浅谈实验在“沉淀溶解平衡”教学的应用

崔猛

摘 要：化学概念的抽象性和高度概括性给学生学习帶来了很大障碍，利用“宏观”实验教学手段，可以让抽象的化学概念在教学过程中形象化、直观化，可以在使学生获得深刻印象的基础上引导学生思考“宏观现象背后的客观本质”。

关键词：化学实验;沉淀溶解平衡

一教学思路

概念是人们对事物本质属性的认识，是逻辑思维的最基本单元。这一特点决定了概念不是教师“讲”出来的，而是学生通过亲身体会具体事实并加以逻辑思考建构出来的，教师的作用只能是也必须是设计认识概念的教学过程，化学实验通常是很好的载体。

鲁科版《化学反应原理》“沉淀溶解平衡”第一课时教学内容当中，只有教材90页的“观察.思考”一个实验;它只能说明能溶解进而产生，无法表明沉淀溶解存在平衡关系，不足以帮助学生形成“沉淀溶解平衡”的普遍性认识，不利于学生熟练地运用“沉淀溶解平衡”原理分析和解决实际问题。如何使难溶物质的沉淀、溶解微观过程全面地、“宏观可视”地展现在学生眼前？实验引领是建立难溶物质的沉淀溶解平衡关系的有效途径。

二教学过程

（一）实验展示“沉淀溶解平衡”过程

[小组实验1]取少量固体置于试管中，向其加入适量蒸馏水，振荡，静置，取上层清液置于另一试管中，加入0.1mol/L溶液，观察现象。

[学生汇报]不溶于水，另一试管中产生深灰色沉淀。

[任务]深灰色沉淀应该是什么？试分析产生该沉淀的原因。

[网络信息]碘化铅：黄色固体，难溶于水;硫化铅：黑色固体，不溶于水。

[学生汇报]深灰色物质是硫化铅。

[追问]说明真的完全不溶吗？

[学生]有少量溶解，溶液中存在溶解过程。

[追问]只有溶解过程吗？

[学生]观察最初的试管，发现仍然有大量的剩余，说明不止有溶解过程。

[追问]那还有什么过程？

[学生]形成沉淀的过程。

[总结]实验说明能够少量溶解。溶液中除了有溶解过程外，还有和结合生成难溶的的过程，即溶液存在溶解和沉淀可逆过程。沉淀与溶解在一定程度下可以达到平衡状态。

设计意图：科学概念的形成是有过程的。在学习“沉淀溶解平衡”之前，学生对离子反应、化学平衡已有较好的认识，这种认识就是学生的前概念，是“沉淀溶解平衡”的教学基础。当学生还未建立起“沉淀溶解平衡”概念时，难溶物质溶解解离与上层清液中离子结合沉淀的可逆情境是很难想象的;所以教师的问题只能从他们的认知出发，设计实验顺应知识本身逻辑和学生思维逻辑，展示“沉淀溶解平衡”过程可逆性。

（二）实验反证“沉淀溶解平衡”特征

[提问]沉淀溶解平衡与我们之前所学其他平衡的原理是否相似？有哪些特征？

[学生]逆、等、动、定、变。

[任务]请解释你的说法。

[学生]等是指沉淀速率等于溶解速率;动是指动态平衡;定是指平衡状态下，各离子的浓度不再变化;变是指外界条件发生改变，原有平衡被打破，平衡发生移动。

[讨论]哪些外界因素会影响沉淀的溶解平衡呢？请以为例设计实验方案证明。

[方案1]离子浓度对平衡产生影响;向溶液中加稀盐酸，沉淀溶解。

[方案2]温度对平衡产生影响;将浊液加热，固体继续溶解。

[评析]方案1可操作性大，现象会较明显。方案2实验现象不一定明显。

[实验]取0.1mol/L溶液置于试管中，再向其中加入0.1mol/L溶液，出现白色沉淀，向溶液中加稀盐酸，白色沉淀消失。将浊液加热，沉淀几乎不变。

[结论]减少产物的浓度使平衡朝正方向移动;升高温度使平衡向正方向移动，溶解过程吸热。（有些物质的溶解过程会放热，加热会使溶解过程逆向进行，比如氢氧化钙）

[设计意图]：用实验事实促使学生形成感性认识，并在感性认识过程中不断升华，是解决学生理性思考难溶物质“沉淀溶解平衡”微观本质的有效手段。

[案例分析]你能解释溶洞的形成吗？

[学生]石灰岩的成分是碳酸钙，是一种难溶物质，在流水作用下不断溶解，在温度、二氧化碳等外界条件影响下，平衡向正方向移动，加速溶解，几千年就形成了溶洞景观。

[总结]物质的沉淀和溶解存在动态平衡，沉淀溶解平衡是一种普遍现象。

三教学后的反思

化学课堂教学中，宏观的实验现象最能让学生接受，也最能引发学习兴趣，但微粒世界的学习往往会使学生感到困难和困惑。若课堂中仅凭着想象进行讲解和推导，不仅因为学生个体差异难以实现且易引起学生思维疲劳。在教学中巧妙地设计实验，将微观世界的变化用宏观的手段或现象展现出来，让学生真实感知肉眼无法观察到的微观世界，是帮助学生建构化学概念，认清概念微观本质的有效途径。化学概念是用简练的语言高度概括出来的，常包括定义、原理、反应规律等。化学概念学习需要建立在科学事实基础上，通过深刻理解并抽象形成自己的观念。因此，直接作用于感官的真实实验有助于学生形成思维，加深对化学概念的理解。在化学概念教学中，坚持直观、生动的化学实验的引领作用，不仅符合概念形成的规律和概念教学的原则，而且能使抽象难懂的化学概念变得直观形象具体，学生对概念原理的理解就会更充分、透彻。