（福州第一中學(xué)，福建福州350001）

“沉淀溶解平衡”教學(xué)實(shí)踐及反思

馬東

（福州第一中學(xué)，福建福州350001）

“沉淀溶解平衡”的教學(xué)中，課前認(rèn)真鉆研教材，認(rèn)識教材的地位與價(jià)值及難點(diǎn)的處理方法，預(yù)設(shè)學(xué)生可能出現(xiàn)的問題，對癥下藥；課后教師交流討論并及時提出寶貴改進(jìn)建議，提升了駕馭教材的能力，加快了青年教師的成長。

沉淀溶解平衡；溶度積常數(shù)；教學(xué)反思

在“沉淀溶解平衡”教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對沉淀溶解平衡概念的建立存在認(rèn)識的偏差，對可能出現(xiàn)的問題主要進(jìn)行以下幾點(diǎn)預(yù)設(shè)：（1）難溶等同于不溶。（2）沉淀的生成，反應(yīng)迅速、現(xiàn)象明顯，學(xué)生常形成沉淀是單向的錯覺，當(dāng)這個過程停止時，難溶物便不再溶解，割裂了沉淀和溶解兩個過程，妨礙可逆反應(yīng)的建構(gòu)。［1］（3）作為描述難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡限度的兩個不同階段的物理量，通常認(rèn)為Ksp越小的物質(zhì)，溶解度也越小。（4）無法靈活運(yùn)用Ksp解決離子濃度問題，不知Ksp適用的條件。

一、教材的研究

蘇教版教科書的編寫順序是先概念再運(yùn)用。概念提出環(huán)節(jié)順序?yàn)椋簩?shí)驗(yàn)驗(yàn)證難溶≠不溶→沉淀溶解平衡定義→溶度積常數(shù)→沉淀溶解平衡的影響因素。沉淀溶解平衡建立過程，教材中的處理方式，“25℃時，AgCl的溶解度為1.5×10-4g，在有AgCl沉淀生成的溶液中存在著如下平衡：AgCl?Ag++Cl-”。這段話高度概括了以下內(nèi)容：（1）難溶電解質(zhì)AgCl有溶解度，達(dá)到飽和溶液時才建立了沉淀溶解平衡；（2）難溶氯化銀溶于水存在著溶解和沉淀兩個過程。這里省略了沉淀平衡的建構(gòu)過程，而這恰恰是教學(xué)難點(diǎn)所在，教學(xué)中不應(yīng)回避，應(yīng)該將微觀的過程宏觀地展示出來，將難溶物的溶解和沉淀兩個對立統(tǒng)一的過程，融合起來。

二、教學(xué)的實(shí)踐

針對以上認(rèn)識障礙，結(jié)合對教材及教學(xué)重難點(diǎn)的分析，筆者在備課中展開了以下的教學(xué)嘗試并將教學(xué)錄像和教學(xué)設(shè)計(jì)及時與組內(nèi)教師交流。

1.教學(xué)流程

2.以問題為著手點(diǎn)，突破學(xué)生認(rèn)識障礙

（1）三部曲攻破難溶≠不溶

第一步：創(chuàng)設(shè)情景，展示溶洞（成分難溶電解質(zhì)CaCO3）圖片，結(jié)合化學(xué)式CaCO3討論溶洞的“溶”含義。

【設(shè)計(jì)意圖】創(chuàng)設(shè)情景認(rèn)知沖突，獲得難溶物也會溶解的認(rèn)識。

第二步：提供數(shù)據(jù)實(shí)證難溶≠不溶。提供25℃時部分固體的溶解度表供學(xué)生參考。

【設(shè)計(jì)意圖】培養(yǎng)學(xué)生通過數(shù)據(jù)獲得信息的能力，展示溶解度數(shù)據(jù)，給學(xué)生具體的難溶、微溶、可溶、易溶的典型代表，并突出不同類型的難溶物溶解度也有差異，雖然溶解度小，但也會溶解，沒有絕對不溶的物質(zhì)。

第三步：設(shè)計(jì)并動手實(shí)驗(yàn)證明難溶≠不溶。（以PbI2為例）

學(xué)生分組討論從物理和化學(xué)兩個角度獲得以下實(shí)驗(yàn)方案。

方案1：測定溶解后上層清液的導(dǎo)電性變化。

方案2：測定溶解后溶質(zhì)(PbI2)質(zhì)量的變化。

方案3：利用實(shí)驗(yàn)證明溶解后上層清液中I-或Pb2+存在。

對實(shí)驗(yàn)方案可行性進(jìn)行分析，選擇方案3，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，獲得難溶≠不溶，沒有絕對不溶物質(zhì)的認(rèn)識。

【設(shè)計(jì)意圖】提升設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，選擇PbI2為研究對象有以下優(yōu)點(diǎn)：黃色固體，PbI2懸濁液密度大易于沉降，靜置后上層清液為無色，20℃溶解度為0.063g，I-濃度較大，易于檢驗(yàn)，現(xiàn)象明顯。

（2）建立沉淀和溶解同時進(jìn)行的對立統(tǒng)一思想

【實(shí)驗(yàn)】借助實(shí)物投影儀來展示：先取3mL0.1mol· L-1Pb(NO3)2溶液，再加入1滴0.1mol·L-1KI溶液，靜置后取上層清液，加入AgNO3，產(chǎn)生黃色沉淀，說明I-有剩余，證明該反應(yīng)有一定限度，是可逆反應(yīng)。

【設(shè)計(jì)意圖】培養(yǎng)學(xué)生定量觀，反應(yīng)具有一定的限度，是可逆反應(yīng)。正向沉淀，逆向溶解，同時深化對有沉淀生成的離子反應(yīng)的再認(rèn)識：即有沉淀生成的離子反應(yīng)不能進(jìn)行到底，沉淀的生成就是難溶電解質(zhì)溶解平衡的建立。

【類比總結(jié)】沉淀溶解平衡的定義、特點(diǎn)（逆、等、動、定、變）；影響平衡移動因素。

【實(shí)驗(yàn)】取上述實(shí)驗(yàn)所得的上層清液，即飽和PbI2溶液加入碘化鉀溶液，再次形成黃色沉淀。

【設(shè)計(jì)意圖】可逆反應(yīng)具有“逆、等、動、定、變”的特點(diǎn)，條件（影響平衡的外因，如濃度、溫度、壓強(qiáng)等）改變，平衡會移動，該過程為動態(tài)平衡，再次證明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。此時外因可以選擇濃度，也可以選擇溫度，如加熱PbI2濁液。但鑒于溶解度隨溫度變化不明顯，此處實(shí)驗(yàn)效果不理想。

（3）利用數(shù)據(jù)揭開溶度積Ksp和溶解度的面紗

一定溫度下的飽和溶液，難溶電解質(zhì)達(dá)到了溶解的限度，溶解度是從質(zhì)量的角度，溶度積則是從濃度的角度來衡量溶解的限度，兩者有區(qū)別也有聯(lián)系。常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)和溶解度見表1。

表1 常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)和溶解度（25℃）

對比AgCl、AgBr和Agl、AgCl和BaSO4、AgCl和Ag2CrO4溶度積常數(shù)和溶解度數(shù)據(jù)。

【拓展視野】已知25℃下，BaSO4的溶度積為1.1× 10-10，求：它在純水中的溶解度？

【總結(jié)規(guī)律】在相同溫度下，對于相同類型的難溶電解質(zhì)（如AgCl、AgBr、AgI）而言，Ksp越小，溶解度s也越小；但是，若類型相同，Ksp卻相差不大，溶解度還與摩爾質(zhì)量有關(guān)；若類型不同，則不能通過Ksp數(shù)據(jù)判斷溶解度大小。

【選擇原則】計(jì)算溶解度時難溶物的選擇原則：難溶電解質(zhì)包括難溶強(qiáng)電解質(zhì)和難溶弱電解質(zhì)，上述計(jì)算只適用于難溶強(qiáng)電解質(zhì)，且產(chǎn)生的離子不水解的情況。而難溶弱電解質(zhì)如Fe(OH)3溶解的部分并不能完全電離，溶解后存在分子和離子共存的現(xiàn)象，溶解的濃度不等于產(chǎn)生Fe3+的濃度；或者強(qiáng)電解質(zhì)如Ag2S溶解產(chǎn)生的S2-會水解，促使平衡正移，Ag2S溶解度增大，因而S2-平衡濃度也不等于Ag2S溶解的濃度。［2］

（4）廢液處理

【拓展性實(shí)驗(yàn)】信息提示：Ksp(PbI2)=7.1×10-9，Ksp(PbS)=9×10-29。假設(shè)一次演示實(shí)驗(yàn)僅取用0.3gPbI2，按《國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》鉛含量＜0.01mg/L計(jì)算，0.3gPbI2全部溶于水將造成270t水污染。增加實(shí)驗(yàn)處理環(huán)節(jié)：向PbI2的懸濁液中加入硫化鈉溶液，由黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀現(xiàn)象非常明顯，為沉淀溶解平衡的應(yīng)用即沉淀的轉(zhuǎn)化埋下伏筆。通過信息應(yīng)用將綠色化學(xué)理念滲透入教學(xué)環(huán)節(jié)。［3］

三、教學(xué)反思

此課在課后與組內(nèi)教師進(jìn)行了充分交流，在對課堂教學(xué)給予充分肯定的同時，也提出了寶貴的建議，精選如下：（1）蘇教版教材中選擇PbI2為代表證明難溶≠不溶，但事實(shí)上PbI2本身就是微溶物，不是難溶物，因此不能用來證明難溶物的特點(diǎn)。如果把PbI2換成難溶物氫氧化鎂，并利用酚酞溶液檢驗(yàn)溶解后產(chǎn)生的氫氧根離子，實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性就會更加完善。（2）在實(shí)驗(yàn)操作中是不是難溶物溶解產(chǎn)生的離子都可以通過物理或化學(xué)方法檢驗(yàn)出來呢？探索這個問題時，首先查閱資料：Ksp(PbI2)=7.1×10-9，Ksp(CuS)=1.27×10-36；對比發(fā)現(xiàn)Ksp(CuS)值很小，溶解平衡限度很小，實(shí)踐操作中很難采用化學(xué)方法檢測CuS溶于水產(chǎn)生的Cu2+和S2-。探討這個問題即可以加深對Ksp應(yīng)用的認(rèn)識，同時也對離子檢驗(yàn)問題形成了辯證的思想認(rèn)識。（3）針對沉淀溶解平衡的建立過程，也可以變更為以下思路：先實(shí)驗(yàn)證明溶解和沉淀同時進(jìn)行，如在PbI2上層清液加入KI溶液，可再次形成沉淀。在先證明了平衡的存在后，引出平衡的概念，最后歸納平衡的特點(diǎn)。教學(xué)思路變更為“動態(tài)平衡→概念、特點(diǎn)”。這種思維方法進(jìn)行了大膽的教學(xué)嘗試，針對學(xué)生的不同發(fā)展情況靈活使用教材，使課堂教學(xué)更加高效，讓教師和學(xué)生共同融入了知識的探索過程中，拓展了教育教學(xué)的內(nèi)涵。

［1］詹崇明,黃愛民.《沉淀溶解平衡》（第1課時）教學(xué)設(shè)計(jì)［J］.中小學(xué)教學(xué)研究，2012（2）.

［2］北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室.無機(jī)化學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［3］王孝軍.令人喜令人憂的沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013（7）.

（責(zé)任編輯：張賢金）