一道习题引起的思考
杜建军
人教版化学选修4《化学反应原理》第三章第四节的课后习题4(P67)
根据表3-4判断,将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO,溶液,发生的反应为()
A.只有AgBr沉淀生成
B. AgCl和AgBr等量生成
C. AgCl沉淀少于AgBr沉淀
D. AgCl沉淀多于AgBr沉淀
我认为教材设置此题的目的在于引导学生利用溶解度数据(AgCl : 1.5X10%;AgBr8.4 X 10 ¥)来判断混合溶液中c(Cl )和c(Br )的相对大小,从而判断出再加入足量浓AgNO3溶液后两种沉淀析出的相对多少。
加深对溶解平衡的理解;培养学生读取信息、解读信息、利用信息的能力。
答案选“D”,而学生大多错选“C”,理山很简单:AgBr溶解度小,将产生更多的沉淀。
殊不知正是因为AgBr溶解度小,使得c(Br ) <c(Cf),不可能生成更多的沉淀。
山于此题过于抽象,讲评时又没有必要将各离子浓度及相关Ksp拿来进行计算,我采取了列表对比的方法,帮助学生理清思路,正确判断。
试管溶解度c(X)可生成沉淀的量
甲(AgCl饱和溶液) 大大多
乙(AgBr饱和溶液) 小小少
在分析此题过程中,对其情景的设置有些疑惑,在此提出,与同仁们探讨。
一、将AgCl与AgBr的饱和溶液混合,是否会产生沉淀?
二、此过程能否用试验验证?试验时能否根据颜色区分AgCl沉淀和AgBr沉淀?
沉淀量怎样衡量?用质量还是物质的量?
根据表3.4,我进行了一些计算,结果如下:
表一单一溶液(20C)
饱和溶液S (g)c(Ag ) (mol • L ')c(X ) (mol - L d)Ksp
AgCl 1.5X10-1 1.05X10-5 1.05X10“ 1.1X10-'°AgBr8.4 X10-6 4.47 X10-7 4.47 XI O'7 2.0 XI O'13
表二混合溶液(20°C )
c(Ag) (mol • L'1)c(Cl)
(mol • L *)
c(Br )
(mol , L'1)
c(Ag+)・ C(cr) c(Ag)・ c(Br )
5.56X10-6 5.3X10* 2.2 X 10-7 2.9X10'" 1.2 X10-12
山以上两表可知:将AgCl与AgBr的饱和溶液混合,c(Ag) v(Br )大于AgBr的Ksp, 会产生AgBr沉淀。
为了验证这个结果,我做了这个实验。
该实验的关键是AgCl与AgBr饱和溶液的制备。
我采取的方法是:先配制等浓度的AgNCh和KC1溶液,将之等体积混合,得AgCl 沉淀,再用蒸憎水充分洗涤至洗涤液分别加入AgNO3和KCI的浓溶液,产生的浑浊比较接近,取此时的洗涤液即AgCl饱和溶液;AgBr饱和溶液的制备原理与AgCl相同。
具体操作过程如下:
实验过程现象
取AgCl与AgBr的饱和溶液各2mL,并将之混
合于试管甲
无浑浊出现
向甲中加入浓AgNO3溶液ImL出现浑浊,但无法确定是AgCl还是AgBr
取AgCl饱和溶液2mL,置于试管乙;向乙中
加入浓AgNO3溶液ImL
立即出现浑浊,逐渐形成白色沉淀
取AgBr饱和溶液2mL,置于试管丙;向内中加入浓AgNCh溶液ImL 立即出现浑浊,浑浊度明显低于乙,看不出黄色
做了以上实验,再来反思这道习题,既然它只是从理论上进行分析,表述也比较模糊,并旦难以用实验再现,为何不将其情景稍作改变?这样一来,既能实现原题的训练目标(加深对溶解平衡的理解;培养学生读取信息、解读信息、利用信息的能力),同时表述更清楚,并且可用实验验证。
我将该题改编如下,以供参考:
在甲、乙两变试管中分别盛有AgCl与AgBr的饱和溶液2mL,分别向其中加入ImL浓AgNO3 溶液,根据表3-4,将观察到()
A.均无明显现象
B.均有浑浊,且浑浊程度非常接近
C.均有浑浊,且甲试管中浑浊程度大于乙试管
D.均有浑浊,且乙试管中浑浊程度大于甲试管。