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标题 基于核心素养的模型建构
范文

    高俊

    摘要:溶液状态三角模型的构建,凸显了决定溶液状态的三个要素:溶质、溶剂、温度,通过建构与解构,对溶液状态影响因素和变化的学习起到了很好的帮助作用。

    关键词:溶液状态三角模型;饱和与不饱和溶液模型;核心素养

    文章编号:1008-0546(2017)08-0019-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

    doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.08.007

    一、 问题的提出

    2014年3月30日,教育部以教基二[2014]4号引发了《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》,该意见在着力推进关键领域和主要环节改革中反复强调,各级各类学校要从实际情况和学生特点出发,把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中。

    初中化学学科核心素养是对课程标准三维目标的传承和提升,落实到九年级第九单元溶液的教学中来,就是要学会分析各概念间的普遍联系,学会定量的准确判断和精准调控溶液的形成和变化。为培养学生对于溶液状态变化的准确判断和精准调控等核心素养,笔者构建了溶液状态三角模型和饱和与不饱和溶液的模型,在教学中收到了较好的效果。

    二、 溶液状态三角模型展示

    通常溶液的状态分为两种,在一定温度下,一定量的溶剂里,不能再继续溶解溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液,反之为不饱和溶液。从溶液状态的定义来看,其状态与溶质、溶剂、温度三个参数有关,这三个参数的变化都会引起溶液状态相应的变化。

    三、 溶液状态三角模型的解析

    1. 从溶质的角度

    溶质的变化无非两种,增加溶质或减少溶质。

    增加溶质就是向不饱和溶液里继续溶解溶质,直至不能溶解为止,使其状态从不饱和到饱和。

    减少溶质就是通过结晶的手段,让溶质成为晶体从溶液里析出,结晶是溶解的逆过程,那么怎样让溶质结晶析出呢?具体手段有两种,一种是蒸发结晶,针对KCl、NaCl、NH4Cl等一些溶解度曲線是缓升型的物质,也就是溶解度受温度影响变化不大的物质,可以采取蒸发溶剂的方式,当溶剂蒸发到一定程度,形成饱和溶液,再继续蒸发溶剂时,由于溶剂消失,原溶剂中溶解的溶质结晶析出,导致溶质质量减少。另一种方法是降温结晶,即冷却热饱和溶液的方法。针对KNO3、NaNO3、NH4NO3等一些溶解度曲线是陡升型的物质,也就是溶解度受温度影响大的物质,可在较高温度下配制饱和溶液,然后降低温度,溶质的溶解能力减弱,溶质从溶液里结晶析出,导致溶质质量减少。

    2. 从温度的角度

    绝大多数固体的溶解度随温度升高而增大,只有极少数固体物质,如Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小。改变温度可改变物质的溶解度,即溶解能力。一般说来,升高温度,固体物质的溶解度增大,溶解能力增强,原来不能溶解溶质的溶液可以继续溶解溶质,从饱和溶液变成了不饱和溶液;反之当温度降低时,固体物质的溶解度减小,溶解能力减弱,原来能溶解溶质的溶液不能再继续溶解溶质,溶液从不饱和溶液变成了饱和溶液。

    3. 从溶剂的角度

    溶剂的量的改变也有两种方式。增加溶剂和减少溶剂。增加溶剂,溶解能力增强,由饱和溶液变成不饱和溶液;减少溶剂的方法就是蒸发溶剂,溶剂的量减少,溶解能力减弱,原来能溶解溶质的溶液现在不能继续溶解溶质了,成为饱和溶液。

    4. 从综合的角度

    当溶剂的量和温度改变时, 可能会导致溶质质量的改变,从而使溶液的状态发生改变,所以描述溶液状态的定义时,一定要强调一定温度和一定量的溶剂。

    四、饱和溶液和不饱和溶液的模型

    大多数学生对于饱和与不饱和溶液能从定义上加以区分,但是遇到实际问题时,往往不知从何下手,鉴于此点,笔者在教学过程中给出了饱和溶液与不饱和溶液的关系模型。如下图:

    不饱和溶液可以看作是饱和溶液和多余的水的组合。

    饱和溶液可看作是溶质和溶剂对称的溶液。

    不饱和溶液可看作是溶质和溶剂不对称的溶液,其中溶剂占优势。

    例题:在不同温度下,NH4Cl在100克水中最多溶解的质量如下表:

    在20℃条件下,一种NH4Cl溶液里,发生如下变化

    溶液甲溶液乙 溶液丙

    请回答:

    (1) 一定为饱和溶液的是 丙 溶液,一定为不饱和溶液的是 甲 溶液。

    (2) 要把40℃时NH4Cl不饱和溶液转化为饱和溶液,可采取的措施是 增加溶质、蒸发溶剂、降温 。

    [解析]

    (1)从饱和与不饱和溶液模型来看,溶液甲中蒸发掉的10克水是多余的水,因为无对称的溶质析出,所以甲是不饱和溶液;对溶液乙而言,根据题意,在20℃时,10克水与3.72克溶质是对称的,而溶液乙中的10克水与3克晶体不对称,水占优势,故乙是不饱和溶液,溶液丙是同温下溶液乙析出晶体形成的,故丙是饱和溶液。

    (2)要把40℃时NH4Cl不饱和溶液转化为饱和溶液,从溶液状态三角模型来看,有三条思路,一是改变溶质质量,可采取增加NH4Cl溶质质量来实现;二是改变溶剂质量,可采取蒸发溶剂来实现;三是改变温度,由题可知,NH4Cl溶解度随温度升高而增大,可采取降温的方法。

    溶液状态三角模型和饱和与不饱和溶液模型精简了溶液状态的描述,把三个核心要素溶质、溶剂、温度的关系简明扼要地突出,对于学生学习溶液有着删繁就简直至核心的作用。

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更新时间:2025/2/11 10:00:52