量化思维，证据推理是关键——关于溶度积两类问法的辨析

辛 欣

上海

难溶电解质的溶解平衡是高考重难点，对于“沉淀转化”学生容易把两类相似的问题混淆。本文通过计算，区别了这两种问法的差异与联系，强调了定量思维与逻辑推理的重要性，建议教师注重培养学生的核心素养，拒绝死记硬背与题海战术。

一、问题背景

在新课标高考中，难溶电解质的沉淀溶解平衡作为新增知识点，是高考的重点和难点。相比人教版教材，这个知识点是从大学普通化学原理课程中下放的，蕴含了许多化学核心素养，如“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”。该知识点教学难度大，学生在学习过程中容易产生思维障碍，出现迷思概念。如果教师不能发现这些情况，教学中将会面对很多困难。

近年来，围绕该知识点的命题有很多，对于“沉淀转化”有两类结论不同的题目，经常出现在各类考试中。由于很多教师在教学过程中，对此类问题缺乏针对性的辨析和总结，学生在做题时容易混淆。笔者试着归纳总结一下两类结论的区别。

二、两种结论的辨析

结论1：向沉淀中滴加少量沉淀剂，沉淀的转化很容易向生成Ksp较小的沉淀方向进行。

这样的结论对应的问题情境：

如人教版新课标教材《选修4》化学反应原理，第64页的两个实验。实验3-4中强调了“滴加”，实验3-5更是强调了“滴加2滴FeCl3溶液”。也就是说，在加入极少量沉淀剂后，就可以观察到现象，可以证明生成沉淀的Ksp远小于原来的沉淀。在溶液中与形成沉淀相关的离子积Qc极小的情况下也有Qc>Ksp，所以形成新的沉淀，沉淀得以转化。所以新的沉淀Ksp远小于原来的沉淀时，沉淀的转化很容易进行。

在第65页的“科学视野”上方最后一段，也是在说明结论1的情况，即向沉淀中滴加少量沉淀剂，便可以完成沉淀的转化，这样的问题学生一般不容易出错。

但是，学生经常会形成思维定式，也就是很绝对地认为，沉淀的转化一定向生成沉淀的Ksp较小的方向进行。这对于解决大多数问题都是适用的，但对于如下的问题情境，却变成了迷思概念。

结论2：向沉淀中加入远远过量的沉淀剂，沉淀的转化也可以向生成Ksp较大的沉淀方向进行。

这样的结论对应这样的问题情境：

常温下，向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，这说明有碳酸钡沉淀生成。然而，我们查找一下硫酸钡和碳酸钡的溶度积常数，常温下，Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)，会发觉这样的情况有些“反常”。学生也会通过直觉和之前学过的概念认为，这样的反应是不可能自发进行的。学生在之前的学习中，对于诸如反应能否发生、反应进行的方向、生成什么物质这样的问题，处理方式都是依靠教师或者教材、教辅给出的结论，而没有定量计算、推理分析的意识。教材中呈现金属和稀硝酸反应生成NO，和浓硝酸反应生成NO2；某辅导书写着，强酸制弱酸，所以说弱酸制强酸不可能发生……教师在教学过程中，也经常出于省事，以这种方式给学生总结二级结论。学生经常不假思索地加以背记，毫无质疑。这些“结论”在他们大脑中十分顽固，对他们后续的学习将产生抑制作用，会导致学生越学越散，认知负荷越来越大，而且没有及时形成定量分析以及基于证据推理的思维意识。

反应究竟能否进行，我们需要通过定量计算得出结论。在学习了《化学反应原理》这本书后，我们应当树立定量计算的意识，形成证据推理的习惯。

查表可知，Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.58×10-9，所以Ksp(BaSO4)

这样的沉淀转化是很难自发进行的，如果凭直觉，学生可能认为这样的说法是错误的。但是，题干强调了加入“饱和”的碳酸钠溶液，而且硫酸钡粉末加入的量很少，即提供的硫酸根很少。

所以平衡正向移动。

溶度积常数较小的硫酸钡，可以转化为溶度积常数较大的碳酸钡。计算说明，当两种沉淀的溶度积常数差别不大时，只要人为加入相对过量的沉淀剂，是可以使得沉淀的转化向生成Ksp较大的沉淀方向进行。

当然，如果两种沉淀溶度积常数差别过大，这样的“反常”转化进行程度是极其微弱的。因为一定温度下，溶剂能够溶解的溶质是有限的，即溶液的浓度是有上限的。即使人为增大沉淀剂离子的浓度至饱和，也并不足以抗衡两种沉淀溶度积常数的天壤之别。

结论1和结论2的共同之处，是利用沉淀转化的方程式Q与K的关系判断反应能否自发向右进行；当Q

三、启示与展望

量变引起质变，对于同样的反应物，加入不同量的沉淀剂，现象竟然有如此大的差别。导致该差别的原因是，加入沉淀剂浓度(物质的量)的不同，从而导致了Q与K的关系不同，进而导致了不同的实验现象。可见，一个反应如何进行，最终是要通过反应原理定量计算的，而不是靠给出结论记忆的。否则，就很容易让思维绝对化，形成思维定式，进而忽视题目的关键细节，掉进出题人挖好的“陷阱”。这两种结论的对比，能让学生对“量变引起质变”的哲学思想以及“定量意识”产生深刻的印象。

教师在教学过程中，应当强调让学生认真审题目的情境，把握关键词，揣摩出题人意图，避免失分。审题是至关重要的环节，教师要抓住问题的本质——沉淀能否转化。其实就是看沉淀转化的方程式Q与K的关系，或者比较加入沉淀剂后，新沉淀Qc与Ksp的关系。化学反应原理模块的教学关键线索是量化思维。

教师在教学过程中，应注意从定义与核心公式出发，突出量化计算和逻辑推理，培养学生的量化思维，让化学更“讲理”；而不是将化学“讲死”，让学生机械记忆一些所谓的模式套路、二级结论。有一个不容小觑的问题，教材对于“勒夏特列原理”笔墨过重，但对于浓度商与平衡常数的相关内容一笔带过(没有出现在正文)，让很多师生对于利用平衡常数法则(比较Q与K关系)不重视，从而在遇到障碍时，不能够及时调用平衡常数法则进行定量计算，很容易陷入死胡同。

“不愤不启，不悱不发”。教师要通过创设问题情境，让学生产生认知冲突，进而引导学生通过辨析弄清楚问题的本质。教师传授的是智慧，而非教条。教师不应当给学生灌输僵化而且使用条件受限的“结论”，而应当引导学生质疑、思考、分析推理，提升学生的核心素养，这样才能百战不殆。面对越来越重视“能力立意”的高考题，僵化的应试思维，不仅对学生提高成绩没有好处，而且对学生的思维发展会产生消极的影响。所以，教师要为学生的长远发展考虑，启智重于应试，要善于从具体的问题中升华出学科的思想。此外，教师不要只注重课堂的预设性，忽略了学生学习过程中可能产生的疑难，而要更注重课堂的“生成性”，引导学生去发现问题、解决问题、总结反思。