巧建模型解决向饱和氢氧化钙溶液中加入生石灰的问题

刘小义

【摘 要】一般情况下，固体物质的溶解度随温度升高而增大，如硝酸钾。但也有极少数固体，如氢氧化钙，它的溶解度却随温度升高反而减小。因为氢氧化钙溶解度随温度变化而减小的特殊性，给一些相关问题的解答，带来了思考的难度。

【关键词】饱和氢氧化钙溶液;加入;生石灰

【中图分类号】G623.1【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）19-0-01

在初中化学关于溶解度及溶解度曲线的运用中，常常会出现氧化钙溶于饱和石灰水的问题，例如，向20℃的饱和澄清石灰水（甲溶液）中投入适量的氧化钙粉末，充分反应，下列说法错误的是

A.溶液温度末冷却到20℃时，溶液一定是饱和溶液

B.溶液温度末冷却到20℃时，溶质质量分数比甲溶液大

C.溶液温度恢复到20℃时，溶液质量比甲溶液小

D.溶液温度恢复到20℃时，溶液的溶质质量分数和甲溶液的相等

由于在溶解过程中即发生氧化钙与水的反应，同时溶液的温度也会升高，所以解决这类问题单一从理论角度不好解释，而且学生也理解也不好。本文笔者根据多年的教学经验，通过构建模型巧妙的解决这个问题，具体思路如下：

一、构建两个模型

为了便于理解我们首先要构建两个模型即的饱和溶液和不饱和溶液的模型。依据定义，在一定温度下，向一定量溶剂里加入某种溶质，当溶质不能继续溶解时，所得的溶液叫做这种溶质的饱和溶液。在一定温度下，在一定量的溶剂里，还能再溶解某种物质的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液。根据定义设计了以下两个简单形象的饱和溶液和不饱和溶液的模型。

二、熟悉两种物质的相关性质

为了很好的解决问题，使思路更加明晰，学生要熟悉两种物质的性质。

（1）熟悉氧化钙的化学性质。氧化钙是一种能与水发生化学反应的金属氧化物，化学方程式：CaO+H2O═Ca（OH）2;反应中会消耗水，生成氢氧化钙，同时反应放出大量的热。

（2）熟悉溶解度曲线含义。

要做好这类题学生应该理解溶解度曲线图中点的含义，这点非常重要，溶解度曲线图中不同位置的点代表的意义各不相同。曲线下方的任意一点对应的溶液是一定温度下的不饱和溶液;在这里特别要熟悉氢氧化钙的溶解度曲线的含义：氢氧化钙溶解度随温度上高而降低，对于饱和氢氧化钙溶液来说，温度升高有溶质析出，降低温度，溶解度增大。

三、形象化描述氧化钙溶解对饱和溶液的影响

状态A是20℃的饱和澄清石灰水，为了便于描述反应原理，假设Ca（OH）2（a）和H2O（a）两者恰好形成饱和溶液，Ca（OH）2（b）和H2O（b）两者恰好形成饱和溶液。向20℃的饱和澄清石灰水（状态A）中投入适量的氧化钙粉末，假设加入的氧化钙恰好将H2O（a）消耗完，则原先的溶质Ca（OH）2（a）由于没有溶剂来溶解而全部析出，同时由于氧化钙与水反应放出热量使下层Ca（OH）2（b）和H2O（b）两者恰好形成饱和溶液温度升高，Ca（OH）2（b）会由于温度升高溶解度降低而又部分析出，同时新生成的Ca（OH）2（c）由于没有水来溶解也会全部析出。此时如果温度不恢复到原来温度，那么状态C中此时溶剂的量由于消耗而减少，溶质的量由于析出在减小，由于状态A中溶质溶剂的量在减少，则溶液的量在减小，同時，由于溶液的均一性，状态A中上层和下层浓度相同，但由于加入氧化钙导致原来Ca（OH）2（a）全部析出和H2O（a）全部消耗，而下层中Ca（OH）2（b）有部分析出，但是下层H2O（b）的质量不变，所以状态C比状态A浓度低，溶液的浓度在减小。

若将状态C恢复到原来的温度，由于温度降低氢氧化钙在水中的溶解度增大，则此时由于升温导致已经部分析出的Ca（OH）2（b）会重新溶解到H2O（b）中，浓度和原来一样。但是由于H2O（a）全部被消耗，所以溶剂的质量在减少，溶质的质量在减少，溶液的质量在减少。

通过巧妙的构建模型可以很形象化的解决向饱和氢氧化钙溶液中加入生石灰的问题，如果在讲解过程中配以动画模拟，则效果更好，学生非常容易理解。通过运用这种思维方式我们很容易的解决本文开头的例题，答案B

参考文献

[1]徐宜秋;向饱和氢氧化钙溶液中加入生石灰的问题探讨[J];《数理化学习（初中版）》2013年07期.