化学教学
2012
年第
2
·60·
一道有关氢氧化铝的习题的深度剖析
戴建良,王海富
(金陵中学, 江苏南京 210005)
要:对一关于 Mg
2+
和 Al
3+
的混合液中加入 NaOH 溶液的流行进行了科学性剖析和真实性分析这类习题存在的
问题。
词:习题制;性;性;氧化
号:
10 05–6629(2012)2–0 0 6 0–02
中图分类:
G633.8
文献标识:
B
作为教节之一的习题,在实教学过程中
着重要的导向师选择什么样的习学生
上有么样的教学内容编制和
习题首先意习题的性。可以说是习
生命线。但在教性的习题
。请 题 :
题 目:在 M g C l
2
、A l C l
3
的混合溶液中逐滴加入
NaOH 溶经测定 NaOH 物质的和所
物质系如图 1 所示,则:
1)图 C 表 示 加 入 m o l N a O H ,A l
3+
已经 ,M g
2+
已经
2图 中 线 O A :A B =
[1]
Mg
2+
Al
3+
液 加 NaOH
题, 2 定: Mg(OH)
2
Al(OH)
3
两种沉淀同不考虑沉淀的先后顺序
沉淀物的量达到最大值时 Mg(OH)
2
Al(OH)
3
,且 A l ( O H )
3
解。
题中的 2 个的成立吗?Mg
2+
和 Al
3+
的混
合液加 NaOH 溶液这类问题有实际意义下面对这
论。
1 题的科学性分析
向 Mg
2+
和 Al
3+
质的量浓度分别
c
1
c
2
的混
合液中加 NaOH 溶了讨论方便忽略加前后
溶液的体积变化假设所加的 NaOH 溶液浓度很大
NaOH 固定体系充分荡后
平衡态在下面的计当浓度较小时近似地用离
度代活度
1.1 Mg(OH)
2
和 Al(OH)
3
开始沉淀时溶液的 pH
Mg(OH)
2
Mg
2+
+2OH
-
K
sp
[Mg(OH)
2
] =7.1×10
-12
[2]
Al(OH)
3
Al
3+
+3OH
-
K
sp
[Al(OH)
3
] = 4 . 6×10
-33
[2]
,可 M g ( O H )
2
Al(OH)
3
开始沉液中 OH
-
式:
[OH
-
]= 1
[OH
-
]= 2
1 示:
1Mg(OH)
2
和Al(OH)
3
开始淀时溶液中 OH
-
浓度及溶液 pH
离子
c
0
/
m o l·L
-
1
1
.
0 0
.
10 0
.
010
Mg
OH
2
开始沉
OH
-
浓度
/
m o l·L
-
1
2
.
7
×
10
-
6
8
.
4
×
10
-
6
2
.
7
×
10
-
5
溶液 pH
8
.
43 8
.
93 9
.
43
Al
OH
3
开始沉
OH
-
浓度
/
m o l·L
-
1
1
.
7
×
10
-
11
3
.
6
×
10
-
11
7
.
7
×
10
-
11
溶液 pH
3
.
22 3
.
56 3
.
89
1.2 Mg(OH)
2
和 Al(OH)
3
完全液的 pH
,当 离 子 小 于
或等于 10
-5
mol/L 以认为沉淀完全。 1×10
-5
1 、( 2
c
1
c
2
,计 2 示 :
2Mg(OH)
2
和Al(OH)
3
完全淀时溶液中 OH
-
浓度及溶液 pH
离子
c
1
/
m o l·L
-
1
1
.
0 0
.
10 0
.
010
Mg
OH
2
完全沉
OH
-
浓度
/
m o l·L
-
1
8
.
4
×
10
-
4
溶液 pH
10
.
92
Al
OH
3
完全沉
OH
-
浓度
/
m o l·L
-
1
7
.
7
×
10
-
10
溶液 pH
4
.
89
1.3 Al(OH)
3
沉淀开始溶解完全溶解时溶液的
pH
Al
3+
+4OH
-
=Al(OH)
4
-
K
1
=10
33.3
=2 . 0×10
33
[2]
Al(OH)
3
+OH
-
Al(OH)
4
-
K
sp
[Mg(OH)
2
]
c
1
K
sp
[Al(OH)
3
]
c
1
3
· 究·
测量评价
· 究·
C
0
0
.
1
0
.
2
B
n
物质
/
mol
n
NaOH
/
mol
1
A
化学教学
2012
年第
2
·61·
· 究· · 究·
测量评价
K
2
=
K
1
×
K
sp
[Al(OH)
3
] =2 . 0×10
33
×4 . 6×10
-33
=9.2
当 Al(OH)
3
,溶 O H
-
下:
[OH
-
]= 3
当溶液中
c
[Al(OH)
4
-
] =1. 0×10
-5
m o l / L 时,
Al(OH)
3
开始溶解当溶液中铝素几乎部以
Al(OH)
4
-
,可 A l ( O H )
3
全,
液中
c
[Al(OH)
4
-
] Al
3+
的起始浓
c
2
。将
c
[Al(OH)
4
-
] 3 ,计 3 示 :
3Al(OH)
3
沉淀开始溶解和完全溶解时溶液
OH
-
浓度及溶液 pH
离子
c
2
/
m o l·L
-
1
1
.
0 0
.
10 0
.
010
Al
OH
3
开始溶
OH
-
浓度
/
m o l·L
-
1
1
.
1
×
10
-
6
溶液 pH
8
.
04
Al
OH
3
完全溶解
OH
-
浓度
/
m o l·L
-
1
1
.
1
×
10
-
1
1
.
1
×
10
-
2
1
.
1
×
10
-
3
溶液 pH
13
.
04 12
.
04 11
.
04
1.4 小
,当 A l
3+
、M g
2+
起始浓度在
0.010 mol·L
-1
~ 1 . 0 m o l·L
-1
,A l ( O H )
3
Mg(OH)
2
开始沉淀溶液的 pH 分别为 3.22~3.89 和 8.43~9.43,
pH 为 4.89 和 10.92Al(OH)
3
开始溶的 pH 为 8.04溶解完液的 pH
11.04~13.04。将各特殊点 pH 表示如图 2 所示
在图 2 区间①为 Al
3+
沉淀区间②为 Mg
2+
淀区区间③为 Al(OH)
3
溶解区。
上可论:
含 Mg
2+
和 Al
3+
NaOH
时:
1)M g ( O H )
2
和 Al(OH)
3
不是时生成,
而是有明显的先后顺 Al(OH)
3
,再
Mg(OH)
2
沉淀。
( 2 )M g
2+
Al
3+
不可同时全部以沉淀形存在。
Al(OH)
3
,p H = 8 . 0 4 , M g ( O H )
2
有生
[ Mg
2+
浓度 0.01~1 mol/L pH=8.43~9.43
才开始生 Mg(OH)
2
] 。在 M g ( O H )
2
沉淀的过
程 中 ,A l ( O H )
3
一直
2 习题的真实分析
的 , 这 一 ,习
习题的实性包含两个方面的内
一是问题背景的真实二是解决问题所用到的方
法的实性。实性学问境、问及问题
特点和独特值。
它能近学生与学和现实生活的距离是学生
潜在动机资
[3]
缺乏真实性的题只会人为加学
生的负担使化学学习变得枯无聊遏制学生的创
力。
有关氧化铝习题
实性问题。在科与生活中及 Mg
2+
和 Al
3+
混 合 液 问 题 ?铝 界 中 主 要 以 铝 硅
岩 石 ,而
土矿土矿
[4]
。镁 壳 中
以光卤石KCl·MgCl
2
·6 H
2
O和 菱 镁 矿(M g C O
3
)形
存在
[4]
制取镁的另一个重要的原料是海水海水中镁
和铝的量分别为 1.3×10
-3
m g / k g 5 . 0×10
-7
mg/
kg 海水
[5]
海水的铝元素相元素来说
以忽略综上然界中无论是海水中还是矿
物中 Mg 和 Al 都没有大所以镁和铝的过
程不会涉及两者的分离问题样的题的背景乏真
实性制这样的习粹是为算而计没有
实际意义。
3 结论
有关 Mg
2+
Al
3+
的混合液加 NaOH 溶液的这一类
不仅缺乏真实性没有实际意义一道人为
造的问题而且存在科学性错Mg(OH)
2
Al(OH)
3
不是时生成,且沉物质大值
Mg(OH)
2
Al(OH)
3
,且 A l ( O H )
3
不溶解实际这种情况并不存在我们在编
选择习题时必须果这类缺乏科学性和真实
的习题分析习题,
可 以 轻 些 习 题 中 存 实 性 ,这
有利于我们专业础的巩也有进我们的
力。
献:
[1] 王 编 . [M]. 北 社,
2 0 0 7 :4 5 .
[2] 泉等 . 定 [M]. 合肥:中国大学出版
社,1997334,335.
[3] 刘 . 化学问题的真实性与命策略 [J]. 化学教2007
1:6 0 .
[4] 北师化学教室等编 . 无化学册 [M]. 北高等
社 2003:669649.
[5] 天津化工研究等编 . 无机盐工业手册 2 版册 [M].
版社199552.
c
[Al(OH)
4
-
]
K
2
3
.
22
3
.
89
4
.
89
8
.
04
8
.
43
9
.
43
10
.
92
11
.
04
13
.
04
pH
2Al
3+
、M g
2+
沉淀及 Al(OH)
3
的pH区