初中化学九年级下册 溶液的浓度 核心素养导向教学设计

初中化学九年级下册溶液的浓度核心素养导向教学设计

一、课程基本信息

（一）学科：化学

（二）学段：初中九年级

（三）教材版本：人教版九年级下册第九单元课题3

（四）课题：溶液的浓度（核心素养整合型设计）

（五）课时安排：2课时（第1课时：溶质的质量分数概念与简单计算；第2课时：配制一定溶质质量分数的溶液与误差分析）

（六）授课对象：九年级学生

二、教学内容分析

（一）教材地位与作用

本节课是九年级化学“溶液”主题的收官之作，前承饱和溶液与溶解度，后启酸碱盐及复分解反应中溶质判定的综合应用。从知识体系看，溶质的质量分数是定量描述溶液组成的核心物理量，是学生从定性认识溶液跨入定量分析溶液的关键阶梯；从能力发展看，本节课涉及概念建构、计算模型、实验设计、误差推理等多维思维活动，是培养“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等化学学科核心素养的绝佳载体。教材首先通过三种不同颜色深浅的硫酸铜溶液对比，创设“浓稀如何定量表达”的认知冲突，继而引出溶质质量分数的定义与表达式，再通过例题巩固计算，最后安排活动与探究“配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液”，将知识转化为技能。全课逻辑链条清晰，体现从生活感知→科学定义→数学建模→实验实证→迁移创新的完整学习闭环。

（二）核心素养体现

1.宏观辨识与微观探析【非常重要】：通过溶液颜色深浅与浓度关系的观察，引导学生建立“宏观现象差异源于溶质相对含量不同”的观念，并在后续实验中借助天平量筒等仪器实现微观量的宏观表达。

2.变化观念与平衡思想【重要】：在配制溶液过程中，理解溶质与溶剂在混合前后质量守恒，感受定量操作对体系稳定性的控制意义。

3.证据推理与模型认知【非常重要】：将溶质质量分数公式视为描述溶液组成的数学模型，并能依据该模型解释、预测简单溶液体系的浓度问题；通过误差分析训练基于证据的逻辑推理。

4.科学探究与创新意识【热点】【难点】：以“配制一定质量分数溶液”为载体，经历设计方案、动手操作、数据记录、反思改进的完整探究过程，发展实验设计与评价能力。

5.科学态度与社会责任【一般】：体会定量控制对化工生产、医疗输液、农业配药等实际应用的重要性，培养严谨求实的科学态度。

三、学情分析

（一）知识基础

学生已经掌握溶液、溶质、溶剂、饱和溶液、溶解度等基本概念，能够进行简单的质量计算，具备使用托盘天平和量筒的基本技能。但对溶液浓度的认识尚停留在“浓”“稀”的定性层面，缺乏统一的定量标尺；对公式中溶质与溶液范围的界定容易混淆，尤其是涉及溶液体积、气体溶质、结晶水合物等情境时易出错。

（二）能力水平

九年级学生正处于形式运算思维迅速发展期，能够进行比例推理和简单逻辑论证，但抽象建模能力尚显薄弱，从具体实验数据抽象出普遍公式需要教师搭建阶梯。实验操作方面，多数学生能规范使用仪器，但对系统误差的来源识别及归因分析缺乏经验。

（四）心理特征

该年龄段学生好奇心强，喜欢动手，乐于接受挑战性任务，但对重复性计算练习容易倦怠。因此教学设计需强化实验的探究味、计算的实用味，将机械训练融入真实问题解决。

四、教学目标

（一）知识与技能

1.理解溶质质量分数的概念，能准确复述其定义式，并说出溶质、溶剂、溶液三者质量关系【重要】。

2.能进行溶质质量分数的简单计算，包括已知两量求第三量、溶液稀释与增浓计算【高频考点】。

3.初步学会配制一定溶质质量分数溶液的实验操作，能正确使用托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒【重要】。

4.能分析配制过程中导致浓度偏差的常见原因，并提出改进措施【难点】。

（二）过程与方法

1.通过对比实验和数据分析，经历从定性描述到定量定义的科学抽象过程【非常重要】。

2.运用数学比例思想解决化学问题，建立“溶质质量分数”计算模型【重要】。

3.在小组合作配制溶液的任务中，体验方案设计、操作实施、反思评价的探究循环【热点】。

（三）情感态度与价值观

1.感受定量控制在生活生产中的价值，增强化学服务社会的意识【一般】。

2.养成规范操作、严谨求实的实验习惯，尊重客观数据，不随意篡改记录【重要】。

3.在小组协作中培养团队精神，敢于质疑、善于倾听。

五、教学重难点

（一）教学重点【非常重要】

1.溶质质量分数的概念及其表达式。

2.溶质质量分数的简单计算（尤其是稀释问题）。

3.配制一定溶质质量分数溶液的操作要领。

（二）教学难点【难点】

1.对溶质质量分数公式中“溶质质量”“溶液质量”对应范围的准确界定（如溶质是否全部溶解、结晶水合物如何处理）。

2.配制溶液实验中误差来源的定性分析与推理。

3.从具体计算情境中抽象出通用解题模型（如稀释时溶质质量不变）。

六、教学方法与策略

本节课采用“问题驱动—实验探究—模型建构—迁移应用”四阶教学模式。

（一）概念课（第1课时）以“冲突—建模—巩固”为主线：通过颜色深浅不同的硫酸铜溶液引发“如何精确表示浓稀”的认知冲突，借助烧杯标签数据引导学生自主建构溶质质量分数定义；随后以阶梯式例题训练计算技能，特别强化稀释图景与守恒思想。

（二）实验课（第2课时）以“任务—操作—反思”为主线：给定配制50g6%氯化钠溶液的任务，小组合作设计流程、动手操作，在实测密度与计算密度对比中发现问题，进而系统讨论误差成因；最后延伸至用浓溶液配制稀溶液的实验设计，实现方法迁移。

全程融入“教—学—评”一体化：在每个关键环节嵌入表现性评价量规（如实验操作规范度、小组讨论贡献度、误差分析逻辑性），使学习目标可观测、可测量。

七、教学准备

（一）教师准备

1.实验器材：托盘天平（含砝码）、量筒（10mL、50mL、100mL）、烧杯（100mL、250mL）、玻璃棒、药匙、滴管、细口瓶、标签纸、称量纸、胶头滴管。

2.实验药品：氯化钠、蒸馏水、不同浓度的硫酸铜溶液样品（5%、10%、15%）、蔗糖。

3.多媒体资源：溶液配制微课视频、Excel动态稀释模拟图表、常见浓度标识图片（医用生理盐水0.9%、工业盐酸37%、农夫山泉矿物质含量表等）。

4.学案设计：包括课前预学单、课中探究记录单、课后拓展评价单。

（二）学生准备

1.复习托盘天平、量筒的使用方法及注意事项。

2.预习教材P42-45内容，思考“如何表示糖水的甜度”。

3.分组：4人一组，明确分工（实验员、记录员、质检员、汇报员）。

八、教学实施过程

第1课时溶质的质量分数——从定性描述到定量建模

（一）创设情境，激趣导入

【教师活动】展示三支试管，分别盛有浅蓝、中蓝、深蓝色的硫酸铜溶液，不说明浓度数值。提问：哪支试管里的溶液最浓？你是依据什么判断的？学生立刻回答“颜色最深的那个”。教师追问：如果我想配制一杯颜色介于中蓝和深蓝之间的溶液，你能告诉我该加多少溶质、多少溶剂吗？学生陷入沉思——单靠颜色无法精确控制。

【学生活动】小组讨论，意识到需要一种能精确表示溶液浓稀的物理量。

【设计意图】利用直观的颜色差异唤醒已有经验，将“浓稀”这种日常概念引向科学定量化需求，点燃内驱力。此环节为【重要】思维起点。

（二）实验对比，建构概念

【教师活动】将三支试管的真实浓度（5g硫酸铜+95g水；10g+90g水；15g+85g水）写在标签上并贴于试管壁。引导学生观察数据：溶质质量逐渐增大，溶剂质量逐渐减小，溶液总质量始终为100g。提问：如何用一个统一的数值来表征这三份溶液的浓稀程度？

【学生活动】尝试计算溶质质量与溶剂质量的比值、溶质质量与溶液质量的比值，并比较哪种比值更能稳定反映浓稀序列。在教师引导下发现：溶质质量与溶液质量的比值恰好与颜色深浅顺序一致，且该比值永远介于0和1之间，适合作为浓度标度。

【教师总结】在化学上，我们将溶质质量与溶液质量之比称为溶质的质量分数。板书定义式：

溶质质量分数=(溶质质量/溶液质量)×100%

明确：溶液质量=溶质质量+溶剂质量。

【概念辨析】【非常重要】

1.溶质质量是指实际溶解在溶剂里的那部分质量，若未溶解（如过饱和、沉淀），不计入。

2.质量分数无单位，是比值，常用百分数表示。

3.溶质可以是固体、液体或气体，计算时均以质量计。

【设计意图】经历“数据—比较—抽象—命名”的完整建模过程，使概念不再是生硬灌输，而是学生自主建构的产物。该环节渗透模型认知核心素养。

（三）基础计算，即时反馈

【例题1】（口答）【重要】将20g氯化钠溶于80g水中，所得溶液中溶质的质量分数是多少？

【变式1】若将上述溶液倒出一半，剩余溶液的溶质质量分数是多少？

【变式2】若向上述溶液中再加入10g氯化钠（全部溶解），此时溶质质量分数变为多少？

【学生活动】独立计算，板演展示。教师巡视，发现典型错误：变式2中部分学生直接用(20+10)/(100+10)却忘记溶液质量已增加；部分学生误认为倒出一半后浓度减半。针对错误组织辨析，强化“溶液是均一稳定的”“浓度与取量无关”“增加溶质需同时增加溶液总质量”三大关键点。

【例题2】（稀释问题）【高频考点】【非常重要】实验室需100g10%的氢氧化钠溶液，现只有20%的氢氧化钠溶液，如何配制？请计算所需浓溶液和水的质量。

【思维建模】引导学生画稀释过程示意图：浓溶液+水=稀溶液；找出不变量——溶质质量守恒。板书核心方程：

浓溶液质量×浓溶液浓度=稀溶液质量×稀溶液浓度

【学生活动】模仿画图，列式计算，并尝试总结稀释计算的通用步骤：①找不变量；②设未知数；③列方程；④解答检验。

【设计意图】两道例题形成递进：例1巩固基本公式，辨析易错点；例2提炼稀释模型，为后续混合计算打底。本环节融合变化观念与守恒思想。

（四）变式拓展，突破难点

【难点1】溶质不是全部加入的水吗？——以硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O）为例。

【教师活动】提出问题：将25g胆矾溶于75g水中，所得溶液的溶质质量分数是多少？部分学生立刻回答25%，误以为胆矾就是溶质。教师提示：胆矾溶于水后，溶质实际是硫酸铜，结晶水会变成溶剂的一部分。

【引导计算】先求25g胆矾中含CuSO₄质量=25g×(160/250)=16g，溶剂总质量=75g+25g×(90/250)=84g，溶液质量=16g+84g=100g（或25+75=100g），质量分数=16%。

【归纳】含结晶水的物质作为溶质时，必须扣除结晶水质量；结晶水进入溶剂。此类型为【高频考点】且为【难点】。

【难点2】溶质是气体怎么办？——以盐酸为例。

【讲解】市售浓盐酸溶质为HCl气体，质量分数37%的含义是100g盐酸中含HCl气体37g。计算时直接将气体质量代入公式，无需换算体积。

【设计意图】通过非固体溶质、含结晶水溶质的特殊情境，打破思维定势，深化对“溶质”定义的理解。

（五）课堂检测，精准评价

【限时训练】5分钟完成三道梯度题：

1.基础题：将5g蔗糖完全溶解在50g水中，所得溶液质量分数为______。

2.中档题：用40g20%的硝酸钾溶液和60g10%的硝酸钾溶液混合，混合后溶液质量分数为______。

3.挑战题：20℃时，氯化钠的溶解度为36g，该温度下将36g氯化钠加入100g水中充分搅拌，所得溶液的溶质质量分数是______（保留一位小数）。

【教师活动】投影展示典型作答，重点评讲第3题：很多学生直接计算36/136×100%=26.5%，忽略了溶解度概念隐含“恰好饱和”的前提——36g氯化钠完全溶解，溶液质量为136g，结果正确；但有学生误以为未溶解，或计算为36/100，及时纠正。

【设计意图】当堂检测暴露真实思维，第3题巧妙融合溶解度与质量分数关系，为后续复习做铺垫。

第2课时配制一定溶质质量分数的溶液——在操作中反思，在误差中明理

（一）任务驱动，设计先行

【教师活动】发布核心任务：每组配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液，并测定所配溶液的密度，与理论密度（查表）对比，评估实验精度。提供氯化钠、蒸馏水及全套仪器，但暂不提供具体步骤。

【学生活动】小组讨论，依据溶质质量分数公式倒推出所需氯化钠质量和水的体积。

计算：需氯化钠质量=50g×6%=3g；需水的质量=50g－3g=47g，换算为体积47mL（水的密度1g/cm³）。

【方案汇报】各组代表陈述步骤：1.计算；2.称量（用托盘天平称3g氯化钠，放入烧杯）；3.量取（用50mL量筒量47mL蒸馏水，倒入烧杯）；4.搅拌溶解；5.装瓶贴签。

【教师质疑】为什么将水倒入烧杯而不是将氯化钠倒入量筒？为什么要用玻璃棒搅拌？能否将3g氯化钠直接放在托盘上称量？学生讨论，深化操作原理。

【设计意图】任务前置，让学生经历完整方案设计，而非机械模仿教材步骤，培养系统思维。该环节评价重点为方案的合理性。

（二）规范操作，动手实践

【教师活动】播放配制溶液微课视频，强调关键动作：称量前游码归零、左右垫纸、药品接近质量时用左手轻拍右手手腕少量添加；量筒放平、视线与凹液面最低处水平、接近刻度用胶头滴管悬空滴加；溶解时玻璃棒不能碰壁。

【学生活动】分组实验，教师巡回指导，重点关注：①是否使用称量纸；②量筒读数姿势；③搅拌时有无发出磕碰声；④实验后仪器洗涤与归位。

【数据采集】各组将配好的溶液倒入细口瓶，贴好标签，并用简易密度计（或教师提供的密度计）测量实际密度，记录在学案上。理论密度值教师通过查表提前给出（6%氯化钠溶液20℃时密度约为1.041g/mL）。

【设计意图】将实验从“照方抓药”升级为“探究求证”，密度实测值与理论值的差异自然引出误差分析。

（三）数据分析，误差归因

【教师活动】展示各小组上报的数据：理论密度1.041，实测密度有高有低（如1.038、1.045、1.030等）。提问：为什么我们的配制结果并不完美？哪些环节可能导致浓度偏离6%？

【学生活动】头脑风暴，分类梳理误差源。【非常重要】【热点】【难点】

1.导致浓度偏小的可能原因：

1.2.称量氯化钠时，左码右物（且使用了游码）→溶质实际质量＜3g；

2.3.氯化钠洒出烧杯或粘在称量纸上未全部转移；

3.4.量取水时仰视读数→实际量取水体积＞47mL，溶剂偏多；

4.5.烧杯内壁有水未干燥，稀释了溶液；

5.6.搅拌时液体溅出（若溅出的是溶液，则溶质与溶剂按比例损失，浓度不变？此处需辨析：若溶液已均一，溅出后剩余溶液浓度不变，但总质量减少，不影响浓度。所以此条不是浓度偏小的原因，而是产率降低。教师需及时澄清）。

7.导致浓度偏大的可能原因：

1.8.称量时砝码生锈或沾有杂质→砝码示值偏大，实际加溶质＞3g；

2.9.量取水时俯视读数→实际水体积＜47mL；

3.10.氯化钠未完全溶解（温度低接近饱和？但6%远未饱和，一般不发生）；

4.11.转移溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒，但此处配完即测，影响不大。

【教师总结】误差分析的核心是追溯操作对“溶质质量”和“溶剂质量”两个变量的实际影响。建议用极端假设法理解：仰视读数取水，你心里以为取了47mL，实际更多，所以溶剂质量偏大，浓度偏小，反之亦然。

【设计意图】将隐性思维显性化，误差分析是科学探究的高级形式，能极大提升实验反思能力，也是中考实验探究题的【高频考点】。

（四）方法迁移，能力进阶

【任务升级】如果现在需要配制50g6%的氯化钠溶液，但实验室只有10%的氯化钠溶液和蒸馏水，你该如何操作？

【学生活动】小组讨论，调用第1课时稀释模型。

方案：设需10%氯化钠溶液质量为x，稀释前后溶质质量不变：

x×10%=50g×6%→x=30g；需加水质量=50g-30g=20g。

【实验验证】用量筒量取30g10%氯化钠溶液（可提前由教师配好，或换算为体积约28.8mL，密度约1.034g/mL），加20mL水，混合均匀，测密度，再次与6%标准密度对比。

【对比反思】用浓溶液稀释配制与用固体配制相比，哪种方法精度更高？学生通过实践发现：稀释法省去了固体称量环节，避免了溶质洒落、称量不准等问题，但液体的量取同样存在读数误差；两种方法各有优劣，实际生产中常根据原料状态选择。

【设计意图】从“固体+水”到“浓溶液+水”，实现了从第一课时计算模型向真实操作的迁移，学生深刻体会到“溶质质量守恒”是一以贯之的利器。

（五）拓展视野，价值引领

【展示】一组生活中、工业上的浓度表示法：

1.医用生理盐水0.9%——等渗输液，维持细胞形态；

2.医用酒精70%~75%——杀菌消毒效果最佳；

3.工业浓硫酸98%——吸水性强，需密封保存；

4.农药稀释倍数（如1000倍液）——实际上也是质量分数或体积分数的变式。

【讨论】为什么不同的场景选用不同的浓度范围？如果医用酒精配成90%还能高效杀菌吗？（学生推测：浓度过高会使细菌表面蛋白质快速凝固形成保护膜，阻止酒精深入）。

【教师升华】溶液的浓度不是越高越好，合适才是关键。定量控制体现了化学对人类生活的精准服务，这正是科学的价值所在。

【设计意图】将课堂知识锚定在真实社会场景中，激发学科认同感，落实科学态度与社会责任素养。

九、板书设计

（第一课时）

课题：溶质的质量分数

一、定义：溶质质量与溶液质量之比

ω=(m质/m液)×100%m液=m质+m剂

二、基本计算

1.已知溶质、溶剂求ω

2.稀释问题：m浓·ω浓=m稀·ω稀

3.增浓问题：加溶质或蒸发溶剂

三、注意事项

•溶质必须是已溶解部分

•结晶水合物：扣除结晶水

•气体溶质直接代入质量

（第二课时）

课题：配制一定溶质质量分数的溶液

一、步骤：计算→称量→量取→溶解→装瓶

二、误差分析

浓度偏小：溶质少（左码右物、洒落）、溶剂多（仰视、烧杯未干）

浓度偏大：溶质多（砝码锈蚀）、溶剂少（俯视）

三、稀释法配制：浓溶液+水

十、作业设计