对初中化学“饱和溶液”实验的再优化与思考

龚虎 姜跟华

摘要：“饱和溶液”实验是进行“饱和溶液”高效教学的重要基础，作者在其他教师改进的基础上，对实验再进行优化，取得了较好的实验效果。并在优化实验的基础上积极思考，不断促进自己进步。

关键词：饱和溶液;再优化;思考

文章编号：1008-0546（2020）02-0078-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.024

一、问题的提出

人教版九年级化学有关“饱和溶液”（下册第33页）的教学中，安排了氯化钠溶于水的实验9-5和硝酸钾溶于水的实验9-6，希望通过这两个实验来帮助学生建立“饱和溶液”和“不饱和溶液”的概念，并总结在一般情况下饱和溶液与不饱和溶液之间的转化关系以及结晶的方法，因此这两个实验是“饱和溶液”高效教学的重要基础。然而笔者在实验教学时却发现：（1）实验较多，形成的溶液太多，干扰大;（2）时间太长，几乎要花三十几分钟，不利于课堂的深入教学;（3）个别操作难成功，在20mL水中第一次加5g硝酸钾，很难观察到完全溶解（例如7min内还有未溶）。为了完成教学任务，笔者多年来都以讲实验代替做实验，给学生学习带来了极大困惑，也给自己带来了内疚感。为此笔者对该实验进行研究改进，取得了较好的实验效果，希望与各位读者分享。

二、相关的研究

笔者通过中国知网和百度学术等数据库，以“饱和溶液实验”为关键词，查阅到对饱和溶液实验进行改进的文献有3篇。刘丹在40mL水中分三次分别加入5g硝酸钾，当第三次有硝酸钾未溶时，均匀分为两等分，其中一份加入10mL水，另一份加热，然后冷却。黄华玲在20mL水中依次加入硝酸钾（每次5g硝酸钾，直到连续两次有不溶），第二次有未溶时也均匀分为两等分，分别加水和加热冷却。赖水福取20mL水后加入5g硝酸钾，等溶解后再加5g硝酸钾，加热，等溶解后再加入5g硝酸钾，冷却，加入15mL水。

这些研究者为了节约实验时间，都删减了氯化钠溶于水的实验，然而改进后的实验效果又如何呢？这引起了笔者的兴趣，决定用这些方法进行实验验证（硝酸钾进行研磨处理），发现了一些问题（如表1），认为该实验还有再优化的必要。

三、实验再优化

1.实验探究

笔者在室温24°C下，分别取20mL水，分别加入1 g、2g、3g、4g硝酸钾（硝酸钾进行研磨处理），记录完全溶解所需时间如表2。

实验结论：①硝酸钾溶于水吸热，硝酸钾质量越大，溶液温度降的越低;②第一次20mL水中溶解2g硝酸钾为佳。

2.实验再优化

（1）实验用品：硝酸钾、水、酒精灯、三角架、石棉网、100mL烧杯、500mL烧杯、玻璃棒等。

（2）实验步骤

在100mL烧杯中加入20mL水，然后具体实验步骤如表3所示。

实验优点：实验用时较短（10min以内，笔者用时约7min）;现象明显;教学方便

四、教学建议

1.实验准备工作要充分，例如20mL水可以先量取放入100mL烧杯中;大烧杯中预先取半烧杯的自来水;三份不同质量的硝酸鉀要用纸包好，并做好标记。

2.硝酸钾要进行研磨处理;热的硝酸钾溶液要用冷水冷却结晶;

3.在进行实验教学时，可将上面表3投影在大屏幕上或打印给学生，方便学生进行对比分析和归纳总结，避免目的不明确，对学生造成干扰。

五、实验优化后的思考

1.一个实验能否满足教学需要？

删减了氯化钠溶于水的实验，可以节约12min左右，提高了课堂效率。那只通过一个实验能否满足我们的课堂教学需要呢？引起了笔者的深思，随即笔者找了8位同事一起探讨，获得了肯定的结论。例如表3中步骤1和2对比，可以说明一定量水中不能无限制地溶解硝酸钾，帮助学生形成“饱和溶液”和“不饱和溶液”的概念;步骤3和6指明了温度和溶剂量对“饱和溶液”和“不饱和溶液”概念的重要意义;步骤5可以帮助学生体验结晶的过程和明确一种结晶方法;步骤1和2、2和3、4和5、5和6可以归纳出饱和溶液与不饱和溶液之间转化的一般方法等等。

2.为什么在室温下20mL水难以快速溶解5g硝酸钾呢？

硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大，属于易溶物质。笔者查询到硝酸钾在100°C和20°C的溶解度分别为20.9g、31.6g，可知该“室温”指20°C左右。然而使用人教版化学的地区，根据教学进度，应该在每年的2月份或3月初才能进行“饱和溶液”的教学，而这时候气温应该在10°C左右（例如笔者无锡地区），根本没有达到20°C（个别地区除外）;笔者还在实验探究中发现，5g硝酸钾溶于20mL水中，溶液温度下降明显，可以下降10°C左右（笔者在室温24°C下所测），这时只有当溶液温度慢慢恢复到室温，硝酸钾才能在此过程中慢慢溶解;同时有些硝酸钾颗粒有点大，不利于溶解。这些因素的叠加，最终导致20mL水难以快速溶解5g硝酸钾。

3.还有哪些物质溶于水温度降低呢？

到目前为止，笔者知道了硝酸铵和硝酸钾溶于水温度降低，那还有什么物质溶于水温度降低呢？引起了笔者的兴趣，随即笔者到实验室找了些可溶性盐进行实验，又发现了三种物质：NANO3、NH4C1和KCl。那还有吗？笔者不可能做太多的化学实验去寻找，为此查阅了大量文献，最终在文献中找到了答案，常用的制冷剂有：KSCN、NH4SCN、CaCl2、（NH4）2CO3、NaSO4·10H2O等。同时还知道了致冷的最低温度，例如，在室温15°C100g水中加入100g硝酸铵最低温度为-12°C，加入16g硝酸钾为5°C等等。如果将这些盐分别混合溶于水，致冷的最低温度会更低，有兴趣的读者可以去查阅文献进行学习。