初中化学“溶液”教学研究与案例评析

1、专题讲座初中化学“溶液”教学研究与案例评析 一该主题学科知识的深层次理解 1. 溶液知识结构与学生认知发展分析 溶液是初中化学中的一个重要知识点。它包括了溶液的形成、溶液的浓度、一定浓度的溶液的配制方法（包括配料计算和配制，容量瓶和天平的使用），并延伸到溶解度和饱和溶液（包括溶解度和温度的关系 - 溶解度 - 温度曲线的应用），溶解过程和结晶过程等一系列知识点和实验。形成了一个知识结构完整，逻辑关系明确的“知识板块”。只有明确了这个知识板块内知识点之间的逻辑关系，同时充分理解到相关溶液的知识在化学学科的学习和应用中的重要性，才能真正地组织好教学过程。 关于溶液的学科价值分析：溶液是最容易实现的

2、调控化学反应的手段 ( 让中学生体会到为什么我们要学习溶液？）。将气态反应物或固态反应物，用适当的溶剂把它们转化为溶液后， 既具有液体的流动性，又能够使得反应物以分子（或离子）状态，均匀地分布在溶剂中。我们都知道，就一般的化学反应来说，在选定反应物之后，常用的调控反应进程，包括速率和产物的手段，不外乎温度、浓度和催化剂。因为催化剂具有选择性和专一性，需要通过繁复的筛选过程才能确定，并非唾手可得，不能归入经常使用的调控手段。所以，在初等化学中，只有温度和浓度才是最常用到，也最容易实现的调控手段。依靠酒精灯或其他方法加热时，对温度的调控一般不要求精确，也不容易做到精确。唯有浓度，特别是溶液的浓度，

3、是能够容易而且比较精确地达到对反应进程加以调控的要求。因为化学反应是反应物以分子或离子状态参加的反应，所以只有溶液的浓度才能最直接地反映出它们在发生反应时的有效浓度。 依据溶液的学科价值分析和关于溶液的学生认知发展脉络分析，确定溶液主题的教学重点、难点。将在本专题标题二中详细介绍教学重点、难点。这里仅仅介绍新课程背景下准确把握教学重点、难点的方法，该主题学科知识的深层次理解是前提。 2生活中的溶液浓度 例如：5 和10 葡萄糖注射液，84 消毒液有效氯含量 4.0 7.0 表示 100g 消毒液中含有 4.0g 7.0g 有效氯元素，酒精度 56%vol 表示 100mL 酒中含有 56mL

4、酒精。钾离子1.0 10.0mg/L 表示 1L 矿泉水中含有 1.0 10.0mg 钾离子。 3溶液知识拓展 由溶液的浓度，延伸出来的溶解过程的自发性和溶解度的概念，是化学中极为重要的概念。前者属于自然界的一个普遍存有，但是和人们的经验相悖的现象，它不但是半导体掺杂、合金热处理等工艺的理论依据；也是水源组成和所处地理环境密切相关的必然结果；表现为溶解和通过扩散达到体系内溶质分布均一的自发性（在高中化学选修模块 - 化学反应原理中会把这个现象的本质理论化）。溶解虽然具有自发性，但是不同的物质在同一种溶剂中的“最大”溶解量，并不相同。即存有着饱和现象，于是根据溶液达到饱和时的溶剂和溶质的数量（体

5、积或质量）关系，有了溶解度的概念，并进一步得出溶解度与体系温度的关系。有趣的是，从温度 - 溶解度曲线能够看到他们之间的关系并不完全相同。从溶解度概念到结晶成为一种应用广泛的分离提纯方法，其间的逻辑关系和认知发展途径的脉络，十分清晰。这种思维训练，在初等化学教学中，是非常难得的学科载体之一。如果只注重溶液浓度换算、溶解度计算和容量瓶配制一定质量浓度的溶液实验中的基本操作，学生不可能真正领会这个知识板块所包含的极为丰富的学科内容和科学教育的内涵。 何为理解发展？( 北师大王磊教授 2012 年成都全国会议 ) ：转变了具体的前科学理解；明确了基本的化学观点；丰富了理解角度；建立了理解思路；发展了

6、理解方式类型（孤立、要素 - 联系、系统；静态、组成 - 动态、变化；定性 - 定量）；形成了理解水平（描述和说明、分析和解释、预测和证明、设计和调控）。 二该主题核心内容的教学策略 教学重点 1 ：理解溶液。 理解溶液。（掌握：物质溶解形成溶液，溶液是自发形成的。溶质、溶剂的概念。溶液的均一、稳定性。初步理解：物质的“溶解水平”，饱和溶液、不饱和溶液，温度和溶剂量对“溶解水平”的影响。） 难点：溶液的均一、稳定性。溶液和悬浊液、乳浊液的区别。 溶液是一个很容易施行的探究性学习体系。因为溶液的形成是一个物理化学过程，即基本原理与物质无关。而且是学生在生活中已有较多感性理解的对象。建议从探究溶液

7、的形成开始，使学生关于溶液形成整体理解框架， 避免唱折子戏 环节一：新课引入： 自然界有很多以混合物形式存有的物质：气态混合物如空气，固态混合物如合金，液态混合物如溶液，在生产和生活中应用很广泛。 实验：1 、取一定量水（或其他溶剂），再称取一定量的溶质，例如 NaCl, 分批加入。震荡。观察溶解现象，直到加入的溶质不能再溶解，体系由澄清转化为浑浊。 实验记录：实验温度，溶剂量，溶质量。尤其要注重溶质不能再溶解时的溶质量及实验温度。这里能够理解和思考： A) 溶质溶解的自发性 B) 溶质溶解在溶剂量一定时，表现出有限性（不同物质其限度相同吗？） 小结：把氯化钠晶体放入水中后，构成氯化钠的钠离子

8、和氯离子在水分子的作用下持续地进入水中，并通过扩散形成均一的水溶液。这个过程是自发完成的，搅拌或振荡等外力仅仅加快了溶液的形成。一种物质均匀分散到另一种物质中形成均一、特定溶液的过程，叫做物质的溶解。被溶解的物质叫溶质，如硫酸铜、氯化钠、碘和汽油等，溶质能够是固体、液体，也能够是气体（如二氧化碳溶于水），溶质能够是一种也能够是多种（如氯化钠和高锰酸钾同时溶于水中）；能溶解其他物质的物质叫溶剂，如水、植物油、酒精等，如果不特殊提及，一般溶剂指的是水。 环节二：思考与活动 同样的溶质和溶剂，能够形成透明、均匀的溶液，也能够形成混浊液（这类混浊液和泥水混浊液有什么不同，如何证明？）提示：饱和溶液和不

9、饱和溶液的初步理解。加热以后，饱和溶液能够转化为不饱和溶液，该混浊液能够变成澄清的溶液，但是泥水加热后不能变澄清。该活动为学生关于溶液的均一稳定的特征的理解奠定基础。举例说明悬浊液，乳浊液，溶液。 溶液具有稳定性，如蔗糖水溶液和碘的酒精溶液，只要水和酒精的数量不改变、温度不变化，即使放置很长时间，蔗糖与水、碘与酒精也不会分离，混合物中的组分和性质也不会改变。溶液具有均一性，亦即溶液中任何部分的组分和性质完全相同。悬浊液和乳浊液是不稳定的分散系（一般认为颗粒直径大于 10 -7 m 时就会形成不稳定的悬浊液或乳浊液，放置一段时间后会发生沉降或分层）。像泥土这样的物质以细小固体颗粒分散到水中，则形

10、成了悬浊液；像植物油这样的物质以小液滴分散到水中，形成了乳浊液。而像硫酸铜（CuSO4）、食盐（NaCl）、高锰酸钾（ KMnO4）这些物质均匀地分散在水中形成了稳定的混合物，即溶液。溶液具有稳定性，如蔗糖水溶液和碘的酒精溶液，只要水和酒精的数量不改变、温度不变化，即使放置很长时间，蔗糖与水、碘与酒精也不会分离，混合物中的组分和性质也不会改变。溶液具有均一性，亦即溶液中任何部分的组分和性质完全相同。悬浊液和乳浊液是不稳定的分散系（一般认为颗粒直径大于10-7 m 时就会形成不稳定的悬浊液或乳浊液，放置一段时间后会发生沉降或分层）。 环节三：实验：溶质是否能无限制地溶解 实验记录，室温下，请记录

11、分别往 10mL 水、20mL 水、 30mL 水中加入 NaCl 的量，观察 NaCl 在一定量的水中的溶解情况？能否将烧杯中未溶解的氯化钠继续溶解？一定温度下，物质是不能无限制地溶解在一定量的水中。化学上把在一定温度下，一定量溶剂中溶质不能再溶解的溶液叫做饱和溶液；如果溶质还能继续溶解，就是不饱和溶液。在上面探究活动中，当氯化钠还能继续溶解时，溶液是不饱和的；当有氯化钠固体剩余而不能溶解时，溶液就是饱和溶液。 当氯化钠固体有剩余而不能溶解时，如果加入水，原来未溶解的氯化钠继续溶解。说明溶液又变成不饱和的了。如果加热，原来未溶解的氯化钠又逐渐溶解，说明升高温度时，氯化钠还能再继续溶解。 上述

12、二个探究过程表明，在不改变溶液中组份的前提下，影响物质溶解的外界因素有溶质的质量、溶剂的质量和温度。 同一种物质的不饱和溶液和饱和溶液的转化过程可表示为： 拓展应用：取少量水和少量油放入同一试管中，能够观察到分层现象。震荡后能够形成不稳定的乳浊液，放置即恢复分层，亦即分层具有自发性。 教学重点1小结：这个系列探究活动及问题，是学习溶液形成，分散系，溶解度，饱和溶液不饱和溶液，温度对溶解度的影响等内容，从而使之构造成一个逻辑关系严密的认知体系。形成溶液对物质实行分离、提纯、输运和应用的意义。给我们的启示：新课程下建议实施单元整体教学，逐步渗透循序渐进地落实重点、突破难点。 要注意知识结构化，尽量

13、不要孤立地一课时一课时地教学、只顾及具体知识点而忽略知识结构的复杂性和学生认知发展。 教学重点2 ：溶解度及其应用。 难点：溶解度曲线的应用，饱和溶液、不饱和溶液转化的方法。 温故知新：在教学重点 1 中提前做了氯化钠在一定温度下在一定量溶剂水中不能无限制地溶解的实验。 学生活动：分析如下实验活动的数据： 固体溶解度（S）：一定温度下，某固体物质在 100g 溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量。 交流分享：理解溶解度概念应注意哪些关键词？固体溶解度是指在一定温度下，某固体物质在 100g 溶剂里达到饱和状态时所需溶解的质量。如果不指名溶剂，通常说的溶解度是指物质在水里的溶解度。例如 20 时，氯

14、化钠在水里的溶解度是 36g ，说明在 20 时，100g 水里最多能溶解 36g 氯化钠。教师介绍溶解度曲线的意义以及应用。 二学生常见错误与问题的分析与解决策略 1.乳化和溶解概念混淆 “乳化”现象是通过实验引出的，学生也有这方面的生活经验。洗涤剂是一种最常见的乳化剂。应该注意的是，“乳化”并不是溶解，仅仅使植物油分散成无数细小的液滴存有于水中，而不聚集成大的油珠，这与物质溶解在水中是完全不同的。 对于溶液和乳浊液，只从定性的角度描述它们的特征，没有提出分散质颗粒直径大小的问题，所以是一种粗略的说法。 乳化剂：能使乳浊液相对稳定的物质。乳化作用：洗洁精、洗衣粉等含表面活性剂的物质能够使食用油等物质以细小的液滴形式均匀分散在水中形成乳浊液，这种作用称为乳化作用。 2认为区分溶液还是其他分散系的特点是其是否透明。如果透明的就是溶液。 以上是初中生最容易出现的错误理解，建议在新授课时设计对于的学生实验探究活动，让学生亲历溶液