溶解度与溶度积常见错误探析

摘 要：目前不少中学生对溶解度及溶度积概念的认识不清晰，中学教材也没有全面系统地去理顺溶解度含义的认识发展及溶解度与溶度积之间的关系。通过厘清溶解度与溶度积的概念及常见错误认识，以期于广大学生学习时有所帮助，以期培养和发展学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等化学学科核心素养，促进学生自我发展。

关键词：溶解度;溶度积;错误;探析

初高中教材并没全面系统地去理顺溶解度含义的认识发展，更没有好好衔接溶解度与溶度积这两个概念，造成不少学生一些错误的认识。现从以下方面进行梳理，以期于广大学生学习有所帮助。

错误一：溶解度就是溶度积

根据现行人教版九年级下册教材第35页描述：在一定温度下，在一定量溶剂里溶质的溶解量是有一定限度的。化学上用溶解度表示这种溶解的限度。

现行人教版高中选修四第65页科学视野栏目提到：沉淀溶解平衡的平衡常数，符号为Ksp，在一定温度下，Ksp是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积。

由此可见，溶解度与溶度积都与温度有关，都与溶解性有关。但两个概念也有很多不同，如描述对象不一样，气体、固体、液体等都有溶解度来描述其相关溶解能力;但溶度积只限于描述难溶强电解质，并且溶度积着重于从平衡角度来描述。

当溶解度与溶度积的描述对象均为难溶强电解质时，它们相互之间有换算关系。设难溶电解质AxBy的溶解度为Smol·L-1，其饱和溶液中有C（Ax+）=xS，C（By-）=yS，此时Ksp（AxBy）=C（Ax+）xC（By-）y=（xS）xC（yS）y=xx·yy·S（x+y），此即為溶解度与溶度积之换算关系式，在换算时要注意单位统一，如果溶解度单位不是mol·L-1，要先换算成物质的量浓度。但上述公式应用有一定条件：①仅可用于难溶电解质，此时浓度近似等于活度;对于溶解度较大的强电解质，如微溶的CaSO4等，其离子强度较大而导致浓度与活度差别较大。②仅可用于电离出的离子无水解、络合等其他副反应的物质，如Na2CO3、Na2S等由于水解就不可用上述换算关系。③仅可用于在水溶液中溶解部分全部电离的情况，如Hg2Cl2由于共价性强，其溶解部分并未完全电离成离子。④仅可用于难溶电解质一步完全的情况。

错误二：溶解度只有g/100g水这一个单位

在初中学习时，教材有说到溶解度单位为g/100g水，而在高中教材中没有再提到过溶解度的新单位，不少学生误以为溶解度的单位只有g/100g水。在初中时，学生由于受所学知识水平限制，当时只学过质量分数这一种浓度表示方式，所以教材只提供了g/100g水这一个单位。但是溶解度是对溶解程度的一个描述，当时条件下其饱和溶液的浓度即可以用来表达溶解度，而浓度的表达方式有多种，仅中学就接触过质量分数、质量体积浓度、体积分数、物质的量浓度等，而从实际来看，使用物质的量浓度表示其溶解度更方便，故大学教材中主要以物质的量浓度来表示溶解度，溶解度单位主要用mol·L-1。

错误三：当温度一定时，溶解度是定值

例题1：已知常温时，BaSO4的溶度积是1.1×10-10，求出其在水中溶解度及在1.0mol·L-1的Na2SO4溶液中溶解度。

此时BaSO4的溶解度减少为水中的十万分之一。

当难溶电解质达到沉淀溶解平衡后，类似例题1这种因为加入含有相同离子的可溶强电解质而使难溶强电解质的溶解度减小的现象称为同离子效应。故在人教版初中教材及人教版高中选修4教材均有说明其提供的相关溶解度数据为水中溶解度数据。由于同离子效应使难溶强电解质的溶解度大为降低，同离子效应经常应用于使沉淀更加完全及洗涤沉淀过程。如粗盐提纯中为除去碳酸根离子，往往加入稍过量的BaCl2溶液，就是为了利用同离子效应，使得碳酸根离子沉淀得很完全;在洗涤BaSO4沉淀时，往往使用稀硫酸溶液洗涤，因为SO42-的同离子效应而防止了BaSO4沉淀的溶解损失。根据经验，沉淀剂过量50%～100%较为合适，过量太多则会导致盐效应、络合效应、酸效应等副反应，从而使沉淀发生溶解。

错误四：当溶质离子积Qc>Ksp，溶液中一定析出沉淀

有时溶液中离子积Qc>Ksp，但不一定能观察到有沉淀生成。可能的原因有五：（1）Qc是按浓度进行计算，不是按活度;如果按活度代入计算Qc，可得出Qc

错误五：只能溶解度大的生成溶解度小的，不能溶解度小的生成溶解度大的

由一种难溶物转化为更难溶的物质是比较容易实现的。

比如在BaCO3饱和溶液中加入K2SO4溶液，由于Ksp（BaCO3）大于Ksp（BaSO4），Ba2+与SO42-生成BaSO4沉淀，此时溶液中Ba2+浓度下降，BaCO3逐渐溶解。当不断加入K2SO4，BaCO3固体将会完全转化成BaSO4。

当两种沉淀同时存在时，有如下关系：

故1L溶液使被转化掉的BaSO4的质量：233×0.0022=0.51（g）

所以沉淀相互之间均可以转化，以上事实及数据表明溶解度大的转化为溶解度小的较容易，溶解度小的转化为溶解度大的很困难。

错误六：根据平衡移动原理，沉淀剂加得越多沉淀效果一定越好

沉淀剂并非加得越多，就一定沉淀效果越好。

比如盐效应，强电解质的加入导致溶液中离子浓度增大，从而导致活度有所变化。

错误七：溶解度越大，则其溶度积越大

例3：已知常温下AgCl的Ksp=1.8×10-10，求AgCl的溶解度S（假定离子不发生水解）。

从以上两个例子可以看出：AgCl的Ksp比Ag2CrO4的Ksp大，但AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度小。原因是前者为XY形结构，后者为X2Y形结构，故溶解度与溶度积大小关系不一致。再如：CuCl（Ksp=1.02×10-6，S=1.01×10-3mol·L-1），CuBr（Ksp=4.15×10-8，S=2.04×10-4mol·L-1），CuI（Ksp=1.27×10-12，S=1.13×10-6mol·L-1），类似于此类具有相同结构的难溶电解质，其溶度积Ksp与溶解度的大小关系才可一致。

参考文献：

[1]曹锡章，宋天佑，王杏乔.无机化学[M].北京：高等教育出版社，1994.

[2]杨斌.浅谈溶度积常数及其应用[J].中学化学教学参考，2017（3）：70-71.

[3]周享春.普通化学[M].北京：北京大学出版社，2013.

[4]蔡少华，龚孟濂，史华红.无机化学基本原理[M].广东：中山大学出版社，1999.

作者简介：刘彦波（1980—），男，硕士，中学一级教师，主要研究方向：高中化学教学。

编辑 温雪莲