從時間和濃度變化研究酸、堿、鹽的溶解性表

摘要：現(xiàn)用溶解性表中的符號表述，有不少與實際問題不符，會對教學(xué)產(chǎn)生影響。引入了離子組合、相應(yīng)物質(zhì)的概念，概括出了溶解性表中的符號條件。分別從時間變化和離子濃度變化的角度分析了離子組合的相應(yīng)物質(zhì)，將其分為符合符號條件和不符合符號條件兩類。敘述了相應(yīng)物質(zhì)符號的合理表述。從變化的角度編制了適用于教師參考的動態(tài)溶解性表，并敘述了動態(tài)溶解性表在教學(xué)中的意義。

關(guān)鍵詞：溶解性表；離子組合；符號條件；動態(tài)性

文章編號：1005–6629（2017）2–0088–05 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

現(xiàn)用中學(xué)化學(xué)教材中酸、堿、鹽的溶解性表（下稱現(xiàn)用溶解性表或溶解性表），由陰、陽離子和符號兩部分組成。符號分為兩類：一類是溶解性符號（包括有些地方的揮發(fā)性符號，下同），例如“溶”、“微”、“不”等，其對應(yīng)的物質(zhì)在水中能存在；另一類是符號“—”，其對應(yīng)的物質(zhì)在水中不能存在。這種溶解性表在化學(xué)教材中長期使用，直至現(xiàn)在。

然而，在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，有不少離子的組合，其對應(yīng)的物質(zhì)會隨著時間和濃度的變化而變化。這就使溶解性表中的內(nèi)容呈現(xiàn)（即符號表示）常常出現(xiàn)與教學(xué)中遇到的實際問題不相符的情況。這必然會給教學(xué)帶來一定的影響。

隨著時間或離子濃度的變化，有些離子組合的相應(yīng)物質(zhì)會發(fā)生變化。這就使溶解性表中所包含的問題變得更為復(fù)雜。這是現(xiàn)用溶解性表中沒有涉及的問題，也就是下面需要研究的問題。

大多數(shù)離子組合，其相應(yīng)物質(zhì)不隨時間或離子濃度的變化而變化。這包括兩個方面：

下面只討論相應(yīng)物質(zhì)隨時間和濃度變化而變化的問題。隨時間或濃度變化而變化的相應(yīng)物質(zhì)一般是能生成的物質(zhì)。

1 離子組合的相應(yīng)物質(zhì)隨時間的變化而變化

相應(yīng)物質(zhì)隨時間的變化而變化，并不是說時間是引起物質(zhì)種類變化的原因，而是指相應(yīng)物質(zhì)種類的變化隨時間的變化而顯示出來。當(dāng)相應(yīng)物質(zhì)隨時間而變化時，首先生成過渡性物質(zhì)，而過渡性物質(zhì)最終會轉(zhuǎn)化成永久性物質(zhì)[1]。

（2）Cu2+與OH-組合的相應(yīng)物質(zhì)

在一定濃度條件下，隨著時間的變化，Cu2+與OH-組合的相應(yīng)物質(zhì)有Cu（OH）2、CuO和H2O [3]。其中Cu（OH）2符合符號條件，而Cu（OH）2的分解產(chǎn)物CuO和H2O不符合符號條件。

（3）Ag+與OH-組合的相應(yīng)物質(zhì)

將AgNO3溶液與NaOH溶液混合時，生成白色沉淀AgOH。AgOH不穩(wěn)定，很快分解成暗棕色的Ag2O和H2O [4]。這充分說明AgOH在一定時段內(nèi)是存在的，是過渡性物質(zhì)。

由此可知，Ag+與OH-組合的相應(yīng)物質(zhì)有AgOH、Ag2O和H2O。其中AgOH符合符號條件，而Ag2O和H2O不符合符號條件。

2 離子組合的相應(yīng)物質(zhì)隨濃度的變化而變化

離子組合的相應(yīng)物質(zhì)隨濃度的變化而變化，是指混合液中離子濃度不同時，其相應(yīng)物質(zhì)種類也不同的情況。離子濃度是可以連續(xù)變化的，而其相應(yīng)物質(zhì)的種類一般是不連續(xù)變化的，即跳躍式變化的。

2.1 只由兩種離子構(gòu)成的相應(yīng)物質(zhì)

（1）Al3+與OH-組合的相應(yīng)物質(zhì)

那么，NH3·H2O是否具有揮發(fā)性呢？

在NH3·H2O中，NH3分子與H2O分子之間的作用雖然是氫鍵而不是化學(xué)鍵，但以氫鍵結(jié)合的結(jié)果，使NH3·H2O與NH3的性質(zhì)變得截然不同。

①NH3·H2O是堿，是電解質(zhì)，而NH3則不是。

②NH3·H2O不穩(wěn)定，易分解，而NH3則很穩(wěn)定。

③NH3·H2O只能存在于水中，不能存在于空氣中，而NH3既能存在于水中，又能存在于空氣中。

3 離子組合相應(yīng)物質(zhì)的符號表示

現(xiàn)用溶解性表中的符號，有兩種特殊情況，即H+與OH-沒有相應(yīng)的符號，還有幾種既有溶解性符號，又有揮發(fā)性符號。除此之外，其余的一種離子組合只對應(yīng)一種符號（即溶解性符號或不存在符號“—”），以表示其相應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)或存在情況，而沒有反映出離子組合有多種相應(yīng)物質(zhì)的情況。那么，對于這種情況應(yīng)該怎樣表示呢？

用變化的觀點研究離子組合相應(yīng)物質(zhì)的符號表示時，兩種特殊的情況符號不變。符合符號條件的相應(yīng)物質(zhì)仍然用相應(yīng)的溶解性符號表示，不符合符號條件的相應(yīng)物質(zhì)仍然用符號“—”表示。但必須說明，現(xiàn)用溶解性表中用符號“—”表示相應(yīng)物質(zhì)不存在或見水就分解了。而變化的觀點用符號“—”表示相應(yīng)的物質(zhì)不符合符號條件，但其相應(yīng)物質(zhì)是存在的。所以，所用的符號雖然相同，但其所表示的意義是不同的。

由上述內(nèi)容可知，當(dāng)相應(yīng)物質(zhì)隨時間或濃度而變化時，其相應(yīng)物質(zhì)中只有一種是符合符號條件的，而其余的都不符合。

當(dāng)相應(yīng)物質(zhì)只隨濃度而變化時，用相應(yīng)的溶解性符號和符號“—”表示，在其中間加上符號“（或）”。例如Al3+與OH-組合的相應(yīng)物質(zhì)，用符號“不（或）—”表示。其中的“（或）”表示其相應(yīng)物質(zhì)會隨濃度的變化而變化。

當(dāng)相應(yīng)物質(zhì)既隨時間而變化，又隨濃度而變化時，例如Cu2+與OH-組合的相應(yīng)物質(zhì)，為了與上述兩種情況相區(qū)別，用符號“不，—”表示[14]。

4 動態(tài)溶解性表的編制

從總體上來看，現(xiàn)用溶解性表中的內(nèi)容似乎與時間因素和濃度因素沒有關(guān)系。從而形成了一種固定化形式。因此，在教學(xué)中也就順其自然地將其以固定化的形式加以運用，這顯然是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>

因此，應(yīng)該從變化的角度來分析。離子組合的相應(yīng)物質(zhì)：（1）其存在都與時間相伴隨。即都存在隨時間的變化會不會發(fā)生變化的問題。（2）其種類都與離子濃度相關(guān)聯(lián)。即都存在隨離子濃度的變化有幾種相應(yīng)物質(zhì)的問題。（3）其溶解性都與溫度相對應(yīng)。即隨溫度的變化其溶解度都存在變化的問題。所以，不論相應(yīng)物質(zhì)的情況怎樣，都可以用存在時間、離子濃度、溶液溫度來描述。而時間、濃度、溫度等多種因素是不確定的，因此，溶解性表所包含的內(nèi)容也是不確定的。

所以，從變化的角度來看，溶解性表的本質(zhì)是動態(tài)的。就像電視上播放的天氣預(yù)報中受溫度、濕度、風(fēng)向、時間、地理位置等多種因素而決定的衛(wèi)星云圖呈現(xiàn)動態(tài)一樣，溶解性表的內(nèi)容也應(yīng)該以動態(tài)云圖的形式來呈現(xiàn)。當(dāng)溫度確定后，仍隨時間和濃度因素的變化而變化。

在教材中的溶解性表，只能以符號的形式來表示。

將上述情況匯集起來，從變化的角度編制成動態(tài)溶解性表，如表1。

表1只能適用于化學(xué)教師在教學(xué)中參考，而不能編入化學(xué)教材中供學(xué)生使用。

變化的觀點對溶解性表注入了動態(tài)意識，使對溶解性表的研究向量化推進(jìn)了一步。

5 動態(tài)溶解性表的意義

動態(tài)溶解性表一方面反映相應(yīng)物質(zhì)的溶解性，另一方面反映相應(yīng)物質(zhì)種類的變化性，這是不可分割的兩個部分。而且，只有先確定了物質(zhì)，然后才能確定其溶解性，不能倒過來。這就是動態(tài)溶解性表的特點。當(dāng)溫度一定時，溶解性是一定的，但當(dāng)溫度一定時，相應(yīng)物質(zhì)的種類仍然是可變的。只要其中的一個方面是變化的，就決定了表是動態(tài)的。因此，不能單純地只從溶解性去理解動態(tài)溶解性表的“動態(tài)”。

所以，動態(tài)溶解性表彌補了現(xiàn)用溶解性表的缺陷。

所以，現(xiàn)用溶解性表的不少地方會誘導(dǎo)教師在不知不覺中犯這樣那樣的“錯誤”。參考動態(tài)溶解性表，就可以提醒教師在一定程度上避免或減少上述問題的出現(xiàn)，使有關(guān)問題在教師的明確掌控中進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕乇芑蚰：幚怼＿@樣可以避免教學(xué)中的盲目性，防止對學(xué)生傳遞錯誤信息。

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