少,这时学生可以利用溶解度曲线顺利地作出回答,使学生体会到曲线图在这方面所表现的特点。
关于溶解性和溶解度的区别与联系
物质的溶解性与物质的溶解度之间,既有联系,又有区别。为了使学生深刻理解溶解度的概念,就必须先了解物质溶解性的知识,在教学中要帮助学生区分这两个概念。
物质的溶解性,即物质溶解能力的大小。这种能力既取决于溶质的本性,又取决于它跟溶剂之间的关系。不论其原因或影响物质溶解能力的因素有多么复杂,都可以简单地理解为这是物质本身的一种属性。例如食盐很容易溶解在水里,却很难溶解在汽油里;油脂很容易溶解于汽油,但很难溶解于水等等。食盐、油脂的这种性质,是它们本身所固有的一种属性,都可以用溶解性这个概念来概括。然而溶解度则不同,它是按照人们规定的标准,来衡量物质溶解性的一把“尺子”。在同一规定条件下,不同溶质,在同一溶剂中所能溶解的不同数量,就在客观上反映了它们溶解性的差别。因此,溶解度的概念既包含了物质溶解性的含义,又进一步反映了在规定条件下的具体数量,是溶解性的具体化、量化,是为定量研究各物质的溶解性而作的一种规定后形成的概念。
关于气体溶解度的教学建议
对于气体溶质溶解度的表示方法有三点应向学生做常识性介绍:
(1)定基地描述物质溶解性时,不论气体还是固体在本质上是一致的,只是规定的条件和表示方法上有所不同:固体溶解度用质量(克)表示,规定溶剂的量是100克;气体溶解度则是用体积表示,规定溶剂的量是1个体积(一般以升为单位)能溶解若干体积气体,而其它条件如达到饱和、一定温度等都是一样的。
(2)所以规定不同标准,是因为气体的体积容易测量、而质量不易称量,因此就用体积来表示。
(3)由于气体溶解度受压强的影响很大,所以规定其溶解度时,对于压强作出规定—101千帕。这一点可以用打开汽水瓶盖后,放出二氧化碳气体所形成的泡沫为例来加以说明。
气体溶解度在实际测定时比较复杂,非标准状况下的数据,还应该换算成标准状况下的值。初中学生很难掌握,因此对这部分内容不必过多要求,只要知道如何表示,就可以了。
关于溶解度的教学建议
1.对学生来说,物质在水中溶解是一件非常熟悉的事情。但是对学生而言,溶解度是一个全新的概念,它对表征物质溶解性的大小的规定不像质量分数那样容易理解,因此溶解度观念的建立时教学中的一个难点。在教学中宜从学生的现有经验出发,可以从质量分数的概念出发去建立溶解度的概念。对于溶解度概念的表述应加以适当的分析,以帮助学生理解和记忆概念。
2.要注意实验在学生形成概念时的重要作用。本节安排了若干实验,可以有教师边讲边演示,有条件的学校也可以安排学生亲自动手做。
3.注意发挥学生的学习主动性,引导合组织他们积极参与学习过程。本节在教学的编排上特意设置了以学生活动为主的内容,具有活动性和开放性相结合的特点,要精心组织好相关活动,有条件的学校根据学生的设计、论证,应对学生设计的方案予以实施。
对具体活动的建议如下:
[实验4-9]:(1)取过量硝酸钾和一定量的水,制成饱和溶液。然后按下面两种思路进行操作,第一,设法将饱和溶液除去,测定剩下的未溶固体;第二,设法将固体除去,在将饱和溶液蒸干。至于如何除去饱和溶液、如何除去未溶固体,则完全由学生取设计。建议先发散,再归纳、再评价、再实施。(2)本实验关键问题在于温度的控制,教师应根据溶解度曲线设定要求学生测定的温度。为了获得较稳定的温度值,建议用水浴的方法,水浴中的水量可适当大一些。
根据相关数据用描点法画出硝酸钾、氯化钠的溶解度曲线。这是另一种学生活动方式。数据点在图中后所连成的曲线可能不够平滑,教师应讲明可能的原因,并说明处理方法。
关于溶解度计算的教学建议
关于溶解度的计算,教材只列举了三种类型。若没溶解度为R,饱和溶液为A,溶剂量为B,溶质量为C(均以克为单位),三种类型是:
(1)已知B、C求R
(2)已知R、A求B或C
(3)已知R、C求B
这几种类型的计算都统一于固体溶解度的概念,即在一定温度下,饱和溶液有以下关系式:
或
教学中可以通过对三种类型例题的分析,归纳出上述关系式,以便学生在理解的基础上记忆。
为了提高学生的审题能力和解题的规范性,也可以按下列格式要求,例如课本中例2:
解:设1000克氯化铵饱和溶液里含氯化铵的质量为x。
温度饱和溶液=溶质+溶剂
20℃克克100克
1000克x
需水的质量为:1000克-271克=729克
答:20℃时,配制1000克氯化铵饱和溶液需氯化铵271克,水729克。
教学设计方案1
重点:溶解度的概念,固体溶解度曲线的含义与应用
难点:溶解度的概念,固体溶解度曲线的含义与应用
教学过程:
[引言]通过前面的学习我们已经知道,酒精可以任意比例与水互溶,那么,在一定温度下,一定量的溶剂所能溶解的溶质的质量有没有一个限度呢?我们用什么方法来表示这种限度呢?
[板书]第三节溶解度
[思考]
从日常生活中寻找实例,说明气体在水中溶解性受哪些外界条件的影响,这些条件对气体的溶解性产生怎样的影响。
[板书]一、溶解度
[讲解]溶解性是物质的一个重要性质,怎样才能比较精确地表示一种物质在水中溶解性的大小呢?
[板书]1.固体物质的溶解度
在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
[布置思考题]理解溶解度概念时应注意哪些问题?
[板书]关键词:一定温度(指条件);100g溶剂;饱和溶液;克(单位)。
[布置讨论题]“20℃时食盐溶解度是36g”的含义是什么?
[板书]2.溶解度曲线
[讲解]在平面直角坐标系中溶解度的大小与温度有关。可以以横坐标表示温度,以纵坐标表示溶解度,画出物质的溶解度随温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。
[板书]溶解度随温度变化的曲线叫做溶解度曲线。
[展示教学挂图]
[布置学生讨论]从溶解度曲线中我们可以获取什么信息?
[师生共同归纳]
1.溶解度曲线从溶解度曲线中可以查到有关物质在一定温度下的溶解度;可以比较相同温度下不同物质的溶解度以及各物质溶解度随温度变化的趋势等等。
2.从溶解度曲线可以看出,大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大,如硝酸铵、硝酸钾等;有些与温度的变化关系不大,如氯化钠。利用溶解度曲线提供的信息,可以对某些物质组成的混合物进行分离。
[讲解]对大多数物质来说,其溶解度都是随温度的升高而增大的,也有些固体物质,其溶解度是随着温度的升高而减小,氢氧化钙就是这样一种物质。
[展示教学挂图]氢氧化钙溶解度曲线
[板书]气体的溶解度:通常用“1体积水中所能溶解气体的体积”来表示气体的溶解度。
气体的溶解度随温度的升高而减小,随压强的升高而增大。
[展示表格]
气体
氧气
氯气
二氧化硫
氯化氢
氨气
溶解度
1:
1:2
1:40
1:500
1:700
[板书]二、混合物的分离
[布置讨论题]把食盐和硝酸钾放入水中,他们会逐渐溶解形成溶液。用什么方法可以把他们从溶液中分离出来?
[学生分组实验]
[板书]1.蒸发食盐水:
(在蒸发皿中注入少量饱和食盐水加热蒸发,用玻璃棒不断搅拌,冷却后有晶体析出。利用蒸发溶剂的方法适用于该物质的溶解度岁温度升高变化不大,可以得到该物质的晶体。)
教学设计方案2
设计思想:
溶解度是第七章教学的重点和难点。传统教学模式把溶解度概念强加给学生,学生对概念的理解并不深刻。本节课从比较两种盐的溶解性大小入手,引发并活跃学生思维,设计出合理方案,使其主动地发现制约溶解度的三个条件,然后在教师引导下展开讨论,加深对"条件"的认识。这样设计,使以往学生被动的接受转化为主动的探索,充分调动了学生善于发现问题,勇于解决问题的积极性,体现了尝试教学的基本观点:学生在教师指导下尝试,并尝试成功。
教学目标:
1、理解溶解度概念。
2、了解温度对溶解度的影响。
3、了解溶解度曲线的意义。
教学器材:胶片、幻灯机。
教学方法:尝试教学法教学过程:
一、复习引入
问:不同物质在水中溶解能力是否相同?举例说明。
答:不同。例如食盐能溶于水,而沙子却极难溶于水。
问:那么,同种物质在不同溶剂中溶解能力是否相同?
答:不同。例如油易溶于汽油而难溶于水。
教师总结:
物质溶解能力不仅与溶质有关,也与溶剂性质有关。通常我们将一种物质在另一种物质中的溶解能力叫溶解性。
二、讲授新课
1、理解固体溶解度的概念。
问:如何比较氯化钠、硝酸钾的溶解性大小?
生:分组讨论5分钟左右,拿出实验方案。
(说明:放给学生充足的讨论时间,并鼓励他们畅所欲言,相互纠错与补充,教师再给予适时的提示与总结。学生或许会凭感性拿出较完整的实验方案,意识到要比较氯化钠、硝酸钾溶解性大小,即比较在等量水中溶解的氯化钠、硝酸钾的多少。但此时大多数学生对水温相同,溶液达到饱和状态这两个前提条件认识不深刻,教师可引导进入下一次尝试活动。)
问:
(1)为什么要求水温相同?用一杯冷水和一杯热水分别溶解氯化钠和硝酸钾,行不行?
(2)为什么要求水的体积相同?用一杯水和一盆水分别溶解,行不行?
(3)为什么要达到饱和状态?100克水能溶解1克氯化钠也能溶解1克硝酸钾,能否说明氯化钠、硝酸钾的溶解性相同?生:对上述问题展开积极讨论并发言,更深入的理解三个前提条件。
(说明:一系列讨论题的设置,充分调动了学生思维,在热烈的讨论和积极思考中,"定温,溶剂量一定,达到饱和状?这三个比较物质溶解性大小的前提条件,在他们脑海中留下根深蒂固的印象,比强行灌输效果好得多。)
师:利用胶片展示完整方案。
结论:1、10℃时,氯化钠比硝酸钾更易溶于水。
师:若把溶剂的量规定为100克,则某温度下100克溶剂中最多溶解的溶质的质量叫做这种溶质在这个温度下的溶解度。
生:理解溶解度的涵义,并思考从上述实验中还可得到什么结论?
结论:2、10℃时,氯化钠的溶解度是35克,硝酸钾的溶解度是21克。
生:归纳溶解度定义,并理解其涵义。
2、根据溶解度判断物质溶解性。
师:在不同的温度下,物质溶解度不同。这样,我们只需比较特定温度下物质溶解度大。生:自学课本第135页第二段并总结。
3、溶解度曲线。
师:用胶片展示固体溶解度曲线。
生:观察溶解度曲线,找出10℃时硝酸钠的溶解度及在哪个温度下,硝酸钾溶解度为110克。
问:影响固体溶解度的主要因素是什么?表现在哪些方面?
答:温度。大多数固体溶解度随温度升高而增大,例如硝酸钠;少数固体溶解度受温度影响不大,例如氯化钠;极少数固体随温度升高溶解度反而减小,例如氢氧化钙。
板书:
一、固体溶解度
1、定义:
①定温②100克溶剂③饱和状态实质:溶解溶质质量。
2、难溶微溶可溶易溶
(20℃)
3、固体溶解度曲线。
二、课堂巩固练习
1、下列关于溶解度说法正确的是()
A、一定温度下,该物质在100克溶剂中所溶解的克数。
B、一定温度下,该物质在100克饱和溶液中所含溶质的克数。
C、该物质在100克溶剂中达到饱和状态所溶解的克数。
D、一定温度下,该物质在100克溶剂中最多能溶解的克数。
2、已知60℃时,硝酸钾的溶解度是110克。
(1)指出其表示的含义。
(2)在60℃硝酸钾饱和溶液中,溶质、溶剂、溶液质量比为?
(3)向100克水中加入80克硝酸钾,溶液是否饱和?加入120克呢?
3、已知20℃时,100克水中最多能溶解克某物质,该物质属()
A、易溶B、难溶C、微溶D、可溶
4、已知20℃时,25克水中最多能溶解克某物质,则该物质属()
A、易溶B、微溶C、可溶D、易溶
三、复习小结
师:如何认识溶解度?怎样由溶解度判断溶解性大小?
生:回顾本节课知识,进一步加深对上述问题的认识。
四、布置作业
探究活动
1.下表列出一些物质在不同温度下的溶解度。请你根据表中数据,在图中画出这两种物质的曲线。
物质
0℃
20℃
40℃
60℃
80℃
100℃
硝酸钾
110
169
246
氯化钠
36
36
36
37
39
40
2.现有10g硝酸钾和2g食盐的混合物,如何将它们分离开?
实验内容
可行性论证