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。

 

表1 实例及问题

  

三个化学实例问题指向的目标1.自来水中Cl-的检验沉淀的生成2.自来水中Cl-的测定沉淀的转化和沉淀的先后顺序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 AgNO3溶液能产生沉淀吗？3.如何测定水中Cl-的含量？4.K2CrO4溶液为什么能用作为AgNO3溶液滴定Cl-的指示剂？5.在用AgNO3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CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4等，如何处理水垢？7.能将更难溶的BaSO4转化成难溶的BaCO3吗？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（Ksp）、离子积（Qc）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Cl2，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】无明显现象。

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1～2滴AgNO3溶液，振荡，观察现象。

周启强认为“信息传递的第一个要求是准确无误，第二个要求是省时省力，合起来称为效率原则。对于语言来说，最理想的效果是在保证准确的情况下，用最经济的手段达到交际的目的”(周启强2001：17-19)。对于新词来讲，应在保持词义明确的情况下，尽量少使用语言符号。日语IT新词中存在大量的英语缩略词表达，如：EDI(Electronic Data Interchange，电子数据交换)、DNS(Domain Name System，域名系统)、HTML(Hypertext Markup Language，超文本链接语言)等。

加强基础设施融合。随着城镇化进程加快和各类功能新区建设，地方相关部门和行业在进行城市规划时，应把民兵训练基地、动员中心建设等国防需求，纳入经济建设发展整体规划中统筹考虑;在组织城市、交通、通信等基础设施和重大项目建设时，要征求国防动员机构意见，综合考虑战备交通、人防设施、重要目标防护、信息化建设等国防需求，满足军事功能，实现“经济与战备兼容、平时与战时衔接、军需与民用一体”的目标要求。

【学生】使用AgNO3溶液。

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AgNO3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。

观察组治疗有效率为92.00%，对照组为68.00%。与对照组相比，观察组的治疗有效率更高，差异具有统计学意义（P＜0.05）。详细见（表1）。

【教师】没有出现沉淀的可能原因是什么？

2.对生物多样性和特异性的认识，以及对基因重组作为生物变异主要来源的认识，为知识的灵活应用奠定了基础。

【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 AgNO3溶液。能出现AgCl沉淀吗？（已知Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，一滴溶液的体积约为0.05mL。）

【学生】（计算出Qc，比较Qc和Ksp的相对大小，讨论）Qc＞Ksp，可以产生AgCl沉淀。

设计意图：使学生熟悉应用Ksp和Qc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。

油田专门制定并落实了《高校毕业生轮岗见习管理办法》、《新员工教育管理办法》等制度，规定所有新引进的高校毕业生全部到油田勘探开发一线进行为期1年的轮岗见习，让他们了解油田主体专业业务知识，掌握主要油气生产流程，拓宽知识领域，丰富工作经历，体验一线艰苦和基层职工拼搏奉献精神，领会油田企业文化内涵，锤炼思想作风，增强综合素质能力。在见习阶段，为青年人才指定职业导师，进行“一对一”或“多对一”指导，让其在不同岗位、不同业务、不同环境锻炼，尽快适应企业环境，加快由学生向职工的转化进程。

【学生】使用Ksp计算指示剂的浓度，大约为10-2mol/L。

【学生】看到丁达尔效应。

4月16日上午，水利部抗震救灾领导小组成立。领导小组由陈雷部长任组长，部领导鄂竟平、董力、矫勇、周英、胡四一、刘宁、陈小江和长江委主任蔡其华任副组长，统一领导、指挥和协调水利抗震救灾工作。领导小组下设防灾减灾组、供水保障组、水电恢复组、监测预报组、灾后重建组、技术指导组、综合协调组等7个工作组，分工负责相关工作。同时还成立了水利部抗震救灾前方领导小组。

【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AgNO3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？

1）在20世纪90年代，由当时的劳动和社会保障部牵头，全国几所在专业领域比较有名的985院校合办，出版了一套工科类视频教学资料。虽然已经过了20多年，该视频资料尚有部分能在网络中下载到。这些视频集结全国优势资源，远远好于现在的微课、慕课，所谓的微课、慕课就是一个噱头。

【学生】（思考，讨论，总结测定方案。）用已知浓度的AgNO3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AgNO3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AgNO3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K2CrO4溶液。K2CrO4溶液为什么能用作为AgNO3溶液滴定Cl-的指示剂？

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。

【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。

在正式建设的过程中，必须制定管理责任制，统一权利和责任。这将使问责制能够移交给各部门的人员，以提高管理人员在实际管理过程中的积极性，并进一步提高管理效率。此外，管理进程要求个别执行管理项目。不能统一的，不得指派专人或者部门负责。这些措施需要重新分配和有效执行。

【分组实验1】取1mL 0.1mol/L K2CrO4溶液置于小试管中，向其中滴加0.05mol/L AgNO3溶液，观察现象。

【学生】生成（砖）红色沉淀。

【教师】CrO42-和Ag+反应生成砖红色Ag2CrO4沉淀，有别于AgCl白色沉淀。若已知Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10-12，CrO42-为什么在 Cl-后与Ag+反应？

【学生】由Ag2CrO4的Ksp计算饱和Ag2CrO4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】总结在Cl-之后和Ag+反应产生砖红色沉淀，可以用作AgNO3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，会和H+发生如的浓度。

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CrO42-和Cr2O72-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Ag2CrO4沉淀，锥形瓶中的浓度大约为多少？

李老鬼吃着烟，撇着棉裤腰一样的大嘴，问，谁啊？神经兮兮的。让你出去了两天，和谁又挂啦上了？不会是付玉吧，咱可不能再上她的当啦。我日她三熏熏，这个小马子妮，可不是个简单人物，你那俩心眼，根本玩不转她。

【教师】通过计算可知锥形瓶溶液中的浓度较高，比酸碱中和反应中指示剂的浓度大的多。在滴定过程中，会不会在局部区域因Ag+浓度较高（如AgNO3溶液滴落的区域）导致Ag2CrO4沉淀先出现而影响滴定结果？

【分组实验2】向含有Ag2CrO4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Ag2CrO4溶液中，存在溶解平衡，Ag2CrO4（s）结合生成AgCl沉淀，推动了Ag2CrO4的溶解平衡正向移动，总的结果为Ag2CrO4（s），反应进行的程度由该反应平衡常数的大小决定。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10-12，试计算该反应平衡常数的大小。

【学生】计算Ag2CrO4（s）+2Cl-2AgCl（s）+CrO42-的化学平衡常数大小。

 

【教师】可以看出，向Ag2CrO4沉淀中加NaCl溶液Ag2CrO4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-和的混合溶液滴加AgNO3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 K2CrO4溶液各约3mL，再向混合溶液中滴加几滴0.05mol/L AgNO3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。

【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】滴入AgNO3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AgNO3溶液滴定Cl-的过程中，会在Cl-沉淀完全后再和反应。因为即使先生成了Ag2CrO4沉淀，只要溶液还有Cl-，Ag2CrO4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 AgNO3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Ag2CrO4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。

An Overview of the 2nd National Young Researchers Symposium on Engineering Risk Analysis and Management LI Dianqing,CAO Zijun,ZHANG Jie,ZHANG Lulu,ZHENG Wentang,ZHU Honghu,ZHANG Hua(140)

【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（Ksp=2.93×10-25）转化成更难溶的 CuS(Ksp=1.27×10-36)，难溶的 PbS（Ksp=9.04×10-29）转化成更难溶的CuS(Ksp=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CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4等，如何处理水垢？

【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，CaCO3和Mg(OH)2均能溶解，但CaSO4不溶于盐酸，该怎么处理CaSO4？

【学生】用醋酸溶解。

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CaSO4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】思考后回答：用Na2CO3溶液将CaSO4转化成CaCO3，CaCO3可以溶于盐酸。

【教师】用Na2CO3溶液处理CaSO4，发生如下反应易发生。将CaSO4转化成CaCO3后，水垢成分主要是CaCO3、Mg(OH)2，可以用盐酸溶解。从沉淀溶解平衡成CO2气体，降低了溶液中的浓度，推动了CaCO3溶解平衡的正向移动，于是CaCO3溶于盐酸，这个过程我们一般用方程式CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O表示，类似的Mg(OH)2的溶解过程用Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O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Ksp(BaSO4)＝1.1×10-10，Ksp(BaCO3)＝5.1×10-9，能将BaSO4转化成BaCO3吗？

通过对3支超导铌腔的EP试验数据进行跟踪汇总，可以看出以上三种方法得出的去除厚度结果基本一致。但是，由于EP后要进行脱硫清洗、高压水冲洗等洁净化操作，EP后称重可能会对腔体造成二次污染，所以，不建议选用此方法。使用超声波测厚仪测量EP前后的壁厚，然后计算EP去除厚度的方法在EP过程中可以辅助理论跟踪计算验证去除厚度，单独使用可靠性差，因为超导铌腔赤道处相对束管和IRIS处曲率半径较小，所以就微米级的去除厚度来说，测量过程中误差较大。综上，理论跟踪计算方法是最为直接、可靠的一种方法。

高校的各个部门都可以通过决算报表来反映出当前实际工作开展情况、预算执行状态。决算报表中存在很多关于预算经费使用执行方面的问题，如果能够妥善地解决这些问题，可以提升预算编制合理性和科学性，进而全面提升经费整体使用效率。同时学校各个高层管理者根据决算报表反映的项目推进情况，采用追溯法查找出项目推进中存在的问题属于哪个部门或环节，为落实责任提供确切落脚点。决算报表及时反映预算编制与执行中存在的问题，也为编制下一年的部门预算提供科学决策依据。

设计意图：BaSO4不溶于酸，这一点类似于CaSO4，不同是 CaSO4的 Ksp大于 CaCO3，而 BaSO4的 Ksp小于BaCO3，所以BaSO4转化成BaCO3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。

解析：制取NH3需要NH4Cl与Ca(OH)2反应,若只加热NH4Cl生成NH3和HCl,在试管口遇冷又生成固体NH4Cl,可能堵塞导管,A项错误;制取NaHCO3时,向NH3和食盐的饱和溶液中通入CO2的导气管应长进短出,B项错误;NaHCO3在水中的溶解度小,CO2通入氨化的饱和食盐水生成NaHCO3晶体析出(NH3+NaCl+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl),可用过滤法分离,C项正确;加热NaHCO3会分解,无法得到干燥的NaHCO3,并且加热时装置中烧杯应垫上石棉网,D项错误。

【学生】计算BaSO4（s）+BaCO3（s）+SO42-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Na2CO3溶液，降低)，使平衡正向移动。

【教师】使用Na2CO3溶液浸泡BaSO4固体，溶液中SO42-浓度变大后更换饱和Na2CO3溶液，可以促使平衡正向移动，使BaSO4转化成BaCO3。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AgNO3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