资源简介

化学鲁教版五四学制 2024 九年级全一册
第二节 溶液组成的定量表示（教学设计）
一、核心素养目标
宏观辨识与微观探析：从宏观层面区分不同浓度溶液的性质差异（如甜度、酸度），从微观角度解释溶质质量分数不同的本质（溶质粒子在溶剂中所占比例不同）。
证据推理与模型认知：通过实验数据和计算实例，建立溶质质量分数的计算模型（公式及推导式），培养基于证据推导结论的逻辑推理能力。
科学探究与创新意识：通过参与 “配制一定溶质质量分数溶液” 的实验，掌握实验操作规范，尝试优化操作细节（如快速溶解的方法），培养科学探究能力与创新思维。
二、教学重难点
（一）教学重点
溶质质量分数的概念理解及相关计算（基础计算、稀释计算）。
一定溶质质量分数溶液的配制流程（计算、称量、溶解、装瓶）与操作要点。
（二）教学难点
溶质质量分数计算与化学反应方程式的综合应用（如反应后溶液中溶质质量分数的计算）。
三、教材分析
本节内容隶属于第一单元第二节《溶液组成的定量表示》，是在学生已掌握溶液的形成、均一性与稳定性等基础认知后的深化学习。溶液在日常饮食（如糖水、饮料）、工业生产（如化工原料配制、金属除锈溶液）、农业种植（如农药稀释、化肥溶解）、医疗健康（如生理盐水、消毒酒精）等领域应用广泛，因此对其组成进行定量描述是化学学习的核心内容之一。
该部分知识具有承上启下的关键作用：一方面，它是对 “溶液定性特征” 的延伸，将学生对溶液的认识从 “是否是溶液” 提升到 “溶液浓度如何” 的定量层面；另一方面，它为后续学习 “溶液稀释与浓缩”“化学反应中溶液浓度分析” 等内容奠定基础，同时搭建了化学理论与实际应用的桥梁。
教材以 “比较两杯糖水甜度” 为探究切入点，引导学生从 “凭感觉判断” 过渡到 “用数据定量判断”，进而自然引出溶质质量分数概念。这种 “从生活到化学” 的编排逻辑，能有效降低学生对抽象概念的理解难度；同时，教材通过例题解析溶液稀释的核心思路（稀释前后溶质质量不变），并安排 “配制一定溶质质量分数溶液” 的实验活动，让学生在 “学 - 练 - 做” 的闭环中巩固知识，培养实验操作能力与科学探究意识。
四、学情分析
教学对象为九年级学生，此前已通过学习了解溶液的形成过程（溶质溶解于溶剂）及均一性、稳定性等基本特征，但对于 “如何用数据精准描述溶液组成” 这一问题尚未接触。
从思维特点来看，九年级学生正处于形象思维向抽象思维转化的关键阶段，对抽象概念（如溶质质量分数）的理解需依托具体实例（如不同浓度的饮料）或实验操作；从学习兴趣来看，他们对生活中的化学现象及动手实验抱有较强好奇心，这为课堂互动与探究活动的开展提供了有利条件。
不过，学生在学习过程中可能面临以下挑战：
概念理解层面：易混淆 “溶质质量”“溶液质量” 与 “溶质质量分数” 三者的关系，难以把握溶质质量分数 “表示质量比” 的本质。
计算应用层面：进行溶液稀释计算时，难以准确把握 “稀释前后溶质质量不变” 这一核心原则，导致计算思路混乱。
实验操作层面：可能出现托盘天平使用不规范（如砝码与药品放反、未调平）、量筒读数误差（如仰视或俯视）、溶解操作不当（如玻璃棒搅拌方式错误）等问题，影响实验结果准确性。
因此，教学中需结合学生认知特点，采用 “实例引导 + 实验辅助” 的方式，逐步化解学习难点，同时注重培养学生的规范操作习惯与严谨科学态度。
五、教学过程
教学环节一 新课导入
【创设情境】同学们，夏天喝柠檬水时，有的同学喜欢浓一点的（酸味重），有的喜欢淡一点的（酸味轻）。如果一杯柠檬水是用 200mL 水加 15g 柠檬粉冲调，另一杯是用 300mL 水加 20g 柠檬粉冲调，大家觉得哪杯更浓、口感更酸呢？可以先根据生活经验猜一猜。
【提出问题】大家的猜测各不相同，但 “感觉” 不能作为科学判断的依据，我们需要用定量方法比较溶液的浓稀。在实际生活中，这样的需求很常见：医院配制生理盐水时，必须严格控制氯化钠的浓度（0.9%），否则会影响人体细胞；食品厂制作果酱时，要精准调节糖的含量，确保口感与保质期。这些场景都离不开 “溶液组成的定量表示”。
那么，我们该如何用化学方法描述溶液中溶质与溶液的质量关系？又该如何配制符合要求的溶液呢？今天我们就来共同学习这些内容。
设计意图
激发学习兴趣：以学生熟悉的 “冲调柠檬水” 为情境，贴近生活实际，能快速吸引学生注意力，促使其主动参与课堂讨论。
凸显实用价值：通过医院、食品厂的实例，让学生认识到溶液组成定量表示的现实意义，理解学习该知识的必要性。
自然导入新课：从 “判断柠檬水浓度” 的问题过渡到 “溶液组成的定量表示” 主题，让学生带着明确的问题进入学习，提升学习针对性。
教学环节二 溶液组成的表示方法
活动一：引入溶质质量分数概念
【引入】溶液在生活与生产中无处不在，比如我们常用的生理盐水（氯化钠溶液），医生需要知道其中氯化钠的含量是否符合标准（0.9%），这就需要定量表示溶液组成。就像刚才讨论的两杯柠檬水 ——200mL 水加 15g 柠檬粉、300mL 水加 20g 柠檬粉，哪杯浓度更高呢？这就是我们接下来要解决的核心问题。
【师生活动】
教师提出问题：“这两杯柠檬水，哪杯浓度更高？你判断的依据是什么？” 组织学生分组讨论（2 分钟）。
学生交流后可能提出不同思路：如 “比较每 100mL 水中柠檬粉的质量”“比较柠檬粉质量与溶液总质量的比值”“尝味道（但不科学）” 等。
教师进一步引导：“如果两杯溶液的溶剂质量和溶质质量都不同，且没有颜色差异（无法通过颜色判断浓稀），该用什么统一标准比较呢？”
学生尝试用比例式表示，如 “溶质质量 / 溶液质量”“溶质质量 / 溶剂质量”，教师引导学生分析哪种比例更具普遍性（最终聚焦 “溶质质量 / 溶液质量”）。
教师总结：化学中统一用 “溶质质量分数” 表示溶液组成，讲解公式：溶质质量分数 =（溶质质量 / 溶液质量）×100% ，并举例说明：如溶质质量分数为 10% 的氯化钠溶液，含义是 “每 100 份质量的氯化钠溶液中，含有 10 份质量的氯化钠和 90 份质量的水”。
强调注意事项：①公式中溶质质量与溶液质量的单位需统一（如均用 “g” 或 “kg”）；②溶质质量指 “已溶解的溶质质量”（未溶解的固体不计入）；③溶质质量分数仅表示质量比，与溶液体积无关（如 10% 的氯化钠溶液，无论体积是 10mL 还是 100mL，浓度均不变）。
设计意图
通过 “比较柠檬水浓度” 的真实问题，引导学生自主思考 “定量表示溶液组成的方法”，让溶质质量分数概念的引入更自然；结合具体例子解释概念含义，降低抽象概念的理解难度，帮助学生把握概念本质。
【对应训练 1】现有一杯氯化钾溶液，其中溶质质量为 8g，溶液总质量为 40g，计算该溶液的溶质质量分数。
【答案】溶质质量分数 =（8g/40g）×100%=20%
【解析】直接代入溶质质量分数公式，将溶质质量 8g、溶液质量 40g 代入计算即可。
【对应训练 2】已知某蔗糖溶液的溶质质量分数为 12%，溶液质量为 150g，求该溶液中蔗糖的质量。
【答案】溶质质量 = 溶液质量 × 溶质质量分数 = 150g×12%=18g
【解析】根据溶质质量分数公式变形，已知溶液质量和溶质质量分数，直接计算溶质质量。
活动二：溶质质量分数相关公式的应用
【引入】掌握溶质质量分数的基本公式后，我们还能推导出哪些相关公式？这些公式在实际问题（如溶液稀释、浓度调整）中如何应用呢？接下来我们一起探究。
【师生活动】
教师引导学生根据基本公式推导相关公式：
由 “溶质质量分数 =（溶质质量 / 溶液质量）×100%”，可推导出 “溶液质量 = 溶质质量 / 溶质质量分数”“溶质质量 = 溶液质量 × 溶质质量分数”；
结合溶液的组成（溶液 = 溶质 + 溶剂），得出 “溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量”；
补充物理关系：若已知溶液密度和体积，可通过 “溶液质量 = 溶液密度 × 溶液体积” 计算溶液质量（如 100mL 密度为 1.05g/cm 的溶液，质量为 100cm ×1.05g/cm =105g）。
学生在教师引导下进行公式推导，记录推导过程，理解各公式间的逻辑关系。
教师以 “将 80g 溶质质量分数为 20% 的硫酸溶液稀释成 10% 的硫酸溶液，求需要加水的质量” 为例，讲解解题思路：
关键原则：溶液稀释时，仅加入溶剂（水），溶质质量不变；
解题方法：①设稀释后溶液质量为 x，根据 “稀释前后溶质质量不变” 列方程：80g×20%=x×10%，解得 x=160g，再计算加水质量 = 160g-80g=80g；②设加水质量为 y，列方程：80g×20%=（80g+y）×10%，直接解得 y=80g。
学生尝试独立解题，教师巡视指导，选取 2-3 名学生展示解题过程。
教师点评并总结：溶液稀释的核心是 “溶质质量不变”，无论用哪种方法，都需围绕这一原则建立等式，同时注意单位统一（如溶液体积需先转化为质量）。
设计意图
通过公式推导，让学生理解各物理量间的内在联系，避免死记硬背；结合具体例题讲解稀释计算的思路，帮助学生掌握 “抓住核心原则（溶质质量不变）” 的解题方法，提升计算应用能力。
【对应训练 3】把 60g 质量分数为 98% 的浓硫酸稀释成质量分数为 24.5% 的稀硫酸，需要加入水的质量是多少？
【答案】设稀释后稀硫酸的质量为 x，根据稀释前后溶质质量不变可得：60g×98%=x×24.5%，解得 x=240g；需要加水的质量 = 240g-60g=180g。
【解析】利用 “稀释前后溶质质量不变” 的原则，先通过公式计算稀释后溶液的总质量，再用稀释后溶液质量减去原浓硫酸质量，即可得到所需水的质量。
教学环节三 溶液的配制
活动一：配制一定溶质质量分数的溶液
【引入】在实际生产和实验中，我们经常需要使用浓度准确的溶液，比如实验室用的稀盐酸、农业用的化肥溶液等。那如何配制一定溶质质量分数的溶液呢？接下来我们以 “配制 60g 质量分数为 10% 的碳酸钠溶液” 为例，学习具体的配制方法。
【师生活动】
教师讲解配制溶液的核心步骤 ——计算、称量、溶解、装瓶，逐一拆解每个步骤的操作要点：
第一步 “计算”：根据公式计算所需溶质（碳酸钠）和溶剂（水）的质量。碳酸钠质量 = 60g×10%=6g；水的质量 = 60g-6g=54g，结合水的密度（1g/mL），计算出水的体积为 54mL。
第二步 “称量”：展示所需仪器（托盘天平、药匙、50mL+10mL 量筒、胶头滴管），讲解操作规范：①用托盘天平称量碳酸钠时，需 “左物右码”，若药品有腐蚀性（如氢氧化钠）需放在玻璃器皿（如小烧杯）中称量；②用量筒量取水时，先选择量程接近的量筒（此处用 50mL+10mL 量筒，避免用 100mL 量筒导致误差过大），倾倒水至接近 54mL 时，改用胶头滴管滴加，读数时视线需与量筒内凹液面最低处保持水平。
第三步 “溶解”：将称量好的碳酸钠放入干燥的烧杯中，倒入量取的水，用玻璃棒顺时针搅拌（速度适中，避免液体溅出），直至碳酸钠完全溶解。强调玻璃棒的作用是 “加速溶质溶解”，不可用力过猛以免烧杯破损。
第四步 “装瓶”：将配制好的碳酸钠溶液倒入洁净的试剂瓶中，盖紧瓶塞（玻璃塞需倒放），贴上标签（注明 “碳酸钠溶液，10%” 及配制日期），然后放入试剂柜中存放。
学生认真倾听，记录关键操作细节（如称量时的 “左物右码”、溶解时的搅拌方式）。
教师进行完整实验演示，学生观察操作过程，重点关注易错点（如量筒读数、玻璃棒使用）。
设计意图
通过 “分步讲解 + 实验演示”，让学生清晰掌握配制溶液的流程与操作要点；强调易错点和规范要求，帮助学生养成严谨的实验操作习惯，为后续动手实验奠定基础。
【对应训练 1】实验室要配制 120g 质量分数为 8% 的氢氧化钠溶液，计算需要氢氧化钠的质量和水的体积（水的密度为 1g/mL）。
【答案】需要氢氧化钠的质量 = 120g×8%=9.6g；需要水的质量 = 120g-9.6g=110.4g；水的体积 = 110.4g÷1g/mL=110.4mL。
【解析】根据 “溶质质量 = 溶液质量 × 溶质质量分数” 计算氢氧化钠质量，用溶液质量减去溶质质量得到水的质量，再结合水的密度计算体积（保留一位小数，符合量筒精度要求）。
【对应训练 2】配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液时，下列操作会导致所配溶液溶质质量分数偏大的是（ ）
A．量取水时俯视读数 B．氯化钠固体不纯
C．称量时砝码与药品放反（未使用游码） D．溶解时烧杯内壁有水
【答案】A
【解析】A．量取水时俯视读数，会导致量取的水体积偏小，溶液总质量偏小，溶质质量分数偏大；B．氯化钠固体不纯（含杂质），会导致实际溶质质量偏小，溶质质量分数偏小；C．称量时砝码与药品放反且未使用游码，溶质质量等于砝码质量，无误差，溶质质量分数不变；D．溶解时烧杯内壁有水，会导致溶剂质量偏大，溶质质量分数偏小。
活动二：分析配制溶液误差产生的原因
【引入】在实际配制溶液的过程中，即使按照步骤操作，也可能出现 “所配溶液浓度与预期不符” 的情况 —— 可能偏浓，也可能偏稀。这是什么原因导致的呢？我们以 “配制 60g10% 的碳酸钠溶液” 为例，一起分析可能的误差原因。
【师生活动】
教师提出问题：“如果最终配得的碳酸钠溶液溶质质量分数大于 10%（偏浓），可能有哪些操作失误？若小于 10%（偏稀），又可能是什么原因？” 组织学生分组讨论（3 分钟）。
学生小组交流后，从 “称量、量取、溶解、药品纯度” 等环节梳理原因，如 “称量碳酸钠时砝码生锈”“量水时俯视读数” 可能导致偏浓；“碳酸钠固体受潮”“量水时仰视读数” 可能导致偏稀。
教师总结学生的讨论结果，系统归纳误差原因：
溶质质量分数偏大的原因：①称量溶质时，砝码生锈（砝码质量变大，导致溶质质量偏大）；②量取溶剂时，俯视读数（溶剂体积偏小，溶剂质量偏小）；③向烧杯中倾倒溶剂时，有少量水溅出（溶剂质量偏小）；④称量溶质时，天平指针偏右（未平衡时就停止称量，导致溶质质量偏大）。
溶质质量分数偏小的原因：①称量溶质时，砝码破损（砝码质量变小，溶质质量偏小）；②量取溶剂时，仰视读数（溶剂体积偏大，溶剂质量偏大）；③溶质固体不纯（含杂质或受潮，实际溶质质量偏小）；④称量时药品与砝码放反且使用游码（溶质质量 = 砝码质量 - 游码质量，导致溶质质量偏小）；⑤溶解后溶液未冷却就转移（部分溶液沾在烧杯壁，实际装入试剂瓶的溶质质量偏小）。
学生记录误差原因，教师结合实例（如 “砝码生锈为何会导致浓度偏大”）进一步解释，帮助学生理解 “操作失误与浓度变化” 的因果关系。
设计意图
通过分组讨论与教师总结，让学生主动梳理误差原因，深化对 “溶质质量、溶剂质量与浓度关系” 的理解；结合实例解释因果关系，避免学生死记硬背，培养分析问题的能力。
【对应训练 3】某同学配制一定溶质质量分数的硫酸溶液时，发现所配溶液溶质质量分数偏小，下列可能的原因是（ ）
A．将浓硫酸倒入水中时，有少量浓硫酸溅出 B．量取浓硫酸时俯视读数
C．溶解时搅拌过慢，部分硫酸未溶解 D．装瓶时溶液洒出
【答案】AB
【解析】A．浓硫酸溅出，导致实际溶质质量偏小，溶质质量分数偏小；B．量取浓硫酸时俯视读数，导致量取的浓硫酸体积偏小，溶质质量偏小，溶质质量分数偏小；C．硫酸易溶于水，搅拌过慢不会导致硫酸未溶解，无误差；D．装瓶时溶液洒出，溶液均一性不受影响，溶质质量分数不变。
教学环节四 溶液组成定量表示的实际应用
【引入】溶质质量分数的定量表示在工农业生产、医疗健康等领域有着广泛应用。比如农业上用 “10% 的硫酸铜溶液” 防治作物病害（如果树腐烂病），医疗上用 “75% 的酒精溶液” 消毒（浓度过高或过低都影响消毒效果），工业上用 “30% 的氢氧化钠溶液” 去除油污。这些场景都需要准确控制溶液浓度，接下来我们通过练习题，巩固对 “溶液组成定量表示应用” 的理解。
【师生活动】
教师展示练习题：
题 1：农业上常用质量分数为 8% 的氯化镁溶液浸泡种子（促进发芽），若要配制 300kg 这种溶液，需要氯化镁和水的质量各是多少？
题 2：现有 80g 质量分数为 15% 的蔗糖溶液，要将其浓度提高到 25%，可以采取哪些方法？（至少写出两种）
学生独立完成练习题（5 分钟），遇到困难时可小组讨论。
教师巡视课堂，对解题有困难的学生进行个别指导，重点关注 “溶液浓度变化” 的解题思路（如增浓的方法：加溶质、减溶剂）。
学生完成后，小组内交流答案和解题步骤，互相订正错误。
教师选取典型解题过程（如题 2 的两种方法）进行展示，点评时强调：“应用溶质质量分数公式解决实际问题时，需先明确已知量和未知量，再抓住核心关系 —— 稀释或增浓前后，溶质质量的变化情况（如增浓时加溶质则溶质质量增加，减溶剂则溶质质量不变）。”
设计意图
通过实际应用场景的练习题，让学生感受到化学知识与生活、生产的紧密联系；通过独立解题与小组交流，提升学生运用知识解决实际问题的能力，巩固所学内容。
【对应训练 1】医疗上用质量分数为 0.9% 的生理盐水（氯化钠溶液）给病人输液，若配制 500kg 这种生理盐水，需要氯化钠和水的质量各是多少？
【答案】需要氯化钠的质量 = 500kg×0.9%=4.5kg；需要水的质量 = 500kg-4.5kg=495.5kg。
【解析】根据 “溶质质量 = 溶液质量 × 溶质质量分数” 计算氯化钠质量，用溶液总质量减去溶质质量得到水的质量，符合实际应用中 “大质量溶液” 的计算场景。
【对应训练 2】现有 150g 质量分数为 12% 的硝酸钾溶液，要使其质量分数变为 20%，可采取哪些方法？（至少两种）
【答案】
方法一：增加硝酸钾溶质。设需加入硝酸钾的质量为 x，根据公式：（150g×12%+x）/（150g+x）×100%=20%，解得 x=15g，即加入 15g 硝酸钾固体。
方法二：蒸发溶剂水。设需蒸发水的质量为 y，根据公式：（150g×12%）/（150g-y）×100%=20%，解得 y=30g，即蒸发 30g 水。
【解析】溶液浓度增浓的核心思路是 “增加溶质质量” 或 “减少溶剂质量”，通过设未知数，利用溶质质量分数公式建立方程，求解未知量即可。
课堂小结
七、板书设计
一、溶液组成的定量表示方法
溶质质量分数
公式：溶质质量分数＝（溶质质量 / 溶液质量）×100%
含义：每 100 份质量溶液中所含溶质的质量
注意事项：①单位统一；②溶质为已溶解部分；③与体积无关
相关推导公式
溶液质量＝溶质质量 / 溶质质量分数
溶质质量＝溶液质量 × 溶质质量分数
溶液质量＝溶质质量＋溶剂质量
溶液质量＝溶液密度 × 溶液体积（适用于已知密度和体积）
溶液稀释计算
核心：稀释前后溶质质量不变
二、一定溶质质量分数溶液的配制
步骤：计算→称量→溶解→装瓶
所需仪器：托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒
误差分析
溶质质量分数偏大的原因（砝码生锈、俯视量水等）
溶质质量分数偏小的原因（仰视量水、溶质不纯等）
三、实际应用
领域：农业（农药配制）、医疗（生理盐水）、工业（原料溶液）
解题思路：明确已知量与未知量，依托溶质质量分数公式建立关系
八、教学反思
本次教学以 “冲调柠檬水比较浓度” 为情境引入，结合生活实例讲解溶质质量分数概念，有效降低了学生的理解难度，大部分学生能通过讨论和练习掌握基础计算。在溶液配制环节，通过分步讲解和实验演示，学生基本明确了 “计算、称量、溶解、装瓶” 的流程及操作规范，课堂参与度较高。
但从课堂练习和互动反馈来看，仍存在以下问题：
计算应用层面：部分学生对 “溶液稀释与增浓的计算” 思路不够清晰，尤其是涉及 “溶液密度与体积转化” 时，易忽略单位统一（如将体积直接代入质量公式）。
误差分析层面：学生对 “操作失误与浓度变化的因果关系” 理解不深入，如分不清 “俯视读数” 对溶剂质量的影响（误判为 “导致溶质质量变化”）。
实验操作层面：虽进行了演示，但学生未实际动手操作，对 “托盘天平调平”“量筒读数” 等细节的掌握仍需加强。
针对以上问题，后续教学可改进如下：
分层设计练习：从 “基础计算”（溶质、溶液质量计算）逐步过渡到 “综合计算”（结合密度、化学反应的计算），通过错题精讲强化解题思路。
增加动手实验：安排学生分组配制溶液，教师巡视指导，及时纠正不规范操作，让学生在 “动手做” 中理解误差原因。
强化概念联系：多举生活实例（如不同浓度饮料、消毒酒精），帮助学生建立 “概念 - 计算 - 应用” 的逻辑链条，深化知识理解。

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