景慎濤

【摘要】沉淀溶解平衡作為高中化學的重要教學板塊，具有難度高、影響因素多以及變形靈活等多維度的特點，課程內容的復雜性使得部分學生對沉淀溶解平衡計算方面存在理解偏差，難以應用溶度積常數(shù)來解決實際化學反應問題。本文以此為立足點，對當前此板塊內容學習現(xiàn)狀進行闡述，并以實際例題為依托，提出了幾點優(yōu)化教學的可行性建議。

【關鍵詞】高中化學 沉淀溶解 平衡計算

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）15-0242-02

難溶電解質的溶解平衡作為高中化學教材的重要學習內容，與化學平衡、電離平衡與水解平衡并稱為化學學科四大平衡體系，其廣泛的學科實踐價值、理論價值促使相關教學人員采用更為便捷有效的施教手段進行多維度培育。相關調查結果顯示，當前學生在理解化學沉淀溶解平衡板塊內容方面主要存在不足：第一，難溶物與不溶物的概念混淆，對難溶物飽和溶液中的分子和離子種類存在一定的認知偏差；第二，難溶物溶解平衡機理混淆，對各階段反應步驟方程式缺乏深層次理解；第三，實踐實驗操作能力欠缺，只限制于理論知識層面，對難溶物的溶液微觀形成過程機制理解欠缺。相關化學教學人員應該以新課程標準理念為出發(fā)點，深入解讀教材相關概念，以化學實驗為基礎，通過實驗設計證明來多維度論證難溶物電解平衡的運行機制。

一、設置電離平衡常數(shù)，精準計算平衡狀態(tài)溶質濃度

難溶物溶解平衡時溶質濃度的計算是此板塊內容的重難點，需要學生在掌握基礎理論計算的基礎上對不同溶解平衡狀態(tài)下的各類溶質濃度進行計算，并借助平衡常數(shù)的多個變形表達式進行合理拓展計算。以碘化鉛（PbI2）的沉淀溶解平衡常數(shù)與濃度時，首先應列出碘化鉛的解離表達式，即：PbI2?Pb2++2I-，當Pb2+與I-的濃度與碘化鉛固體的溶解達到平衡狀態(tài)時，即V（溶解）=V（沉淀）時，可視為此反應達到沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時（假設為25℃）的溶度積（Ksp）的計算式為Ksp=【Pb2+】【I-】=7.1×10-9mol/L3，因難溶物的溶度積常數(shù)只與溫度有關，故計算關于碘化鉛的其余溶質濃度時可利用此平衡常數(shù)進行合理延伸。

二、正確認識影響沉淀溶解平衡的各類因素

相關教學管理人員應該以沉淀平衡表達式為基本計算式，通過設計一系列相關實驗來測定其余外界因素對沉淀溶解平衡的影響。大體來講，影響沉淀溶解平衡過程的有三大類因素：第一，溫度。溫度作為影響沉淀溶解平衡常數(shù)的唯一因素，在一般情況下，升高溫度有助于促進沉淀溶解，促進平衡常數(shù)的增加；第二，濃度。對于大多數(shù)難溶物質，加水稀釋可促進其向溶解方向進行移動，從而有助于整體溶解平衡的向右進行；第三，加入一定量的反應體系中的已有離子或可與已有離子反應的物質，可促進整個反應體系的正向或逆向移動。如在計算氯化銀（AgCl）的沉淀平衡濃度時，保持溫度不變，通入HCl或加入NaBr等物質可分別促進反應體系的逆向移動或正向移動，影響平衡狀態(tài)時各離子的最終濃度；第四，pH值的影響。以氫氧化銅懸濁液體系為例，氫氧化銅作為難溶物的一種，在一定溫度條件下存在以下平衡，即：Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+2OH-（aq），在25℃條件下，反應體系的平衡常數(shù)為Ksp=c（Cu2+）×c2（OH-）=2×10-20mol/L3，在此板塊教學過程中可通過改變以下三方面的反應條件來提升學生對沉淀溶解平衡的深層次認知：第一，已知特定硫酸銅溶液中的銅離子濃度為0.02mol/L，如果要生成氫氧化銅沉淀，應將整個反應體系的pH調成多大數(shù)值？在解此類題的過程中，應該認識到氫氧根的濃度既能作為反應體系pH的相關表征又能作為溶解出的離子來構建整個沉淀溶解過程。以此為基礎，在保持體系溫度不變的前提下，應用沉淀溶解平衡常數(shù)（2×10-20mol/L3）÷銅離子濃度（0.02mol/L），再進行開方運算，從而得出溶液的pH值；

三、明確多種物質存在體系的沉淀生成機制

離子的濃度熵與濃度積（Ksp）之間的關系符合溶度積規(guī)則，即當Qc>Ksp時，溶液處于過飽和狀態(tài)，反應失衡且析出一定量的沉淀物；當Qc=Ksp時，整個反應體系的沉淀溶解過程處于平衡狀態(tài)，此時溶液為飽和溶液；當QcKsp時，等式右側的離子才會生成沉淀并促進逆向反應的進行，經計算可知，兩種溶液等體積混合后，c（Ag+）=2×10-3mol/L，c（Cl-）=2×10-3mol/L，Qc=【Ag+】【Cl-】=4.0×10-6mol2/L2>1.8×10-10mol2/L2，故此時有沉淀物析出。此種計算方式作為一種常規(guī)解題思路，能夠有效貫穿于整個溶度積常數(shù)計算過程中，同時，應注意在計算離子濃度時，當溶液中剩余離子即平衡離子濃度≤10-5mol/L時，即可認為此種特定離子已經沉淀完全或離子已經得到有效去除。

四、結語

總之，高中化學課程的深沉溶解內容比較抽象，在進行深沉溶解實驗和相關試題的解答時，影響的因素比較多，難度也比較大。雖然多數(shù)學生對深沉溶解平衡計算存在偏差，但是本文主要從設置電離平衡常數(shù)，精準計算平衡狀態(tài)溶質濃度，正確認識影響沉淀溶解平衡的各類因素和明確多種物質存在體系的沉淀生成機制3方面對深沉溶解平衡計算做了分析，通過一些實例對學生在概念混淆、溶解機理混淆和實際操作能力弱等學習中的不足做了優(yōu)化設計，使四大平衡體系中的高中化學深沉溶解體系內容更豐富，更利于學生理解，更能實現(xiàn)其科學實踐價值。希望廣大高中化學教師在教學改革背景的督促下，能以新課程標準為基礎，在深入理解教材的基礎上，培養(yǎng)學生的實踐操作能力，通過實踐讓學生快速理解深沉溶解內容的涵義，以增強學生學習效果。

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