關(guān)于沉淀溶解平衡教學的思考

于善亮 靳紅旗 楊 頔

（北京市朝陽外國語學校 北京 100012）

2007 年9 月北京市高級中學開始實施課程改革，在普通高中課程標準實驗教科書之化學選修四《化學反應原理》教材中增添了沉淀溶解平衡的知識。 2010年北京新課改后的第一批高考生的高考題中就出現(xiàn)了關(guān)于此知識點的題目。 此后，各地的模擬試題及高考試題頻頻在此知識點上做相關(guān)試題的考察。 沉淀溶解平衡在《北京卷考試說明》中為Ⅰ級教學要求，老師在教學中往往也只是按照Ⅰ級（了解）的要求講解，使學生在學習過程中對于其中的定量概念往往模糊不清，造成概念的混淆。

一、 相關(guān)知識在教材中的呈現(xiàn)

高中化學選修四中在講述難溶電解質(zhì)的溶解平衡時設計了相關(guān)沉淀轉(zhuǎn)化的實驗。例如選修四P64 實驗3－4 ［向盛有10 滴0．1mol／L AgNO3溶液的試管中滴加0．1mol／L NaCl 溶液，至不再有白色沉淀生成。向其中滴加0．1mol／L KI 溶液，觀察、記錄現(xiàn)象；再向其中滴加0．1mol／L Na2S 溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。 ］實驗3－5 ［向盛有1mL 0．1mol／L MgCl2溶液的試管中滴加1－2 滴2mol／L NaOH 溶液，有白色沉淀生成，再滴加0．1mol／L FeCl3溶液，靜置，觀察、記錄現(xiàn)象。 ］這兩個實驗可以讓學生認識到常見的難溶物之間是存在沉淀溶解平衡的，而且平衡之間是可以轉(zhuǎn)化的，緊接著在這兩個實驗對應的思考與交流中設計了這樣一個問題［2．如果將上述兩個實驗中的沉淀生成和轉(zhuǎn)化的操作步驟顛倒順序，會產(chǎn)生什么結(jié)果？ 試利用平衡移動原理和兩種沉淀溶解度上的差別加以解釋，并找出這類反應發(fā)生的特點。 ］

二、 教師在此知識上的常見教學方式及學生的困惑

教師在解釋上述現(xiàn)象時通常的教學方式不外乎首先分析沉淀溶解平衡，然后通過加入結(jié)合原平衡中的離子的相應物質(zhì)破壞平衡實現(xiàn)沉淀的轉(zhuǎn)化，從上述實驗得出溶解度較大的物質(zhì)容易轉(zhuǎn)化成溶解度較小的物質(zhì)的結(jié)論，這就要求加入的新物質(zhì)能夠跟原沉淀對應的離子生成溶解度更小的物質(zhì)。 多數(shù)學生在學習過程中習慣于接受老師講的結(jié)論， 不太善于質(zhì)疑，在處理實際問題時才發(fā)現(xiàn)自己對于概念的實質(zhì)并沒有真正的領(lǐng)悟到，不會解答某些相關(guān)的試題。 但是也有些學生在仔細分析這個問題后產(chǎn)生了一些困惑。 溶解度的相對大小本身應該是一個定量的概念，教師在教學過程中只是定性地描述了這個概念，使得善于質(zhì)疑的學生產(chǎn)生了如何判斷溶解度相對大小的疑惑。 溶解度通常是以g 為單位的，比較是否生成沉淀（比較離子積Qc和溶度積Ksp的相對大?。r也是通過物質(zhì)的量濃度來計算，在這個計算過程中涉及Ksp的表達式，涉及單位的換算，老師是如何直接通過現(xiàn)象的出現(xiàn)得出溶解度大小的結(jié)論的呢？

三、 相應的教學建議

任何新知識的學習都是建立在原有知識的基礎上的，因此，只有溫故才能知新。 沉淀溶解平衡的學習是建立在以前所學的化學平衡、物質(zhì)的量濃度、溶解度等相關(guān)概念之上的。 所以要想讓學生真正了解沉淀溶解平衡，老師必須先從學過的概念入手，以平衡的化學思想引導學生學習。 沉淀溶解平衡的學習是以化學平衡理論為依據(jù)，主要是研究難溶電解質(zhì)，當然難溶是相對而言的， 在初中教材中有相關(guān)溶解度大小（20℃）的介紹［固態(tài)物質(zhì)在100g 溶劑里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質(zhì)量，＜0．01g 為難溶］。 在這里并不是說微溶或可溶物質(zhì)不存在沉淀溶解平衡，它們同樣可以達到飽和狀態(tài)，同樣可以建立沉淀溶解平衡，只不過不是我們的重點研究對象而已。

達到化學平衡狀態(tài)時，體系中各物質(zhì)的濃度必須保持不變且滿足平衡常數(shù)的要求；沉淀溶解達到平衡狀態(tài)時，各種離子濃度也必須保持不變且滿足溶度積常數(shù)的要求，二者之間是相同的。 在科學視野中從實質(zhì)上分析了在給定條件下沉淀能否生成或溶解的判斷方法（比較離子積Qc和溶度積Ksp的相對大小），沉淀要想實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，離子濃度的大小也必須符合上述要求，中學教材離子濃度的表達通常是以mol／L 為單位的，確實如此，教師在講這個知識點時，應該要指出溶解度大的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成溶解度小的物質(zhì)的結(jié)論的局限性，在課本上有一句話［一般說來，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)］， 教師在教學過程中應該指出上述沉淀轉(zhuǎn)化的結(jié)論的得出比較適合于溶解度差別比較大的物質(zhì)，是一般情況而已，溶解度差別比較大時，溶解度與物質(zhì)的量濃度換算結(jié)束后是可以滿足離子積Qc和溶度積Ksp的相對大小的判斷方法的。 其實，沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)還是需要通過定量的計算才能得出準確的結(jié)論， 當溶解度差別不是很大時，二者經(jīng)?？梢詫崿F(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。

為了讓學習較好的、善于質(zhì)疑的學生進一步理解沉淀的轉(zhuǎn)化，教師在教學過程中還可以給學生課本上相關(guān)實驗的一些Ksp數(shù)據(jù)， 讓學生在課下通過討論計算充分理解沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)。 這樣更加利于學生理解課本中以及老師講過的定性的沉淀轉(zhuǎn)化的結(jié)論以及其實質(zhì)。

四、 例題分析

下面結(jié)合近幾年的例題，一起來探討一下學生容易產(chǎn)生的疑惑及教師如何在教學中準確描述這些概念及應用概念解決高考題中的問題。

［2010 北京高考理綜］11．自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS 或PbS，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍（CuS）。 下列分析正確的是（ ）

A．CuS 的溶解度大于PbS 的溶解度

這道題就是出自于高中化學選修四中的沉淀轉(zhuǎn)化，通過沉淀的轉(zhuǎn)化判斷出溶解度的大小，當然，正如前面所分析的內(nèi)容， 這只是一種粗略的判斷方法，要想把概念進一步量化， 需要通過相應的計算來實現(xiàn)。學生在遇到此類問題時主要的疑惑就是通過上述定性描述，是如何判斷出溶解度的大小的？ 這就要求老師在講述相應知識時一定要講清楚實質(zhì)，講清楚常見的說法是否是建立在某種前提條件之下的，在達到考試說明要求的等級的同時讓學生真正明白透過現(xiàn)象看清現(xiàn)象背后的定量本質(zhì)，本知識點尤其側(cè)重定性與定量的化學學科思想，二者結(jié)合在一起時增加了判斷正誤的難度。

［2012 江蘇高考］13． 下列根據(jù)實驗操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是：

這道題也是關(guān)于沉淀溶解平衡的題目，題目的設計明顯是傾向于對沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)的分析，通過定量的計算解釋實驗的現(xiàn)象。 此題設計上所對應的物質(zhì)表達式相似， 所以學生從定量上比較容易分析出相關(guān)Ksp 的大小，這種考察方式只是側(cè)重于定量的化學學科思想，學生比較容易判斷出二者的相對大小。

總之， 在高中化學課程中講述沉淀溶解平衡時，如何不增加學生的負擔，還能使學生可以達到考試說明要求的水平， 甚至于把握好沉淀溶解平衡的實質(zhì)，解答善于質(zhì)疑的同學的疑惑是教師需要共同探究的問題。 化學教學過程中尤其要分清楚什么時候是定性的描述，什么時候是需要定量來驗證，任何性質(zhì)及反應都是有條件的。 在針對不同的知識點教學時，教師應該看清楚知識點背后反映出來的化學學科思想，并且在教學中不斷地引導學生對于化學學科思想的思考。 只有這樣，教師的教研水平才能不斷提高，并且學生對于化學學科體現(xiàn)出的學科魅力才能更加樂于接受，這些都是我們作為一線教師需要努力研究探討的內(nèi)容。

［1］ 北京教育考試院．普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試《北京卷考試說明》理科．2007．3

［2］ 人教社化學室．化學（九年級下冊）［M］．北京：人民教育出版社，2012．10

［3］ 人教社化學室．普通高中課程標準試驗教科書《化學》選修4［M］．北京：人民教育出版社，2007．2