化学教与学 2018年第 5期
一、设计思想
“难溶电解质的溶解平衡”是人教版化学选修 4
《化学反应原理》第三章第 4 节的内容，是在化学平衡
基础上对水溶液中的一种离子平衡的讨论。在此之
前学生已经学习了化学平衡、弱电解质的电离平衡、
水的电离平衡、盐类的水解平衡等知识，已经能从化
学平衡的角度对弱电解质的电离、水的电离、盐类的
水解等化学问题进行分析，并初步形成了从化学平衡
的角度分析问题、理解问题的能力。
本节课是翻转课堂教学模式的一次尝试。在课
前我们录制了三个视频，分别介绍了沉淀溶解平衡的
概念、溶度积常数和溶度积常数的应用，视频中涉及
的基础知识由学生在课前学习掌握。在课堂教学中，
主要通过对自来水中 Cl
-
的检验、自来水中 Cl
-
的测定、
水垢的处理等三个实例中若干问题（表 1）的讨论，引
导学生应用难溶电解质的溶解平衡的基本知识理解
沉淀的生成、沉淀的转化和沉淀的溶解等问题，培养
学生综合应用多方面知识处理问题的能力。
“难溶电解质的溶解平衡”教学实录与反思
王延广
（金陵中学 江苏 南京 210005）
摘要：本节课通过对自来水中 Cl
-
的检验、自来水中 Cl
-
的测定、水垢的处理等三个实例中若干问题的讨论，引导学生应用
难溶电解质的溶解平衡的基本知识分析沉淀的生成、沉淀的转化和沉淀的溶解等问题，并在讨论中培养学生综合应用知
识处理实际问题的能力。
关键词：沉淀溶解平衡；沉淀的生成；沉淀的转化；沉淀的溶解；溶度积常数
文章编号：1008-0546（2018）05-0044-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.05.012
三个化学实例
1. 自来水中Cl
-
的检验
2. 自来水中Cl
-
的测定
3. 水垢的处理
课堂上讨论的问题
1. 如何检验自来水中的Cl
-
？
2. 自来水中Cl
-
的含量约为18～30ppm（1ppm 即1mg/L）。向5mL自来水中滴加
1滴 0.05mol/L AgNO
3
溶液能产生沉淀吗？
3. 如何测定水中Cl
-
的含量？
4. K
2
CrO
4
溶液为什么能用作为AgNO
3
溶液滴定Cl
-
的指示剂？
5. 在用AgNO
3
溶液滴定Cl
-
的过程中溶液为什么要控制在中性或弱碱性（pH=
6.5~10）？
6. 水垢的主要成分为CaCO
3
、Mg(OH)
2
、CaSO
4
等，如何处理水垢？
7. 能将更难溶的BaSO
4
转化成难溶的BaCO
3
吗？
问题指向的目标
沉淀的生成
沉淀的转化和沉淀
的先后顺序
沉淀的转化和沉淀
的溶解
二、教学目标
运用平衡移动的观点分析沉淀的生成、转化和溶
解；使用溶度积常数（K
sp
）、离子积（Q
c
）对沉淀的生成、沉
淀的转化和沉淀的溶解进行理论分析；通过自来水中
Cl
-
的测定、水垢的处理等问题的讨论，体会沉淀溶解平
衡在生产生活中的应用，激发学生学习化学的热情。
三、教学实录
环节一：讨论自来水中 Cl
-
的定性检验，理解沉淀
的生成
【引课】（从实验室水龙头中取约 5mL 自来水置于
大试管中，同时讲述）因为要杀菌消毒，我们会向自来
水中通入一定量的 Cl
2
，这就导致自来水中会有少量
的Cl
-
。如何检验自来水中的Cl
-
？
【学生】使用AgNO
3
溶液。
设计意图：Cl
-
的检验是学生比较熟悉的知识，从
学生日常生活中常见的物质和熟悉的知识出发，引起
学生的学习动机。
【演示实验 1】向盛有 5mL 自来水的大试管中滴加
·课堂教学研究·
表1 实例及问题
—— 44
化学教与学 2018年第 5期
1~2滴AgNO
3
溶液，振荡，观察现象。
【学生】无明显现象。
设计意图：基于已有的知识背景，学生预期试管
中会产生白色 AgCl沉淀。在本实验中，教师通过控制
AgNO
3
溶液的浓度，使得反应开始时沉淀现象不明
显，与学生的预期产生冲突，引起学生的学习动机。
【教师】没有出现沉淀的可能原因是什么？
【学生】思考后回答：可能是自来水中 Cl
-
浓度太
小。
【教师】若自来水中 Cl
-
的含量约为 18～30ppm
（1ppm即1mg/L）。向5mL自来水中，滴加1滴0.05mol/L
AgNO
3
溶液。能出现 AgCl 沉淀吗？（已知 K
sp
(AgCl)＝
1.8×10
-10
，一滴溶液的体积约为0.05mL。）
【学生】（计算出 Q
c
，比较 Q
c
和 K
sp
的相对大小，讨
论）Q
c
>K
sp
，可以产生AgCl沉淀。
设计意图：使学生熟悉应用 K
sp
和 Q
c
之间的关系
判断沉淀溶解平衡移动方向。从理论计算结果和实
验结果的冲突引出浓度对反应速率的影响，启发学生
综合考虑问题。
【演示实验 1】再次观察上述演示实验的现象。（部
分学生可能会因为距离远而观察不到沉淀的现象。
若学生仍不能观察到现象，可用激光笔照射体系，观
察丁达尔效应。）
【学生】看到丁达尔效应。
【教师】在上述实验中不是不能产生沉淀，而是产
生沉淀的速率比较慢。原因是反应体系中 Cl
-
和 Ag
+
的浓度都比较小。
设计意图：在前面的课程中学习 Cl
-
的检验时，是
不考虑 AgNO
3
溶液的浓度的。在选修 4第二章中学生
已经系统学习了化学反应速率的知识，掌握了反应物
浓度对化学反应速率的影响。通过这个实验的设计
和对结果的讨论启发学生综合考虑沉淀的生成和沉
淀反应速率等知识，体会解决实际问题的复杂性。
环节二：讨论自来水中 Cl
-
的测定，理解沉淀的转
化
【教师】如何测定自来水中氯离子的含量？
【学生】（思考，讨论，总结测定方案。）用已知浓度
的AgNO
3
溶液滴定一定体积的自来水。
设计意图：在选修 4 化学反应原理第三章第二节
中刚刚学习过酸碱中和滴定，同时前面演示实验中定
性检验 Cl
-
时又使用了 AgNO
3
溶液，所以学生比较容易
想到滴定的方法。若有同学提出测定 AgCl 质量的方
法，教师可以就此和学生讨论重量法的不合理之处。
【教师】在酸碱中和滴定知识的学习中，我们知道
滴定过程需要指示剂。如果用 AgNO
3
溶液滴定 Cl
-
，一
样需要指示剂。化学工作者已经帮助我们选出了一
种指示剂，就是 K
2
CrO
4
溶液。K
2
CrO
4
溶液为什么能用
作为AgNO
3
溶液滴定Cl
-
的指示剂？
【学生】思考，讨论。
【教师】作为指示剂要满足的一些要求：（1）能和
Ag
+
反应产生明显的有别于 Ag
+
和 Cl
-
反应的现象。（2）
在Cl
-
完全沉淀后与Ag
+
反应。
设计意图：在酸碱中和滴定中学生已经学习过酚
酞、甲基橙等指示剂的使用，故不难理解作为滴定指
示剂需要满足的一些要求。
【分组实验 1】取1mL 0.1mol/L K
2
CrO
4
溶液置于小
试管中，向其中滴加0.05mol/L AgNO
3
溶液，观察现象。
【学生】生成（砖）红色沉淀。
【教师】CrO
4
2-
和Ag
+
反应生成砖红色Ag
2
CrO
4
沉淀，
有别于 AgCl 白色沉淀。若已知 K
sp
(AgCl)＝1.8×10
-10
，
K
sp
(Ag
2
CrO
4
)＝2.0×10
-12
，CrO
4
2-
为什么在 Cl
-
后与 Ag
+
反
应？
【学生】由 Ag
2
CrO
4
的 K
sp
计算饱和 Ag
2
CrO
4
溶液中
Ag
+
的浓度（饱和 AgCl 溶液的浓度计算在课前视频中
已涉及），并由此说明沉淀反应的先后顺序。
【教师】总结：CrO
4
2-
在Cl
-
之后和 Ag
+
反应产生砖红
色沉淀，可以用作AgNO
3
溶液滴定Cl
-
的指示剂。
【教师】在实际测量过程中锥形瓶中溶液要控制
在中性或弱碱性（pH=6.5~10），为什么？
【学生】思考后回答：若 pH 太大，容易产生 AgOH
沉淀，影响测量结果；若 pH 太小，CrO
4
2-
会和 H
+
发生如
下反应：2CrO
4
2-
+2H
+
Cr
2
O
7
2-
+H
2
O，降低了指示剂
的浓度。
设计意图：在基本知识的教学中，我们接触到的
一般是对单一知识的介绍。而这个问题的解释要涉
及 CrO
4
2-
和 Cr
2
O
7
2-
之间的转化平衡、溶液的 pH、沉淀溶
解平衡等诸多知识，通过这个问题的讨论培养学生在
真实情境中综合考虑多方面因素的能力和意识。
【教师】在 Ag
+
和 Cl
-
反应的化学计量点，若想产生
Ag
2
CrO
4
沉淀，锥形瓶中CrO
4
2-
的浓度大约为多少？
【学生】使用 K
sp
计算指示剂 CrO
4
2-
的浓度，大约为
10
-2
mol/L。
【教师】通过计算可知锥形瓶溶液中CrO
4
2-
的浓度较
高，比酸碱中和反应中指示剂的浓度大的多。在滴定过
·课堂教学研究·
—— 45
化学教与学 2018年第 5期
程中，会不会在局部区域因Ag
+
浓度较高（如AgNO
3
溶液
滴落的区域）导致Ag
2
CrO
4
沉淀先出现而影响滴定结果？
【分组实验 2】向含有 Ag
2
CrO
4
沉淀（分组实验 1 中
的试管）的试管中加入 0.1mol/L NaCl 溶液，观察现
象。
【学生】砖红色沉淀逐渐变成白色沉淀。
【教师】在 Ag
2
CrO
4
溶液中，存在溶解平衡，Ag
2
CrO
4
（s）
2Ag
+
+CrO
4
2-
，Cl
-
和Ag
+
结合生成AgCl沉淀，推动了
Ag
2
CrO
4
的溶解平衡正向移动，总的结果为 Ag
2
CrO
4
（s）
+2Cl
-
2AgCl（s）+CrO
4
2-
，反应进行的程度由该反
应平衡常数的大小决定。已知 K
sp
(AgCl)＝1.8×10
-10
，
K
sp
(Ag
2
CrO
4
)＝2.0×10
-12
，试计算该反应平衡常数的大小。
【学 生】计 算 Ag
2
CrO
4
（s）+ 2Cl
-
2AgCl（s）+
CrO
4
2-
的化学平衡常数大小。
K =
c(CrO
4
2 -
)
c
2
(Cl
-
)
=
c(CrO
4
2 -
)× c
2
(Ag
+
)
c
2
(Cl
-
)× c
2
(Ag
+
)
=
K
sp
(Ag
2
CrO
4
)
K
sp
2
(AgCl)
=6.2×10
7
【教师】可以看出，向 Ag
2
CrO
4
沉淀中加 NaCl 溶液
Ag
2
CrO
4
会转化成 AgCl，说明难溶的电解质可以转化
成更难溶的电解质。同样，如果向同浓度的 Cl
-
和
CrO
4
2-
的混合溶液滴加AgNO
3
溶液，Cl
-
会优先沉淀。
设计意图：沉淀转化和沉淀反应的先后顺序应该
是同一规律的两个不同方面，类似于酸碱反应、氧化
还原反应中可行性问题、反应先后顺序问题。
【演示实验 2】向大试管中加入 0.1mol/L NaCl 溶
液、0.1mol/L K
2
CrO
4
溶液各约 3mL，再向混合溶液中
滴加几滴0.05mol/L AgNO
3
溶液，振荡，观察现象。
设计意图：演示实验的目的是对理论分析过程的
实证。
【学生】滴入 AgNO
3
溶液时会出现砖红色沉淀，振
荡后转化成白色沉淀。
【教师】通过上述讨论可以看出，在 AgNO
3
溶液滴
定 Cl
-
的过程中，CrO
4
2-
会在 Cl
-
沉淀完全后再和 CrO
4
2-
反应。因为即使先生成了 Ag
2
CrO
4
沉淀，只要溶液还
有Cl
-
，Ag
2
CrO
4
沉淀还是会转化成AgCl沉淀。
【分组实验 3】向盛有一滴管 0.05mol/L AgNO
3
溶
液的试管中滴加足量 0.1mol/L NaCl 溶液，再向其中
滴加0.1mol/L KI溶液，观察实验现象。
【学生】先产生白色沉淀，加入 KI 溶液后变成黄色
沉淀。
设计意图：通过 Ag
2
CrO
4
沉淀转化成 AgCl 沉淀、
AgCl 沉淀转化成 AgI 沉淀的实验事实，使学生理解沉
淀转化的普遍性和一般规律。
【教师】难溶的电解质可以转化成更难溶的电解
质，这种转化在自然界中也是普遍存在的，如难溶的
ZnS（K
sp
=2.93×10
- 25
）转 化 成 更 难 溶 的 CuS(K
sp
=1.27×
10
- 36
)，难溶的 PbS（K
sp
=9.04×10
- 29
）转化 成更难溶 的
CuS(K
sp
=1.27×10
-36
)等。
环节三：讨论水垢的处理过程，理解沉淀的转化
和沉淀的溶解
【教师】锅炉中的水垢会降低热能的利用率，甚至因
传热不均会引发爆炸事故。水垢的主要成分为CaCO
3
、
Mg(OH)
2
、CaSO
4
等，如何处理水垢？
设计意图：基于生活常识和已有的学科知识，在
水垢的处理方法中学生容易想到的是用酸溶解水垢，
由此指出该处理方法的问题，即 CaSO
4
不溶于酸的问
题，进而讨论沉淀的转化在生产生活中的应用，以及
沉淀的酸溶解问题。
【学生】用醋酸溶解。
【教师】日常生活中我们可以选择醋酸溶解水垢，
工业上我们可能会选择更强的酸，如盐酸。如果加入
盐酸，CaCO
3
和 Mg(OH)
2
均能溶解，但 CaSO
4
不溶于盐
酸，该怎么处理CaSO
4
？
【学生】思考后回答：用 Na
2
CO
3
溶液将 CaSO
4
转化
成CaCO
3
，CaCO
3
可以溶于盐酸。
【教师】用 Na
2
CO
3
溶液处理 CaSO
4
，发生如下反应
CaSO
4
（s）+CO
3
2-
CaCO
3
（s）+SO
4
2-
，该反应的平衡
常数 K =
K
sp
(CaSO
4
)
K
sp
(CaCO
3
)
=3.3×10
3
，平衡常数较大，反应容
易发生。将 CaSO
4
转化成 CaCO
3
后，水垢成分主要是
CaCO
3
、Mg(OH)
2
，可以用盐酸溶解。从沉淀溶解平衡
的角度，CaCO
3
（s）
Ca
2+
+CO
3
2-
，CO
3
2-
和 H
+
反应生
成 CO
2
气体，降低了溶液中 CO
3
2-
的浓度，推动了 CaCO
3
溶解平衡的正向移动，于是 CaCO
3
溶于盐酸，这个过
程我们一般用方程式 CaCO
3
+2HCl
= ===
CaCl
2
+CO
2
↑+
H
2
O 表 示，类 似 的 Mg(OH)
2
的溶解过 程 用 Mg(OH)
2
+
2HCl
= ===
MgCl
2
+2H
2
O表示。
【教师】难溶电解质可以转化成更难溶的电解质，
那么难溶电解质能不能转化成相对易溶的电解质
呢？已知 K
sp
(BaSO
4
)＝1.1×10
-10
，K
sp
(BaCO
3
)＝5.1×10
-9
，
能将BaSO
4
转化成BaCO
3
吗？
设计意图：BaSO
4
不溶于酸，这一点类似于 CaSO
4
，
不同是 CaSO
4
的 K
sp
大于 CaCO
3
，而 BaSO
4
的 K
sp
小于
·课堂教学研究·
—— 46
化学教与学 2018年第 5期
BaCO
3
，所以 BaSO
4
转化成 BaCO
3
的过程不易发生。所
以在该沉淀转化过程中要综合考虑平衡移动的问题。
【学生】计算 BaSO
4
（s）+CO
3
2-
BaCO
3
（s）+SO
4
2-
的平衡常数，得出结论：平衡常数为 2.2×10
-2
，反应不
易进行。
【教师】能想办法使平衡正向移动吗？
【学生】思考后回答：使用饱和 Na
2
CO
3
溶液，降低
c(SO
4
2-
)，使平衡正向移动。
【教师】使用 Na
2
CO
3
溶液浸泡 BaSO
4
固体，溶液中
SO
4
2-
浓度变大后更换饱和 Na
2
CO
3
溶液，可以促使平衡
正向移动，使 BaSO
4
转化成 BaCO
3
。在某些情况下，我
们可以通过反应条件的改变促使平衡正向移动，使难
溶电解质转化成相对易溶的电解质。
四、实施反思
翻转课堂教学模式对学生课前的自主学习提出
了更高的要求。在本节课的教学中，课前主要是学生
自主学习基础知识，课堂上师生就一些问题共同展开
讨论，在讨论过程中形成知识体系、深化认识。在课堂
讨论中主要注重知识体系的构建，知识的综合利用，如
综合沉淀溶解平衡和反应速率的知识解释自来水和
AgNO
3
溶液的反应，综合应用多个平衡理解莫尔法中溶
解 pH 值的选择等。这些都要求学生课前对基础的知
识的学习达到较好的掌握程度，对学生的自主学习能
力、自我管理能力提出了更高的要求，若课前基本知
识掌握不到位，课堂讨论中可能会遇到较大困难。
在翻转课堂教学模式的实施中应更多关注学生
思维的培养、能力的提升。在传统的课堂中，我们首
先进行的是知识的传授，这是要花费一定的课堂时间
的，甚至有些时候会占据绝大多数的课堂时间，然后
在知识传授的基础上再进行能力的培养。在翻转课
堂的教学形式中，教学重心很明显的后移了，教学效
率更高。而当学生的能力形成以后，课后处理问题则
事半功倍，所以我们对翻转课堂的讨论不应只关注于
课前学习会不会占据学生更多的学习时间，作业是不
是要减少，作业减少到多少合适等问题，而更多的应
该关注在翻转课堂的教学模式下学生的思维有没有
得到培养、能力有没有得到提升等。
参考文献
［1］ 武汉大学主编.分析化学（上册）［M］.北京：高等教育出版
社，2006：269-275
三、教学思考与体会
科学风险的教育在国内尚处在起步阶段，而且本
质上属于隐形教育范畴，因此在教学模式上要尽量避
免生硬的说教，本课的教学内容不局限于现有教材，
是基于主题式教学范式进行的开发和重组，比如《空
气质量报告》、《资料卡》、《数字化实验》等，都是真实
而鲜活的素材。通过恰当的教学设计，“让事实说
话”，从而达到“润物细无声”的教学效果。在教学策
略上要把握风险教育的三个维度，即认知、评估和决
策不可偏颇，比如我们将风险种类细化为 5 个方向，
评估采用打等级的形式，决策是在讨论的基础上总
结生成的，并且安排了 4 个循环递进的小组活动。
这些都体现了教学的重心向“学生的学习”倾斜的理
念，让学生在生动活泼的氛围中建构新认识、新观
点，在潜移默化的熏陶中提升科学精神和社会责任，
在主动学习的过程中发展核心素养。特别是 4 种风
险等级的评估，基本上符合了“高开低走”的教学预
期（见表 1），肯定了风险教育的效果：科学的认知、理
性的看待、客观的决策会降低“无知的畏惧”和“盲从
的群体性冲动”。
当然科学风险教育是“超越学科知识”的新生事
物，目前在诸多方面还存在不足，值得探讨和争鸣，特
别是教学评价方面还缺乏具有共识的标准和诊断工
具，希望我们的这种努力和尝试能收到“抛砖引玉”的
效果。
参考文献
［1］ 王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定
—
—
以化学学
科核心素养为例［J］.福建基础教育研究，2016（2）：7-9
［2］ 陆军.化学教学中学生科学风险认知及其能力的培养［J］.
课程·教材·教法，2016（1）：104
［3］ 核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养［J］.中国教
育学刊，2016（10）：1-2
［4］ 严西平等.基于培养科学风险素养的主题式教学［J］.中学
化学教学参考，2017（5）
［5］ 袁顶国等.论主题式教学设计的内涵、外延与特征［J］.课
程·教材·教法，2006（12）：19
表1 风险预估等级
风险种类
风险程度
健康
高
认知
较高
生态
中
生存
中或低
（上接第 39 页）
·课堂教学研究·
—— 47
