關(guān)于如何開(kāi)展沉淀溶解平衡教學(xué)的探討

雷繼平

【摘 要】由于沉淀溶解平衡知識(shí)在實(shí)際生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究中的應(yīng)用十分廣泛，加之沉淀溶解平衡知識(shí)本身涉及的知識(shí)儲(chǔ)備較多，導(dǎo)致這一內(nèi)容成為高中化學(xué)教學(xué)的重難點(diǎn)之一。許多學(xué)生在學(xué)習(xí)此部分內(nèi)容時(shí)，往往搞不清其中的定量概念，造成概念混淆。為此，筆者針對(duì)這一問(wèn)題，探討如何在教學(xué)中按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求準(zhǔn)確定性描述這些概念及應(yīng)用概念解決高考題中的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；沉淀溶解平衡；教學(xué)

沉淀溶解平衡課堂教學(xué)的主體目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法，重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生分析解決生產(chǎn)、生活中實(shí)際問(wèn)題的能力。但在學(xué)習(xí)過(guò)程中，很多學(xué)生很難掌握其中的定量概念，造成概念混淆，給教學(xué)效果造成很大影響。為此針對(duì)此問(wèn)題開(kāi)展針對(duì)性教學(xué)，幫助學(xué)生準(zhǔn)確掌握其中的定量概念，促進(jìn)教學(xué)效率的不斷提升，更好的對(duì)高考中的命題進(jìn)行解決。

一、高中化學(xué)沉淀溶解平衡知識(shí)在教材中的呈現(xiàn)

高中化學(xué)在講述難溶電解質(zhì)的溶解平衡時(shí)設(shè)計(jì)了相關(guān)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)。例如實(shí)驗(yàn)1 [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(shí)驗(yàn)2：[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(gè)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到常見(jiàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的思考與交流中設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)問(wèn)題[如果將上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的沉淀生成和轉(zhuǎn)化的操作步驟顛倒順序，會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果？試?yán)闷胶庖苿?dòng)原理和兩種沉淀溶解度上的差別加以解釋?zhuān)⒄页鲞@類(lèi)反應(yīng)發(fā)生的特點(diǎn)。]

二、教學(xué)此部分內(nèi)容時(shí)教師普遍采用的方式以及學(xué)生的困惑

教師在解釋上述現(xiàn)象時(shí)通常的教學(xué)方式不外乎首先分析沉淀溶解平衡，然后通過(guò)加入結(jié)合原平衡中的離子的相應(yīng)物質(zhì)破壞平衡實(shí)現(xiàn)沉淀的轉(zhuǎn)化，從上述實(shí)驗(yàn)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(duì)應(yīng)的離子生成溶解度更小的物質(zhì)。多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中習(xí)慣于接受老師講的結(jié)論，不太善于質(zhì)疑，在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)才發(fā)現(xiàn)自己對(duì)于概念的實(shí)質(zhì)并沒(méi)有真正的領(lǐng)悟到，不會(huì)解答某些相關(guān)的試題。但是也有些學(xué)生在仔細(xì)分析這個(gè)問(wèn)題后產(chǎn)生了一些困惑。溶解度的相對(duì)大小本身應(yīng)該是一個(gè)定量的概念，教師在教學(xué)過(guò)程中只是定性地描述了這個(gè)概念，使得善于質(zhì)疑的學(xué)生產(chǎn)生了如何判斷溶解度相對(duì)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(duì)大小）時(shí)也是通過(guò)物質(zhì)的量濃度來(lái)計(jì)算，在這個(gè)計(jì)算過(guò)程中涉及Ksp的表達(dá)式，涉及單位的換算，老師是如何直接通過(guò)現(xiàn)象的出現(xiàn)得出溶解度大小的結(jié)論的呢？

三、如何提高高中化學(xué)沉淀溶解平衡教學(xué)的建議

任何新知識(shí)的學(xué)習(xí)都是建立在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上的，因此，只有溫故才能知新。沉淀溶解平衡的學(xué)習(xí)是建立在以前所學(xué)的化學(xué)平衡、物質(zhì)的量濃度、溶解度等相關(guān)概念之上的。主要是研究難溶電解質(zhì)，當(dāng)然難溶是相對(duì)而言的，在初中教材中有相關(guān)溶解度大?。?0℃）的介紹[固態(tài)物質(zhì)在100g溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量，<0.01g為難溶]。在這里并不是說(shuō)微溶或可溶物質(zhì)不存在沉淀溶解平衡，它們同樣可以達(dá)到飽和狀態(tài)，同樣可以建立沉淀溶解平衡，只不過(guò)不是我們的重點(diǎn)研究對(duì)象而已。

達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度必須保持不變且滿(mǎn)足平衡常數(shù)的要求；沉淀溶解達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各種離子濃度也必須保持不變且滿(mǎn)足溶度積常數(shù)的要求，二者之間是相同的。在科學(xué)視野中從實(shí)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(duì)大小），沉淀要想實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，離子濃度的大小也必須符合上述要求，中學(xué)教材離子濃度的表達(dá)通常是以mol/L為單位的，確實(shí)如此，教師在講這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)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(huà)[一般說(shuō)來(lái)，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)]，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)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(shí)，溶解度與物質(zhì)的量濃度換算結(jié)束后是可以滿(mǎn)足離子積Qc和溶度積Ksp的相對(duì)大小的判斷方法的。其實(shí)，沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)還是需要通過(guò)定量的計(jì)算才能得出準(zhǔn)確的結(jié)論，當(dāng)溶解度差別不是很大時(shí)，二者經(jīng)?？梢詫?shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。

為了讓學(xué)習(xí)較好的、善于質(zhì)疑的學(xué)生進(jìn)一步理解沉淀的轉(zhuǎn)化，教師在教學(xué)過(guò)程中還可以給學(xué)生課本上相關(guān)實(shí)驗(yàn)的一些Ksp數(shù)據(jù)，讓學(xué)生在課下通過(guò)討論計(jì)算充分理解沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)。這樣更加利于學(xué)生理解課本中以及老師講過(guò)的定性的沉淀轉(zhuǎn)化的結(jié)論以及其實(shí)質(zhì)。

四、例題分析

[例題].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(lán)（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(xué)選修四中的沉淀轉(zhuǎn)化，通過(guò)沉淀的轉(zhuǎn)化判斷出溶解度的大小，當(dāng)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(jìn)一步量化，需要通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)生在遇到此類(lèi)問(wèn)題時(shí)主要的疑惑就是通過(guò)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(yīng)知識(shí)時(shí)一定要講清楚實(shí)質(zhì)，講清楚常見(jiàn)的說(shuō)法是否是建立在某種前提條件之下的，在達(dá)到考試說(shuō)明要求的等級(jí)的同時(shí)讓學(xué)生真正明白透過(guò)現(xiàn)象看清現(xiàn)象背后的定量本質(zhì)，本知識(shí)點(diǎn)尤其側(cè)重定性與定量的化學(xué)學(xué)科思想，二者結(jié)合在一起時(shí)增加了判斷正誤的難度。

總之，沉淀溶解平衡是高中化學(xué)基礎(chǔ)理論的一個(gè)重要組成部分，是學(xué)生高中階段的學(xué)習(xí)難點(diǎn)之一。教師應(yīng)在分析沉淀溶解平衡的教學(xué)功能和學(xué)生已有認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，探究如何在教學(xué)中按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求準(zhǔn)確定性描述這些概念及應(yīng)用概念解決高考題中的問(wèn)題，提高教學(xué)效益，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王孝軍.令人喜令人憂(yōu)的沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2016，（7）.