踐行學(xué)科核心素養(yǎng)，突破沉淀溶解平衡圖像類型題

董作寶 何大明

[摘要]沉淀溶解平衡的圖像問題歷來都是高考化學(xué)中的熱點(diǎn)，更是化學(xué)教學(xué)的重難點(diǎn)，沉淀溶解平衡的圖像問題，往往會(huì)同時(shí)進(jìn)行溶度積計(jì)算的考查，而K_sp。的有關(guān)計(jì)算在此類問題中也時(shí)常出現(xiàn)，是歷年高考考查的重點(diǎn)，體現(xiàn)了高考對(duì)“變化觀念與平衡思想”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。在指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建研究此類問題的思維模型時(shí)，應(yīng)該緊緊圍繞“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這兩個(gè)核心素養(yǎng)，從而使學(xué)生能夠更快、更有效地突破沉淀溶解平衡圖像類型題。

[關(guān)鍵詞]沉淀溶解平衡;圖像類型題;化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);高中化學(xué)

[中圖分類號(hào)] G633 8

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1674-6058（2020）14-0061-02

沉淀溶解平衡圖像問題是高中化學(xué)中層次要求高及綜合性比較強(qiáng)的一類問題，雖然如此，仍然是有規(guī)律可循的，只要圍繞“變化觀念與平衡思想”構(gòu)建此類問題的思維模型，相似的問題就都能迎刃而解。而要想在沉淀溶解平衡圖像問題上拿高分，學(xué)生在熟練掌握沉淀溶解平衡基本知識(shí)的前提下，不僅需要明確圖像中所蘊(yùn)含的信息，還需要將圖像中的信息與所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系起來，更要對(duì)溶度積的相關(guān)計(jì)算方法有良好的掌握。

一、沉淀溶解平衡的相關(guān)概述

1.沉淀溶解平衡的概念

沉淀溶解平衡是指在一定溫度下，當(dāng)難溶電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí)，溶解速率和生成沉淀的速率相等的狀態(tài)。

盡管難溶電解質(zhì)的溶解度很小，但并不是絕對(duì)不溶。以Cu（OH）₂飽和溶液為例，其中有三種粒子在體系中共存：Cu²⁺（aq）+20H^-（aq）→←Cu（OH）₂（_s）。

從固體溶解平衡的角度很容易看出，Cu（OH）₂在溶液中存在以下兩個(gè)過程：（1）在水分子作用下，少量Cu²⁺和OH^-脫離Cu（OH）₂₊表面溶入水中;（2）溶液中的Cu²⁺和OH^-受Cu（OH）₂₊表面陰陽離子的吸引回到Cu（OH）₂₊表面析出——沉淀。在一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解和生成沉淀的速率相等時(shí)，即建立下列動(dòng)態(tài)平衡：Cu（OH）₂₊（_s）→←-Cu²⁺（aq）+20H^-（aq）。

對(duì)沉淀溶解平衡概念及平衡建立的理解，關(guān)鍵在于把握“變化”與“平衡”這兩個(gè)關(guān)鍵字眼。將化學(xué)平衡板塊構(gòu)建的思維模式進(jìn)行概念遷移，從而讓新概念更加容易理解與掌握，同時(shí)也體現(xiàn)了高中化學(xué)知識(shí)體系的整體化。

2.沉淀溶解平衡的特征

當(dāng)沉淀溶解平衡時(shí)，溶液中各種離子的濃度保持不變;當(dāng)外界條件發(fā)生改變時(shí)，溶液的沉淀溶解平衡將會(huì)發(fā)生移動(dòng)，而后再一次達(dá)到新的平衡。

3.溶度積的概念

沉淀溶解平衡體系實(shí)質(zhì)就是化學(xué)平衡體系的一種，而溶度積本身就是化學(xué)平衡常數(shù)的一種特定條件下的具體體現(xiàn)。在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這一新知識(shí)板塊進(jìn)行探究時(shí)，注意前后知識(shí)體系的類比聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生嘗試對(duì)已建構(gòu)的思維模型進(jìn)行變遷，以便適用于新的知識(shí)板塊，這也正是新時(shí)代對(duì)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求。

二、溶度積的計(jì)算問題

1.根據(jù)溶度積可以求得溶液中的離子濃度

2.根據(jù)溶度積以及某種離子的濃度，求該溶液中另外一種離子的濃度

三、沉淀溶解平衡圖像問題

1.價(jià)離子的沉淀溶解平衡圖像問題

對(duì)于此類題目，首先要理解圖像橫縱坐標(biāo)的含義;其次要明白圖像中在曲線上的點(diǎn)以及不在曲線上的點(diǎn)的含義（在曲線上的點(diǎn)表示處于沉淀溶解平衡狀態(tài)，而不在曲線上的點(diǎn)，分為兩種情況：一是在曲線上部為過飽和或懸濁液狀態(tài)，二是在曲線下部為不飽和狀態(tài)）;最后結(jié)合K_{sp的定義，代入計(jì)算，便可得出正確的答案。}

2.二價(jià)離子的沉淀溶解平衡圖像問題

在思考此類題目時(shí)，在遷移應(yīng)用思維模型的同時(shí)，還要注意：甄別離子的價(jià)態(tài)，避免公式代入錯(cuò)誤;溶液體積改變所導(dǎo)致的離子濃度變化;所代入的離子濃度應(yīng)該是飽和溶液中共存的離子濃度。

綜上，沉淀溶解平衡板塊的內(nèi)容，是化學(xué)平衡當(dāng)中非常重要的一部分，在日常生產(chǎn)生活中尤其能體現(xiàn)其重要性，如對(duì)水體污染的測(cè)試及治理、家庭生活用水的凈化等都涉及沉淀溶解平衡體系的應(yīng)用。

在熟悉掌握了化學(xué)平衡知識(shí)體系的前提下，關(guān)注“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”兩個(gè)關(guān)鍵化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，細(xì)心進(jìn)行科學(xué)預(yù)設(shè)，大膽進(jìn)行科學(xué)探究，構(gòu)建出更科學(xué)合理的思維模型，是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的必由之路。

（責(zé)任編輯 羅艷）

[基金項(xiàng)目]廣西教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度自籌經(jīng)費(fèi)課題（c類）“促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：2019C380）