淺談實驗在“沉淀溶解平衡”教學的應用

崔猛

摘 要：化學概念的抽象性和高度概括性給學生學習帶來了很大障礙，利用“宏觀”實驗教學手段，可以讓抽象的化學概念在教學過程中形象化、直觀化，可以在使學生獲得深刻印象的基礎上引導學生思考“宏觀現象背后的客觀本質”。

關鍵詞：化學實驗;沉淀溶解平衡

一教學思路

概念是人們對事物本質屬性的認識，是邏輯思維的最基本單元。這一特點決定了概念不是教師“講”出來的，而是學生通過親身體會具體事實并加以邏輯思考建構出來的，教師的作用只能是也必須是設計認識概念的教學過程，化學實驗通常是很好的載體。

魯科版《化學反應原理》“沉淀溶解平衡”第一課時教學內容當中，只有教材90頁的“觀察.思考”一個實驗;它只能說明能溶解進而產生，無法表明沉淀溶解存在平衡關系，不足以幫助學生形成“沉淀溶解平衡”的普遍性認識，不利于學生熟練地運用“沉淀溶解平衡”原理分析和解決實際問題。如何使難溶物質的沉淀、溶解微觀過程全面地、“宏觀可視”地展現在學生眼前？實驗引領是建立難溶物質的沉淀溶解平衡關系的有效途徑。

二教學過程

（一）實驗展示“沉淀溶解平衡”過程

[小組實驗1]取少量固體置于試管中，向其加入適量蒸餾水，振蕩，靜置，取上層清液置于另一試管中，加入0.1mol/L溶液，觀察現象。

[學生匯報]不溶于水，另一試管中產生深灰色沉淀。

[任務]深灰色沉淀應該是什么？試分析產生該沉淀的原因。

[網絡信息]碘化鉛：黃色固體，難溶于水;硫化鉛：黑色固體，不溶于水。

[學生匯報]深灰色物質是硫化鉛。

[追問]說明真的完全不溶嗎？

[學生]有少量溶解，溶液中存在溶解過程。

[追問]只有溶解過程嗎？

[學生]觀察最初的試管，發現仍然有大量的剩余，說明不止有溶解過程。

[追問]那還有什么過程？

[學生]形成沉淀的過程。

[總結]實驗說明能夠少量溶解。溶液中除了有溶解過程外，還有和結合生成難溶的的過程，即溶液存在溶解和沉淀可逆過程。沉淀與溶解在一定程度下可以達到平衡狀態。

設計意圖：科學概念的形成是有過程的。在學習“沉淀溶解平衡”之前，學生對離子反應、化學平衡已有較好的認識，這種認識就是學生的前概念，是“沉淀溶解平衡”的教學基礎。當學生還未建立起“沉淀溶解平衡”概念時，難溶物質溶解解離與上層清液中離子結合沉淀的可逆情境是很難想象的;所以教師的問題只能從他們的認知出發，設計實驗順應知識本身邏輯和學生思維邏輯，展示“沉淀溶解平衡”過程可逆性。

（二）實驗反證“沉淀溶解平衡”特征

[提問]沉淀溶解平衡與我們之前所學其他平衡的原理是否相似？有哪些特征？

[學生]逆、等、動、定、變。

[任務]請解釋你的說法。

[學生]等是指沉淀速率等于溶解速率;動是指動態平衡;定是指平衡狀態下，各離子的濃度不再變化;變是指外界條件發生改變，原有平衡被打破，平衡發生移動。

[討論]哪些外界因素會影響沉淀的溶解平衡呢？請以為例設計實驗方案證明。

[方案1]離子濃度對平衡產生影響;向溶液中加稀鹽酸，沉淀溶解。

[方案2]溫度對平衡產生影響;將濁液加熱，固體繼續溶解。

[評析]方案1可操作性大，現象會較明顯。方案2實驗現象不一定明顯。

[實驗]取0.1mol/L溶液置于試管中，再向其中加入0.1mol/L溶液，出現白色沉淀，向溶液中加稀鹽酸，白色沉淀消失。將濁液加熱，沉淀幾乎不變。

[結論]減少產物的濃度使平衡朝正方向移動;升高溫度使平衡向正方向移動，溶解過程吸熱。（有些物質的溶解過程會放熱，加熱會使溶解過程逆向進行，比如氫氧化鈣）

[設計意圖]：用實驗事實促使學生形成感性認識，并在感性認識過程中不斷升華，是解決學生理性思考難溶物質“沉淀溶解平衡”微觀本質的有效手段。

[案例分析]你能解釋溶洞的形成嗎？

[學生]石灰巖的成分是碳酸鈣，是一種難溶物質，在流水作用下不斷溶解，在溫度、二氧化碳等外界條件影響下，平衡向正方向移動，加速溶解，幾千年就形成了溶洞景觀。

[總結]物質的沉淀和溶解存在動態平衡，沉淀溶解平衡是一種普遍現象。

三教學后的反思

化學課堂教學中，宏觀的實驗現象最能讓學生接受，也最能引發學習興趣，但微粒世界的學習往往會使學生感到困難和困惑。若課堂中僅憑著想象進行講解和推導，不僅因為學生個體差異難以實現且易引起學生思維疲勞。在教學中巧妙地設計實驗，將微觀世界的變化用宏觀的手段或現象展現出來，讓學生真實感知肉眼無法觀察到的微觀世界，是幫助學生建構化學概念，認清概念微觀本質的有效途徑?；瘜W概念是用簡練的語言高度概括出來的，常包括定義、原理、反應規律等?；瘜W概念學習需要建立在科學事實基礎上，通過深刻理解并抽象形成自己的觀念。因此，直接作用于感官的真實實驗有助于學生形成思維，加深對化學概念的理解。在化學概念教學中，堅持直觀、生動的化學實驗的引領作用，不僅符合概念形成的規律和概念教學的原則，而且能使抽象難懂的化學概念變得直觀形象具體，學生對概念原理的理解就會更充分、透徹。