3.2.4溶液——《溶解度曲线的应用》教学案例上海兰田中学 吴叶红一、教学背景分析溶解度是第三单元第二节的内容，是本单元中比较抽象难懂的概念，溶解度曲线是直观表示物质溶解度变化的主要方式之一，溶解度曲线的应用比较广泛，灵活性、综合性较强，对曲线上的点、线、面的意义的理解和运用，从定量的角度研究溶液组分的变化、对溶液状态的判断及分析其相互转换关系始终是困扰学生的一个难点目前，学生已经学习了溶液的概念、影响物质溶解性的因素、饱和溶液和不饱和溶液，溶解度概念、溶解度曲线及关于溶解度的简单计算，初步掌握了用控制变量法思想探究物质的溶解性，能从定量的角度理解溶解度的含义，能运用溶质溶剂之间量的关系进行简单的计算，能绘制物质的溶解度曲线，但是学生在对溶解度曲线上的信息还理解得不透彻，从而在阅读信息的素养、分析推理素养、科学探究素养方面还有待提升二、设计思想 初中化学学科的教学不能仅仅停留在知识与技能层面，而是要更注重过程与方法、更注重学生核心素养的培育，故在课前制作《溶解度曲线的意义》微视频，先让学生自学坐标系中曲线、点（线上的、面上的）的意义，通过预学习后，再完成相关的预学习单，教师根据学生预学习单的完成情况进行课堂教学设计，接着课上采用数形结合法，借助固体物质的溶解度曲线图，将通过面上的点的移动层层分析推理溶液状态的变化及实现变化所改变的条件，帮助学生进一步理解饱和溶液和不饱和溶液之间的转化；通过学生设计实验，进一步理解线上两点移动后溶液中溶质的变化；通过采集数据解决溶液中溶质、溶剂、溶液、溶解度之间的换算问题，把之前所学的知识贯穿在一起，化难为简，达到新旧知识相融，既能巩固前面的知识，又能有新的收获。
也为后续学习中分析图文结合问题及定量研究问题打下坚实的基础三、教学目标知识与技能：1、 通过溶解度曲线上点的移动，学会判断溶液状态的变化及需改变的条件2、初步学会利用溶解度曲线上的信息来设计实验，从定量的角度体验溶液中溶质的变化过程与方法：1、 通过溶解度曲线上点的移动来分析溶液状态的变化，初步形成数形结合的思想方法2、 通过小组合作设计c点移到a点的验证实验，经历思考、讨论、实验、反思的探究过程情感态度与价值观：通过运用溶解度曲线，感受溶解度曲线的直观和科学四、教学重难点重点：理解溶解度曲线点的移动与溶液状态转变的关系；借助溶解度曲线定量分析和解决相关问题难点：理清溶解度曲线上点的移动与溶液状态的变化、外部条件的改变之间的关系创设教学情境——硫酸铜晶体的培育反馈预学习情况、解决思考题探究设计线上c点向a点移动的实验小组合作设计实验方案小组合作实验小组交流实验成果综合应用小结首尾呼应巩固练习布置作业思考一思考二五、教学流程说明：思考一：如图上面两条曲线划分的四个区域，其中哪个区域上的点是表示这两种物质的溶液都属于不饱和状态呢？为什么？思考二：当坐标系内的点发生了移动，那么溶液的状态将如何变化呢？实现这个变化应采取什么措施呢？探究实验：设计实验来验证c点向a点移动时的饱和溶液中溶质的变化。
综合应用：如果将30℃时在含有100 g水的硝酸钾和氯化钠的两种饱和溶液中，分别加入m g硝酸钾和m g氯化钠，升温至60℃，硝酸钾完全溶解，氯化钠仍有剩余，则m的质量范围多少？六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境【播放视频】培育硫酸铜晶体【引言】化学物质在生活中也能成为一种人们追求的艺术品，放在办公桌上确实赏心悦目那么制作这块艺术晶体跟与什么知识有关呢？能解释它的原理和方法吗？【过渡】同学们都说得有道理，目前说不完整也正常，说明我们的知识储备还不够，相信通过课上的学习又会给大家带来启发今天我们继续学习溶解度曲线的应用板书】3.2.4 溶解度曲线的应用观看自由回答：跟物质的溶解度有关系；这是物质的析出原理；跟饱和溶液有关系；跟温度有关系；跟放置的时间有关系通过观看培育硫酸铜晶体的视频，营造课堂气氛，激发学生学习的兴趣，同时为后续学习作铺垫，前呼后应反馈预学习情况、解决思考题【过渡】课前，我们自学了溶解度曲线的意义，也做了预学习单，可以看出，同学们对线的意义、点的意义的理解还是比较好的提问】到目前为止，你们已经知道了溶解度曲线有哪些应用呢？ 【板书】罗列学生的回答【过渡】老师在微视频里给大家思考的两个问题，同学们能解决吗？【投影】思考一：如图上面两条曲线划分的四个区域，其中哪个区域上的点是表示这两种物质的溶液都属于不饱和状态呢？为什么？【投影】思考二：当坐标系内的点发生了移动，那么溶液的状态将如何变化？实现这个变化应采取什么措施呢？【追问】如果溶剂的质量为100克，那么实现变化采取的措施能否进行量化？请同学们认真观察坐标图，采集有效数据进行相关计算。
过渡】同学们，刚才你们都利用了溶解度的关系式来解决问题，说明溶解度的应用还能进行相关的运算【板书】应用：4、查阅相关数据进行溶解度、溶质、溶剂之间的运算；5、判断溶液状态的变化及条件的改变情况；自由回答：1、根据温度查得对应的溶解度及确定物质的溶解性或根据溶解度查得对应的温度；2、比较不同物质之间的溶解度大小关系；3、判断常温下物质的溶解性；填表回答：思考一区域硝酸钾溶液的状态氯化钠溶液的状态A饱和饱和B不饱和饱和C饱和不饱和D不饱和不饱和两物质溶液状态相同的区域A:饱和D：不饱和讨论、填表、汇报点的移动硝酸钾溶液的状态实现该变化采取的措施a → b 饱和 →不饱和 升高温度b → c不饱和→ 饱和 加溶质或恒温蒸发溶剂c → a 饱和 → 饱和 降低温度小组合作运用溶解度关系式进行运算，再交流汇报a → b：升高温度至60℃；b → c：加入64.2g溶质或蒸发41.6g水c → a：降低温度至30℃通过反馈预学习的情况，让学生回忆点的意义和自我小结的内容，加深自主学习内容的印象，同时逐步引入后续学习的内容通过解决两个思考题，旨在检查学生预学习的效果，也针对预习不到位的同学起到能及时弥补漏洞的作用。
通过讨论点的移动分析溶液状态的变化和实现变化所采取的措施，让学生理解外在条件发生变化会可能会改变溶液的状态，从而使点发生移动，从而初步渗透数形结合的思想从定量的角度理解点发生移动后的温度变化、溶质与溶剂的质量比的变化，从而学会采集溶解度曲线上的数据进行相关溶解度的计算小组合作设计实验方案，动手实验验证【设疑】我们很容易看出溶解度曲线上温度的变化，那么c → a：降低温度至30℃后溶液中溶质是怎么变化的呢？溶质与溶剂的质量比怎么变化？溶液中会有什么现象呢？【提问】如何设计实验来验证c点移动到a点后溶液中溶质的变化？【师生互动】能否把具体操作步骤说完整？【布置任务】同学们都已经清楚实验的步骤了，下面我们以小组为单位进行步骤1、2的实验，而且取用10毫升水温馨提示】实验注意事项：1、小组分工：2人实验，2人监督、2人观察现象和记录，组长汇报2、使用酒精灯时要放稳，点燃和熄灭时要规范，注意安全3、不要用手直接接触加热中或刚加热结束的烧杯，稍冷却后再将烧杯放入水中冷却讲解】同学们都做得非常认真、仔细、严谨，理论与实际之间总存在一定的差异，用我们目前的仪器和装置可能会存在误差，比如加热过程中看到温度计示数到60℃了，是不是烧杯内任何一处都达到这个温度了呢？同理，降温到30℃，是不是真正降到这个温度了呢，小组间的差异可能由于温度存在的误差，以后你们会学习用水浴加热，保持温度的均匀和稳定。
过渡并设疑】从以上实验得出，从硝酸钾的饱和溶液中提纯硝酸钾晶体，可以用冷却热饱和溶液的方法得到，如果从氯化钠的饱和溶液中提纯氯化钠晶体，可以用这个方法吗？为什么？【追问】那用什么方法得到氯化钠晶体呢？【过渡】根据溶解度曲线，我们还可以解决物质提纯问题板书】应用：6、解决从溶液中提纯物质的简单问题投影】出示两张硫酸铜艺术晶体的图片【讲解】同学们在课的开始看到的晶体很美观，为什么我们自己制作的晶体比较逊色呢，我们要知道，制作出外观美丽的晶体，需要考虑各种因素，如控制水温，控制溶液的饱和度、确保无杂质、时间的把握等等，只要我们用心和智慧去思考、钻研、实践，总有一次会成功的自由回答：溶质少了；溶质与溶剂的质量比在减少；溶质从溶液中析出来了；小组讨论、设计实验方案；小组交流方案的可行性；方案：将硝酸钾的饱和溶液从60℃降温至30℃；步骤：1、在烧杯里配制一份60℃时溶液质量为210克的饱和硝酸钾溶液，其中溶质是110克，溶剂是100克；（学生补充：不一定要这些量，只要保证溶质：溶剂=21:10就行了）2、 将盛有硝酸钾饱和溶液的烧杯放在冷水里降温，注意用温度计控制温度至30℃3、 取出析出的固体烘干后进行称量，与计算出的量进行对比；小组合作实验、汇报实验情况情况一：温度升高到60℃时，硝酸钾固体还没有溶解完；情况二：降温过程中看到不断有晶体析出；情况三：晶体有一定的形状，像针状；情况四：小组之间析出的量有差异；倾听自由回答不可以，因为氯化钠的溶解度随温度的降低变化不大，析出的晶体量不多。
用蒸发溶剂的方法得到看图、倾听引导学生深入思考，通过实验方案的设计，让学生知道去观察溶解度曲线图，并能够采集图上的相关数据进行设计，从定量的角度设计实验步骤通过实验，让学生意识到理论与实际之间的差异，从中也体会到实验的严谨性让学生知道实验背后要考虑诸多因素，也就是各种因素会影响实验的效果前呼后应，艺术品需要我们精益求精，运用所学知识逐步解决问题，今天课堂上学到的只是这个视频中的一个析出晶体的环节小结引导学生小结溶解度曲线的应用：1、 由温度查某物质对应的溶解度；2、 由物质溶解度查该物质所处的温度；3、 比较同一温度下不同物质的溶解度；4、 查阅相关数据进行溶解度、溶质、溶剂之间的运算；5、 判断溶液状态的变化及条件的改变情况；6、解决从溶液中提纯物质的简单问题溶解度曲线的综合应用动脑筋：如果将30℃时在含有100 g水的硝酸钾和氯化钠的饱和溶液中，分别加入m g甲和m g乙，升温至60℃，硝酸钾完全溶解，氯化钠仍有剩余，则m的质量范围多少？通过巩固练习，让学生学会熟练运用溶解度曲线解决相关问题布置作业1、 基础作业：学案上的《基础训练》；2、 拓展作业：学案上的《提高与拓展》3、 兴趣作业：课余时间和老师一起制作硫酸铜晶。