基于实验探究的“溶解度”一课的概念教学

周娜

摘要：分析了“溶解度”在教材中的地位，通过实验探究引发学生的思维冲突，让学生发现问题、解决问题、大胆质疑、勤于反思，学生的核心素养在课堂教学中得到培养。

关键词：实验探究;溶解度;概念教学;核心素养

文章编号：1008-0546（2022）10x-0092-04中图分类号：G632.41文献标识码：B

一、教学主题内容和背景分析

“溶解度”选自沪教版九年级化学下册，[1]这一教学内容安排在物质的溶解性之后，学生有溶质、溶剂、溶液、溶解性、饱和溶液等知识的基础，同时此节内容为后续学习结晶奠定了基础。

本节课主要内容是：溶解度概念的认知，溶解度曲线理解与应用。

课标要求：了解溶解度概念;利用溶解度表或溶解度曲线，查阅物质的溶解性或溶解度;依据给定的数据绘制溶解度曲线;认识溶解度在生活中的重要作用。[2]

溶解度的学习，不仅使学生学会利用溶解度来定量表示物质的溶解性，还使学生认识到定量方法在化学学习中的重要性。

已有的教学设计中的教学思路对概念的建构过程过于弱化，一般是给出概念后，让学生理解，教学重点放在了概念的应用。[3-5]

二、教学思想与创新点

溶解度在生产、生活中有非常重要的应用。比较溶解性的限定条件是什么？笔者选取“茶卡盐湖中的项圈”现象引发思考。“项圈”中的成分很复杂，选取其中的氯化钠、硫酸钠、硫酸钙，通过层层实验对比探究，引发思考，挖掘比较溶解性的限定条件，引出溶解性强弱的定量表示：溶解度。再通过两种表示方式，挖掘信息，体会溶解度表示方法的优缺点。

最终回归盐湖中的真实情况，[6]体会溶解度、浓度的重要关系（见图1）。体会到化学可以解决生产、生活中的实际问题。

三、教学目标

1.通过实验探究了解溶解度概念，体会化学实验探究方法，锻炼学生的探究能力。

2.通过溶解度的两种表示方法，学会数据处理，并用溶解度曲线解决实际问题。

3.通过了解溶解度的应用，体会化学与生活的密切关系，体会化学学科价值。

四、教学流程

“溶解度”一课的教学流程见图2。

五、教学过程与意图

1.创设情境引入课题

[引入]同学们，请欣赏一组图片，这是位于我国青海省乌兰县的茶卡盐湖，这里被中国旅游地理杂志评为“人一生必去的55个景点之一”。“茶卡”蒙语是盐海的意思，为什么叫盐海？这是因为茶卡盐湖中有多种盐类物质。你们看，多么美丽的景观啊，蓝天白云清晰地倒映在湖中，湖面多么像一面为天空梳妆打扮的镜子啊。所以茶卡盐湖又被誉为中国的“天空之境”。茶卡盐湖还有另外一个奇观，请同学们再来欣赏一段视频。视频中析出的物质一圈一圈挂在湖中，就好像为盐湖戴上了项圈。

[问题1]同学们知道这些美景奇观是怎么形成的吗？这与我们今天要学习的内容有关。今天我们来学习溶解度。

[交流]通过上一课时的学习，我们已经知道物质在水中不能无限溶解。这说明物质在水中的溶解是有极限的，叫溶解限度（板书），物质的溶解限度大小与溶解性有关。溶解性越强，溶解限度越大，也就是说物质在水中溶解的质量也越大。

[问题2]溶解性又受到什么因素影响呢？（板书：温度、溶质、溶剂）当这些条件改变了，溶解性的强弱也就会发生改变。

[陈述]研究发现，茶卡盐湖中溶有许多物质，比如：氯化钠、硫酸钠、硫酸钙等。随着天气的变化，这些物质会争先恐后地析出，析出的物质沉积在湖底，使湖面对光产生强烈的反射。这些物质环湖析出，就会出现一圈一圈的项圈。

[问题3]那么湖水中的物质在什么条件下会析出？谁又更容易析出呢？

[总结]这与物质溶解性的强弱有重要的关系。溶解性越强的物质，也就是越容易溶解的物质，越难析出。溶解性越差的物质越易析出。

设计意图：以茶卡盐湖中的特殊景象引入，从生活走进化学，吸引学生注意力，激发学习思考，养成用化学知识思考问题的习惯。

2.科学探究一较强弱

[问题1]如何比较氯化钠、硫酸钠、硫酸钙溶解性强弱？

[活动一]设计实验，比较氯化钠、硫酸钠、硫酸钙溶解性强弱。小组交流讨论，提出方案。

方案一：相同溫度、等量水，加固体至饱和，比较加入固体质量。

方案二：相同温度、等量固体，加水至恰好溶解，比较用水量。

[问题2]这两种方案，控制了哪些相同条件？不同的条件是什么？

[分组实验]取10mL的水，再分别加0.5g三种物质中的一种，比较它们的溶解性，结论如表1所示。

[问题3]你观察到了什么现象？为什么说硫酸钙的溶解性最弱？

[追问]根据实验的现象，你有什么疑惑？怎么能在刚刚实验基础上进一步比较氯化钠、硫酸钠两者溶解性的强弱？

小组交流讨论。提出方案：继续加药品至溶液饱和，比较加入药品的质量。

[分组实验]在每个小组的实验盒中，老师分别给大家准备了2g的氯化钠和硫酸钠。请分别继续加入药品，继续探究。再次记录实验现象（见表2）。

[总结]通过两组实验探究，发现此温度下氯化钠的溶解性强于硫酸钠强于硫酸钙。

[过渡]我们在比较氯化钠和硫酸钠溶解性强弱的实验中，发现硫酸钠没有完全溶解，怎么才能完全溶解？

提出方案：加水，升温。

我们的实验都是在等量水中进行，下面采用加热的方法看看。

[分组实验]将保温杯中热水倒入大烧杯中至标记处，参照导学案“实验三”对其进行水浴加热。边加热边用玻璃棒不断搅拌。

[追问]加热后硫酸钠固体完全溶解，说明了什么？

现在几种物质的溶解性强弱还是这样一个顺序吗？

[总结]条件改变了，溶解性强弱也改变了，因此要想比较物质的溶解性强弱还要建立统一的标准。

设计意图：从实验中发现不同形成认知冲突，学习应用控制变量实验方法。培养学生实验操作能力、语言表达能力，交流讨论和小组合作解决问题能力，体会科学探究的重要性。

3.定量表示一决大小

[问题1]具体比较溶解性强弱的标准是什么呢？请结合实验分析标准该怎么制定呢？

[活动二]寻找标准，定量表示物质溶解性。

[交流]在一定温度下，我们规定溶剂质量为100g（通常为水），比较溶解的溶质的质量。这个溶质的质量，我们又给了它一个新的名词“溶解度”。

[问题2]你能给溶解度下定义吗？

[追问]有了溶解度的概念，我们又怎么比较物质溶解性的强弱呢？

[活动三]观察与思考：从表3中你能获取哪些信息？说一说，20℃时，氯化钠溶解度为36g的含义是什么？

[学生1]20℃时，100g水中，达到饱和状态，溶解的氯化钠质量为36g。

[学生2]20℃时，100g水中，最多溶解的氯化钠质量为36g。

……

[教师]一定温度下，某种物质的饱和溶液中溶质和溶液的质量比值是一定的，这个值跟溶解度有关。

20℃时，硫酸钠溶解度是19.5g是什么意思？

[总结]有了溶解度的值，可以定量表示物质溶解性的强弱。现在你能说说氯化钠、硫酸钠、硫酸钙的溶解性谁强谁弱了吗？20℃时，氯化钠溶解度是硫酸钙的上百倍。

设计意图：在交流中形成认知冲突，知道控制变量法的重要思想。培养学生归纳总结能力。帮助学生提取有效信息，深层次理解溶解度，知道溶解度可以定量表示物质溶解性。

5.绘制曲线寻找规律

[问题1]当温度改变时，两者溶解性的强弱又如何？

[活动三]观察与思考：从表4中你又能获取哪些信息？

[追问]如何比较25℃时，氯化钠和硫酸钠的溶解性谁强谁弱？

[学生]画图比较？

[教师]怎么画？请以氯化钠为例说一说。

[活动四]学生根据溶解度表绘制氯化钠的溶解度曲线（见图3）。

[问题2]从曲线你能获取哪些信息？点的含义是什么？你能说说列表法和图像法的优缺点吗？

[追问]同样的道理，也可以画出硫酸钠溶解度随温度变化的曲线。如果想直观比较出不同温度下氯化钠和硫酸钠溶解度的大小，怎么办？

从图4你又能获取哪些信息？交点的含义是什么？

现在你能说说25℃时氯化钠和硫酸钠溶解度谁强谁弱了吗？

设计意图：学会通过表格、图像比较溶解度大小，学会分析图像，在图像中提取有效信息。

5.联系实际再比再探

[问题1]通过以上探究，你能试着解释茶卡盐湖的奇景“盐湖项圈”形成的原因吗？其中什么样的物质容易析出？它与溶解度有什么关系？

[追问]是不是溶解度小的物质就一定会析出呢？观察表5，你觉得谁会析出得更多？

[观察]“项圈”中氯化钠、硫酸钙和硫酸钠晶体的相对质量分数的柱状图（见图5）。

[再追问]为什么溶解度最小的硫酸钙析出得最少，而溶解度较大的氯化钠析出得最多？

[总结]溶液中物质是否析出，什么时候析出，既与物质溶解度有关，又与溶液中该物质的浓度有关，利用这一原理，可以控制温度和浓度来调控物质的析出，从而达到分离、提纯这些物質的目的。

[问题2]通过本节课对溶解度的探究，关于溶解度你有哪些认知？

[总结]课堂小结。

设计意图：知识迁移解释现象;联系实际，形成冲突;综合应用知识，分析解决问题，体会化学与生活息息相关，体现学科价值。

6.课后作业学习反思

[课后作业]

算一算：20℃时，硝酸钾溶液的溶质质量分数的最大值。

测一测：利用身边的物质和用品设计实验，测定氯化钠在一定温度下的溶解度。

读一读：查阅资料，解释“夏天晒盐，冬天捞碱”的现象，并利用查阅的信息对该现象做出解释。

设计意图：培养学生动手能力、阅读能力和分析、解决问题的能力。

六、教学反思

本节课由于概念的限定比较多，学生学习时易产生非胜任感。教学中应重视学生已有认知，强化概念的建构和理解。

1.抓住已有认知，开展实验探究，找寻溶解度定义的限定条件。通过采用科学探究的形式，层层比较，引出限定条件，提出问题，最终解决问题。让学生感知到科学探究对于化学学习的重要性。

2.思维提升，弄清楚概念的内涵。限定溶解度的条件为：一定温度下，饱和状态时，一定量的水中溶解的溶质的质量。弄清楚限定的条件，为什么要限定这些条件？比较的是什么？

3.多重表征，由定性到定量。通过实验，让学生初步感知不同物质在限定条件下溶解度不同。再用溶解度的具体数据比较，定量获知一定条件下物质的溶解度大小，溶解性强弱。用图像表征，粗略获知不同温度下物质的溶解度，比较物质溶解性的强弱。

4.联系生活实际，让学生感受到溶解度与生活息相关。溶解度可以帮助解决生产、生活中的问题，体现化学学科价值。

参考文献

[1]中国化学国家课程标准研制组.义务教育教科书（化学九年级下册）[M].上海：上海教育出版社，2015.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年 版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[3]殷志忠.初中化学“溶解度”的改进[J].化学教学，2020（9）：94-97.

[4]黄兵.初中化学概念的建立与巩固——以《溶解度》教学设计为例[J].江苏教育研究，2010（11）：53-54.

[5]何如涛.初中化学“溶解度概念”的教学与反思[J].化学教学，2013（3）：37-38.[6]刘兴起.基于Pitzer模型的茶卡盐湖卤水及盐类矿物形成的地球化学模拟[J].中国科学，2003（3）：247-254.