教学目标
探究几种物质在水中溶解时溶液的温度变化。
经历和体验科学探究的基本过程，激发学生学习化学的兴趣。
发展学生善于合作、勤于思考、勇于创新的科学品质。
重点和难点
重点：实验方案的设计和比较。
难点：评价实验方案。
从微观角度理解物质在水中溶解时溶液温度变化的实质。
实验准备
演示用品：底部用石蜡粘着一小木块的烧杯、NaOH固体、水、玻璃棒、药匙。
分组实验用品：三只各装有100 mL水的烧杯、三份质量相同的固体NaCl、 NH4NO3、NaOH、药匙、温度计。
投影仪及相关图片（或自制动画）。
课时安排 1课时
教学设计
教学过程 | 点评 | |||||||||||||||
教师演示趣味实验：向烧杯（底部粘有一小木块）中注入半杯水，加入三匙NaOH并不断搅拌。 教师：你观察到了什么现象？ 学生：烧杯底部粘着的木块掉下来了。 讨论与交流：烧杯底部的小木块脱落，猜想可能的原因是什么？你还想知道什么？ 学生：可能是NaOH加入水中溶解时，水溶液的温度升高，使烧杯底部的石蜡熔化，因而木块掉下来了。 学生：是不是所有的物质溶解时，溶液的温度都会升高？ 学生：物质溶解时，溶液的温度为什么会升高？ 教师：下面我们就围绕同学们的猜想和疑惑来进行研究。 | 创设实验情景，激发学生的兴趣。 | |||||||||||||||
活动与探究(一):溶解时的吸热或放热现象 阅读有关教材，明确活动目标、实验用品。 学生：我们的活动目标是探究NaCl、NH4NO3、NaOH溶解于水是放出热量还是吸收热量。 学生：实验用品有试管、烧杯、玻璃棒、温度计、NaCl、NH4NO3、NaOH。 设计实验方案。 学生：我组的实验方案是先测出水的温度，再向水中加入溶质，等溶质溶解后测出水溶液的温度。若水溶液的温度比水的温度高，则物质溶解于水时是放出热量的，反之是吸热。 教师：同学们的实验思路是正确的。下面我提供一个设计方案，请同学们参考。 阅读教师提供的实验方案。 （1）取三只烧杯，各注入100 mL水，用温度计测量水的温度。 （2）将两药匙NaCl、NH4NO3、NaOH分别加入上述三只烧杯中，搅拌至固体完全溶解，测量溶液的温度。 （3）用手背小心触摸三只烧杯的外壁，有什么感觉？ （4）把实验后的溶液，倒入指定的容器内。 （5）计算溶解前后液体温度的变化，填入下表中。 物质溶解时的温度变化
各小组将老师提供的方案与自己的方案比较，谁的方案更佳？说出你的理由。你在以后设计实验方案时应注意什么？ 学生：老师所用的水都是100 mL，三次所加的溶质的质量也相同。因此老师的方案更好。 教师：假若很少很少的溶质加到大量的水中，水的温度变化情况可能是怎样的呢？ 学生：这样可能水溶解的物质太少，水形成溶液后的温度变化不明显，测不出物质溶于水是吸热还是放热，甚至得出错误的结论。 学生：要得出正确的结论，必须对实验条件作周密的考虑。 教师：我希望同学们在以后的实验方案设计中，要养成严谨求实的科学态度。 分组实验，填写有关表格。（表格见上） 交流各组实验所得的结论。 学生：NaCl溶于水溶液的温度变化不大；NH4NO3溶于水时吸收热量；NaOH溶于时放出热量。 | 实验目的和实验用品对学生设计方案有提示作用。 学生自主参与，培养学生的合作与竞争意识。 通过比较，意在培养学生思维的广度。 | |||||||||||||||
活动与探究(二)：尽可能利用生活中的用品对下列问题任选一个进行探究。 设想一种实验方案验证NaOH溶于水时大量放热。 设想一种实验方案验证NH4NO3溶于水时大量吸热。 设想一种实验方案既能验证NaOH溶于水时放热，又能验证NH4NO3溶于水吸热。 讨论与交流：交流各组的设想。 学生：在玻璃杯底部用石蜡粘上小木块，就可用来验证NaOH溶于水时大量放热。 学生：在小木块上洒一些水，再放上一个玻璃杯，即可验证NH4NO3溶于水时大量吸热。 学生：将用过的小玻璃瓶用合适的橡皮塞密封，在橡皮塞上安上一支用完的透明圆珠笔芯，既能验证NaOH溶于水时放热，又能验证NH4NO3溶于水吸热。 …… 教师：同学们的设想是否正确，有待于实践的检验，请同学们课外继续去探讨。我们看哪些组的同学完成得出色，完成得好的组将有一份纪念品。 | 拉近化学与学生的距离，培养学生的创新精神。 | |||||||||||||||
反思与评价：比较活动与探究（一）中的实验方案与活动与探究（二）中的实验设想，说出它们的优点和不足之处。 学生：（一）中用到了温度计，适合于测量任一物质溶解于水是吸热还是放热。 学生：用生活中的代用品做实验，只有温度有很大的变化，才有明确的实验现象。 …… 教师：你们是最棒的！只要我们善于比较、善于分析，说不定未来的科学家就诞生在你们中间。 教师：刚才我们探究了几种物质溶于水时温度的变化，那么为什么物质溶于水时温度会发生变化呢？请同学们阅读教材p31页内容。 师生共同分析：溶质溶解于水时温度变化的实质。可投影下列图片（也可动画展示）。 扩散──吸热 水合──放热 当Q吸＞Q放：水溶液的温度降低； 当Q吸＜Q放：水溶液的温度升高； 当Q吸=Q放：水溶液的温度不变。 | 旨在培养学生的辩证思维能力。 恰当的表扬是学生走向成功的动力。 利用图片（或动画）变微观为宏观，帮学生形成正确的观点。 | |||||||||||||||
反思与小结 在本节课中，你学到了什么？你还想知道哪些问题？ 课外拓展 实验验证活动与探究（二）中你所设计的方案的可行性，填写下列表格。
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点评
本节课的教学设计有以下几个特点：（1）以新的教学理念为核心，积极倡导学生自主、合作、探究的学习方式：猜想烧杯底部的小木块脱落的原因，设计实验方案，反思评价不同的方案，不同层次的学生选择不同层次的目标设计实验方案，分组实验，讨论活动中的成功和不足，让学生反思领悟，体会知识的产生与发展过程，使学生在探究过程中，学到了技能，获取了知识，锤炼了思维，张扬了个性。（2）创造性地运用了教材：教师在原有教材的基础上，让学生利用生活中的物品，再次设计实验验证物质溶于水时溶液温度的变化。难能可贵的是，对探究方案进行反思，让学生的思维得到了升华。（3）运用图片（或动画）帮助学生理解溶液形成的实质，激发了学生的学习兴趣。
背景资料
冷却剂
在生产、生活中常用冰做冷却剂，但冰只能提供0 ℃左右的低温。一些医疗和研究单位常需要更低的温度。提供低温较方便的方法是用冷冻混合物。下表是几种常见冷冻混合物的组成及冷冻混合物所能达到的最低温度。
几种常见冷冻混合物的组成和最低温度
冷冻混合物的组成 | 最低温度/℃ |
41 g NH4NO3和100 g冰 | -17 |
19 g NH4Cl和100 g冰 | -16 |
23 g NaCl和100 g冰 | -21 |
大量实验表明，固体物质溶于水，使水的沸点升高，凝固点降低。这一性质常为人们所利用。例如，冬天常在汽车的水箱中加入少量乙二醇之类的化合物，以防止水箱中的水结冰；寒冷的冬季，人们常向公路和积雪撒盐，使冰雪很快融化。
某些固体物质在水中溶解时能生成自由移动的离子，所以这些物质的水溶液能够导电。例如，食盐溶于水生成自由移动的Na＋和Cl- ，稀硫酸溶液中含有自由移动的H＋和SO42-，所以食盐水溶液和稀硫酸都能够导电。
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