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1、对沉淀溶解平衡中几个问题的探讨邢玉珠（陕西省西安市第一中学 710082）摘要：简述沉淀溶解平衡教学过程中的几点疑问，通过进一步探讨做出合理解释。 人教版化学反应原理难溶电解质溶解平衡一节是高中化学新增加的内容。在实施新课标的省市高考中是个热点内容。在教学过程中发现教材中有几个知识点学生容易迷惑，需进一步探讨。一、沉淀溶解平衡的关系式是否准确？沉淀溶解平衡的原理是针对难溶电解质而言的，其状态为形成饱和溶液，特征是固体溶解的速率和离子沉积的速率相等，固体的质量和离子的浓度不再发生变化，属于动态平衡。以 AgCl 为 例 其 溶解平衡关系式可以表示为： AgCl(s) Ag+（ aq） + Cl-
2、（ aq）学生常见疑问 1、对溶解的溶质为什么都以离子来表示？会不会有以分子态存在的？若有，以上表达式则就不能成立？由于刚刚学完弱电解质的电离，学生提出这样的问题非常自然。这里一定要加以说明它表达的是难溶强电解质而不是所有的难溶电解质。强电解质溶解的部分，就应是完全电离开以水合离子存在的。这里讨论的对象都认为是强电解质。包括相关的计算问题都是以溶解部分完全电离为前提。学生常见疑问 2、既然饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，平衡体系中应该是各相共存的，关系式中显示有未溶解的 AgCl 固 体 ，可 为何饱和溶液中看不见未 溶 解 固 体 ？ 这里一定要加以说明，有固体物质肉眼不一定就能看见混浊，因是极
3、少量的固体。肉眼是看不出来的。通常当每毫升含约 10-5克固体时才会使水溶液混浊。A gCl 在 室 温 时 溶 解 度 为 0.000192g100gH2O， 在 其 饱 和 溶 液 中 存 在 沉淀 溶 解 平 衡 ， 但 AgCl 的 浓 度 最 大 为 0.00000192gmL， 小 于 肉 眼 可 见 的 混 浊 范 围 ， 因而 看 不 出 未 溶 解 固 体 。二、沉淀只能从溶解度小的转化为溶解度更小的吗？ 在人教版教科书中 本节实验 34 是将 AgCl 逐步转化为 AgI 和 Ag2S，实验 35 是将Mg(OH)2转化为 Fe(OH)3，之后“思考与交流”的第 2 个问题
4、是“如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果?”教师教学用书给出的答案是“颠倒操作步骤，转化不会发生。沉淀只能从溶解度小的转化为溶解度更小的。”这样的答案学生仍然难以理解， “沉淀是否只能从溶解度小的转化为溶解度更小的”。比如：溶度积小的硫酸钡是否可以转变溶度积大的碳酸钡？下面就这一问题进行定量讨论。二者的溶度积常数Ksp(BaSO4)1.110 -10 Ksp(BaCO3)2.610 -9 BaS04+ CO32-= BaCO3+SO42- KKsp(BaSO 4)/Ksp(BaCO3)0.042平衡常数较小，但按照浓度商规则，当溶液中硫酸根的浓度与碳酸根的浓度
5、的比值小于0.042 时，也就是碳酸根的浓度在硫酸根浓度的 23.8 倍以上，反应就会向右进行。饱和的硫酸钡溶液中，可知硫酸根的浓度为根号下 1.110-101.0510 -5 它的 24 倍是2.510-4mol/L。若用溶解度较大的碳酸钠，碳酸根浓度可以远大于此数值（在该数值一万倍以上），因此这个反应可以进行得很完全。只要加入足够的碳酸钠，保证碳酸根的浓度始终在 2.510-4mol/L 之上，反应就会持续地进行，最终硫酸钡全部转变为碳酸钡。硫酸钡白色沉淀外观上没有变化，但是沉淀的成分已经逐渐变成碳酸钡了。新课标教材增加了简单的沉淀转化的内容，只是讲了向更难溶解的沉淀方向进行，而没有说明通
6、过增大反应物浓度可以使得平衡右移。沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，从溶解度小的转化为溶解度更小的容易发生，但在一定条件下，也能实现从溶解度小的向溶解度大的方向转化。 三、不溶于水的弱碱为何在酸性条件下可以存在？本节常见习题：现有一溶液中铜离子的浓度和铁离子的浓度均为 O.1 molL-1，如何调节 pH 才能除去硫酸铜溶液中的铁离子？（已知氢氧化铜的 Ksp=2.210-20,氢氧化铁的Ksp=1.610-39，当离子浓度小于 1.010-5 molL-1，就可认为该离子已沉淀完全）我们在学习沉淀溶解平衡前，学生一直认为酸与碱混合一定会发生酸碱中和反应，现在碱不但可以在酸溶液中存在，而且
7、 pH 不同，存在情况还会发生改变。为什么不溶于水的弱碱在酸性条件下可以存在？并且调节 pH 转化为沉淀的离子也不同，下面通过计算习题来进行解释解析：对于氢氧化铜来说，K sp=c(Cu2+)c2(OH)=2.210-20，而铜离子开始沉淀时c(Cu2+)=O.1 molL-1则 c(OH)=4.710-10 molL-1即 pH=4.7；铜离子完全沉淀时 c(Cu2+)=1.010-5 molL-1则 c(OH)=4.710-8 molL-1，即 pH=6.7。对于氢氧化铁来说，K sp=c(Fe3+)c3(OH)=1.610-39，而铁离子开始沉淀时 c(Fe3+)=O.1 molL-1则
8、 c(OH)=2.510-13 molL-1即 pH=1.4；铁离子完全沉淀时 c(Fe3+)=1.010-5 molL-1则 c(OH)=4.710-10 molL-1，即 pH=2.7。从理论上说，当 pH=2.7 时，铁离子已完全沉淀，而当 pH=4.7 时，铜离子才开始转化为沉淀。因此，在实际操作中常调节 pH 到 34 就可以除去硫酸铜溶液中的铁离子。 由此可以充分理解：酸与碱混合不一定会发生酸碱中和反应，不溶于水的弱碱可以在酸性溶液中存在。参考文献1 无机化学人民教育出版社 1981 年第 1 版2 沉淀溶解平衡导学练储开桂中学化学哈尔滨师范大学出版社 2009、93 中华人民共和国教育部普通高中课程标准(实验稿) 人民教育出版社 2007.6作者简介：邢玉珠 1994 年毕业于陕西师范大学，中学一级教师，在西安市一中担任高中化学教学工作 16 年。联系电话 13891911726
