“沉淀溶解平衡”教学实践及反思

（福州第一中学，福建福州350001）

“沉淀溶解平衡”教学实践及反思

马东

（福州第一中学，福建福州350001）

“沉淀溶解平衡”的教学中，课前认真钻研教材，认识教材的地位与价值及难点的处理方法，预设学生可能出现的问题，对症下药；课后教师交流讨论并及时提出宝贵改进建议，提升了驾驭教材的能力，加快了青年教师的成长。

沉淀溶解平衡；溶度积常数；教学反思

在“沉淀溶解平衡”教学中笔者发现，学生对沉淀溶解平衡概念的建立存在认识的偏差，对可能出现的问题主要进行以下几点预设：（1）难溶等同于不溶。（2）沉淀的生成，反应迅速、现象明显，学生常形成沉淀是单向的错觉，当这个过程停止时，难溶物便不再溶解，割裂了沉淀和溶解两个过程，妨碍可逆反应的建构。［1］（3）作为描述难溶电解质沉淀溶解平衡限度的两个不同阶段的物理量，通常认为Ksp越小的物质，溶解度也越小。（4）无法灵活运用Ksp解决离子浓度问题，不知Ksp适用的条件。

一、教材的研究

苏教版教科书的编写顺序是先概念再运用。概念提出环节顺序为：实验验证难溶≠不溶→沉淀溶解平衡定义→溶度积常数→沉淀溶解平衡的影响因素。沉淀溶解平衡建立过程，教材中的处理方式，“25℃时，AgCl的溶解度为1.5×10-4g，在有AgCl沉淀生成的溶液中存在着如下平衡：AgCl⇌Ag++Cl-”。这段话高度概括了以下内容：（1）难溶电解质AgCl有溶解度，达到饱和溶液时才建立了沉淀溶解平衡；（2）难溶氯化银溶于水存在着溶解和沉淀两个过程。这里省略了沉淀平衡的建构过程，而这恰恰是教学难点所在，教学中不应回避，应该将微观的过程宏观地展示出来，将难溶物的溶解和沉淀两个对立统一的过程，融合起来。

二、教学的实践

针对以上认识障碍，结合对教材及教学重难点的分析，笔者在备课中展开了以下的教学尝试并将教学录像和教学设计及时与组内教师交流。

1.教学流程

2.以问题为着手点，突破学生认识障碍

（1）三部曲攻破难溶≠不溶

第一步：创设情景，展示溶洞（成分难溶电解质CaCO3）图片，结合化学式CaCO3讨论溶洞的“溶”含义。

【设计意图】创设情景认知冲突，获得难溶物也会溶解的认识。

第二步：提供数据实证难溶≠不溶。提供25℃时部分固体的溶解度表供学生参考。

【设计意图】培养学生通过数据获得信息的能力，展示溶解度数据，给学生具体的难溶、微溶、可溶、易溶的典型代表，并突出不同类型的难溶物溶解度也有差异，虽然溶解度小，但也会溶解，没有绝对不溶的物质。

第三步：设计并动手实验证明难溶≠不溶。（以PbI2为例）

学生分组讨论从物理和化学两个角度获得以下实验方案。

方案1：测定溶解后上层清液的导电性变化。

方案2：测定溶解后溶质(PbI2)质量的变化。

方案3：利用实验证明溶解后上层清液中I-或Pb2+存在。

对实验方案可行性进行分析，选择方案3，并进行实验探究，获得难溶≠不溶，没有绝对不溶物质的认识。

【设计意图】提升设计实验的能力，选择PbI2为研究对象有以下优点：黄色固体，PbI2悬浊液密度大易于沉降，静置后上层清液为无色，20℃溶解度为0.063g，I-浓度较大，易于检验，现象明显。

（2）建立沉淀和溶解同时进行的对立统一思想

【实验】借助实物投影仪来展示：先取3mL0.1mol· L-1Pb(NO3)2溶液，再加入1滴0.1mol·L-1KI溶液，静置后取上层清液，加入AgNO3，产生黄色沉淀，说明I-有剩余，证明该反应有一定限度，是可逆反应。

【设计意图】培养学生定量观，反应具有一定的限度，是可逆反应。正向沉淀，逆向溶解，同时深化对有沉淀生成的离子反应的再认识：即有沉淀生成的离子反应不能进行到底，沉淀的生成就是难溶电解质溶解平衡的建立。

【类比总结】沉淀溶解平衡的定义、特点（逆、等、动、定、变）；影响平衡移动因素。

【实验】取上述实验所得的上层清液，即饱和PbI2溶液加入碘化钾溶液，再次形成黄色沉淀。

【设计意图】可逆反应具有“逆、等、动、定、变”的特点，条件（影响平衡的外因，如浓度、温度、压强等）改变，平衡会移动，该过程为动态平衡，再次证明该反应为可逆反应。此时外因可以选择浓度，也可以选择温度，如加热PbI2浊液。但鉴于溶解度随温度变化不明显，此处实验效果不理想。

（3）利用数据揭开溶度积Ksp和溶解度的面纱

一定温度下的饱和溶液，难溶电解质达到了溶解的限度，溶解度是从质量的角度，溶度积则是从浓度的角度来衡量溶解的限度，两者有区别也有联系。常见难溶电解质的溶度积常数和溶解度见表1。

表1 常见难溶电解质的溶度积常数和溶解度（25℃）

对比AgCl、AgBr和Agl、AgCl和BaSO4、AgCl和Ag2CrO4溶度积常数和溶解度数据。

【拓展视野】已知25℃下，BaSO4的溶度积为1.1× 10-10，求：它在纯水中的溶解度？

【总结规律】在相同温度下，对于相同类型的难溶电解质（如AgCl、AgBr、AgI）而言，Ksp越小，溶解度s也越小；但是，若类型相同，Ksp却相差不大，溶解度还与摩尔质量有关；若类型不同，则不能通过Ksp数据判断溶解度大小。

【选择原则】计算溶解度时难溶物的选择原则：难溶电解质包括难溶强电解质和难溶弱电解质，上述计算只适用于难溶强电解质，且产生的离子不水解的情况。而难溶弱电解质如Fe(OH)3溶解的部分并不能完全电离，溶解后存在分子和离子共存的现象，溶解的浓度不等于产生Fe3+的浓度；或者强电解质如Ag2S溶解产生的S2-会水解，促使平衡正移，Ag2S溶解度增大，因而S2-平衡浓度也不等于Ag2S溶解的浓度。［2］

（4）废液处理

【拓展性实验】信息提示：Ksp(PbI2)=7.1×10-9，Ksp(PbS)=9×10-29。假设一次演示实验仅取用0.3gPbI2，按《国家生活饮用水卫生标准》铅含量＜0.01mg/L计算，0.3gPbI2全部溶于水将造成270t水污染。增加实验处理环节：向PbI2的悬浊液中加入硫化钠溶液，由黄色沉淀转化为黑色沉淀现象非常明显，为沉淀溶解平衡的应用即沉淀的转化埋下伏笔。通过信息应用将绿色化学理念渗透入教学环节。［3］

三、教学反思

此课在课后与组内教师进行了充分交流，在对课堂教学给予充分肯定的同时，也提出了宝贵的建议，精选如下：（1）苏教版教材中选择PbI2为代表证明难溶≠不溶，但事实上PbI2本身就是微溶物，不是难溶物，因此不能用来证明难溶物的特点。如果把PbI2换成难溶物氢氧化镁，并利用酚酞溶液检验溶解后产生的氢氧根离子，实验的科学性就会更加完善。（2）在实验操作中是不是难溶物溶解产生的离子都可以通过物理或化学方法检验出来呢？探索这个问题时，首先查阅资料：Ksp(PbI2)=7.1×10-9，Ksp(CuS)=1.27×10-36；对比发现Ksp(CuS)值很小，溶解平衡限度很小，实践操作中很难采用化学方法检测CuS溶于水产生的Cu2+和S2-。探讨这个问题即可以加深对Ksp应用的认识，同时也对离子检验问题形成了辩证的思想认识。（3）针对沉淀溶解平衡的建立过程，也可以变更为以下思路：先实验证明溶解和沉淀同时进行，如在PbI2上层清液加入KI溶液，可再次形成沉淀。在先证明了平衡的存在后，引出平衡的概念，最后归纳平衡的特点。教学思路变更为“动态平衡→概念、特点”。这种思维方法进行了大胆的教学尝试，针对学生的不同发展情况灵活使用教材，使课堂教学更加高效，让教师和学生共同融入了知识的探索过程中，拓展了教育教学的内涵。

［1］詹崇明,黄爱民.《沉淀溶解平衡》（第1课时）教学设计［J］.中小学教学研究，2012（2）.

［2］北京师范大学无机化学教研室.无机化学［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［3］王孝军.令人喜令人忧的沉淀溶解平衡实验［J］.中学化学教学参考，2013（7）.

（责任编辑：张贤金）