第3节化学中常用的物理量物质的量第3课时（教学设计）化学鲁科版2019

第三节化学中常用的物理量——物质的量第3课时物质的量浓度一、知识目标1.掌握配制一定物质的量浓度溶液的实验步骤、仪器使用及误差分析。2.理解物质的量浓度的概念，掌握其表达式cB3.学会与物质的量浓度相关的计算，包括与表达式相关计算、标况下气体溶质溶于水后物质的量浓度计算、浓溶液稀释问题以及物质的量浓度cB与质量分数w二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识物质的量浓度这一表示溶液组成的物理量，从微观上理解溶液中溶质粒子的物质的量与溶液体积的关系。2.证据推理与模型认知：通过对物质的量浓度相关计算的学习，建立化学计算的模型，培养逻辑推理和计算能力。3.科学探究与创新意识：通过配制一定物质的量浓度溶液的实验，培养实验操作能力和科学探究精神，能对实验中的误差进行分析和改进。一、教学重点1.配制一定物质的量浓度溶液的实验操作及相关计算2.物质的量浓度的概念、配制一定物质的量浓度溶液的实验操作及相关计算。二、教学难点1.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析2.物质的量浓度与其他物理量的综合计算。本节教学内容出自鲁科版2019必修第一册第一章《认识化学科学》第三节《化学中常用的物理量——物质的量》的第3课时《物质的量浓度》。物质的量浓度是高中化学中一个非常重要的物理量，它贯穿于整个高中化学的学习过程，在化学实验和化学计算中有着广泛的应用，是连接宏观物质与微观粒子的重要桥梁，对于学生理解化学反应的本质和定量研究化学具有重要意义。教材首先通过回顾溶质的质量分数，引出物质的量浓度的概念，然后详细介绍了配制一定物质的量浓度溶液的实验步骤、所需仪器以及误差分析，最后讲解了与物质的量浓度相关的计算，包括根据定义式的计算、标况下气体溶质溶于水后物质的量浓度的计算等。教材内容编排由浅入深，符合学生的认知规律，注重理论与实践相结合，通过实验探究和例题分析，帮助学生掌握物质的量浓度的概念和相关计算方法。教学对象是初高中过渡阶段的学生，他们在初中化学中已经学习了溶质的质量分数等表示溶液浓度的方法，对溶液有了一定的认识，但对于物质的量浓度这一全新的概念，理解起来可能会有一定的难度。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，需要通过具体的实验操作和实例分析来帮助他们理解抽象的概念。学生在初中化学实验中已经掌握了一些基本的实验操作技能，如称量、溶解等，但对于容量瓶等新仪器的使用和配制一定物质的量浓度溶液的规范操作还比较陌生。在计算能力方面，学生已经具备了一定的数学基础，但对于涉及物质的量浓度的复杂计算，可能需要更多的练习和指导。教师在教学过程中应充分考虑学生的实际情况，从学生已有的知识和经验出发，通过实验演示、多媒体展示等多种教学手段，帮助学生理解物质的量浓度的概念和配制溶液的操作步骤。同时，要注重引导学生进行思考和总结，培养学生的思维能力和计算能力，让学生逐步掌握物质的量浓度的相关知识和技能。教学环节一课堂导入【引导学生回顾】同学们，在化学的世界里，我们常常会和各种溶液打交道。现在请大家回忆一下，在之前的学习中，我们学过哪些表示溶液浓度的物理量呢？给大家一点时间思考，然后大胆地举手发言。（等待学生思考并发言，学生可能会回答出溶质的质量分数）【提出问题】那么，有没有一种更方便在化学反应中进行计算和应用的表示溶液浓度的物理量呢？这就是我们今天要学习的“物质的量浓度”。接下来，我们先通过一个实验室的小实验，来初步感受一下如何配制一定物质的量浓度的溶液。实验室计划配制0.1L的NaCl溶液，其中溶质的物质的量为0.04mol。请大家思考一下，我们该如何利用实验室的固体氯化钠来完成这个任务呢？设计意图1.通过引导学生回顾已学知识，让学生参与到课堂互动中来，激发他们的表达欲望2引发认知冲突：指出溶质的质量分数在某些计算中的局限性，引发学生的认知冲突，使学生产生探索新知识的欲望，自然地引出本节课的主题——物质的量浓度。教学环节二配制一定物质的量浓度的溶液活动一：学习容量瓶的使用方法和注意事项【引入】现在我们要进行一个实验，实验室计划配制(0.1L)的(NaCl)溶液，其中溶质的物质的量为(0.04mol)。请大家思考，我们该如何利用实验室的固体氯化钠完成这个任务呢？【问题】首先，我们要明确实验需要用到哪些仪器？【学生思考】学生结合教材和已有知识，回答需要用到托盘天平、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、量筒、容量瓶等仪器。【讲解】对学生的回答进行评价和补充，详细介绍容量瓶的结构、构造、规格和用途。容量瓶是细颈，梨形，平底的玻璃瓶，带磨口玻璃塞；瓶上标有容积、温度，颈部标有刻度线；常见规格有(50mL)、(100mL)、(250mL)、(500mL)、(1000mL)；用于配制一定物质的量浓度的溶液，重点讲解容量瓶使用前的检漏以及注意事项。【总结】容量瓶使用前要检验是否漏水，检验程序为：加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立，瓶塞旋转(180℃)→倒立→查漏。使用注意事项：不能溶解固体、不能稀释浓溶液、不能加热、不能作反应容器、不能长期贮存溶液。设计意图让学生了解实验所需仪器，重点掌握容量瓶的相关知识，为后续实验操作做好准备。活动二：配制一定物质的量浓度的溶液【实验步骤】依次完成计算、称量、溶解、冷却、转移和洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签等步骤。【问题】本次实验需要使用托盘天平称取多少氯化钠晶体呢？称量时应该将氯化钠晶体置于何处呢？称量不同物质时需要注意什么？【学生思考】学生由相关公式计算结果可能是2.34g，称量时将氯化钠晶体放在滤纸上。【讲解】由于托盘天平最小分度是0.1g所以需要称量2.3g氯化钠晶体。将氯化钠晶体置于滤纸上，如果要称量氢氧化钠这类具有腐蚀性的物质需要使用烧杯。【问题】某同学为了加快溶解速度，溶解时所加水150mL，你认为可以吗？【学生回答】不可以，这样会影响后续操作。【讲解】不可以，溶解时只能加入适量水。【问题】在转移和洗涤的过程中，需要注意什么？容量瓶应该如何选择？【学生回答】在转移溶液时，使用玻璃棒引流，要将玻璃棒与烧杯进行洗涤，并将洗涤液转移至容量瓶中。在选择容量瓶时，容量瓶的规格应该比配制规格更大而且更为接近。【讲解】在转移溶液时，使用玻璃棒引流，以减少溶液损失；要将玻璃棒与烧杯进行洗涤，并将洗涤液转移至容量瓶中，使试剂损失尽可能小。在选择容量瓶时，要遵循大而近的规则。活动三：分析实验过程中可能产生的误差【提出问题】提问学生实验过程中可能会出现哪些误差。如称量时称量物放在右盘，而砝码放在左盘（用到游码）；溶解过程中有少量液体溅出烧杯；未洗涤溶解用的玻璃棒和烧杯；洗涤液未转入容量瓶中；定容时俯视刻度；未等溶液冷却就定容；定容时仰视刻度；定容时液面超过刻度线，用胶头滴管吸出；摇匀后发现液面低于刻度再加水；容量瓶内原来存有少量的水等，让学生分析这些情况对所配溶液物质的量浓度的影响。【总结】（1）称量时①称量时称量物放在右盘,而砝码放在左盘（用到游码）【偏低】（2）溶解、转移、洗涤时②溶解过程中有少量液体溅出烧杯【偏低】③未洗涤溶解用的玻璃棒和烧杯【偏低】④洗涤液未转入容量瓶中【偏低】（3）定容时⑤定容时仰视刻度【偏低】⑥定容时俯视刻度【偏高】⑦未等溶液冷却就定容【偏低】⑧定容时液面超过刻度线，用胶头滴管吸出【偏低】⑨摇匀后发现液面低于刻度再加水【偏低】⑩容量瓶内原来存有少量的水【无影响】设计意图让学生亲身体验实验过程，培养学生的实验操作能力和科学思维能力。通过误差分析，加深学生对实验原理和操作要点的理解。活动四：实验总结【问题】本次实验有哪些步骤？每个步骤用到了哪些仪器？【学生思考】学生对实验进行回顾，给出答案。【总结】操作步骤为：①计算；②称量（托盘天平或量筒）；③溶解（烧杯、玻璃棒）；④冷却；⑤转移和洗涤（容量瓶、玻璃棒）；⑥定容（胶头滴管）；⑦摇匀；⑧装瓶贴签。教学任务三物质的量浓度活动一：定义与表达式学习【引入】在了解了配制一定物质的量浓度溶液的实验后，我们来学习物质的量浓度的概念。【问题】什么是物质的量浓度呢？【学生思考】学生阅读教材，回答单位体积溶液所含溶质的物质的量叫做溶质的物质的量浓度，符号为cB，单位为(mol·L1或mol·m3)。【讲解】对学生的回答进行评价和强调，讲解表达式c=nV，其中是例1将2.5gCuSO4·5H2O溶于水配成1L溶液，则：(1)该溶液的溶质为，其物质的量浓度为mol·L－1。(2)从所配溶液中取出10mL溶液，取出溶液的物质的量浓度为_____mol·L－1，Cu2＋的物质的量浓度为mol·L－1，溶液中溶质的质量为g。【讲解】（1）CuSO40.01(2)0.010.021.6×102例2.(1)将1molNaOH溶解并加水至500mL，则c(NaOH)为多少?100mL2mol·L1的NaCl溶液，含有NaCl的物质的量为多少？【讲解】(1)c(NaOH)=n(NaOH)/V=1mol÷0.5L=2mol·L1(2)n(NaCl)=c(NaCl)V=2mol·L1×0.1L=0.2mol设计意图让学生准确理解物质的量浓度的概念和表达式，为后续的计算和应用打下基础。活动二：物质的量浓度计算实例【引入】我们已经学习了物质的量浓度的概念和表达式，下面通过具体的例子来学习如何运用这些知识进行计算。【问题】将标准状况下体积为VL的HCl气体溶于1L水中，所得溶液的密度为ρg·cm－3，试计算该溶液的物质的量浓度。【学生思考】学生根据物质的量浓度公式进行计算。设计意图通过具体的计算实例，让学生掌握物质的量浓度的计算方法，提高学生的计算能力和应用知识的能力。教学任务四与物质的量浓度相关的计算【引入】我们已经学习了物质的量浓度的各种计算类型，下面对这些计算进行总结和归纳。【问题】物质的量浓度的计算主要有哪些类型呢？【学生思考】学生回答主要有与表达式相关的计算、标况下气体溶质溶于水后其物质的量浓度的计算、浓溶液稀释问题、物质的量浓度cB与溶液质量分数ω的换算等类型。【讲解】对学生的回答进行评价和强调，分别总结每种类型的计算方法和要点。例如，与表达式相关的计算主要运用物质的量相关的公式（n=mM，c=nV）进行计算；浓溶液稀释问题根据溶质的物质的量不变(c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀))或溶质的质量不变(m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀))进行计算；物质的量浓度例1将5mol·L1的盐酸10mL稀释到200mL，其物质的量浓度为多少？【讲解】5mol/L×10mL=c2×200mLc2=0.25mol·L1例2市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%，密度为1.84g·cm－3。计算市售浓硫酸中硫酸的物质的量浓度为mol/L【学生回答】18.4【讲解】先计算出1000mL浓硫酸中含硫酸的质量，1000mL×1.84g·cm－3×98%＝1803.2g，将其换算成硫酸的物质的量，1803.2g÷98g·mol－1＝18.4mol，市售浓硫酸中硫酸的物质的量浓度为18.4mol·L－1。设计意图通过总结和归纳，让学生系统地掌握与物质的量浓度相关的计算方法，提高学生的综合计算能力。配制一定物质的量浓度的溶液实验步骤1.计算2.称量3.溶解4.冷却5.转移和洗涤6.定容7.摇匀8.装瓶贴签误差分析1.称量误差2.溶解、转移、洗涤误差3.定容误差物质的量的浓度定义单位体积溶液所含溶质(B)的物质的量叫做溶质(B)的物质的量浓度表达式c单位mol·L1或mol·m3三、与物质的量浓度相关的计算（一）表达式相关计算（二）标况下气体物质溶于水计算（三）浓溶液稀释问题c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)（四）物质的量浓度与质量分数的换算cB=1、下列溶液Cl浓度与50mL的1mol·L1AlCl3溶液中Cl的物质的量浓度不相等的是（A）A．150mL1mol·L1的NaCl溶液B．75mL3mol·L1NH4Cl溶液C．150mL3mol·L1的KCl溶液D．75mL1mol·L1的FeCl3溶液2、如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为1.14g/cm3)。下列说法错误的是（D）A．4mol/L是溶液的物质的量浓度B．14%是溶液中溶质的质量分数C．10mL14%的NaOH溶液含有溶质的质量约1.6gD．14%的NaOH溶液的物质的量浓度2mol/L3、欲用质量分数为98％，密度为18.4g·cm3的浓硫酸配制250ml2mol·L1的稀硫酸，请按操作步骤的先后填写在操作前的括号内，并在横线上填写适当的仪器名称、操作方法或数字。（1）用量筒量取密度为1.84g•mL1、质量分数为98%的浓硫酸27.2mL；（2）将浓硫酸缓缓地沿烧杯内壁注入盛有蒸馏水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌，使其混合均匀；（3）待稀释的硫酸冷却后，沿玻璃棒注入250mL容量瓶；（4）用蒸馏水洗涤烧杯