资源简介

课题3 溶质的质量分数
第1课时 溶质的质量分数
一、知识目标
1．理解溶质质量分数可以表示溶液浓度，明确溶质质量分数的含义。
2．掌握有关溶质质量分数和溶液稀释等问题的简单计算方法。
3．了解体积分数也可用于表示溶液浓度。
二、核心素养目标
1．宏观辨识与微观探析：通过对不同浓度溶液的实验观察，从宏观上区分溶液的浓稀，从微观角度理解溶质、溶剂和溶液的关系以及溶质质量分数的本质。
2．证据推理与模型认知：建立溶质质量分数的计算模型，运用该模型进行相关计算，通过分析溶液配制和稀释过程中的数据变化，进行合理的推理和判断。
3．科学探究与创新意识：认识到准确控制溶液浓度在农业生产、化学实验和生活中的重要性，培养严谨的科学态度和社会责任感。
一、教学重点
溶质质量分数的概念、数学表达式及相关计算
二、教学难点
对溶质质量分数概念的理解，以及溶液稀释过程中溶质质量不变的原理应用和计算
本节教学内容出自人教版 2024 年版九年级化学下册第九单元课题 3《溶质的质量分数》第 1 课时。本课题是溶液知识的重要组成部分，在初中化学中具有关键地位。此前学生已对溶液的形成、饱和溶液和不饱和溶液等知识有了一定了解，而溶质的质量分数这一内容则是对溶液知识的进一步深化和量化，是化学计算的重要组成部分，它为后续学习根据化学方程式计算溶液中的相关问题奠定基础，具有承前启后的作用。 按照教材编排，本课时主要围绕溶质的质量分数展开，先通过实验探究让学生直观认识溶液的浓稀程度，进而引出溶质质量分数的概念和数学表达式。接着通过具体的例题，详细讲解了配制溶液和稀释浓溶液这两种涉及溶质质量分数计算的常见类型，让学生在实际应用中掌握溶质质量分数的计算方法。教材注重通过实验和实例引导学生理解和掌握知识，培养学生的科学思维和解决实际问题的能力。
学生在之前的化学学习中已经对溶液的形成等概念有了初步的认识。在思维方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于直观、具体的实验现象比较容易理解，但对于抽象的概念和计算可能会存在一定的困难。 在生活经验上，学生可能对溶液的浓稀程度有一定的感性认识，如知道糖水有甜有淡，但对于如何准确地定量表示溶液的浓稀程度却缺乏深入的了解。这就需要教师在教学过程中，通过生动有趣的实验和贴近生活的实例，引导学生从感性认识上升到理性认识，帮助他们逐步理解溶质质量分数的概念和意义。 同时，学生在计算方面可能存在一些薄弱环节，对于涉及多个步骤的计算可能会出现错误。在教学中，教师要注重引导学生理清计算思路，规范计算步骤，通过适当的练习让学生熟练掌握溶质质量分数的计算方法。此外，学生的个体差异也需要关注，对于学习能力较强的学生可以引导他们进行拓展探究，而对于学习有困难的学生要给予更多的辅导和帮助。
教学环节一 新课导入
【引导学生思考】同学们，在日常生活和农业生产中，我们经常会用到各种溶液。比如我们生病时喝的药水，农民伯伯给农作物喷洒的农药。大家想一想，如果药水太浓或者太稀，农药的浓度不合适，会出现什么情况呢？（给学生一些思考和发言时间，鼓励学生积极表达想法，如药水太浓可能对身体有伤害，农药太稀可能杀不死害虫等）
【引入农药浓度的重要性】大家说得都很有道理。就拿农药来说吧，在施用农药时，应较准确地知道一定量的药液里所含农药的量。如果过浓会毒害农作物，过稀又不能有效地杀虫灭菌。这就涉及到一个关键问题：在化学中如何定量地表示溶液的浓稀程度呢？这就是我们今天要探讨的主题——溶质的质量分数。
设计意图
1.激发学生兴趣：从学生熟悉的生活和农业生产场景入手，提出问题让学生思考，能迅速吸引学生的注意力，激发他们的好奇心和求知欲，使学生积极主动地参与到课堂讨论中来。
2.联系实际生活：通过强调农药浓度对农作物的影响，将抽象的化学知识与实际生活紧密联系起来，让学生感受到化学知识在生活中的重要性，提高学生对化学学习的重视程度。
3.引发思考，导入新课：由溶液浓稀程度的实际问题引出本节课的核心——溶质的质量分数，自然地过渡到新知识的学习，让学生明确学习目标，带着问题去探索溶质质量分数的奥秘，增强学习的主动性和积极性。
教学环节二 溶质的质量分数
活动一：引入溶质质量分数的概念
【引入】在化学中，我们常常需要知道溶液的浓稀程度。比如在施用农药时，应较准确地知道一定量的药液里所含农药的量，因为过浓会毒害农作物，过稀不能有效地杀虫灭菌。那么在化学中如何定量地表示溶液的浓稀程度呢？下面我们通过实验来探究。
【问题】展示【实验 9 - 7】三种浓稀程度不同的硫酸铜溶液，引导学生观察。问：在这三种溶液中，哪种溶液最浓？哪种溶液最稀？你判断的根据是什么？
【学生思考】观察溶液颜色，回答第 III 种最浓，第 I 种最稀，判断的根据是溶液颜色的深浅。
【讲解】评价、强调：有色溶液可以通过溶液颜色的深浅来判断溶液是浓还是稀。但这种方法比较粗略，那有没有更精确的方法来表示溶液的浓稀程度呢？从而引出溶质质量分数的概念。
设计意图
通过生活中农药使用的实例和硫酸铜溶液颜色对比实验，引发学生思考，激发学生的学习兴趣，自然地引出溶质质量分数的概念。
活动二：溶质质量分数的概念及表达式
【问题】引导学生思考如何用一个准确的数值来表示溶液的浓稀程度。给出溶质质量分数的概念：溶质质量与溶液质量之比，通常用百分数表示。并写出数学表达式：溶质的质量分数=×100%=×100%。
【学生任务】理解溶质质量分数的概念和表达式，思考表达式中各量的含义。
【讲解】结合【实验 9 - 7】的数据，如第 I 种溶液，溶质质量为0.1g，溶剂质量为20g，溶液质量为20.1g，计算其溶质质量分数为×100%=0.5%。
设计意图
通过明确概念和表达式，并结合具体实验数据进行计算，让学生深入理解溶质质量分数的含义和计算方法。
活动三：溶质质量分数的相关计算及思考讨论
【问题】已知 20°C 时，氯化钠的溶解度是 36g。有人说“20°C 时氯化钠饱和溶液中溶质的质量分数为 36%”。这种说法对吗？为什么？
【学生思考】根据溶解度和溶质质量分数的概念进行分析，回答这种说法不对。
【讲解】在饱和溶液中，溶质的质量分数=×100%（该温度下的最大质量分数）。20°C 时氯化钠饱和溶液中溶质的质量分数应为=×100=26.5%，而不是 36%。
【问题】已知 20°C 时，氯化钠的溶解度是 36g。20°C 时，将 30g 氯化钠溶于 70g 水中，计算溶液中溶质的质量分数。
【学生思考】考虑溶解度的限制，判断溶质是否完全溶解，再进行计算。
【讲解】20°C 时，70g 水中最多能溶解氯化钠的质量为70g ×= 25.2g，所以 30g 氯化钠不能完全溶解，溶质质量为 25.2g，溶液质量为70g + 25.2g = 95.2g，则溶质质量分数为×100=26.5%。强调溶质的质量是指完全溶解的物质的质量，没有溶解的不计算在内。
设计意图
通过实验数据计算和思考讨论问题，加深学生对溶质质量分数概念的理解和应用，让学生掌握在不同情况下溶质质量分数的计算方法。
【对应训练1】关于10%的硝酸钾溶液的理解正确的是（　　）
A．100 mL该溶液中含有10 g硝酸钾
B．硝酸钾和水按1∶10的质量比可配成该溶液
C．该溶液中溶质与溶液的质量比为1∶11
D．将10 g硝酸钾溶于90 g水中可制得该溶液
【学生回答】D
【讲解】A、100 mL是体积单位，需知道溶液密度才能计算质量。错误；B、质量比应为1:9（溶质:溶剂）。错误；C、质量比应为1:10（溶质:溶液）。错误；D、10 g溶质 + 90 g水 = 100 g溶液，溶质质量分数为10%。正确。
【对应训练2】一定温度下，将25 g硝酸钾固体加入100 g水中，充分搅拌后，仍有5 g硝酸钾固体未溶解，则所得溶液中溶质的质量分数为__________(结果精确到0.1%)。
【学生回答】16.7%
【讲解】溶解的溶质质量 = 25 g - 5 g = 20 g，溶液总质量 = 20 g + 100 g = 120 g，溶质质量分数 = (20 g / 120 g) × 100% ≈ 16.7%。
教学环节三 溶质质量分数的计算
活动一：配制溶液的计算
【引入】在农业生产中，可利用质量分数为 16%的氯化钠溶液选种。现要配制 150kg 这种溶液，需要氯化钠和水的质量各是多少？
【学生思考】根据溶质质量分数的公式进行计算。
【讲解】解：溶质质量＝溶液质量×溶质的质量分数= 150kg×16％ = 24kg；溶剂质量＝溶液质量－溶质质量= 150kg - 24kg = 126kg。答：需要 24kg 氯化钠和 126kg 水。
设计意图
通过实际的农业生产问题，让学生掌握配制一定质量分数溶液时溶质和溶剂质量的计算方法，体会化学知识在生活中的应用。
活动二：稀释浓溶液的计算
【引入】化学实验室有质量分数为 98%的浓硫酸，现需要用较稀的硫酸进行实验。要把 50g 上述浓硫酸稀释为质量分数为 20%的硫酸，需要水的质量是多少？
【学生思考】思考稀释过程中溶质质量的变化情况，尝试找出计算方法。
【讲解】计算依据：溶液稀释（加溶剂）前后，溶质的质量不变。
方法一：设稀释后溶液的质量为x。则50g×98% = x×20%，解得x = 245g，需要水的质量＝245g - 50g = 195g。
方法二：设需要水的质量是x。则50g×98% = (50g + x)×20%，解得x = 195g。
设计意图
通过实验室稀释浓硫酸的问题，让学生掌握稀释浓溶液时所需溶剂质量的计算方法，理解溶液稀释过程中溶质质量不变的原理。
【对应训练1】研究表明喷洒过氧乙酸消毒液可有效杀灭活病毒。配制12%的过氧乙酸溶液150 g，计算过氧乙酸溶质的质量为______g。
【学生回答】18
【讲解】溶质质量 = 溶液质量 × 溶质质量分数 = 150g × 12% = 18g。
【对应训练2】现将溶质质量分数为9%的醋酸溶液100 g稀释成溶质质量分数为4.5%的溶液，需要加水______g。
【学生回答】100
【讲解】稀释前后溶质质量不变。原溶液中溶质质量为 100 g × 9% = 9 g。稀释后溶液总质量应为 9 g / 4.5% = 200 g，因此需加水的质量为 200 g - 100 g = 100 g。
课题3 溶质的质量分数
第1课时 溶质的质量分数
一、溶质的质量分数
1. 概念：溶质质量与溶液质量之比，通常用百分数表示
2. 数学表达式
溶质质量分数 = 溶质质量/溶液质量×100%
溶质质量分数 = 溶质质量/（溶质质量 + 溶剂质量）×100%
表示浓度的其他方法：体积分数
二、溶质质量分数的计算
1. 配制溶液
溶质质量 = 溶液质量×溶质质量分数
溶剂质量 = 溶液质量 - 溶质质量
2. 稀释浓溶液
依据：稀释前后溶质质量不变
海水淡化的膜分离技术是在加压条件下，水分子可以透过淡化膜进入淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜。海水淡化过程中，关于下图甲处海水的说法正确的是（ ）
A．溶剂质量减少 B．溶液质量不变
C．溶质质量增加 D．溶质质量分数不变
【答案】A
【解析】海水淡化过程中，水分子透过淡化膜进入淡水池，所以溶剂质量减少。溶液质量等于溶质质量与溶剂质量之和，溶剂质量减少，溶液质量也减少。溶质不能透过淡化膜，溶质质量不变。溶质质量分数=溶质质量÷溶液质量，溶质质量不变，溶液质量减少，溶质质量分数增大。故答案选A。
2．在其他条件不变的情况下，对KNO3溶液(编号为①)进行下图所示实验。下列对编号①、②、③的溶液中溶质质量分数大小的比较，正确的是（ ）
A．①>②>③ B．①=②>③ C．①=②<③ D．①<②<③
【答案】C
【解析】溶液①恒温蒸发水，有晶体析出得到溶液②，因为是同一温度下的饱和溶液，所以①和②的溶质质量分数相等。溶液②升温后，溶质和溶剂质量都不变，溶质质量分数不变，然后加入硝酸钾固体得到溶液③，溶质质量增加，溶剂质量不变，溶质质量分数增大，所以③的溶质质量分数大于①和②。故答案选C。
3．现有80g质量分数为10%的硝酸钠溶液，回答下列问题：
（1）若向上述溶液中加入20g硝酸钠，假设操作过程中溶质均能完全溶解则所得溶液中溶质的质量分数为______。
（2）若向上述溶液中加入20g水，则所得溶液中溶质的质量分数为______。
（3）若使上述溶液中溶质的质量分数变为5%，则应加水______g。
【答案】（1）28% （2）8% （3）80
【解析】（1）原溶液中溶质的质量为80g×10% = 8g，加入20g硝酸钠后，溶质的总质量为8g + 20g = 28g，溶液的总质量为80g + 20g = 100g，则所得溶液中溶质的质量分数为28g÷100g×100% = 28%。
（2）加入20g水后，溶液的总质量为80g + 20g = 100g，溶质质量不变仍为8g，则所得溶液中溶质的质量分数为8g÷100g×100% = 8%。
（3）设应加水的质量为x，根据稀释前后溶质质量不变，可得80g×10% = (80g + x)×5%，解得x = 80g。4．校医务室需要配制质量分数为0.9%的氯化钠溶液100 g，需要质量分数为9%的氯化钠溶液多少克？需要水多少克？
【答案】解：设需要质量分数为9%的氯化钠溶液的质量为x。
100 g×0.9%＝x×9%
解得：x＝10g
需要水的质量为：100 g－10 g ＝90 g
答：需要质量分数为9%的氯化钠溶液10克，需要水90克。
【解析】根据溶液稀释前后溶质质量不变的原则，设需要质量分数为9%的氯化钠溶液的质量为x，可列出方程100 g×0.9%＝x×9%，求解得出x的值，再用配制溶液的总质量减去9%氯化钠溶液的质量，即可得到需要水的质量。
在本节课的教学中，通过实验引入溶质质量分数的概念，学生能较好地理解其含义。在讲解计算部分时，结合农业生产和实验室的实际例子，学生对配制溶液和稀释浓溶液的计算方法掌握较好。但在讲解饱和溶液溶质质量分数与溶解度关系时，部分学生理解有困难，后续应多结合具体数据进行练习巩固。在课堂练习环节，发现学生对溶液稀释和混合问题的综合运用不够熟练，今后需加强此类题型的训练，提高学生的解题能力和思维能力。

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