“难溶电解质的溶解平衡”教学案例

李春华

摘 要：本案例通过系列问题为主线的探究活动，将沉淀溶解平衡建立、理解和应用形成问题串，由简单到复杂，由单一到综合，引导学生逐步深入理解沉淀溶解平衡，并学习实验研究方法，形成沉淀溶解平衡解决问题的能力。

关键词：化学教学；案例描述；探究方法

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）23-091-1

【案例描述】

1.新课引入。通过一组补充实验，帮助学生回顾溶解平衡的相关知识，为后面将“有难溶物生成的离子反应”转化为“难溶电解质溶解的问题”来研究作铺垫。

【补充实验】 展示室温下NaCl的饱和溶液，并明确NaCl的溶解是在水分子的作用下实现的。

【讨论】 （1）可采用什么方法判断该溶液是否为NaCl的饱和溶液？NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？（2）欲使该溶液中NaCl析出的方法有哪些？

【补充实验】 取4mL NaCl饱和溶液，滴加1～2滴浓盐酸（约12mol/L），即可观察到大量白色沉淀产生。（提示：常温下NaCl饱和溶液的质量分数约为26.5%，密度约为1.20g/cm3，物质的量浓度约为5.43mol/L）

【讨论】 你认为发生上述变化现象的原因是什么？

提示：根据溶液中离子的组成，析出的只能是NaCl晶体。由于浓盐酸的加入，使c（Cl-）明显增大，进而使溶液中Na+和Cl-结晶速率加快，所以有NaCl晶体析出。

【问题】 可溶性电解质的溶解既然存在着溶解平衡，那么难溶电解质在水中是否也存在着溶解平衡呢？

教学中，应让学生明白：为什么要将“生成沉淀的离子反应”转化成“固体溶解的问题”来讨论。这是因为“生成沉淀的离子反应”常常给人的印象是一种单向的变化过程，是不可逆的，而“固体溶解”却是一种双向互变的、动态的过程。因此，这种讨论问题方式的改变不仅仅是为了介绍一个知识点，更是对一种思维方式的探讨。当我们需要深入了解事物变化的原因时，常常需要摆脱定势思维的习惯，学会变换角度来观察问题并对问题进行重新认识和思考，此外，我们关注的也不应仅仅是发生变化的事物本身，还要关注影响事物变化的环境。

以AgNO3溶液与NaCl溶液反应为例。在AgNO3溶液中，Ag+显然是在水分子的作用下成为溶液中自由移动的离子，但是与NaCl溶液混合时立即会出现白色沉淀，这表明Ag+和Cl-之间存在着强烈的相互作用，环境的改变使离子存在的形态也发生了根本性的改变。但是，对于已经形成沉淀的AgCl来说，溶液中的水分子是否可能使其中的部分Ag+和Cl-重新溶解呢？当学生查阅了相关资料后，答案应该是肯定的。至此，对于AgCl沉淀的生成可以有如下几点认识：（1）Ag+和Cl-之间存在着强烈的相互作用；（2）AgCl在水中的溶解度确实很小；（3）在一定条件下，AgCl在水中的溶解可以处于平衡状态。

講解：通常，我们习惯认为AgCl是“不溶”性物质，AgNO3溶液与NaCl溶液的反应是“不可逆反应”，现在看来，这些都不是绝对的。当我们将“生成沉淀的离子反应”转化成“固体溶解的问题”来讨论时，我们所研究的对象就自然地处于动态地、变化的状态之中，我们对生成沉淀的离子反应本质就有了更为透彻地理解，这也为后面学习沉淀的溶解与转化奠定了基础。

关于沉淀的生成和溶解，实际是分别围绕着难溶电解质溶解平衡中两个不同的方面进行讨论。这部分设计了两个【思考与交流】活动，主要是激发学生的思维，起一个导向作用，至于讨论问题的广度和深度须视学生实际情况而定。

但需要使学生明白：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂质或提纯物质的重要方法之一（并不是唯一方法！）。可以在重点讨论溶液中Fe3+（也可以是其他离子）的沉淀方法的基础上，大概地介绍以下几点：

（1）沉淀剂的选择（要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去）；（2）形成沉淀和沉淀完全的条件（由于难溶电解质溶解平衡的存在，在合理选用沉淀剂的同时，有时还需要考虑溶液pH和温度的调控）；（3）不同沉淀方法的应用。①直接沉淀（为除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质）；②分步沉淀（为鉴别溶液中含有哪些离子，或是为分别获得不同难溶电解质）；③共沉淀（为除去一组某种性质相似的离子，加入合适的沉淀剂）；④通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质以便分离出去。

另一方面，关于沉淀溶解的讨论，必须以探讨影响溶解平衡移动的条件为中心，了解几种促使沉淀溶解的基本方法，如通过温度的改变、溶液pH的调控、弱电解质的形成等等。根据学生情况，还可以简略介绍配位化合物的形成或氧化还原反应等因素对难溶电解质溶解平衡的影响。

4.关于沉淀的转化，应该理解为难溶电解质溶解平衡移动的一种特殊形式（尽管原有的难溶电解质并没有完全转化为可溶物的形式）。

围绕【实验34】的讨论，结合卤化银的转化和硫化银的生成，需要从溶解平衡移动的角度具体分析。

在完成上述分析之后，应引导学生写出相关反应的离子方程式：

I-+AgCl（s）AgI（s）+Cl-

这有助于学生对难溶电解质的转化有一个比较完整的理解。

教学中，教师应让学生明白：为什么要将“生成沉淀的离子反应”转化成“固体溶解的问题”。这是因为“生成沉淀的离子反应”常常给人的印象是一种单向的变化过程，是不可逆的，而“固体溶解”却是一种双向互变的、动态的过程。因此，这种讨论问题方式的改变不仅仅是为了介绍一个知识点，更是对一种思维方式的探讨。当我们需要深入了解事物变化的原因时，常常需要摆脱习惯的定势思维模式，学会变换观察问题的角度来重新认识和思考，并且我们关注的也不应仅仅是发生变化的事物本身，还要关注影响事物变化的环境。endprint