鄭曉紅+支梅

摘要：采用以傳感技術(shù)為主的實(shí)驗(yàn)方法，多角度探究了AgCl在水中的溶解狀況、溶解平衡的存在和移動(dòng)，期望用實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)幫助學(xué)生建立難溶電解質(zhì)溶解平衡概念，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)方式的轉(zhuǎn)變。同時(shí)在分析教材的基礎(chǔ)上，提出了教學(xué)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題，并提供了相應(yīng)的教學(xué)改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：AgCl溶解平衡；實(shí)驗(yàn)探究；教學(xué)建議；傳感技術(shù)

文章編號(hào)：1005–6629（2014）3–0056–04 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

人教版教材《化學(xué)反應(yīng)原理》中，有關(guān)“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”主要研究的是難溶電解質(zhì)（以AgCl為例）在水中溶解平衡的建立和應(yīng)用。在該單元的教學(xué)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，將具體知識(shí)的學(xué)習(xí)、觀念建構(gòu)和問(wèn)題解決有機(jī)結(jié)合起來(lái)，可以幫助學(xué)生建立微粒觀、動(dòng)態(tài)平衡觀和定量觀等核心化學(xué)觀念[1]，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)方式的轉(zhuǎn)變，提升對(duì)復(fù)分解反應(yīng)（有沉淀參與和生成類(lèi)）本質(zhì)的認(rèn)識(shí)水平。

難溶電解質(zhì)在水中可表現(xiàn)為：有極少量的溶解，存在溶解平衡，條件改變時(shí)平衡移動(dòng)。教學(xué)研討中大家普遍認(rèn)為其中的教學(xué)難點(diǎn)是“有極少量的溶解”，即微粒觀的建立。

筆者嘗試過(guò)利用鎂條與Ag+的置換反應(yīng)，試圖通過(guò)AgCl溶解平衡的正向移動(dòng)，得到易于觀察的宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)佐證AgCl在水中“有溶解”。實(shí)驗(yàn)方法如圖1所示，將AgCl沉淀置于錐形濾紙內(nèi)，并浸泡在其濾液中，盛濾液的燒杯內(nèi)放有鎂條；同時(shí)在另一燒杯中有純水浸泡的鎂條作空白對(duì)照。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，30分鐘后近距離觀察能見(jiàn)到鎂條失去銀白色光澤；18小時(shí)后，鎂條明顯變色，并且燒杯底部有銀單質(zhì)出現(xiàn)。由此佐證AgCl在水中“有溶解”。因該常規(guī)方法難以得到即時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以還應(yīng)探尋其他實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用于課堂教學(xué)。

筆者查閱了相關(guān)數(shù)據(jù)，例如25℃時(shí)，水的電離常數(shù)Kw=1.0×10-14，AgCl的溶度積Ksp=1.8×10-10，通過(guò)比較、分析后認(rèn)為，兩者在數(shù)量級(jí)上有一定差別，利用電導(dǎo)率傳感器、微電流傳感器來(lái)描述AgCl在水中的表現(xiàn)應(yīng)具備可行性，同時(shí)以FeS作輔助素材，可以幫助學(xué)生清晰地認(rèn)識(shí)難溶電解質(zhì)溶解平衡這一本質(zhì)及其化學(xué)規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)探究

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

由于電導(dǎo)率傳感器不適于高溫下測(cè)試，所以筆者又采用石墨棒作電極，利用微電流傳感器進(jìn)一步測(cè)試了AgCl在純水中隨溫度變化的情況。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

儀器：數(shù)據(jù)采集器，電導(dǎo)率傳感器，微電流傳感器，溫度傳感器，石墨棒，磁力加熱攪拌器，1號(hào)堿性電池，導(dǎo)線，150 mL燒杯等

試劑：5% KCl溶液，2% AgNO3溶液，純水，F(xiàn)eS（分析純），0.5% K3[Fe（CN）6]溶液，2 mol/L NaOH溶液等

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品及電極的處理

AgCl的制?。涸? mL 5% KCl溶液中加入3 mL 2% AgNO3溶液，生成AgCl白色沉淀，充分?jǐn)嚢韬蟛捎脙A瀉法過(guò)濾，用純水洗滌、過(guò)濾沉淀10次左右，直至其濾液用AgNO3溶液檢測(cè)不出Cl-為止，將AgCl浸泡在少量純水中待用。

FeS的處理：將FeS固體研磨至細(xì)粉后，用純水洗滌、過(guò)濾，清洗其中的可溶性雜質(zhì)，重復(fù)10次左右，直至其濾液的電導(dǎo)率與純水近似為止。

石墨棒的處理：取潔凈的石墨棒在純水中煮沸，清洗其中的可溶性雜質(zhì)，重復(fù)2～3次。

1.3.2 探究FeS在水中的溶解狀況

取少量FeS在純水中攪拌、過(guò)濾，用K3[Fe（CN）6]溶液或NaOH溶液檢測(cè)濾液中是否含有Fe2+。

1.3.3 探究AgCl濁液電導(dǎo)率的變化

裝置如圖2所示，固定電導(dǎo)率傳感器在燒杯中，燒杯中加入約80 mL純水、一個(gè)攪拌磁子，確保傳感器探頭全部浸沒(méi)在水中。

以電導(dǎo)率為縱軸，時(shí)間為橫軸，開(kāi)啟攪拌器，同步采集兩組樣本的數(shù)據(jù)（如圖4所示）。一組樣本采集流程為：純水→加入少量AgCl→加水稀釋→加入少量FeS；另一組樣本是FeS濁液。

1.3.4 探究通過(guò)AgCl濁液的微電流的變化

裝置如圖3所示，固定石墨棒、溫度傳感器在燒杯中，燒杯中加入約80mL純水、一個(gè)攪拌磁子，用一節(jié)1號(hào)堿性電池作直流電源，用導(dǎo)線將微電流傳感器、石墨棒電極、直流電源串聯(lián)在一起。

以微電流、溫度為縱軸，時(shí)間為橫軸，開(kāi)啟攪拌器，同步采集兩種數(shù)據(jù)（如圖5所示）。實(shí)驗(yàn)采集流程為：純水→加入少量AgCl→逐漸升溫至沸騰后采集結(jié)束。

按上述方法連接各種儀器，采集純水在溫度升高時(shí)的電離情況[2]作為空白對(duì)照（如圖6所示）。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

2.1 FeS在水中的溶解狀況

在FeS的濾液中滴加K3[Fe（CN）6]溶液后變藍(lán)；滴加NaOH溶液后有灰綠色沉淀產(chǎn)生。說(shuō)明FeS的濾液中有Fe2+存在，從而證實(shí)FeS在水中有極少量溶解。

2.2 AgCl濁液電導(dǎo)率的變化情況

采集到的數(shù)據(jù)如圖4中上圖所示，在純水中加入AgCl時(shí)，體系的電導(dǎo)率值略有增加，并穩(wěn)定在一定數(shù)值。說(shuō)明AgCl在水中有溶解，其溶解程度大于純水的電離，且濃度穩(wěn)定。

用水稀釋上述濁液后，體系的電導(dǎo)率幾乎不變。說(shuō)明AgCl在水中的溶解存在動(dòng)態(tài)平衡。

在上述體系中加入少量經(jīng)處理的FeS，體系的電導(dǎo)率立刻大幅增加，隨著時(shí)間的延續(xù)，電導(dǎo)率還在不斷上升。說(shuō)明AgCl、FeS的溶解平衡都發(fā)生了正向移動(dòng)，在同一體系中，兩者電離出的極少量離子（Ag+、S2-）相互成為對(duì)方溶解平衡正向移動(dòng)的促進(jìn)因素，所以兩種難溶電解質(zhì)都在不斷溶解，并轉(zhuǎn)化成了更難溶的Ag2S沉淀（Ksp=6.3×10-50），于是體系中自由移動(dòng)的Cl-、Fe2+不斷增加。

綜合以上事實(shí)，說(shuō)明AgCl在水中有極少量溶解，其溶解存在動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)條件改變時(shí)平衡發(fā)生移動(dòng)。

2.3 AgCl濁液隨溫度變化的情況

采集到的數(shù)據(jù)如圖5所示，室溫時(shí)測(cè)得通過(guò)純水的微電流為6，加入AgCl后，數(shù)值立即增大至10，并且在溫度恒定時(shí)數(shù)值不變，說(shuō)明AgCl在水中有溶解，其溶解大于純水的電離，且濃度穩(wěn)定。

升高溫度后，測(cè)得通過(guò)AgCl濁液的電流逐漸增大，并且顯著超過(guò)單獨(dú)測(cè)定純水電離時(shí)的數(shù)值（見(jiàn)圖6），說(shuō)明AgCl的溶解程度也在增大；當(dāng)溫度升至濁液沸騰時(shí)，溫度不變，通過(guò)濁液的電流也穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到最大值157，超出純水最大值數(shù)倍之多，說(shuō)明此時(shí)AgCl的溶解也趨于穩(wěn)定，其溶解出的自由離子遠(yuǎn)大于純水電離出的離子。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為AgCl在水中有極少量溶解；在一定溫度下，AgCl的溶解是一種平衡狀態(tài)；升高溫度可以促進(jìn)AgCl的溶解平衡。

綜合實(shí)驗(yàn)1.3.2、實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4的結(jié)果，可以從不同角度證實(shí)難溶電解質(zhì)在水中可表現(xiàn)為：有極少量的溶解（實(shí)驗(yàn)1.3.2、實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4），存在溶解平衡（實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4），條件改變時(shí)平衡移動(dòng)（實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4）。

3 問(wèn)題討論

3.1 關(guān)于FeS

市售分析純的FeS，其含量一般在80%以上，因其在潮濕空氣中易被氧化成四氧化三鐵和硫單質(zhì)，所以取用時(shí)應(yīng)取塊狀研磨，并充分洗滌其中極少量的可溶性雜質(zhì)。

能檢出FeS溶解出的Fe2+，一是因?yàn)镕e2+與K3[Fe（CN）6]生成的深藍(lán)色物質(zhì)KFe[Fe（CN）6]極難溶（Ksp=3.3×10-41）；二是因?yàn)镕e2+與NaOH生成的Fe（OH）2在堿性環(huán)境中易被氧化，逐步形成紅褐色的難溶物Fe（OH）3（Ksp=4×10-38）。

在FeS的濾液中滴加AgNO3溶液，稍加振蕩后微微發(fā)黑，不足以說(shuō)明有S2-存在。因?yàn)锳gNO3溶液本身是氧化劑，也易分解，當(dāng)遇到Fe2+、S2-兩種還原性離子時(shí)更易析出單質(zhì)銀，所以不宜使用此方法檢測(cè)S2-。

在FeS的濾液中加入Na2S溶液時(shí)，能看到溶液明顯變黑，但因Na2S溶液呈弱堿性，能使Fe2+形成氫氧化物沉淀，產(chǎn)生的黑色物質(zhì)成分較復(fù)雜，所以應(yīng)回避該方法來(lái)佐證溶解平衡的移動(dòng)。

3.2 關(guān)于AgCl濁液的電導(dǎo)率（或微電流）

從理論上說(shuō)，純水中投入AgCl后，電導(dǎo)率（或微電流）的數(shù)值應(yīng)有更大增幅變化才符合兩個(gè)常數(shù)（Kw、Ksp）之間的數(shù)量級(jí)之差，但因很難獲取高純度的純水，所以這種差距被縮小了。

4 教學(xué)建議

4.1 教材分析

人教版教材《化學(xué)反應(yīng)原理》中，有關(guān)“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”一節(jié)中有兩個(gè)內(nèi)容標(biāo)題：一、Ag+和Cl-的反應(yīng)真能進(jìn)行到底嗎？二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用。從內(nèi)容上來(lái)看，主要分為難溶電解質(zhì)溶解平衡概念的建立和應(yīng)用兩部分。教材上共安排了3個(gè)實(shí)驗(yàn)，但是均出現(xiàn)在應(yīng)用部分，而在最難理解的概念建立部分卻只安排了一個(gè)“思考與交流”欄目，提供了一些電解質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)，讓學(xué)生談?wù)剬?duì)“溶”與“不溶”的理解，并結(jié)合對(duì)溶解度及反應(yīng)限度、化學(xué)平衡原理的認(rèn)識(shí)，說(shuō)明生成沉淀的離子反應(yīng)是否能真正進(jìn)行到底。筆者認(rèn)為，教材在概念建立部分存在兩個(gè)很明顯的缺陷：第一是用生成難溶物的離子之間的反應(yīng)能否進(jìn)行到底來(lái)代替難溶電解質(zhì)的溶解度小且存在溶解平衡問(wèn)題，人為地將問(wèn)題復(fù)雜化，給本就難以理解的概念增加難度。第二是缺乏必要的實(shí)驗(yàn)事實(shí)作為證據(jù)，教材上對(duì)此問(wèn)題的解釋完全是文字陳述性描述，學(xué)生只能接受。

4.2 教師通常的教學(xué)處理

教師在教學(xué)中為了解決以上問(wèn)題，通常將應(yīng)用部分的實(shí)驗(yàn)前置，以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，引發(fā)學(xué)生的思考。但是在教學(xué)研討中，教師也提出質(zhì)疑，人教版教材上的實(shí)驗(yàn)3-3、3-4、3-5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明難溶電解質(zhì)能夠少量溶解并與加入的物質(zhì)反應(yīng)生成新的物質(zhì)，但是并不能說(shuō)明難溶電解質(zhì)的溶解平衡的存在以及溶解平衡的移動(dòng)。

4.3 教學(xué)改進(jìn)建議

教學(xué)改進(jìn)的重點(diǎn)放在如何創(chuàng)設(shè)情境引發(fā)問(wèn)題、對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題提出假設(shè)和猜想、用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為證據(jù)論證假設(shè)、得出相應(yīng)的結(jié)論，也就是用探究的方式開(kāi)展學(xué)習(xí)。

4.3.1 探究AgCl的溶解平衡

為了便于說(shuō)明教學(xué)的具體環(huán)節(jié)和流程，用以下圖示表示教學(xué)過(guò)程和設(shè)計(jì)意圖（見(jiàn)圖7）。

4.3.2 探究影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的其他因素

先讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)進(jìn)行假設(shè)，影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的其他因素及其影響效果，學(xué)生根據(jù)已有的電離、水解平衡知識(shí)不難預(yù)測(cè)溫度的影響及效果。再通過(guò)實(shí)驗(yàn)1.3.4展示溫度影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的情況。

4.3.3 難溶電解質(zhì)溶解平衡的應(yīng)用重在分析過(guò)程和符號(hào)表達(dá)

概念建立后需要在應(yīng)用中加深理解，可以用人教版教材中的實(shí)驗(yàn)3-3、3-5進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，把教學(xué)的重點(diǎn)放在分析過(guò)程上和符號(hào)表達(dá)上。

4.3.4 還應(yīng)該提到易溶電解質(zhì)也存在著溶解和結(jié)晶平衡

電解質(zhì)普遍存在著溶解平衡，不同的是易溶的電解質(zhì)存在的是溶解和結(jié)晶平衡，難溶的電解質(zhì)存在的是溶解和沉淀平衡，在教學(xué)中教師指出此問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，深化對(duì)溶解平衡的理解是有幫助的。

在概念原理教學(xué)中，巧妙地創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生有邏輯地展開(kāi)思維和推理，合理的假設(shè)和預(yù)測(cè)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提供證據(jù)，得出相應(yīng)的結(jié)論，用這樣的探究學(xué)習(xí)方式優(yōu)化概念原理教學(xué)，提高學(xué)生的思維能力，是值得提倡的做法。

參考文獻(xiàn)：

[1]何彩霞.整體把握和實(shí)施觀念建構(gòu)的化學(xué)教學(xué)研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，（7）：14.

[2]張紅英.利用微電流傳感器探索水的電離[J].中國(guó)多媒體教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（1）.

綜合以上事實(shí)，說(shuō)明AgCl在水中有極少量溶解，其溶解存在動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)條件改變時(shí)平衡發(fā)生移動(dòng)。

2.3 AgCl濁液隨溫度變化的情況

采集到的數(shù)據(jù)如圖5所示，室溫時(shí)測(cè)得通過(guò)純水的微電流為6，加入AgCl后，數(shù)值立即增大至10，并且在溫度恒定時(shí)數(shù)值不變，說(shuō)明AgCl在水中有溶解，其溶解大于純水的電離，且濃度穩(wěn)定。

升高溫度后，測(cè)得通過(guò)AgCl濁液的電流逐漸增大，并且顯著超過(guò)單獨(dú)測(cè)定純水電離時(shí)的數(shù)值（見(jiàn)圖6），說(shuō)明AgCl的溶解程度也在增大；當(dāng)溫度升至濁液沸騰時(shí)，溫度不變，通過(guò)濁液的電流也穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到最大值157，超出純水最大值數(shù)倍之多，說(shuō)明此時(shí)AgCl的溶解也趨于穩(wěn)定，其溶解出的自由離子遠(yuǎn)大于純水電離出的離子。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為AgCl在水中有極少量溶解；在一定溫度下，AgCl的溶解是一種平衡狀態(tài)；升高溫度可以促進(jìn)AgCl的溶解平衡。

綜合實(shí)驗(yàn)1.3.2、實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4的結(jié)果，可以從不同角度證實(shí)難溶電解質(zhì)在水中可表現(xiàn)為：有極少量的溶解（實(shí)驗(yàn)1.3.2、實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4），存在溶解平衡（實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4），條件改變時(shí)平衡移動(dòng)（實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4）。

3 問(wèn)題討論

3.1 關(guān)于FeS

市售分析純的FeS，其含量一般在80%以上，因其在潮濕空氣中易被氧化成四氧化三鐵和硫單質(zhì)，所以取用時(shí)應(yīng)取塊狀研磨，并充分洗滌其中極少量的可溶性雜質(zhì)。

能檢出FeS溶解出的Fe2+，一是因?yàn)镕e2+與K3[Fe（CN）6]生成的深藍(lán)色物質(zhì)KFe[Fe（CN）6]極難溶（Ksp=3.3×10-41）；二是因?yàn)镕e2+與NaOH生成的Fe（OH）2在堿性環(huán)境中易被氧化，逐步形成紅褐色的難溶物Fe（OH）3（Ksp=4×10-38）。

在FeS的濾液中滴加AgNO3溶液，稍加振蕩后微微發(fā)黑，不足以說(shuō)明有S2-存在。因?yàn)锳gNO3溶液本身是氧化劑，也易分解，當(dāng)遇到Fe2+、S2-兩種還原性離子時(shí)更易析出單質(zhì)銀，所以不宜使用此方法檢測(cè)S2-。

在FeS的濾液中加入Na2S溶液時(shí)，能看到溶液明顯變黑，但因Na2S溶液呈弱堿性，能使Fe2+形成氫氧化物沉淀，產(chǎn)生的黑色物質(zhì)成分較復(fù)雜，所以應(yīng)回避該方法來(lái)佐證溶解平衡的移動(dòng)。

3.2 關(guān)于AgCl濁液的電導(dǎo)率（或微電流）

從理論上說(shuō)，純水中投入AgCl后，電導(dǎo)率（或微電流）的數(shù)值應(yīng)有更大增幅變化才符合兩個(gè)常數(shù)（Kw、Ksp）之間的數(shù)量級(jí)之差，但因很難獲取高純度的純水，所以這種差距被縮小了。

4 教學(xué)建議

4.1 教材分析

人教版教材《化學(xué)反應(yīng)原理》中，有關(guān)“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”一節(jié)中有兩個(gè)內(nèi)容標(biāo)題：一、Ag+和Cl-的反應(yīng)真能進(jìn)行到底嗎？二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用。從內(nèi)容上來(lái)看，主要分為難溶電解質(zhì)溶解平衡概念的建立和應(yīng)用兩部分。教材上共安排了3個(gè)實(shí)驗(yàn)，但是均出現(xiàn)在應(yīng)用部分，而在最難理解的概念建立部分卻只安排了一個(gè)“思考與交流”欄目，提供了一些電解質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)，讓學(xué)生談?wù)剬?duì)“溶”與“不溶”的理解，并結(jié)合對(duì)溶解度及反應(yīng)限度、化學(xué)平衡原理的認(rèn)識(shí)，說(shuō)明生成沉淀的離子反應(yīng)是否能真正進(jìn)行到底。筆者認(rèn)為，教材在概念建立部分存在兩個(gè)很明顯的缺陷：第一是用生成難溶物的離子之間的反應(yīng)能否進(jìn)行到底來(lái)代替難溶電解質(zhì)的溶解度小且存在溶解平衡問(wèn)題，人為地將問(wèn)題復(fù)雜化，給本就難以理解的概念增加難度。第二是缺乏必要的實(shí)驗(yàn)事實(shí)作為證據(jù)，教材上對(duì)此問(wèn)題的解釋完全是文字陳述性描述，學(xué)生只能接受。

4.2 教師通常的教學(xué)處理

教師在教學(xué)中為了解決以上問(wèn)題，通常將應(yīng)用部分的實(shí)驗(yàn)前置，以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，引發(fā)學(xué)生的思考。但是在教學(xué)研討中，教師也提出質(zhì)疑，人教版教材上的實(shí)驗(yàn)3-3、3-4、3-5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明難溶電解質(zhì)能夠少量溶解并與加入的物質(zhì)反應(yīng)生成新的物質(zhì)，但是并不能說(shuō)明難溶電解質(zhì)的溶解平衡的存在以及溶解平衡的移動(dòng)。

4.3 教學(xué)改進(jìn)建議

教學(xué)改進(jìn)的重點(diǎn)放在如何創(chuàng)設(shè)情境引發(fā)問(wèn)題、對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題提出假設(shè)和猜想、用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為證據(jù)論證假設(shè)、得出相應(yīng)的結(jié)論，也就是用探究的方式開(kāi)展學(xué)習(xí)。

4.3.1 探究AgCl的溶解平衡

為了便于說(shuō)明教學(xué)的具體環(huán)節(jié)和流程，用以下圖示表示教學(xué)過(guò)程和設(shè)計(jì)意圖（見(jiàn)圖7）。

4.3.2 探究影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的其他因素

先讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)進(jìn)行假設(shè)，影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的其他因素及其影響效果，學(xué)生根據(jù)已有的電離、水解平衡知識(shí)不難預(yù)測(cè)溫度的影響及效果。再通過(guò)實(shí)驗(yàn)1.3.4展示溫度影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的情況。

4.3.3 難溶電解質(zhì)溶解平衡的應(yīng)用重在分析過(guò)程和符號(hào)表達(dá)

概念建立后需要在應(yīng)用中加深理解，可以用人教版教材中的實(shí)驗(yàn)3-3、3-5進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，把教學(xué)的重點(diǎn)放在分析過(guò)程上和符號(hào)表達(dá)上。

4.3.4 還應(yīng)該提到易溶電解質(zhì)也存在著溶解和結(jié)晶平衡

電解質(zhì)普遍存在著溶解平衡，不同的是易溶的電解質(zhì)存在的是溶解和結(jié)晶平衡，難溶的電解質(zhì)存在的是溶解和沉淀平衡，在教學(xué)中教師指出此問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，深化對(duì)溶解平衡的理解是有幫助的。

在概念原理教學(xué)中，巧妙地創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生有邏輯地展開(kāi)思維和推理，合理的假設(shè)和預(yù)測(cè)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提供證據(jù)，得出相應(yīng)的結(jié)論，用這樣的探究學(xué)習(xí)方式優(yōu)化概念原理教學(xué)，提高學(xué)生的思維能力，是值得提倡的做法。

參考文獻(xiàn)：

[1]何彩霞.整體把握和實(shí)施觀念建構(gòu)的化學(xué)教學(xué)研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，（7）：14.

[2]張紅英.利用微電流傳感器探索水的電離[J].中國(guó)多媒體教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（1）.

綜合以上事實(shí)，說(shuō)明AgCl在水中有極少量溶解，其溶解存在動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)條件改變時(shí)平衡發(fā)生移動(dòng)。

2.3 AgCl濁液隨溫度變化的情況

采集到的數(shù)據(jù)如圖5所示，室溫時(shí)測(cè)得通過(guò)純水的微電流為6，加入AgCl后，數(shù)值立即增大至10，并且在溫度恒定時(shí)數(shù)值不變，說(shuō)明AgCl在水中有溶解，其溶解大于純水的電離，且濃度穩(wěn)定。

升高溫度后，測(cè)得通過(guò)AgCl濁液的電流逐漸增大，并且顯著超過(guò)單獨(dú)測(cè)定純水電離時(shí)的數(shù)值（見(jiàn)圖6），說(shuō)明AgCl的溶解程度也在增大；當(dāng)溫度升至濁液沸騰時(shí)，溫度不變，通過(guò)濁液的電流也穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到最大值157，超出純水最大值數(shù)倍之多，說(shuō)明此時(shí)AgCl的溶解也趨于穩(wěn)定，其溶解出的自由離子遠(yuǎn)大于純水電離出的離子。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為AgCl在水中有極少量溶解；在一定溫度下，AgCl的溶解是一種平衡狀態(tài)；升高溫度可以促進(jìn)AgCl的溶解平衡。

綜合實(shí)驗(yàn)1.3.2、實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4的結(jié)果，可以從不同角度證實(shí)難溶電解質(zhì)在水中可表現(xiàn)為：有極少量的溶解（實(shí)驗(yàn)1.3.2、實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4），存在溶解平衡（實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4），條件改變時(shí)平衡移動(dòng)（實(shí)驗(yàn)1.3.3和實(shí)驗(yàn)1.3.4）。

3 問(wèn)題討論

3.1 關(guān)于FeS

市售分析純的FeS，其含量一般在80%以上，因其在潮濕空氣中易被氧化成四氧化三鐵和硫單質(zhì)，所以取用時(shí)應(yīng)取塊狀研磨，并充分洗滌其中極少量的可溶性雜質(zhì)。

能檢出FeS溶解出的Fe2+，一是因?yàn)镕e2+與K3[Fe（CN）6]生成的深藍(lán)色物質(zhì)KFe[Fe（CN）6]極難溶（Ksp=3.3×10-41）；二是因?yàn)镕e2+與NaOH生成的Fe（OH）2在堿性環(huán)境中易被氧化，逐步形成紅褐色的難溶物Fe（OH）3（Ksp=4×10-38）。

在FeS的濾液中滴加AgNO3溶液，稍加振蕩后微微發(fā)黑，不足以說(shuō)明有S2-存在。因?yàn)锳gNO3溶液本身是氧化劑，也易分解，當(dāng)遇到Fe2+、S2-兩種還原性離子時(shí)更易析出單質(zhì)銀，所以不宜使用此方法檢測(cè)S2-。

在FeS的濾液中加入Na2S溶液時(shí)，能看到溶液明顯變黑，但因Na2S溶液呈弱堿性，能使Fe2+形成氫氧化物沉淀，產(chǎn)生的黑色物質(zhì)成分較復(fù)雜，所以應(yīng)回避該方法來(lái)佐證溶解平衡的移動(dòng)。

3.2 關(guān)于AgCl濁液的電導(dǎo)率（或微電流）

從理論上說(shuō)，純水中投入AgCl后，電導(dǎo)率（或微電流）的數(shù)值應(yīng)有更大增幅變化才符合兩個(gè)常數(shù)（Kw、Ksp）之間的數(shù)量級(jí)之差，但因很難獲取高純度的純水，所以這種差距被縮小了。

4 教學(xué)建議

4.1 教材分析

人教版教材《化學(xué)反應(yīng)原理》中，有關(guān)“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”一節(jié)中有兩個(gè)內(nèi)容標(biāo)題：一、Ag+和Cl-的反應(yīng)真能進(jìn)行到底嗎？二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用。從內(nèi)容上來(lái)看，主要分為難溶電解質(zhì)溶解平衡概念的建立和應(yīng)用兩部分。教材上共安排了3個(gè)實(shí)驗(yàn)，但是均出現(xiàn)在應(yīng)用部分，而在最難理解的概念建立部分卻只安排了一個(gè)“思考與交流”欄目，提供了一些電解質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)，讓學(xué)生談?wù)剬?duì)“溶”與“不溶”的理解，并結(jié)合對(duì)溶解度及反應(yīng)限度、化學(xué)平衡原理的認(rèn)識(shí)，說(shuō)明生成沉淀的離子反應(yīng)是否能真正進(jìn)行到底。筆者認(rèn)為，教材在概念建立部分存在兩個(gè)很明顯的缺陷：第一是用生成難溶物的離子之間的反應(yīng)能否進(jìn)行到底來(lái)代替難溶電解質(zhì)的溶解度小且存在溶解平衡問(wèn)題，人為地將問(wèn)題復(fù)雜化，給本就難以理解的概念增加難度。第二是缺乏必要的實(shí)驗(yàn)事實(shí)作為證據(jù)，教材上對(duì)此問(wèn)題的解釋完全是文字陳述性描述，學(xué)生只能接受。

4.2 教師通常的教學(xué)處理

教師在教學(xué)中為了解決以上問(wèn)題，通常將應(yīng)用部分的實(shí)驗(yàn)前置，以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，引發(fā)學(xué)生的思考。但是在教學(xué)研討中，教師也提出質(zhì)疑，人教版教材上的實(shí)驗(yàn)3-3、3-4、3-5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明難溶電解質(zhì)能夠少量溶解并與加入的物質(zhì)反應(yīng)生成新的物質(zhì)，但是并不能說(shuō)明難溶電解質(zhì)的溶解平衡的存在以及溶解平衡的移動(dòng)。

4.3 教學(xué)改進(jìn)建議

教學(xué)改進(jìn)的重點(diǎn)放在如何創(chuàng)設(shè)情境引發(fā)問(wèn)題、對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題提出假設(shè)和猜想、用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為證據(jù)論證假設(shè)、得出相應(yīng)的結(jié)論，也就是用探究的方式開(kāi)展學(xué)習(xí)。

4.3.1 探究AgCl的溶解平衡

為了便于說(shuō)明教學(xué)的具體環(huán)節(jié)和流程，用以下圖示表示教學(xué)過(guò)程和設(shè)計(jì)意圖（見(jiàn)圖7）。

4.3.2 探究影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的其他因素

先讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)進(jìn)行假設(shè)，影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的其他因素及其影響效果，學(xué)生根據(jù)已有的電離、水解平衡知識(shí)不難預(yù)測(cè)溫度的影響及效果。再通過(guò)實(shí)驗(yàn)1.3.4展示溫度影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的情況。

4.3.3 難溶電解質(zhì)溶解平衡的應(yīng)用重在分析過(guò)程和符號(hào)表達(dá)

概念建立后需要在應(yīng)用中加深理解，可以用人教版教材中的實(shí)驗(yàn)3-3、3-5進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，把教學(xué)的重點(diǎn)放在分析過(guò)程上和符號(hào)表達(dá)上。

4.3.4 還應(yīng)該提到易溶電解質(zhì)也存在著溶解和結(jié)晶平衡

電解質(zhì)普遍存在著溶解平衡，不同的是易溶的電解質(zhì)存在的是溶解和結(jié)晶平衡，難溶的電解質(zhì)存在的是溶解和沉淀平衡，在教學(xué)中教師指出此問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，深化對(duì)溶解平衡的理解是有幫助的。

在概念原理教學(xué)中，巧妙地創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生有邏輯地展開(kāi)思維和推理，合理的假設(shè)和預(yù)測(cè)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提供證據(jù)，得出相應(yīng)的結(jié)論，用這樣的探究學(xué)習(xí)方式優(yōu)化概念原理教學(xué)，提高學(xué)生的思維能力，是值得提倡的做法。

參考文獻(xiàn)：

[1]何彩霞.整體把握和實(shí)施觀念建構(gòu)的化學(xué)教學(xué)研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，（7）：14.

[2]張紅英.利用微電流傳感器探索水的電離[J].中國(guó)多媒體教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（1）.