由“黄金雨”实验设计“沉淀溶解平衡”的主题式复习
体会化学学科价值。
二、教学设计思路
近年来，“沉淀溶解平衡”是高考的固定考点，题型稳定。考试说明要求：“理解难溶电解质的溶解平衡、能运用溶度积常数（ Ksp）进行简单计算”，主要考查学生对基本概念的理解和对Ksp的认识和应用，并能在此基础上评价不同实验方案。中学阶段对这部分内容已十分控制难度，但“沉淀溶解平衡”作为教材内容的最后一个平衡体系，理论性强、概念抽象，许多学生存在较明显的认知缺陷，知识片段式、零碎化。
本节复习课以“黄金雨”实验为情境载体，结合考纲展开教学设计，首先欣赏“黄金雨”，激发学生的研究热情;随即制备PbI2，唤醒记忆、回归概念，讨论试管中的离子反应及平衡体系，深度辨析概念、通过数型结合强化Ksp的应用;之后呼应主题，学生制作“黄金雨”，体会美丽化学;紧接着抛出Pb2+污染问题，引导学生利用沉淀转化解决问题。通过复习唤醒、整合、内化、提升。在深度辨析概念的基础上，引导学生进行定性分析、定量计算，辅以生动的实验，夯实基本概念和基础知识的同时，培养信息加工和解决实际问题的能力，发展化学服务于社会和谐发展的学科价值观。相关教学流程见图l。
三、教学过程设计
1.课题引入制备PbI2
课前在讲台上放置一台磁力搅拌器，瓶内物质在搅拌下缓慢旋转，在灯光照射下金光闪闪，并利用投影仪在屏幕播放。为加强体验，每小組的实验盒中也放置一小瓶黄金雨，让学生振荡后用电筒照射，近距离欣赏。
[学生实验1]取5mL 0.2mol.L-1 KI溶液于试管中，往其中加入2mL O.lmol.L-l（ CH3C00）2Pb溶液，充分振荡后静置。提醒：注意I-过量！
[思考]这个体系中主要存在着怎样的化学平衡？
[反馈]大量Pb2+与I一结合产生了黄色PbI2沉淀：Pb2++2I-=Pbl2↓。此体系中主要存在沉淀溶解平衡：Pbl2=Pb2+ +2I-。
[动画]Pbl2固体在水中，一方面，在水分子的作用下，少量Pb2+和I一脱离Pbl2固体表面进入水中;同时，进入水中的Pb2+和I一又受正负离子的吸引，回到固体表面析出。当沉淀溶解速率和生成速率相等时，得到PbI2饱和溶液，建立沉淀溶解平衡。
[辨析] Pbl2=Pb2++2I-的含义。大部分像Pbl2这样的难溶性盐，又如BaSO4、AgCl等，都是强电解质。电离过程和溶解平衡过程各自存在、但各不相同，不能混为一谈，我们要用规范的化学用语表示。这个表达式还可以标明状态：PbI2（s）=Pb2+（aq）+21-（aq），区分电离过程。
[归纳]这里的宏观现象、微观探析、符号世界是物质的三重表征。微观结构决定宏观性质，符号作为中介，增强对物质的认识、概念的思辨，这是化学学科最具特色的思维方式。复习中同学们可以多加尝试，定会事倍功半。
[设计意图]苏教版教材利用检验Pbl2上层清液中I-的实验引出课题“沉淀溶解平衡”，其中Pbl2试剂是直接呈现的，且高中教材中Pbl2仅在此出现过一次，学生比较陌生。本节复习课利用复分解反应再现Pbl2，唤醒记忆，KI和（CH3C00）2Pb溶液混合制备Pbl2，且实验时强调I一过量，为后续探究铺路。从宏观现象入手引出体系中的离子反应及主要存在的化学平衡，辨析离子反应、沉淀溶解平衡、电离方程式，在思辨中加深对“沉淀溶解平衡”的理解，强调“宏观一微观一符号”三重表征。
2.数型结合感知平衡
[活动]已知25℃，Ksp（ Pbl2）=8.0×10-9，Pbl2饱和溶液中C（Pb2+）与c（I-）的关系如下表所示。完成表格，并根据表中数据在坐标系中画出Pbl2在水中的沉淀溶解平衡曲线图[2]。
[讨论]根据Pbl2的沉淀溶解平衡曲线图，回答下列问题：
①a点的含义是什么？
②d点有无沉淀？如何改变条件使之析出沉淀？
③通过蒸发能否将d点变到c点？
④加入（CH3C00）2Pb固体，能否使溶液由a点变到b点？
⑤b点是否有固体析出？
[反馈]一定温度下，某难溶电解质的饱和溶液，依据溶度积表达式根据一种离子浓度求另一种离子浓度。学生板演Pbl2溶度积表达式：Ksp（Pbl2）=c（ Pb2+）.C2 （1-）。
[归纳]高考题中常有关于平衡曲线的考查，抓住平衡状态，结合溶度积规则，很容易解决相关问题。小结溶度积规则：QspKsp：溶液过饱和，有沉淀析出。
[设计意图]以Pbl2饱和溶液为例，依据Ksp计算、描点、作图，感知沉淀溶解平衡状态。不仅培养识图能力，而且体会作图的过程。知其然，更知其所以然。并根据图像，设计系列追问，加深对Ksp的理解，归纳小结Ksp的应用，建构“沉淀溶解平衡”的认知模型。
3.制作“黄金雨”演绎平衡移动
[学生实验2]将实验1试管充分加热至沉淀基本溶解，冷却、静置后逐渐有金黄色晶体析出。
[交流]欣赏亲手制作的“黄金雨”，兴奋不已。Pbl2黄色浊液随着加热逐渐变澄清，相比于许多白色难溶物的溶解要更加醒目。加热过程中，黄色沉淀逐渐溶解，说明随温度升高，该溶解平衡正向进行，即溶解吸热，AH>O。Pbl2晶体呈六棱柱型，拥有八个反光面，冷却时小晶体从各个角落均匀析出。
[過渡]美丽背后存在重金属离子污染的隐患。资料：“Pbl：是一种亮黄色重质粉末或六边形鳞片状结晶，熔沸点较高，有毒。Ksp（Pbl2） ≈8.Oxl0-9，溶解度S≈0.055g，属于微溶物质。《国家生活饮用水卫生标准》铅含量-1”。由此可见，我们八个实验小组实验产生的铅污染是不容忽视的。如何降低本次实验由于Pb2+造成的水污染？
[复习]以Pbl2为例，回顾外界条件对沉淀溶解平衡移动的影响。
[讨论]以上外界条件中哪些变化能够降低C（Pb2+），其中哪种方法最适合处理污染问题？
[分析]结合数据：25℃，Ksp（ PbCl2）=1.6xl0-5、Ksp（ Pbl2）=8.Oxl0-9、Ksp（ PbS）= 8.Oxl0-28。向Pbl2饱和溶液中加入少量Na2S固体或溶液，Pb2+与S2-结合生成更难溶的PbS，C（Pb2+）减少，促进Pbl的溶解，最终转化成PbS，平衡移动实现沉淀的转化。书写离子方程式：Pbl2（s）+S2-（aq）=PbS （s）+21-（aq），计算反应平衡常数。
[设计意图]引导学生在真实的实验中挖掘隐含知识，认识到平衡的移动实现沉淀的转化。通过Pb2+污染处理的讨论，演绎平衡移动，并根据平衡移动原理指导实践，聚焦C（Pb2+）减小，讨论实验方案。层层递进，打通沉淀的产生、溶解、转化。培养学生主动应用平衡移动原理解决实际问题的能力，体会化学学科价值、增强社会责任意识。
4.利用沉淀转化，处理Pb2+污染
[学生实验3]①将实验2的悬浊液分为两份，向其中一支试管中滴加0.4mol.L-1 Na2S溶液，一支试管的悬浊液留做比较。②用铅离子测试纸分别检测两支试管中的上层清液，并与比色卡对比，记录相应数据范围。
[设计意图]水质问题是一个世界性问题，有效快速的水质检测是当前的刚性需求。为了看见Pb2+减少，提供给学生一种便捷的检测方法，利用Pb2+测试纸半定量检验处理效果。通过以上活动发展了对于沉淀溶解平衡的定量认识，培养了学生基于现象、基于数据的证据推理意识，又增强了学生的环保意识和社会责任。
[拓展1]若实验1改为取SmL 0.2mol.L-1（CH3COO）2Pb溶液，往其中加入2mL O.lmol.L-1 KI溶液，以下步骤不变。通过实验3产生黑色沉淀能否说明溶解能力PbS
[拓展2]对比PbCl2、Pbl2、PbS的Ksp数据，难溶电解质溶度积越小，溶解度一定越小吗？
[小结]I.与其他平衡常数一样，一定温度下，溶度积Ksp为一常数。
Ⅱ，一定温度下，相同类型（AmBn）的难溶电解质，Ksp越小，溶解度也越小;不同类型的难溶电解质，需注意Ksp表达式中的指数。
Ⅲ.一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。
[设计意图]苏教版《化学反应原理》教材中的“沉淀的转化”实验是AgCl转化为Agl，Agl转化为Ag2S，实验第一步要求将AgN03溶液滴入NaCl溶液[3]，以保证Ag+完全沉淀，只有Ag+完全沉淀，才能说明Agl是AgCl转化而来，而不是过量的Ag+与I-结合，这个实验环境许多学生会忽视。此处利用现有情境，引导学生思考实验l中制备Pbl2时为何要I-过量，若颠倒试剂用量是否可行？激发认知冲突、评价实验方案，提升对沉淀转化本质的认识。
[结语]沉淀溶解平衡和电离平衡、水解平衡一样都属于水溶液中的化学平衡，可以用勒夏特列原理分析沉淀的生成、溶解、转化。利用Ksp计算未知离子的浓度，判断沉淀的先后等等（图6）。
5.教学反思
高三化学复习课不能离开教材，复习不是简单重复，不是机械做题，要想利用最精华的课堂时间达到最有效的复习效果，教师必须在备课上多下功夫，多研究考纲，多研究考题。本节课设计真实情境融合考点，培养学生在真实情境中获取、分析、加工信息的能力，让学生在分析和解决实际问题中不断深化对核心概念本质的认识，领悟学科思想和方法。
相比于教材中较分散的实验，本节高三化学主题式复习课，开发了“黄金雨”实验中的有效教学资源，将抽象的知识情境化，有利于整合体系、建构模型。活动设计体现了直观性、定量性和综合性的特点，提升丁学生的证据推理意识，以及发展化学服务于社会的学科价值观。另外，本节课缺乏学生讨论碰撞交流，计算演练较匆忙，规范化训练不够，有待进一步改进。
参考文献
[1]赵培培，高三主题化复习课的设计与实施[D].石家庄：河北师范大学，2018：1
[2]王飞，赵华.复习课应回归教学原点——基于“沉淀溶解平衡”复习课设计的几点思考[J].化学教育，2014（1）：44- 47
[3]王祖浩主编，普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理[M].南京：江苏教育出版社，2017：90-91