初中溶液组成的表示第2课时教案及反思

这是一份初中溶液组成的表示第2课时教案及反思，共10页。教案主要包含了知识目标，核心素养目标等内容，欢迎下载使用。

一、知识目标
1.熟练掌握溶质质量分数的计算公式及其变形，能够进行关于溶质、溶剂、溶液质量和溶质质量分数的基本计算。
2.理解溶液稀释或增浓的原理，掌握相关计算方法，能根据化学方程式进行与溶质质量分数相关的计算。
3.学会准确计算反应后所得溶液的质量，掌握化学方程式的综合计算。
4.了解溶质质量分数在实际生产生活中的应用，如溶液的配制、无土栽培营养液的配制等。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识溶液的组成和性质，能根据溶质质量分数的概念进行相关计算；从微观角度理解溶液稀释、化学反应中溶质质量的变化。
2.证据推理与模型认知：建立溶质质量分数计算的模型，通过分析题目中的数据和条件，运用模型进行推理和计算，解决实际问题。
3.科学探究与创新意识：通过实验探究和计算，培养科学探究能力和创新思维，如测定溶液中溶质的质量分数、设计溶液配制方案等。
4.科学态度与社会责任：认识到溶液组成的表示在化学实验、生产生活中的重要性，培养严谨的科学态度和社会责任感，如正确使用化学试剂、合理配制溶液等。
一、教学重点
1.溶质质量分数的计算，包括基本计算、溶液稀释计算和化学方程式的计算。
2.反应后所得溶液质量的准确计算。
3.溶质质量分数在实际生产生活中的应用，如溶液的配制。
二、教学难点
1.准确识别题目中给出的量，并熟练运用核心公式及其变形进行计算。
2.理解溶液稀释和化学反应中溶质质量的变化，掌握化学方程式与溶质质量分数的综合计算。
3.根据实际情况设计合理的溶液配制方案。
本节教学内容源于沪教版（2024年版）九年级化学下册第七章《探索溶解现象》第二节《溶液组成的表示》的第二课时。溶液是生活中常见的混合物，对溶液组成的表示的学习是化学学习的重要内容，它不仅是对前面所学溶液知识的深化，也为后续学习化学方程式的综合计算等内容奠定基础，在化学知识体系中起到承上启下的作用。 本节课围绕溶质质量分数展开，包括溶质质量分数的计算和应用两部分内容。溶质质量分数的计算涵盖了关于溶质、溶剂、溶液质量和溶质质量分数的基本计算、溶液稀释或增浓的计算以及根据化学方程式进行与溶质质量分数相关的计算等，通过具体的例题引导学生熟练运用核心公式及其变形进行计算。溶质质量分数的应用则涉及查看试剂瓶标签、配制一定溶质质量分数的溶液以及无土栽培营养液的配制等，让学生体会到化学知识在生产生活中的实际应用。教材通过丰富的实例和详细的讲解，逐步引导学生掌握溶质质量分数的相关知识和技能。
教学对象是九年级的学生，经过之前的化学学习，他们已经对溶液的概念、组成等有了一定的了解，具备了一定的化学基础知识和实验操作技能。但在思维能力上，他们正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于较为抽象的溶质质量分数的概念和复杂的计算可能存在理解困难。 在学习本节内容之前，学生可能已经对溶液有了直观的认识，但对于如何准确地表示溶液的组成还缺乏深入的理解。在计算方面，虽然学生在数学学科中已经掌握了一些基本的计算方法，但将这些方法应用到化学计算中，特别是涉及到化学方程式的计算时，可能会出现思路不清晰、计算不准确等问题。此外，学生在将化学知识与实际生活联系起来方面还存在不足，对于溶质质量分数在生产生活中的应用缺乏感性认识。因此，在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合生活实例，采用直观的教学方法和多样化的教学手段，帮助学生理解和掌握溶质质量分数的相关知识，提高学生运用化学知识解决实际问题的能力。
教学环节一 新课导入
【生活实例引入】同学们，在日常生活和化工生产中，溶液无处不在。大家想一想，在医院里，护士给病人输液时，所用的生理盐水、葡萄糖溶液等，这些溶液的浓度都是有严格要求的。比如生理盐水，它的溶质质量分数大约是 0.9%，为什么是这个特定的数值呢？如果浓度不对，会对人体产生什么样的影响呢？再比如，在农业生产上，农民伯伯用一定溶质质量分数的氯化钠溶液来选种，质量分数为 16%的氯化钠溶液能让颗粒饱满的种子沉入底部，质量不好的种子上浮，从而选出优良的种子进行播种。那这个 16%是怎么确定的呢，不同的溶质质量分数又会对选种结果产生怎样的影响呢？
【提出问题】从这些例子中我们可以看出，准确知道溶液中溶质的含量是非常重要的。那在化学里，我们如何来表示溶液中溶质的含量呢？大家能不能想到一些简单的方法呢？（给学生一些思考和发言时间，鼓励学生积极思考并分享自己的想法）
【引入溶质质量分数概念】大家的想法都很有创意。其实，在化学中，我们用溶质质量分数来精确表示溶液中溶质的含量。它有特定的计算公式，能帮助我们更准确地了解溶液的组成。那这个公式是什么样的，又该如何运用它来解决实际问题呢？这就是我们今天要一起探索的内容。
【设计意图】
1.激发学生兴趣：通过列举医院输液、农业选种等生活和化工生产中的常见实例，让学生感受到化学知识在实际生活中的广泛应用，从而激发学生的学习兴趣和好奇心，使他们更愿意主动参与到课堂学习中来。
2.联系生活实际：将抽象的溶质质量分数概念与具体的生活场景相结合，让学生能够直观地认识到准确表示溶液组成的重要性，使化学知识变得更加具体、易懂，降低学生对新知识的理解难度。
3.引发思考，导入新课：通过提出关于溶液浓度确定和影响的问题，引导学生思考如何表示溶液中溶质的含量，自然地引出本节课的主题——溶质质量分数，让学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。
教学任务一 溶质质量分数的计算
活动一 关于溶质、溶剂、溶液质量和溶质质量分数的基本计算
【引入】在化学实验和实际生活中，我们常常需要准确知道溶液中溶质的含量。比如在做电解水实验时，为了增强水的导电性，要在水中加入少量氢氧化钠，那该如何准确配制一定质量和溶质质量分数的氢氧化钠溶液呢？这就涉及到我们今天要学习的溶质质量分数的计算。
【问题】请同学们回顾一下溶质的质量分数计算公式以及它的变形公式有哪些？
【学生思考】回答：
溶质的质量分数计算公式为溶质的质量分数=溶质质量溶液质量×100%=溶质质量溶质质量+溶剂质量×100%；
变形公式有溶液质量=溶质质量溶质的质量分数，
溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数，
溶剂质量=溶液质量−溶质质量。
【讲解】评价、强调：大家回答得很准确，这些公式是我们进行溶质质量分数计算的核心，一定要熟练掌握。接下来我们看一个具体的例子。
【例题展示】在做电解水的实验时，为了增强水的导电性，可在水中加入少量氢氧化钠。现要配制50g溶质质量分数为4%的氢氧化钠溶液，应将多少克氢氧化钠固体溶解在多少体积的水中？（水的密度以1g·mL−1计）
【学生任务】思考并尝试解题，然后请一位同学上台板演解题过程。
【学生板演】
解：溶液中溶质氢氧化钠的质量=50g×4%=2g
溶液中水的质量=50g–2g=48g
水的体积=48g1g·mL−1=48mL
答：应将2g氢氧化钠固体溶解在48mL水中。
【总结】评价、强调：这位同学的解题思路和过程都很正确。在这类计算中，关键是要准确识别题目中给出的量分别对应哪个物理量，然后熟练运用核心公式及其变形。
特别要注意“溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量”这个关系。
【对应训练1】要配制100g溶质质量分数为10%的氯化钠溶液，需要氯化钠和水的质量分别是多少？
【答案】需要氯化钠的质量为10g，水的质量为90g。
【解析】根据溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数，可得氯化钠的质量为100g×10%=10g；
再根据溶剂质量=溶液质量−溶质质量，可得水的质量为100g−10g=90g。
【对应训练2】现有20g溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液，求该溶液中溶质和溶剂的质量分别是多少？
【答案】溶质质量为3g，溶剂质量为17g。
【解析】由溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数，可得硝酸钾的质量为20g×15%=3g；
根据溶剂质量=溶液质量−溶质质量，可得溶剂质量为20g−3g=17g。
活动二 溶液的稀释计算
【引入】在实验室中，我们经常会遇到将浓溶液稀释成稀溶液的情况。比如浓硫酸具有很强的腐蚀性，在使用时通常需要将其稀释成一定浓度的稀硫酸。那如何进行溶液的稀释计算呢？
【问题】请同学们思考一下，溶液稀释前后，哪些量是不变的，哪些量发生了变化？
【学生思考】回答：溶液稀释前后，溶质的质量不变，溶剂的质量增加，溶液的质量也增加。
【讲解】评价、强调：非常正确。这就是溶液稀释计算的依据，即浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数 = 稀溶液质量×稀溶液溶质质量分数。
我们通过具体的例子来加深理解。
【例题展示】例2. 100g质量分数为98%的浓硫酸中溶质质量为多少？若与100g水混合后溶质质量为多少？求混合后溶质的质量分数？
【学生任务】思考并解题，然后小组内交流讨论。
【小组代表发言】
【解析】：100g溶液中溶质的质量为100g×98%=98g；与100g水混合后溶质质量不变，依然为98g；
混合后溶液的质量为100g+100g=200g，混合后溶质的质量分数为100g×98%100g+100g×100%=49%。
【总结】评价、强调：通过这个例子，我们再次明确了溶液稀释前后溶质质量不变这个关键。接下来我们再看一个更复杂一点的例子。
【例题展示】例3. 实验室需配制10%的稀硫酸200g，需要溶质质量分数为98%、密度是1.84g·mL−1的浓硫酸多少毫升？需要加多少毫升水？（水的密度以1g·mL−1计，结果保留一位小数）
【学生任务】思考并解题，教师巡视指导。
【教师讲解】
解：设需要浓硫酸的体积为V1，需要加水的体积为V2，根据稀释前后溶质硫酸的质量不变，可以列出如下关系：
200g×10%=V1×1.84g·mL−1×98%
V1≈11.1mL
需要加水的质量：m=200g–11.1mL×1.84g·mL−1≈179.6g
需要加水的体积：V2=179.6g1g·mL−1=179.6mL
答：需要98%浓硫酸的体积为11.1mL，需要加水的体积为179.6mL。
【总结】评价、强调：在这类计算中，要注意溶液质量和体积的换算，利用好“溶液的质量 = 溶液的体积 × 溶液的密度”这个公式。同时，始终牢记溶液稀释前后溶质质量不变这个依据。
【对应训练1】把50g质量分数为98%的浓硫酸稀释成质量分数为20%的稀硫酸，需要加水多少克？
【答案】需要加水195g。
【解析】设需要加水的质量为x，根据稀释前后溶质质量不变，可得50g×98%=(50g+x)×20%，解得x=195g。
【对应训练2】实验室要配制200g质量分数为15%的稀盐酸，需要质量分数为37%的浓盐酸（密度为1.19g/cm3）多少毫升？（结果保留一位小数）
【答案】需要浓盐酸约66.4mL。
【解析】设需要浓盐酸的体积为V，根据稀释前后溶质质量不变，可得200g×15%=V×1.19g/cm3×37%，解得V≈66.4cm3=66.4mL。
活动三 化学方程式的计算
【引入】在化学反应中，涉及到溶液的计算时，我们不仅要考虑化学方程式，还要结合溶质质量分数进行计算。下面我们通过具体的例子来学习如何进行这类计算。
【问题】请同学们回顾一下，在进行化学方程式计算时，需要注意哪些问题？
【学生思考】回答：
正确书写化学方程式；
代入方程式计算的必须是纯溶质的质量；
题目中给出的数据通常是某种“溶液”的质量，必须先用“溶液质量 × 溶质质量分数”求出实际参加反应的溶质质量，再代入方程式计算；
4. 最后求得的生成物质量，如果需要计算其溶液的质量分数，必须根据质量守恒定律准确求出所得溶液的总质量。
【讲解】评价、强调：大家总结得很全面。这些要点是我们进行化学方程式计算的关键，一定要牢记。接下来我们看一个具体的例子。
【例题展示】例4. 100g某硫酸溶液恰好与65g锌完全反应，试计算这种硫酸中溶质的质量分数？反应后所得溶液的溶质质量分数？（H−1，S−32，O−16，Zn−65）
【学生任务】思考并解题，教师巡视指导，然后请一位同学上台板演解题过程。
【学生板演】
解：设这种硫酸中溶质的质量为X
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
65g X
65g65=X98 X=98×65g65=9.8g
溶质的质量分数=9.8g100g×100%=9.8%
答：这种硫酸溶液中溶质的质量分数为9.8%。
设反应后所得溶液的溶质质量为X，生成氢气的质量为y
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 161 2
65g X y
65g65=X161 X=161×65g65=16.1g
65g65=y2
y=2×65g65=2g
反应后所得溶液的质量为100g+65g−2g=163g
溶质的质量分数=16.1g163g×100%≈9.9%
答：反应后所得溶液的溶质质量分数约为9.9%。
【总结】评价、强调：这位同学的解题思路很清晰。在这类计算中，一定要准确计算反应后溶液的质量，根据质量守恒定律，反应后溶液的质量 = 反应前物质的总质量 - 固体（未反应的固体） - 气体（生成的气体）。
【对应训练1】100g质量分数为7.3%的盐酸与足量的碳酸钠反应，生成二氧化碳的质量是多少？反应后所得溶液的溶质质量分数是多少？（H−1，C−12，O−16，Na−23，Cl−35.5）
【答案】生成二氧化碳的质量为4.4g，反应后所得溶液的溶质质量分数约为5.7%。
【解析】盐酸中溶质的质量为100g×7.3%=7.3g。
设生成二氧化碳的质量为x，生成氯化钠的质量为y。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
73 117 44
7.3g yx
737.3g=44x，解得x=4.4g；
737.3g=117y，解得y=11.7g。
反应后溶液的质量为100g+7.3g73×106−4.4g=201.6g（碳酸钠的质量根据化学方程式计算得出）。
反应后所得溶液的溶质质量分数为×100%≈5.7%。
【对应训练2】将10g碳酸钙加入到100g稀盐酸中，恰好完全反应。求稀盐酸中溶质的质量分数和反应后所得溶液的溶质质量分数。（C−12，O−16，Ca−40，Cl−35.5）
【答案】稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%，反应后所得溶液的溶质质量分数约为10.5%。
【解析】设稀盐酸中溶质的质量为x，生成氯化钙的质量为y，生成二氧化碳的质量为z。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑100 73 111 44
10g xyz
10010g=73x，解得x=7.3g；
10010g=111y，解得y=11.1g；
10010g=44z，解得z=4.4g。
稀盐酸中溶质的质量分数为7.3g100g×100%=7.3%。
反应后溶液的质量为10g+100g−4.4g=105.6g。
反应后所得溶液的溶质质量分数为×100%≈10.5%。
教学环节二 溶质质量分数的应用
活动一 查看溶液标签及含义
【引入】在实验室或生活中，我们会看到各种溶液的标签，这些标签上的信息对于我们了解溶液的组成和性质非常重要。下面我们通过查看浓盐酸试剂瓶上的标签，来学习如何解读溶液标签上的信息。
【问题】展示浓盐酸试剂瓶上的标签部分内容的图示，让学生观察并思考标签上文字的含义。
【学生任务】观察标签，思考并回答：
溶液的名称是盐酸，溶质是HCl，相对分子质量是36.5，盐酸的密度是1.18g·mL−1。
【总结】评价、强调：大家观察得很仔细。通过标签，我们可以获取溶液的很多重要信息，这对于正确使用溶液非常关键。
【对应训练1】查看某氢氧化钠溶液的标签，上面标注“溶质质量分数：20%，密度：1.2g/mL”，请说出该标签所表示的含义。
【答案】该标签表示该氢氧化钠溶液中溶质的质量占溶液总质量的20%，溶液的密度为1.2g/mL。
【解析】溶质质量分数表示溶质质量与溶液质量的比例关系，密度表示单位体积溶液的质量。
活动二 配制一定溶质质量分数的溶液
【引入】配制一定溶质质量分数的溶液不仅是实验室中的基本技能，也是生产生活实践中的必备操作。下面我们通过具体的例子来学习如何配制一定溶质质量分数的溶液。
【问题】某市售浓盐酸的溶质质量分数约为37%，密度约为1.18g·mL−1。如何配制50g溶质质量分数为5%的盐酸？
【学生任务】思考并分组讨论配制溶液的步骤，然后每组派代表发言。
【小组代表发言】
计算：浓盐酸的质量=50g×5%37%≈6.76g，因为ρ=mV，则其体积是≈5.7mL；需要水的质量是50g−6.76g=43.24g，由于水的密度是1g/mL，所以水的体积是43.24mL。
量取浓盐酸和水：用10mL量筒量取5.7mL浓盐酸，用50mL量筒量取43.2mL水。
配制溶液：将量好的浓盐酸和水依次倒入烧杯中，用玻璃棒充分搅拌至浓盐酸完全溶解。
【总结】评价、强调：大家的思路很清晰。配制一定溶质质量分数的溶液一般包括计算、量取、溶解三个步骤。
第7章 探索溶解现象 第2节 溶液组成的表示（第2课时）
一、溶质质量分数的计算
1.基本计算
核心公式：溶质质量分数 = 溶质质量/溶液质量×100%
变形公式：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；溶剂质量 = 溶液质量 - 溶质质量
例：配制50g溶质质量分数为4%的氢氧化钠溶液
2.溶液稀释计算
依据：稀释前后溶质质量不变
公式：m浓×w浓=m稀×w稀；m{加水}=m稀×m浓
例：配制10%的稀硫酸200g
3.化学方程式计算
关键：正确书写方程式；代入纯溶质质量；求实际反应溶质质量；根据质量守恒求溶液总质量
例：硫酸与锌反应
二、溶质质量分数的应用
1.查看溶液标签
2.溶液配制：计算、量取、配制
3.无土栽培与营养液配制
1.实验室要配制50g质量分数为16%的氯化钠溶液，下列做法错误的是（ ）
A．计算：配制该溶液所需氯化钠固体的质量为8.0g
B．称量：用托盘天平称量所需的氯化钠固体
C．溶解：将称量好的氯化钠固体倒入量筒中溶解
D．装瓶：将配制好的溶液装入贴好标签的试剂瓶并盖好瓶塞
【答案】C
【解析】A. 根据溶质质量 = 溶液质量×溶质质量分数，可得需要氯化钠的质量为(50g×16% = 8g)，A选项正确；B. 称量固体药品一般用托盘天平，B选项正确；C. 量筒只能用于量取液体体积，不能用于溶解物质，溶解应在烧杯中进行，C选项错误；D. 配制好的溶液需要装入贴好标签的试剂瓶并盖好瓶塞，以便保存和使用，D选项正确。答案选C。
2.实验室中存放有如图所示的氯化钾溶液。下列说法错误的是（ ）
A．该溶液的溶剂是水
B．该溶液的溶质质量分数为[此处应给出具体数值]
C．长时间放置不会析出晶体
D．该溶液取出一半后，溶质质量分数变为[此处应给出具体数值]
【答案】D
【解析】A. 溶液是由溶质和溶剂组成，氯化钾溶液中溶质是氯化钾，溶剂是水，A选项正确；B. 溶液具有均一性和稳定性，给定的氯化钾溶液有固定的溶质质量分数，B选项正确；C. 该溶液是稳定的，长时间放置不会析出晶体，C选项正确；D. 溶液具有均一性，取出一半后，溶质质量分数不变，D选项错误。答案选D。
3.某化工有限公司生产的硫酸铜溶液的标签示意图如下图，根据标签计算：
（1）这瓶硫酸铜溶液中溶剂的质量是______；(直接填结果)
（2）现需要配制2400g溶质质量分数为12%的硫酸铜溶液，需要溶质质量分数为20%的硫酸铜溶液多少毫升？(写出计算过程)
【答案】（1）48g；（2）稀释前后溶质质量不变，设需要溶质质量分数为20%的硫酸铜溶液体积为x，则(2400g×12% = 1.2g/mL×x×20%)，解得(x = 1200mL)。答：需要溶质质量分数为20%的硫酸铜溶液1200毫升。
【解析】（1）由标签可知，溶液体积为(200mL)，密度为(1.2g/mL)，则溶液质量为(200mL×1.2g/mL = 240g)，溶质质量分数为(20%)，那么溶质质量为(240g×20% = 48g)，溶剂质量 = 溶液质量 - 溶质质量，即(240g - 48g = 192g)（此处原答案可能有误）。（2）根据稀释前后溶质质量不变的原则，设需要(20%)硫酸铜溶液体积为(x)，可列出方程(2400g×12% = 1.2g/mL×x×20%)，通过解方程得出(x = 1200mL)。
在本次教学中，通过理论讲解与实例分析相结合，学生对溶质质量分数的计算和应用有了一定的理解。在溶质质量分数的计算部分，学生对基本计算掌握较好，但在溶液稀释和化学方程式计算中，部分学生对公式的运用和数据的处理存在困难，需要加强针对性练习。在溶质质量分数的应用环节，学生对溶液配制的步骤和操作有了直观认识，但在实际操作中还不够熟练。在今后的教学中，应增加更多的课堂练习和实验操作机会，帮助学生巩固知识，提高解决实际问题的能力。同时，要关注学生的个体差异，加强对学习困难学生的辅导。