尚东林
摘要:“铝三角”转化关系容易混淆,学生不易掌握,借助化学平衡,从弱电解质的电离和盐类水解两个不同角度去分析,帮助学生很好地理解“铝三角”的转化,培养学生的平衡观。
关键词:“铝三角”,电离平衡,盐类水解,平衡移动
所谓“铝三角”的转化,指的是Al3+、Al(OH)3和AlO2-的相互转化,这是高考的重要知识内容,也是高三复习的重点,然而在高三一轮复习中,我们能明显感觉到在这块知识上学生基础薄弱,一般情况下,学生能够初步掌握Al3+→Al(OH)3→AlO2-的转化关系,对于AlO2-
→Al(OH)3→Al3+的转化关系在高一初学时很少提及,学生在复习时,由于对每一种物质的性质理解不到位,书写化学反应方程式或离子方程式常常颠三倒四,在有限时间内,为了提高高三复习效率,笔者在教学实践中,从Al3+、Al(OH)3和AlO2-这三种粒子的归属出发,深入研究它们的性质,发现每一种粒子在水溶液中存在平衡问题,巧妙借助“化学反应原理”中化学平衡的观点,从弱电解质的电离和盐类水解两个不同角度帮助学生分析和理解“铝三角”的转化,达到了事半功倍的效果。
角度一:弱电解质的电离
以Al(OH)3为分析对象,Al(OH)3是两性氢氧化物,可以看作弱酸,也可以看作弱碱,在水中能发生酸式电离和碱式电离,电离过程如下I和II:
3OH-+Al3+ ?葑 Al(OH)3 ?葑 H++AlO2-+H2O
I II
若在AlCl3溶液中滴加强碱,如NaOH溶液,由于溶液中存在大量的Al3+,加入NaOH溶液,发生反应生成Al(OH)3, 此时溶液中就会存在平衡I和平衡II, 随着滴加NaOH溶液,c(OH-)增加,OH- 必然会继续结合Al3+使平衡I正向移动,当Al3+几乎全部转化Al(OH)3 后,再加入NaOH溶液,则会中和II中 H+ 使平衡II正向移动,最终生成NaAlO2,上述过程的离子反应方程式如反应①和反应②。
3OH-+Al3+=Al(OH)3 ①
Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O ②
同理,若在NaAlO2中滴加强酸,如盐酸,会使平衡II逆向移动,生成Al(OH)3,再滴加盐酸,会使平衡I逆向移动,最终生成AlCl3,该过程的离子方程式如反应③和反应④。
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3 ③
Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O④
角度二:盐类的水解
分别以AlCl3和NaAlO2为分析对象,前者属于强酸弱碱盐,后者属于强碱弱酸盐,在溶液中存在盐类水解Ⅲ和Ⅳ,过程如下,AlCl3溶液显酸性,NaAlO2溶液显碱性。向AlCl3
Al3++3H2O?葑Al(OH)3 +3H+ Ⅲ
AlO2-+2H2O?葑Al(OH)3+OH- Ⅳ
溶液中滴加强碱,如NaOH溶液,酸碱中和,使反应 Ⅲ中c(H+)减小,平衡 Ⅲ正向移动,生成Al(OH)3,继续滴加NaOH溶液,可以看作反应Ⅳ中c(OH-)增大,平衡Ⅳ则逆向移动,最终生成NaAlO2,上述过程的离子反应方程式如上述反应①和反应②。
同理,若在NaAlO2中滴加强酸,如盐酸,会使平衡 Ⅳ正向移动,生成Al(OH)3,再滴加盐酸,会使得平衡 Ⅲ逆向移动,最终生成AlCl3,该过程的离子方程式如上述反应③和反应④。此外,从盐的水解角度分析,可以非常明确盐溶液的酸碱性,从而判断盐溶液与酸碱能否反应,如AlO2-溶液显碱性,可以与OH-大量共存,与H+不能大量共存。
综上所述,利用化学平衡的观点,从电离平衡和盐类的水解两个角度去阐释Al3+、Al(OH)3、AlO2-的相互转化,可以有效帮助学生认识和理解“铝三角”的转化关系,从而能够正确书写相关化学及离子反应方程式。同时,能帮助学生树立平衡观点,解决学习过程中的众多问题。
参考文献
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(作者单位:太原市实验中学 030012)
学习报·教育研究2016年1期