基于核心素養的模型建構

高俊

摘要：溶液狀態三角模型的構建，凸顯了決定溶液狀態的三個要素：溶質、溶劑、溫度，通過建構與解構，對溶液狀態影響因素和變化的學習起到了很好的幫助作用。

關鍵詞：溶液狀態三角模型；飽和與不飽和溶液模型；核心素養

文章編號：1008-0546（2017）08-0019-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：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號引發了《關于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務的意見》，該意見在著力推進關鍵領域和主要環節改革中反復強調，各級各類學校要從實際情況和學生特點出發，把核心素養和學業質量要求落實到各學科教學中。

初中化學學科核心素養是對課程標準三維目標的傳承和提升，落實到九年級第九單元溶液的教學中來，就是要學會分析各概念間的普遍聯系，學會定量的準確判斷和精準調控溶液的形成和變化。為培養學生對于溶液狀態變化的準確判斷和精準調控等核心素養，筆者構建了溶液狀態三角模型和飽和與不飽和溶液的模型，在教學中收到了較好的效果。

二、 溶液狀態三角模型展示

通常溶液的狀態分為兩種，在一定溫度下，一定量的溶劑里，不能再繼續溶解溶質的溶液叫做這種溶質的飽和溶液，反之為不飽和溶液。從溶液狀態的定義來看，其狀態與溶質、溶劑、溫度三個參數有關，這三個參數的變化都會引起溶液狀態相應的變化。

三、 溶液狀態三角模型的解析

1. 從溶質的角度

溶質的變化無非兩種，增加溶質或減少溶質。

增加溶質就是向不飽和溶液里繼續溶解溶質，直至不能溶解為止，使其狀態從不飽和到飽和。

減少溶質就是通過結晶的手段，讓溶質成為晶體從溶液里析出，結晶是溶解的逆過程，那么怎樣讓溶質結晶析出呢？具體手段有兩種，一種是蒸發結晶，針對KCl、NaCl、NH4Cl等一些溶解度曲線是緩升型的物質，也就是溶解度受溫度影響變化不大的物質，可以采取蒸發溶劑的方式，當溶劑蒸發到一定程度，形成飽和溶液，再繼續蒸發溶劑時，由于溶劑消失，原溶劑中溶解的溶質結晶析出，導致溶質質量減少。另一種方法是降溫結晶，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，也就是溶解度受溫度影響大的物質，可在較高溫度下配制飽和溶液，然后降低溫度，溶質的溶解能力減弱，溶質從溶液里結晶析出，導致溶質質量減少。

2. 從溫度的角度

絕大多數固體的溶解度隨溫度升高而增大，只有極少數固體物質，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的溶解度，即溶解能力。一般說來，升高溫度，固體物質的溶解度增大，溶解能力增強，原來不能溶解溶質的溶液可以繼續溶解溶質，從飽和溶液變成了不飽和溶液；反之當溫度降低時，固體物質的溶解度減小，溶解能力減弱，原來能溶解溶質的溶液不能再繼續溶解溶質，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，由飽和溶液變成不飽和溶液；減少溶劑的方法就是蒸發溶劑，溶劑的量減少，溶解能力減弱，原來能溶解溶質的溶液現在不能繼續溶解溶質了，成為飽和溶液。

4. 從綜合的角度

當溶劑的量和溫度改變時， 可能會導致溶質質量的改變，從而使溶液的狀態發生改變，所以描述溶液狀態的定義時，一定要強調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

大多數學生對于飽和與不飽和溶液能從定義上加以區分，但是遇到實際問題時，往往不知從何下手，鑒于此點，筆者在教學過程中給出了飽和溶液與不飽和溶液的關系模型。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和溶劑對稱的溶液。

不飽和溶液可看作是溶質和溶劑不對稱的溶液，其中溶劑占優勢。

例題：在不同溫度下，NH4Cl在100克水中最多溶解的質量如下表：

在20℃條件下，一種NH4Cl溶液里，發生如下變化

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不飽和溶液轉化為飽和溶液，可采取的措施是 增加溶質、蒸發溶劑、降溫 。

[解析]

（1）從飽和與不飽和溶液模型來看，溶液甲中蒸發掉的10克水是多余的水，因為無對稱的溶質析出，所以甲是不飽和溶液；對溶液乙而言，根據題意，在20℃時，10克水與3.72克溶質是對稱的，而溶液乙中的10克水與3克晶體不對稱，水占優勢，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不飽和溶液轉化為飽和溶液，從溶液狀態三角模型來看，有三條思路，一是改變溶質質量，可采取增加NH4Cl溶質質量來實現；二是改變溶劑質量，可采取蒸發溶劑來實現；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。

溶液狀態三角模型和飽和與不飽和溶液模型精簡了溶液狀態的描述，把三個核心要素溶質、溶劑、溫度的關系簡明扼要地突出，對于學生學習溶液有著刪繁就簡直至核心的作用。