核心素养导向下初中化学中考一轮复习教案：大概念统领的溶解度及其应用探究

核心素养导向下初中化学中考一轮复习教案：大概念统领的溶解度及其应用探究

  一、课标要求与考点分析

  本专项复习内容对应于《义务教育化学课程标准（2022年版）》中“物质的性质与应用”及“科学探究与化学实验”主题下的核心内容。课标明确要求：认识溶解现象，知道溶液是由溶质和溶剂组成的；理解溶解度是表示物质溶解能力的定量方法；能运用溶解度曲线查找有关信息，并据此进行简单的计算和分离混合物。在广西地区的中考命题中，溶解度及其应用是必考内容，通常以选择题、填空题和实验探究题的形式出现，分值约占总分的5%-8%。其考查重心已从早期对概念和曲线的简单识记，转向在真实、复杂的情境中，运用溶解度概念及曲线解决实际问题的能力，并常常与溶质质量分数、结晶、混合物分离等知识综合，考察学生的证据推理、模型认知、科学探究及跨学科应用（如地理、环境科学）等核心素养。

  二、学情诊断与学习障碍分析

  经过新授课的学习，九年级学生对溶解度有了初步的感性认识和概念轮廓，但在系统构建和深度应用上存在明显障碍。其一，概念混淆：对“饱和溶液”与“浓溶液”、“溶解度”与“溶解性”等概念的内涵与外延界定不清，尤其在非标准条件下（如改变温度、溶剂）的判断容易出错。其二，数形结合困难：将溶解度曲线这一数学模型与具体的物理变化、化学过程相联系的能力薄弱，不能灵活地从曲线中提取、比较、推断信息。其三，应用迁移不足：学生往往将溶解度知识局限于课本的简单结晶实验，难以将其与海水晒盐、矿物提纯、锅炉除垢、农业生产（如配制无土栽培营养液）等生产生活实际建立有效联结。其四，计算思维欠缺：涉及溶解度、溶质质量分数及结晶量的综合计算，学生普遍存在思维逻辑不清晰、计算步骤混乱的问题。

  三、教学目标

  （一）知识与技能

  1.能准确复述溶解度的定义，并辨析其“四要素”（一定温度、100g溶剂、饱和状态、溶质质量）；能正确区分溶解性与溶解度、饱和溶液与不饱和溶液及其转化关系。

  2.能独立绘制、识读固体溶解度曲线，并熟练运用曲线完成以下任务：比较不同物质在同一温度下的溶解度大小；判断物质溶解度随温度变化的趋势；确定混合物的分离提纯方法（如降温结晶、蒸发结晶）；查找指定温度下的溶解度数值。

  3.掌握气体溶解度的概念及影响因素（温度、压强），并能解释相关生活现象。

  4.能综合运用溶解度知识，进行涉及溶质质量分数变化、结晶析出量计算的综合应用题。

  （二）过程与方法

  1.通过构建“溶解度概念体系”思维导图，掌握从定义、表示方法到应用的知识结构化方法。

  2.经历“情境问题提出→模型（曲线）分析→方案设计→评价优化”的探究过程，发展基于证据进行分析推理和解决实际问题的科学思维能力。

  3.在解读工业流程（如海水综合利用）的活动中，初步建立将化学原理应用于生产实践的工程思维视角。

  （三）情感态度与价值观

  1.通过对我国古代“煮海为盐”智慧及现代海水淡化、盐湖化工成就的了解，增强民族自豪感和科技自信。

  2.在探究水垢形成与清除、硝酸钾和氯化钠分离等活动中，体会化学知识在改善生活、促进生产中的价值，激发学习内驱力。

  3.养成严谨求实、基于数据说话的科学态度，以及在小组合作中积极贡献、理性倾听的协作精神。

  四、教学重难点

  教学重点：1.溶解度概念的内涵与外延；2.固体溶解度曲线的意义、绘制与信息挖掘；3.结晶原理及其在混合物分离中的应用。

  教学难点：1.在动态变化情境（如温度改变、溶剂增减、添加溶质）中，对溶液状态（饱和与否）、组成（溶质质量分数）的精准分析与判断；2.基于溶解度差异和曲线趋势，设计和评价物质分离提纯的合理方案；3.溶解度与溶质质量分数结合的综合计算。

  五、教学理念与策略

  本设计以“大概念”教学和“素养本位”学习为统领理念。将“溶解度”置于“物质的分离与提纯”这一学科大概念之下，视其为实现物质分离的核心定量依据。教学策略上，采用“情境-问题-探究-建模-应用”的线索展开。创设贯穿始终的“海洋资源综合利用”核心情境链，将分散的知识点（饱和溶液、溶解度、曲线、结晶）串联成有机整体。通过驱动性问题引导学生主动探究，利用数字化实验或模拟软件辅助曲线绘制与理解，并通过设计结晶方案、解决工程问题等任务，推动知识向能力和素养的转化。强调合作学习与自主构建，鼓励学生绘制概念图、编写解题思维流程图。

  六、教学准备

  教师准备：1.多媒体课件，包含核心情境素材（海水晒盐、盐湖、碳酸泉、锅炉图片与视频）、动态溶解度曲线图、交互式习题。2.实验器材：硝酸钾、氯化钠、蒸馏水、烧杯、玻璃棒、酒精灯、铁架台、石棉网、温度计、电子天平、药匙。3.学案（包含学习任务单、探究活动记录表、分层巩固练习）。4.溶解度曲线绘制软件或在线工具。

  学生准备：复习新授课相关内容，预习学案中的情境素材；准备好作图工具（坐标纸、铅笔、直尺等）。

  七、教学实施过程（两课时，共90分钟）

  第一课时：解构概念构建模型——溶解度的内涵与曲线探秘

  （一）真实情境导入，锚定学习价值（预计用时：8分钟）

    （投影展示广西沿海地区的海水晒盐场、北部湾海岸线地图，以及一组数据：广西海岸线长约1600公里，海洋资源丰富。）

    师：同学们，我们身处的广西拥有漫长的海岸线。从古至今，人们如何从这浩瀚的海水中获取不可或缺的食盐？这背后隐藏着怎样的化学原理？（播放简短视频：海水引入盐田，日晒风吹，食盐结晶析出。）

    生：（观察、思考）利用蒸发水分，让盐析出来。

    师：没错。但海水成分复杂，主要含有氯化钠，还有氯化镁、硫酸镁等。我们只想得到纯净的食盐，如何更高效、更经济地实现？为什么选择日晒蒸发，而不是冷却海水？要科学地回答这些问题，我们必须掌握一个关键概念——溶解度。今天，我们就深入探究溶解度的奥秘，并运用它来解读和设计物质分离的蓝图。

  （二）核心概念深度辨析与体系构建（预计用时：20分钟）

    活动一：概念“四要素”大侦探

    任务：呈现几组关于溶解度的错误表述或模糊说法，小组讨论辨析。

    1.“20℃时，50克水溶解了18克氯化钠，所以氯化钠在20℃的溶解度是18克。”（错误，未达饱和）

    2.“硝酸钾的溶解度是110克。”（错误，缺少温度）

    3.“物质的溶解性就是它的溶解度。”（错误，定性vs定量）

    学生通过辨析，自主归纳溶解度的“四要素”：条件（一定温度）、标准（100克溶剂）、状态（饱和溶液）、单位（克）。教师强调，这是一个定量描述物质溶解能力的极限值。

    活动二：饱和与不饱和的“转化之战”

    师：对于某一种溶质和溶剂组成的溶液，我们如何判断它是饱和的？又如何实现饱和与不饱和的相互转化？（以氯化钠的水溶液为例）

    学生分组进行微型实验与推理：向一定量水中不断加入氯化钠，搅拌至有固体剩余，定义饱和。然后讨论并上台展示转化方法：

    *不饱和→饱和：①添加溶质；②蒸发溶剂；③（对大多数固体）降低温度。

    *饱和→不饱和：①添加溶剂；②（对大多数固体）升高温度。

    教师引导学生关注温度变化对不同物质溶解度的不同影响，为引出曲线做铺垫。并特别指出，对于溶解度随温度升高而降低的少数物质（如氢氧化钙），转化条件恰好相反。

  （三）数学模型建立——溶解度曲线的绘制与解读（预计用时：25分钟）

    活动三：数据变图形，规律现眼前

    师：物质的溶解度受温度影响，如何直观、全面地展示这种关系？科学家选择了用图像——溶解度曲线。

    任务：提供硝酸钾在不同温度下的溶解度数据表（0℃:13.3g；20℃:31.6g；40℃:63.9g；60℃:110g；80℃:169g）。学生小组合作，在坐标纸上手工绘制硝酸钾的溶解度曲线（横坐标：温度/℃，纵坐标：溶解度/g）。教师巡视指导，强调绘图规范性。

    活动四：曲线“会说话”——信息提取大比拼

    （投影展示标有KNO₃、NaCl、Ca(OH)₂等数种物质的标准溶解度曲线图。）

    小组竞赛，从图中尽可能多地获取信息：

    1.点：曲线上任一点的含义？（某温度下，该物质的溶解度。）交点含义？（该温度下，两物质溶解度相等。）

    2.线：曲线的走势（陡升型如KNO₃、缓升型如NaCl、下降型如Ca(OH)₂）反映了什么？（溶解度随温度变化的不同趋势。）

    3.面：曲线下方的点表示？上方的点表示？（不饱和溶液；饱和溶液且有未溶固体。）

    教师深化提问：①从海水中提取食盐，为什么常用蒸发结晶，而不用降温结晶？②若要提纯含有少量氯化钠的硝酸钾，应采用什么结晶方法？为什么？（引导学生结合曲线趋势分析：NaCl溶解度受温度影响小，KNO₃影响大，故用降温结晶法，KNO₃大量析出，NaCl留在母液中。）

    活动五：数字化探究与拓展

    利用交互式软件，动态演示温度变化时，曲线上点的移动及其对应的溶液状态变化。引入气体溶解度曲线（如CO₂在水中的溶解度随温度升高而降低，随压强增大而增大），解释“碳酸饮料开瓶后喷涌”、“烧开水时气泡产生”等现象，建立固体与气体溶解度影响因素的对比认知。

  （四）课时小结与思维导图构建（预计用时：7分钟）

    学生以小组为单位，在学案上或黑板上构建以“溶解度”为中心的概念体系思维导图。要求至少包含：定义（四要素）、表示方法（列表法、曲线法）、影响因素（固体：温度；气体：温度、压强）、相关概念（饱和/不饱和溶液、溶解性）。教师选取优秀作品展示，并引导全班进行补充和完善，形成结构化知识网络。

  第二课时：迁移应用解决真问题——溶解度的综合应用与探究

  （一）承接情境，问题进阶（预计用时：5分钟）

    师：上节课我们掌握了理解溶解度的“语言”和“地图”（曲线）。现在回到我们的“海洋资源”情境。除了晒盐，我们还能从海水中得到什么？（展示镁、溴、钾等从海水中提取的工业产品图片。）这些提取过程，都离不开基于溶解度的分离技术。今天，我们就化身“化学工程师”，运用溶解度知识，解决几个典型的分离、提纯和计算难题。

  （二）核心应用一：混合物的分离与提纯方案设计（预计用时：20分钟）

    探究任务：如何从硝酸钾和氯化钠的混合物中提纯硝酸钾？

    1.信息分析：学生回顾两者溶解度曲线特点（KNO₃陡升，NaCl缓升）。

    2.方案设计：小组讨论并书面设计实验方案步骤。预期方案：溶解→加热至高温制成热饱和溶液→降温结晶→过滤→洗涤→干燥。

    3.原理阐释：要求学生用溶解度知识解释每一步的原因。为什么选择降温结晶而不是蒸发结晶？（因为KNO₃溶解度随温度变化大，降温时其析出量大，而NaCl析出量少，大部分留在母液中，从而达到分离提纯目的。）

    4.评价与优化：教师提问：得到的硝酸钾晶体可能还含有什么杂质？如何进一步提高纯度？（可能附着有含NaCl的母液，需用少量冷水洗涤。）母液如何处理？（母液是NaCl的饱和溶液，且含有少量KNO₃，可蒸发结晶得到较纯的NaCl，或循环利用。）

    迁移应用：提供新情境——提纯溶解度随温度升高而降低的物质（如Ca(OH)₂中混有少量CaCO₃），该如何设计？引导学生举一反三。

  （三）核心应用二：基于溶解度的综合计算（预计用时：20分钟）

    例题精讲与思维建模：

    例题：已知60℃时，硝酸钾的溶解度为110g。现有该温度下硝酸钾饱和溶液105g。

    （1）求其中含硝酸钾和水的质量各多少克？

    （2）若将该溶液降温至20℃（溶解度变为31.6g），可析出硝酸钾晶体多少克？（过滤过程中溶液损失忽略不计）

    （3）若将原溶液蒸发掉25g水，再恢复到60℃，又可析出晶体多少克？

    教学流程：

    1.审题建模：引导学生识别不同条件下溶液状态的变化（（2）是降温析晶，（3）是恒温蒸发析晶），并画出对应的过程示意图。

    2.方法归纳：

    *基础计算：利用溶解度求饱和溶液组成。公式：溶质质量=(溶解度/(100+溶解度))×溶液质量。

    *析晶计算：

      a.降温析晶：抓住溶剂质量不变。析晶后，剩余溶液是低温下的饱和溶液。析晶量=高温下溶质量-(低温溶解度×高温溶剂质量/100)。

      b.蒸发析晶：抓住温度不变，溶解度不变。蒸发水后，剩余溶液仍是原温下的饱和溶液。析晶量=(溶解度/100)×蒸发掉的水的质量。

    3.规范书写：教师板演完整的计算过程，强调设未知数、列比例式、带单位运算等规范。

    4.变式训练：给出逆向问题（如已知析晶量求原溶液质量）或综合性问题（如先蒸发再降温），学生分组练习，教师点拨。

  （四）跨学科实践与热点问题探究（预计用时：15分钟）

    项目式学习片段：“探秘家乡的溶洞与硬水”

    师：广西喀斯特地貌广布，溶洞奇观举世闻名。这美景的“雕刻师”是谁？（二氧化碳溶解于水形成的碳酸，与石灰岩反应。）而我们的日常生活用水，可能含有较多的钙、镁化合物，加热时容易形成水垢，这又是为什么？

    探究活动：

    1.知识链接：回顾气体溶解度（CO₂）受温压影响，以及碳酸钙、氢氧化镁等物质的溶解特性（溶解度小，且随温度升高而降低）。

    2.现象解释：

      *溶洞形成：地表水中溶解CO₂形成碳酸→渗入地下与CaCO₃反应生成可溶的Ca(HCO₃)₂→在溶洞顶部水分蒸发/压强减小，CO₂逸出，CaCO₃重新沉淀形成钟乳石。（联系地理知识）

      *水垢形成：硬水（含Ca(HCO₃)₂等）加热→Ca(HCO₃)₂分解生成CaCO₃沉淀（溶解度小）→同时，Mg(OH)₂（溶解度随温度升高而降低）沉淀析出。

    3.除垢方案设计：讨论并解释食醋、柠檬酸除水垢的原理（与碳酸钙等发生反应，生成可溶性物质）。从溶解度角度思考，为什么不能通过“加热煮沸”来永久软化硬水？（煮沸只能去除暂时硬度，即Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂，对永久硬度如CaSO₄无效。）

    此环节旨在打通化学与地理、生活的联系，展示化学知识的广泛应用，培养学生的系统思维和社会责任感。

  （五）课堂总结与目标回顾（预计用时：5分钟）

    引导学生对照本节课开始时的学习目标，以“我学到了……”、“我能解决……问题”的句式进行口头总结。教师最后用精炼的语言概括：“溶解度，一把从定量角度理解物质溶解能力的尺子；溶解度曲线，一张指导我们进行物质分离提纯的导航图。从海水晒盐到锅炉除垢，化学原理就在我们身边。希望大家能将这把‘尺子’和这张‘图’装入心中，去探索和解决更多的实际问题。”

  （六）分层作业设计

    基础巩固层（必做）：

    1.完成学案上关于溶解度概念辨析、曲线信息读取的基础练习题。

    2.绘制本专题知识思维导图。

    能力提升层（选做）：

    1.设计一个实验方案，从硫酸铜和泥沙的混合物中提纯硫酸铜晶体，并写出每一步的原理。

    2.解决一道关于硝酸钾和氯化钠混合物分离的综合计算题。

    拓展探究层（挑战）：

    1.查阅资料，了解“反渗透”海水淡化技术的原理，并与传统的“蒸馏法”进行对比，从能量消耗、成本等角度写一份简易分析报告。

    2.调查家庭或学校水壶中水垢的主要成分，设计一个简单的检验实验方案。