基于核心素養(yǎng)的模型建構(gòu)

高俊

摘要：溶液狀態(tài)三角模型的構(gòu)建，凸顯了決定溶液狀態(tài)的三個要素：溶質(zhì)、溶劑、溫度，通過建構(gòu)與解構(gòu)，對溶液狀態(tài)影響因素和變化的學(xué)習(xí)起到了很好的幫助作用。

關(guān)鍵詞：溶液狀態(tài)三角模型；飽和與不飽和溶液模型；核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2017）08-0019-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.08.007

一、 問題的提出

2014年3月30日，教育部以教基二[2014]4號引發(fā)了《關(guān)于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，該意見在著力推進(jìn)關(guān)鍵領(lǐng)域和主要環(huán)節(jié)改革中反復(fù)強(qiáng)調(diào)，各級各類學(xué)校要從實際情況和學(xué)生特點出發(fā)，把核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求落實到各學(xué)科教學(xué)中。

初中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是對課程標(biāo)準(zhǔn)三維目標(biāo)的傳承和提升，落實到九年級第九單元溶液的教學(xué)中來，就是要學(xué)會分析各概念間的普遍聯(lián)系，學(xué)會定量的準(zhǔn)確判斷和精準(zhǔn)調(diào)控溶液的形成和變化。為培養(yǎng)學(xué)生對于溶液狀態(tài)變化的準(zhǔn)確判斷和精準(zhǔn)調(diào)控等核心素養(yǎng)，筆者構(gòu)建了溶液狀態(tài)三角模型和飽和與不飽和溶液的模型，在教學(xué)中收到了較好的效果。

二、 溶液狀態(tài)三角模型展示

通常溶液的狀態(tài)分為兩種，在一定溫度下，一定量的溶劑里，不能再繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液，反之為不飽和溶液。從溶液狀態(tài)的定義來看，其狀態(tài)與溶質(zhì)、溶劑、溫度三個參數(shù)有關(guān)，這三個參數(shù)的變化都會引起溶液狀態(tài)相應(yīng)的變化。

三、 溶液狀態(tài)三角模型的解析

1. 從溶質(zhì)的角度

溶質(zhì)的變化無非兩種，增加溶質(zhì)或減少溶質(zhì)。

增加溶質(zhì)就是向不飽和溶液里繼續(xù)溶解溶質(zhì)，直至不能溶解為止，使其狀態(tài)從不飽和到飽和。

減少溶質(zhì)就是通過結(jié)晶的手段，讓溶質(zhì)成為晶體從溶液里析出，結(jié)晶是溶解的逆過程，那么怎樣讓溶質(zhì)結(jié)晶析出呢？具體手段有兩種，一種是蒸發(fā)結(jié)晶，針對KCl、NaCl、NH4Cl等一些溶解度曲線是緩升型的物質(zhì)，也就是溶解度受溫度影響變化不大的物質(zhì)，可以采取蒸發(fā)溶劑的方式，當(dāng)溶劑蒸發(fā)到一定程度，形成飽和溶液，再繼續(xù)蒸發(fā)溶劑時，由于溶劑消失，原溶劑中溶解的溶質(zhì)結(jié)晶析出，導(dǎo)致溶質(zhì)質(zhì)量減少。另一種方法是降溫結(jié)晶，即冷卻熱飽和溶液的方法。針對KNO3、NaNO3、NH4NO3等一些溶解度曲線是陡升型的物質(zhì)，也就是溶解度受溫度影響大的物質(zhì)，可在較高溫度下配制飽和溶液，然后降低溫度，溶質(zhì)的溶解能力減弱，溶質(zhì)從溶液里結(jié)晶析出，導(dǎo)致溶質(zhì)質(zhì)量減少。

2. 從溫度的角度

絕大多數(shù)固體的溶解度隨溫度升高而增大，只有極少數(shù)固體物質(zhì)，如Ca（OH）2的溶解度隨溫度升高而減小。改變溫度可改變物質(zhì)的溶解度，即溶解能力。一般說來，升高溫度，固體物質(zhì)的溶解度增大，溶解能力增強(qiáng)，原來不能溶解溶質(zhì)的溶液可以繼續(xù)溶解溶質(zhì)，從飽和溶液變成了不飽和溶液；反之當(dāng)溫度降低時，固體物質(zhì)的溶解度減小，溶解能力減弱，原來能溶解溶質(zhì)的溶液不能再繼續(xù)溶解溶質(zhì)，溶液從不飽和溶液變成了飽和溶液。

3. 從溶劑的角度

溶劑的量的改變也有兩種方式。增加溶劑和減少溶劑。增加溶劑，溶解能力增強(qiáng)，由飽和溶液變成不飽和溶液；減少溶劑的方法就是蒸發(fā)溶劑，溶劑的量減少，溶解能力減弱，原來能溶解溶質(zhì)的溶液現(xiàn)在不能繼續(xù)溶解溶質(zhì)了，成為飽和溶液。

4. 從綜合的角度

當(dāng)溶劑的量和溫度改變時， 可能會導(dǎo)致溶質(zhì)質(zhì)量的改變，從而使溶液的狀態(tài)發(fā)生改變，所以描述溶液狀態(tài)的定義時，一定要強(qiáng)調(diào)一定溫度和一定量的溶劑。

四、飽和溶液和不飽和溶液的模型

大多數(shù)學(xué)生對于飽和與不飽和溶液能從定義上加以區(qū)分，但是遇到實際問題時，往往不知從何下手，鑒于此點，筆者在教學(xué)過程中給出了飽和溶液與不飽和溶液的關(guān)系模型。如下圖：

不飽和溶液可以看作是飽和溶液和多余的水的組合。

飽和溶液可看作是溶質(zhì)和溶劑對稱的溶液。

不飽和溶液可看作是溶質(zhì)和溶劑不對稱的溶液，其中溶劑占優(yōu)勢。

例題：在不同溫度下，NH4Cl在100克水中最多溶解的質(zhì)量如下表：

在20℃條件下，一種NH4Cl溶液里，發(fā)生如下變化

溶液甲溶液乙 溶液丙

請回答：

（1） 一定為飽和溶液的是 丙 溶液，一定為不飽和溶液的是 甲 溶液。

（2） 要把40℃時NH4Cl不飽和溶液轉(zhuǎn)化為飽和溶液，可采取的措施是 增加溶質(zhì)、蒸發(fā)溶劑、降溫 。

[解析]

（1）從飽和與不飽和溶液模型來看，溶液甲中蒸發(fā)掉的10克水是多余的水，因為無對稱的溶質(zhì)析出，所以甲是不飽和溶液；對溶液乙而言，根據(jù)題意，在20℃時，10克水與3.72克溶質(zhì)是對稱的，而溶液乙中的10克水與3克晶體不對稱，水占優(yōu)勢，故乙是不飽和溶液，溶液丙是同溫下溶液乙析出晶體形成的，故丙是飽和溶液。

（2）要把40℃時NH4Cl不飽和溶液轉(zhuǎn)化為飽和溶液，從溶液狀態(tài)三角模型來看，有三條思路，一是改變?nèi)苜|(zhì)質(zhì)量，可采取增加NH4Cl溶質(zhì)質(zhì)量來實現(xiàn)；二是改變?nèi)軇┵|(zhì)量，可采取蒸發(fā)溶劑來實現(xiàn)；三是改變溫度，由題可知，NH4Cl溶解度隨溫度升高而增大，可采取降溫的方法。

溶液狀態(tài)三角模型和飽和與不飽和溶液模型精簡了溶液狀態(tài)的描述，把三個核心要素溶質(zhì)、溶劑、溫度的關(guān)系簡明扼要地突出，對于學(xué)生學(xué)習(xí)溶液有著刪繁就簡直至核心的作用。