许山勇
(江苏省如皋市东陈镇东陈初级中学 226500)
“饱和溶液”属于课程标准中,一级主题身边的化学物质中二级主题水与常见的溶液的内容,“溶解度”部分的第一课时.
本节课课程标准的基本要求是:了解饱和溶液的含义,能举例说明结晶的现象.而这节课的内容位于人教版下册,第九单元溶液的课题2.教材在内容和编排上,从饱和溶液到溶解度,从实际出发到理论认识,学生学习时由感性认识到理论分析,由定性认识到定量分析,知识难度由浅入深,教材中设计了二组实验,让学生能够基于实验事实,培养证据推理的学科观念.
根据生活经验和已学知识,学生对于物质在水中的溶解限度已经有了浅层了解,但对于饱和溶液和不饱和溶液的含义以及如何转化还缺乏系统的认识.另外,通过半个学期的学习,学生具备了一定的实验操作能力和观察分析能力.
(1)通过实验探究,了解饱和溶液和不饱和溶液的含义以及相互之间的转化;
(2)通过实验探究,知道结晶的原理及方法;
(3)通过实验探究,学会判断溶液是否饱和的方法.
重点:饱和溶液和不饱和溶液的定义.
难点:本节课的难点在于让学生学会实验,习得基于实验证据推理的能力.
(情境引入)展示电闪雷鸣、狂风暴雨的动画.
师:同学们,如果你想了解未来几天的天气变化,你会怎么做呢?
生:通过墨迹天气查天气预报.
师:在过去,还没有天气预报,人们有没有能预测天气变化的方法呢?观看天气预报瓶的视频.天气预报瓶真的能预测天气的变化吗?它包含着怎样的化学原理呢?
活动一、制作“天气预报瓶”,了解饱和溶液和不饱和溶液
【实验探究】小组实验并记录每一步的实验现象.
①向盛有5mL蒸馏水的小烧杯中加入1.2g氯化铵,搅拌;②再加1.3g氯化铵,搅拌;③再加入2.5g硝酸钾,搅拌;④再加20mL蒸馏水,搅拌;⑤向盛有45mL酒精的锥形瓶中加入5g天然樟脑,振荡;⑥将实验①所得溶液倒入锥形瓶中,将锥形瓶浸在60℃热水中,搅拌,塞上橡胶塞.
【展示】饱和溶液和不饱和溶液的概念
【问题1】步骤①和②所得饱和溶液是否饱和?请说明理由.
生:因为步骤②加入的溶质又溶解了一部分,说明步骤①所得溶液还能再溶解,所以是不饱和溶液;步骤②中固体有剩余,说明步骤②所得溶液不能再溶解了,所以是饱和溶液.
【问题2】说说为什么概念中要强调“一定温度”“一定量的溶剂”“这种溶质”等要素呢?
生:因为步骤④加入一定量溶剂后,原来不能溶解的固体又能继续溶解,说明改变溶剂的量,饱和溶液会转化成不饱和溶液.步骤⑥将锥形瓶浸在60℃热水中,里面不溶的固体又能继续溶解,说明改变温度,饱和溶液会转化成不饱和溶液.步骤③把硝酸钾加入氯化铵的饱和溶液中,氯酸钾减少了,说明对于这种溶质饱和了,但对于其它溶质而言没有达到饱和.
【问题3】以氯化铵为例归纳饱和溶液与不饱和溶液相互转化的方法.
生:饱和溶液可以通过增加溶剂和升高温度的方法变成不饱和溶液,不饱和溶液可以通过增加溶质、蒸发溶剂以及降低温度的方法变成饱和溶液.
【问题4】已知某物质的溶解能力随温度升高而减小,升高温度能使它的饱和溶液变成不饱和溶液吗?
生:不行,应该降低温度.
师:据说“天气预报瓶” 是借助析出晶体的形态和多少的不同来预测天气.已经溶解的物质为什么会以晶体的形式析出的呢?
活动二、初识“天气预报瓶”,知道结晶的原理及方法
【实验探究】①将天气预报瓶浸在冰水,观察现象;②用滴管吸取少量上层清液,在玻璃片上滴2滴溶液,对着液体扇风或吹气,观察现象.
【问题1】通过实验探究,分别观察到什么现象?你能解释原因吗?
生:实验①中瓶底出现白色固体.这是因为浸在冰水中,温度降低,物质的溶解能力减弱,导致已经溶解的部分溶质不能被溶解而从溶液中分离出来.实验②中玻璃片上出现白色固体.这是因为扇风或吹气使得溶剂挥发,能溶解的溶质的量减少,导致部分溶质不能被溶解而从溶液中分离出来.
师:可见,当降低温度或蒸发溶剂时,过多的溶质会从溶液中以晶体的形式析出,这一过程叫做结晶.结晶的方法主要有降低温度和蒸发溶剂.
【问题2】 将一份氯化铵的溶液降低一定的温度或蒸发一定量的溶剂,一定会有晶体析出,这个说法正确吗?小组讨论后回答.
生:不正确.如果是氯化铵的不饱和溶液,降低温度或蒸发溶剂还不足以使它变成饱和溶液,此时不会析出晶体;如果是氯化铵的饱和溶液,降低温度或蒸发溶剂才会析出晶体.
师:制作天气瓶用到三种物质,天气瓶中的上层清液会是樟脑的饱和溶液吗?如何来证明你的猜想呢?
活动三、再探“天气预报瓶”,学会判断溶液是否饱和的方法
【问题1】判断下列说法是否正确.
(1)当溶液开始析出樟脑晶体时,此溶液是樟脑的饱和溶液( )
(2)当溶液底部有不溶樟脑剩余时,此溶液是樟脑的饱和溶液( )
(3)当溶液底部没有樟脑剩余时,此溶液是樟脑的不饱和溶液( )
生:当溶液中有晶体析出或有不溶物质剩余时,此溶液是樟脑的饱和溶液;而溶液底部无固体物质剩余时,可能是不饱和溶液,也可能恰好是饱和溶液.
【追问】我们如何来判断底部无固体物质剩余的溶液是否饱和呢?
【问题2】请设计实验方案来判断天气瓶中的上层清液是不是樟脑的饱和溶液.
实验操作步骤现象结论
小组讨论,完善实验方案并进行实验探究并填写实验报告.
请学生汇报实验方案、现象和结论.
生:取少量上层清液,加入少量樟脑,振荡,固体没有溶解,说明上层清液是樟脑的饱和溶液.
【小结】同学们,通过对天气瓶的制作、初识和探究,你有哪些收获呢?
生:(1)在制作天气瓶的活动中,我认识了什么是饱和溶液,什么是不饱和溶液;并且掌握了两者互相转化的方法.(2)在初识天气瓶的活动中,我知道了结晶的常用方法:降低温度和蒸发溶剂.(3)在再探天气瓶的活动中,我学会了判断没有物质剩余的溶液是否饱和的方法:向溶液中再加少量该物质,不再溶解则是饱和溶液.
【思考】“天气预报瓶” 通过析出晶体来预测天气变化的说法科学吗?
【展示】资料:天气预报是使用现代科学技术对未来某一地点地球大气层的状态进行预测.现在的天气预报主要是使用收集大量的数据(气温、湿度、风向和风速、气压等等),然后使用目前对大气过程的认识(气象学)来确定未来空气变化.由于大气过程的混乱以及今天科学并没有最终透彻地了解大气过程,因此天气预报总是有一定误差的.
生:“天气预报瓶” 析出晶体主要受温度的影响,并不能准确预测天气的变化,这个说法不科学.
【小结】通过今天的学习,你会发现化学就在我们身边,我们可以运用所学的化学知识对这些现象进行科学的解释并辨别真伪.也希望同学们在今后能够更多的去关注生活,寻找化学,利用化学,让我们的世界变得更绚丽多彩.
本节课内容的学习是在第一册第二章溶液概念的基础进行深入的,教师将通过有效的教学手段模式,使学生可以掌握饱和溶液与不饱和溶液之间的概念,并且了解两者之间存在的区别以及联系.进而可以为溶解度以及结晶的学习奠定坚实的基础.然而这节课是一堂充满探究的课.教师通过设置适当的情境:生活中的“天气预报瓶”能不能预测天气的变化呢?包含了怎样化学的知识?教师将其作为教学的欺辱地暗引发学生思考,使学生能够产生探索的动力.在本文教师进行进行了三组演示实验的创新,激发学生的学习兴趣,不断地将学生引入深层次的探究活动中去,让学生在探索中形成概念,获得新知,逐步培养学生观察能力、思维能力和逻辑推理能力,充分体现化学是一门以实验为基础的科学.并且尽可能将课堂交给学生,分组实验,独立思考,交流讨论,小组合作进行归纳总结.通过促小组学习使学生之间互相监督、互相学习,对提升学生综合素质也有一定积极的作用.同时还培养学生的合作精神、团队意识和从众多知识中获得有效知识的能力,在交流中锻炼学生的表达能力等.